мини|desno|250px|Mašinska obrada odvajanjem čestica na strugu. мини|desno|250px|Oko godine 400. sagrađen je gvozdeni stub u Delhiju, visok 7 metara i težak više od 6 tona, koji i dan danas odoleva monsunskim kišama i koroziji. мини|desno|250px|Livenje u Pešćani kalup za jednokratnu upotrebu. мини|desno|250px|Prikaz rada uzdužnog valjanja. мини|desno|250px|Kovanje je jedan od najstarijih i najraširenijih postupaka obrade metala. мини|desno|250px|Vrući metalni ingot se opterećuje (kuje) sa velikim batom. мини|desno|250px|MIG ili elektrolučno zavarivanje topljivom žicom u zaštiti inertnog plina. мини|desno|250px|Anodna zaštita s trupa broda. мини|250px|desno|Galvanizovana površina čelika s vidljivim kristalnim zrnima cinka. Kristalna zrna čelika ispod zaštitnog sloja cinka su mikroskopska (mikrostruktura). мини|desno|250px|Čelični liv nakon 12 sati toplotne obrade na temperaturi od 1 200 °-{C}- (-{Goodwin Steel Castings Ltd.}- - Ujedinjeno Kraljevstvo). мини|desno|250px|Različito otvrdnjavanje japanskog samurajskog mača katane. Svetle talasaste linije (nioi) odvajaju martenzitne krajeve od perlitne osnove.

Obrada metala je promena oblika, dimenzija ili svojstava metala kako bi se prilagodio daljoj upotrebi. Promena oblika, dimenzija ili svojstava metala može se podeliti na ručnu ili mašinsku obradu. Da bi se izvela obrada metala na bilo koji način potreban je alat. Alat je sredstvo u direktnom dodiru s predmetom koji se obrađuje.Metal sculptures http://www.janetgoldner.com

Sila kojom alat deluje na obradak dovoljno je velika da pomiče obradak po radnom stolu. Zato je obrada moguća samo ako obradak miruje. Takođe je potrebno da se zadrži obradak na istom položaju ako je potrebno izvršiti više različitih obrada. Za što bolje pozicioniranje i što tačniju izradu potrebna su pomagala koja su specijalno konstruirana za tu srhu. Naprave su pomoćna sredstva koja se primenjuju u toku proizvodnje, ne obrađuju direktno materijal, ali učestvuju u procesu proizvodnje i to kao samostalni uređaji ili kao deo alatne mašine.

Istorija

Prvi je alat čovek dobio tešući mekani kamen od kojeg je izrađivao ručne klinove ili oblutke. U svom razvoju prelazi iz kamenog doba u metalno doba.. Hronološki se pojavljuju bakarno, bronzano i gvozdeno doba. U bakarnom dobu čovek nailazi na mekani metal koji je lako obradiv materijal i primitivnim kamenim alatom. Zbog svoje mekoće, bakar se u početku koristio za nakit. Otkrićem daljnjih obrada (hladnog oblikovanja i livenja), koristi se za izradu alata i oružja. Sve veća upotreba bakra uzrokovala je promene u tadašnjem društvu. Pojavile su se grupe prvih specijalista: rudara, kovača, livaca, metalurga. Do 3800. pne. upotreba bakra proširila po celom Mediteranu, a uporedo s upotrebom bakra dolazi do otkrivanja i upotrebe zlata, srebra, olova, arsena (oko 3500. pne.). Počinje mešanje metala i izrada prvih legura (arsenova bronza), čime je otvorena sledeća stepenica u razvoju čoveka: bronzano doba, kada je od legure bakra i kalaja dobijena bronza. U tom se razdoblju povećava proizvodnja bronzanog oružja, alata i nakita.

Nakon bronzanog nastavlja se gvozdeno doba. Obrada gvožđa hladnim kovanjem na Bliskom istoku počinje oko 6000. pne. (meteoritsko gvožđe), ali do masovne uporabe gvožđa dolazi tek oko 1000. pne, kada se znanje o kaljenju gvožđa proširilo Starim Istokom i Grčkom i to se uzima za početak kamenog doba.

