Metalni proizvodi posvuda nas okružuju. Sjajni ili mat, metalik ili u boji. No treba imati na umu kako izgled nekog metalnog predmeta ovisi samo o jednom dijelu proizvodnog procesa – površinskoj obradi metala.
 
Dobro je znana činjenica kako završna, površinska obrada metala ima estetsku, ali i pragmatičnu vrijednost.  Upravo će ta dva aspekta biti tema ovoga članka, uz važan osvrt na različite tehnike koje su u današnje vrijeme tražene u industriji obrade metala. Zato ćemo se probati fokusirati i na davanje odgovora na određena relevantna pitanja u tom području.

 

Što je površinska obrada?

Površinska obrada pojam je koji se odnosi na proces promjene površine metala dodavanjem, uklanjanjem ili preoblikovanjem. Cilj je zaštititi metal i poboljšati estetsku stranu projekta. Rezultat ovisi o metodi završne obrade metala. Često postoji nekoliko različitih načina za postizanje istih ili sličnih rezultata. Na primjer, završna obrada metala koja uključuje nanošenje sloja boje može se izvesti eloksiranjem, premazivanjem prahom ili mokrim bojenjem. Rezultati će pritom biti slični, ali neće biti isti.

 

Važnost završne površinske obrade

Odgovarajuća završna površinska obrada osigurava bolju estetsku stranu konačnog proizvoda, ali i njegovu veću trajnost. Dakle, najveći dobitnik je krajnji korisnik. Istodobno, neke tehnike završne, površinske obrade također pomažu proizvođačima u procesu proizvodnje.

Na primjer, četkanje površine prije nanošenja boje povećava prianjanje metala. To olakšava postizanje kvalitetne završne obrade. Među mnogim prednostima dobivenim procesima završne površinske obrade, sljedeće možemo istaknuti:

• povećana otpornost na koroziju
• pomaže pri prianjanju boje i drugih premaza
• otklanjanje površinskih nedostataka
• povećana otpornost na kemikalije
• poboljšana vodljivost i dodatna površinska električna vodljivost
• povećana čvrstoća i otpornost na trošenje uz minimalne učinke trenja
• poboljšana estetika.

Jasno je da završna površinska obrada pridonosi kvaliteti izvrsnosti. Nadalje, ovaj popis nije sveobuhvatan, nego uključuje samo najčešće razloge za primjenu završne obrade površine.

 

Što je jedinica površinske obrade?

Jedan od načina usporedbe postupaka završnih površinskih obrada je promatranje svojstva hrapavosti površine. Hrapavost predstavlja glatkoću površine. No glatka površina nije uvijek prednost u industriji obrade metala, što ovisi o samoj namjeni.

Postoji nekoliko parametara za prikazivanje hrapavosti površine. Najčešći je Ra jer pokazuje aritmetičko srednje odstupanje na površini. Tako manji broj znači glatkiju površinu. Obično se površinska hrapavost prikazuje u mikrometrima. Također postoji standardizirana tablica za ISO stupnjeve od kojih svaki uzima u obzir određenu vrijednost hrapavosti.

Završne obrade kod nehrđajućeg čelika imaju različite standarde za prikazivanje kvalitete.

 

Kako mjeriti hrapavost površine metala?

Mjerenje hrapavosti površine metala uključuje analizu nepravilnosti raspoloživih na površini. Ova analiza se može napraviti na dva načina. Prvo, to možete učiniti ručno s komparatorom hrapavosti površine koji nije baš precizan. Ako su vam potrebna precizna mjerenja, na raspolaganju imate skener profila površine. Potonja je ujedno i najčešća metoda zbog svoje točnosti.

 

Koje su vrste završnih površinskih obrada?

Kao što smo već spomenuli, završni površinski slojevi spadaju u dvije različite kategorije. Prva kategorija definira možemo li dodati sloj na površinu ili promijeniti postojeću površinu. Druga podrazumijeva uklanjanje sloja ili preoblikovanje postojeće površine.

 

Usložnjavanje i promjene procesa

Postoji nekoliko metoda koje spadaju u ovu kategoriju. Mokro bojenje, eloksiranje, oblaganje, galvanizacija itd.  Ovom prigodom donosimo pregled nekoliko najpopularnijih metoda.

 

Galvanizacija

Postupak je također poznat kao metalizacija, a uključuje upotrebu električne energije kao što se može pretpostaviti iz samog naziva. Uključuje prolazak električne struje kroz tekućinu koja se naziva kupka. Kupka je otopina koja sadrži ione metala koji se dodaje i materijala koji se obrađuje, a potonji se obično naziva supstrat.

Prilikom primjene električne struje supstrat radi kao katoda. Tako privlači ione u kupki koji se talože na tretiranoj površini. Ovaj proces pruža niz prednosti koje uključuju povećanu izdržljivost, poboljšanu otpornost na koroziju, smanjenje površinskog trenja i bolju estetiku. Gotovo svaki metal može se obraditi ovim postupkom. Međutim, najčešći materijali za korištenje ove metode su bakar, nikal, zlato, srebro, itd.

