Toplinska obrada materijala od čelika ili lijevanog željeza općenito se provodi kako bi se postigla određena svojstva koja su potrebna za primjenu ili daljnju obradu. Toplinska obrada može se podijeliti na razne procese. U općenitom smislu, takva obrada metala podrazumijeva strukturnu transformaciju materijala ili mijenjanje površinu obratka. Da bi se to postiglo koriste se razni toplinski i termokemijski procesi i strojevi za obradu metala.
Provodi se kako bi se postigla određena svojstva
Strukturna transformacija materijala ili mijenjanje površine
Podesiva temperatura i vremenska kontrola olakšavaju proces
Žarenje, posebno sferoidizacijsko (meko) žarenje, koristi se da bi se povećala obradivost materijala. Žarenje radi smanjenja zaostalih unutarnjih naprezanja također spada u ovu kategoriju. Ovi toplinski procesi koriste se za smanjenje zaostalih unutarnjih naprezanja obratka koji je nastao u prethodnim procesima, npr. valjanja. Postoji još mnogo mogućnosti za grijanje i žarenje poput potpunog žarenja, difuzijskog žarenja (homogenizacije), žarenja na grubo zrno i rekristalizacijskog žarenja itd. Za ovaj način obrade također se primjenjuje toplinska obrada poput površinskog kaljenja, normalnog kaljenja, žarenja i izotermnog poboljšavanja (austempering). Kaljenje se može primijeniti na cijeli materijal ili samo na površinu, gdje smanjuje rizik loma čelika. To se čini stvaranjem očvrsnute kore, tj. ovoja oko tvrde jezgre obrađivanog materijala.
Termokemijski procesi mogu se također podijeliti na karbonitriranje, nitriranje, boriranje i pougljeničenje. Ove metode temeljene su na specifičnim zahtjevima proizvodnje. Termokemijski procesi koriste se, između ostalog, za povećanje udjela ugljika na posebnim dijelovima obratka.
Povijest toplinske obrade
Jako grijanje željeza i obrada toplinom poznate su već tisućljećima. Termička obrada metala jedan je od najstarijih proizvodnih postupaka. Najstariji dokaz primjene kaljenja u proizvodnji je pijuk, koji datira negdje između 1200. i 1100. godine pr. n. e., a drugi nalazi govore o primjeni ovog postupka širom cijelog svijeta, od Azije i Europe, do Afrike. Danas novi i rabljeni strojevi te učinkovite peći za jako grijanje, tj. žarenje, omogućuju obradu materijala i postizanje njegovih željenih karakteristika na najvišoj razini. Programibilna temperatura i vremenska kontrola olakšavaju proces obrade.
Primjena i primjeri toplinske obrade
Tijekom pravljenja alata obrađuje se visokokvalitetan alatni čelik. U takvom proizvodnom procesu grijanje oslabljuje naprezanje materijala koji se potom obrađuje. Tako formirani obraci su (ovisno o njihovoj budućoj namjeni) očvrsnuti ili potpuno ili samo na površini. Nakon toga, obradak se dalje obrađuje brusilicom. Važno je osigurati da proces proizvodnje opet ne rezultira meko žarenom površinom, a to se može spriječiti hlađenjem ili opreznim prenošenjem. Tvrdi metal proizvodi se sinteriranjem koje se ne smije vršiti korištenjem uređaja za hlađenje, čak i ako ne hlade kontinuirano. U tom slučaju bi se na metalu pojavile pukotine budući da metali nisu tolerantni na nagle promjene u temperaturi. Pažljivo provedena toplinska obrada može značajno poboljšati tehnološke karakteristike materijala. Na primjer, probijač na štanci sadrži tvrdu jezgru i očvrsnutu površinu koja je debljine nekoliko desetaka milimetara.
Proizvođači strojeva za toplinsku obradu
Nekoliko tvrtki specijalizirano je za proizvodnju strojeva koji se koriste za toplinsku obradu. Novi i rabljeni strojevi za obradu metala mogu se nabaviti od dobavljača kao što su MLW, NABERTHERM i ELIOG. Kvalitetna termička obrada čelika i drugih materijala može se dobiti i uz rabljene strojeve. Pri tome je nabava opreme znatno jeftinija, te su same mašine dostupnije širem krugu korisnika. U ponudi stranice surplex.com potencijalni kupac može pronaći širok izbor rabljenih strojeva koji će mu omogućiti kvalitetnu proizvodnju uz pristupačnu cijenu. Mašine u ponudi najčešće omogućuju iznimno kvalitetno provođenje postupaka toplinske obrade čelika i drugih legura.