Podela obrade metala

Postupci obrade metala dele se u nekoliko grupa: Obrada izvornog oblikovanja: iz bezobličnog stanja (ruda, otpadni metal, strugotina) oblikuje se čvrsto telo određenog oblika (najčešće livenjem); Obrada bez odvajanja čestica: to je način obrade metala kada se sirovina menja u željeni oblik novih dimenzija ili svojstava bez promene zapremine i mase materijala (valjanje, kovanje, savijanje, sabijanje); Obrada odvajanjem čestica: to je način obrade metala kada se sa komada odvaja višak materijala lomljenjem sitnih delova materijala (piljenje, bušenje, struganje, glodanje); Obrada spajanjem: to je način obrade kod kojeg se željeni proizvod dobije spajanjem dva ili više delova u jednu celinu (zavarivanje, lepljenje, meko i tvrdo lemljenje, spajanje vijcima, zakovicama); Obrada zaštite materijala: to je način obrade kod kojeg se na obradak nanosi materijal u svrhu povećanja kvaliteta proizvoda (antikorozivna zaštita, metalizacija, eloksiranje, bruniranje, hromiranje, bojenje, plastifikacija); Obrada promenom svojstava: to je način obrade metala kada se komadu menja struktura, a time i njegova svojstva (toplotna obrada kao kaljenje, normalizacija, cementiranje).

Obrada izvornog oblikovanja Obrada izvornog oblikovanja je postupak obrade metala kada iz bezobličnog stanja (ruda, otpadni metal, strugotina) se oblikuje čvrsto telo određenog oblika (najčešće livenjem).

Livenje Livenje je postupak oblikovanja pri kojemu se rastopljeni metal uliva u neku šupljinu (kalup), hladi i skrućuje u njoj, te poprima njen oblik (odlivak). Alati za livenje mogu biti peščani kalupi za jednokratnu upotrebu i metalni (kokile) za višekratnu upotrebu. Ulivanje može biti gravitaciono pod delovanjem sile teže ili pritisno pod povišenim pritiskom radi boljeg popunjavanja kalupne šupljine."Tehnička enciklopedija", glavni urednik Hrvoje Požar, Grafički zavod Hrvatske, 1987.

Najveća primena odlivka je u automobilskoj industriji u obliku livenog gvožđa ili aluminijumskog liva. U jedan automobil ugrađeno je više od 100 odlivaka. Osim automobilske industrije, odlivci se koriste u mašinogradnji, građevinskoj industriji, medicini, brodogradnji, za železnička vozila, energetici, vazdušnoj i svemirskoj industriji, kod livenja umetničkih skulptura.

Prednosti livenja su što se može dobiti složena geometrija vanjskog i unutarnjeg dela odlivka, moguće je dobiti dimenzijski tačan oblik ili približno tačan oblik, moguće je proizvesti vrlo velike odlivke, može se liti bilo koji metal, moguća masovna proizvodnja, velik raspon dimenzija odlivka: od 1 gram do 250 tona. Nedostaci livenja su ograničenja u mehaničkim svojstvima (često se javlja poroznost), često nedovoljna dimenzijska tačnost i kvalitet površine, opasnosti u proizvodnji, te nepovoljan uticaj na okolinu."Ljevarstvo" , www.fsb.unizg.hr, 2011.

Obrada bez odvajanja čestica Obrada bez odvajanja čestica je način obrade metala kada se komad menja u željeni oblik novih dimenzija ili svojstava bez promene zapremine i mase materijala. Jedan od postupaka obrade materijala bez odvajanja čestica je plastična obrada metala. Ona se može podeliti prema postupku na: kovanje, duboko vučenje, valjanje, savijanje limova, savijanje cevi, provlačenje, izvlačenje, sabijanje, presovanje, utiskivanje, istiskivanje, štancovanje. Može biti u toplom (topla obrada) ili hladnom stanju (hladna obrada).

Valjanje Valjanje je jedan od postupaka oblikovanja metala deformiranjem kod kojega se odljevnom bloku (ingotu) propuštanjem između okrećućih valjaka smanjuje presjek i daje željeni oblik, uz istovremeno poboljšanje mehaničkih svojstava. Od svih postupaka plastične deformacije, najveću primjenu ima valjanje. Postupak započinje valjanjem ingota u poluproizvode. Dok obradak prolazi između valjaka dolazi do deformiranja materijala. U zoni deformacije materijal ne prolazi svugdje istom brzinom kojom rotiraju valjci. Obodna brzina valjka može biti veća, ista ili sporija od brzine prolaza materijala u zoni deformacije.

Valjati se može u toplom i hladnom stanju. Materijali većeg preseka valjaju se pretežno u toplom stanju, zbog veće plastičnosti i mogućnosti puno većih redukcija preseka, te manjih sila i manjeg utroška rada. Materijali manjeg preseka valjaju se pretežno u hladnom stanju, jer se postiže glađa površina, uža tolerancija i veća tvrdoća materijala.