 

Kiseljenje

Ovo je završna obrada metala koja uključuje promjenu površine metala. Glavna upotreba dekapiranjem je uklanjanje nečistoća i nepravilnosti na površini metalnih komponenti. Dekapiranje je gotovo uvijek dio procesa proizvodnje metala.

Vruća obrada obično ostavlja sloj oksida koji se naziva kamenac. Kiseljenje pomaže očistiti površinu uklanjanjem kamenca. Tekućina također može sadržavati aditive koji pomažu u poboljšanju svojstava metala kao što je otpornost na koroziju.

Međutim, kiseljenje nosi i neke svoje opasnosti. Same kiseline mogu biti korozivne. Neke legure i čelici s visokim udjelom ugljika mogu kao posljedicu završiti s lomljivom i napuknutom površinom. Kao rezultat toga, dekapiranje se obično izvodi prije ostalih postupaka površinske obrade, jer će oni zauzvrat ukloniti probleme koji nastaju tijekom dekapiranja.

 

Bojenje u prahu

Još jedan proces dodavanja koji uključuje korištenje električne energije. Umjesto primjene struje kroz tekućinu kao u galvanizaciji, statika se koristi za taloženje suhog praha. Nakon što se prah elektrostatički taloži, metalni dio se odvodi u posebnu peć kako bi se kemijskom reakcijom pospješilo bolje prianjanje praha. Premazivanje u prahu obično se koristi u automobilskoj industriji, proizvodnji alata i vojnim primjenama.

 

Procesi odstranjivanja i preoblikovanja

Procesi u ovoj kategoriji uključuju uklanjanje sloja s površine ili njegovo preoblikovanje. Neke uobičajene metode uključuju lasersko graviranje, jetkanje, pjeskarenje, itd.

 

Brušenje

Brušenje je jedan od različitih postupaka strojne obrade poznat kao abrazivna strojna obrada. Ovaj se postupak koristi za uklanjanje nepravilnosti na površini metala pomoću brusne ploče. Brušenje može rezultirati dobrom glatkom površinom koja ima malo neravnina. Također je koristno za uklanjanje kamenca nakon vruće obrade ili skidanje ivica s obratka nakon rezanja metala. Uobičajeni metali koji prolaze kroz proces mljevenja uključuju aluminij, mesing, lijevano željezo, meki čelik i nehrđajući čelik.

 

Elektropoliranje

Ovaj proces sličan je galvanizaciji jer koristi elektricitet i kemijske reakcije. Razlika se krije u činjenici da se elektropoliranjem ioni ne talože. Umjesto toga, uklanjaju se s tretirane površine. Glavna primjena elektropoliranja je skidanje ivica i smanjenje prosječne hrapavosti površine. Rezultat je glatka, ravna i čista površina bez neravnina.

Da bi se to postiglo, metalna komponenta se uranja u kupku s elektrolitima koji je pretvaraju u anodu. Tipični metali tretirani elektropoliranjem uključuju nehrđajući čelik serije 300 i 400, aluminij, bakar, titan te legure nikla i bakra. Ovi metali su posebno elektropolirani kada se koriste u prehrambenoj, medicinskoj i farmaceutskoj industriji.

 

Lepanje metala

Slično brušenju, lapping koristi abrazivna zrna za uklanjanje materijala i postizanje finog završetka površine. Razlika je u tome što lapping koristi zrnca suspendirana u tekućini na bazi ulja. Tekućina sa zrncima nanosi se na površinu pomoću alata za lepanje koji se koristi za primjenu pritiska i pomicanje zrna naprijed-nazad kako bi se uklonile nepravilnosti.

Ovaj se postupak može obaviti ručno, ali postoje strojevi koji pomažu u postizanju veće dosljednosti i učinkovitosti. Lapping se obično koristi na metalima koji se koriste u procesu proizvodnje: optičke leće, različite vrste ležajeva i mjerača gdje je potrebna fina obrada i visoka preciznost.

 

Kako odabrati adekvatan proces?

Proces koji odaberete za postizanje željene završne obrade površine ovisi o različitim aspektima. Općenito, najvažnije je analizirati sljedeća tri:

• Brzina proizvodnje. Razmislite koliko brzo trebate isporučiti krajnji proizvod. Usporedite vrijeme obrade svake opcije završne obrade metala koja vam je dostupna.
• Tvrdoća metala. Ovo je osobito važno kada se koriste procesi u drugoj kategoriji. Što je tvrđi metal koji imate pri ruci, to će vam trebati intenzivniji ili jači abraziv. Međutim, ne želite pretjerati s mekšim materijalima jer bi to moglo rezultirati oštećenjima na dijelovima koje je teško popraviti.
• Trošak i proračun. Sasvim sigurno postoje procesi koji se mogu činiti najboljom opcijom za vašu specifičnu primjenu. Međutim, neki od najsloženijih procesa mogu iziskivati alate i opremu zahvaljući kojima je lako moguće premašiti proračun.

---