Kovanje Kovanje je obrada materijala bez odvajanja čestica, kod koje se promena oblika i dimenzija vrši udarcima čekića ili bata po otkivku, koji je položen na nakovanj. Obrada je češće u toplom stanju, ali može biti i u hladnom stanju. Prema načinu na koji se obavlja preoblikovanje postoji ručno kovanje i mašinsko kovanje.

Ručno kovanje je postupak preoblikovanja materijala udarcima kovačkog čekića po otkivku. Otkivak se zagreje u kovačkoj vatri do belog sjaja. Kovačkim kleštima se vadi iz vatre i polaže na nakovanj. Otkivak polako menja oblik i dimenzije pod udarcima čekića. Tačnost dimenzija, oblika, kvalitet proizvoda i količina zavise isključivo od preciznosti i iskustva kovača.

Mašinsko kovanje je moderniji način kovanja, koji omogućava kovanje od najmanjih otkivaka do izuzetno velikih (do 580 tona). Dimenzije otkivka zavise samo od veličine mašina. Postupak može biti u toplom i hladnom stanju. Za kovanje u toplom stanju, u postupku proizvodnje potrebne su i kovačke peći. Ručno ili mašinsko kovanje može biti: slobodno kovanje ili kovanje u ukovnjima (kalupima).

Obrada odvajanjem čestica Obrada odvajanjem čestica se deli na ručnu obradu odvajanjem čestica i mašinsku obradu odvajanjem čestica. To je način obrade metala kada se sa komada odvaja višak materijala lomljenjem sitnih delova materijala (struganje, glodanje, piljenje, bušenje, brušenje, blanjanje, provlačenje, poliranje, honanje, lepanje, superfiniš)."Obrada materijala II", dipl. ing. strojarstva Ivo Slade, www.cnt.tesla.hr, 2012.

Mašinska obrada odvajanjem čestica Mašinska obrada odvajanjem čestica se obavlja na mašinskom alatu sa unapred određenim alatima, kako bi se u što kraćem vremenu dobio proizvod zadovoljavajućeg kvaliteta. Mašinski alati su mašine na kojima čovek u proizvodnom procesu upravlja alatom. Osnovni zadatak alatnih mašina je zamena ljudskog rada uz povećanje tačnosti, produktivnosti, ekonomičnosti i drugog. Obrada materijala je promena oblika, dimenzija ili svojstava materijala radi daljnje upotrebe. Može se podeliti na ručnu i mašinsku obradu."Alatni strojevi I", dipl. ing. strojarstva Ivo Slade, www.cnt.tesla.hr, 2012.

Ručna obrada odvajanjem čestica Ručna obrada je obrada materijala koja koristi alat uz snagu mišića. Alat je sredstvo kojim se menja oblik komada, dok se za upravljanje alatom radnik koristi svojom snagom. Osnovni element svih alata za obradu skidanjem strugotine je klin. On svojim vrhom zahvati materijal i odvaja mu sitne delove materijala (strugotinu) ili ga samo deli (seče, razdvaja). To zavisi od smeru ulaza klina u materijal.

Obrada spajanjem Obrada spajanjem je način obrade kod kojeg se željeni proizvod dobije spajanjem dva ili više delova u jednu celinu (zavarivanje, lepljenje, meko i tvrdo lemljenje, spajanje vijcima, zakovicama).

Zavarivanje Zavarivanje je spajanje dva ili više, istorodnih ili raznorodnih materijala, topljenjem ili pritiskom, sa ili bez dodavanja dodatnog materijala, na način da se dobije homogeni zavareni spoj. Zavarivanje je drukčije od lemljenja, a to je spajanje topljenjem legure s nižom tačkom topljenja od materijala predmeta koji se spajaju.

Različiti izvori energije se mogu koristiti za zavarivanje, kao što je mlaz vrućih gasova (plinski plamen ili mlaz plazme), električni luk, tok naelektrisanih čestica (mlaz elektrona ili jona u vakuumu), tokovi zračenja (laser), električna struja (elektrootporno zavarivanje), trenje, ultrazvuk i sl. Zavarivanje se može obavljati u radionici, na otvorenom prostoru, u vodi ili u svemiru.

Sve do kraja 19-tog veka, jedino je bilo poznato kovačko zavarivanje, s kojim su kovači vekovima spajali željezo i čelik grejanjem i udaranjem čekića. Elektrolučno zavarivanje i plinsko zavarivanje kiseonikom su bili među prvim procesima koji su se razvili u 20-tom veku. Nakon toga su se razvili mnogi procesi, ali među najzastupljenijim je postalo elektrolučno zavarivanje sa tapiocem obloženom elektrodom.Strojarski fakultet u Slavonskom Brodu, 2012.

Obrada zaštite materijala