Obróbkę cieplną definiuje się jako „proces technologiczny, w wyniku którego zmienia się własności mechaniczne i fizykochemiczne metali i stopów w stanie stałym, przede wszystkim przez wywołanie zmian strukturalnych będących głównie funkcją temperatury, czasu oraz działania środowiska".

Inaczej można powiedzieć, że obróbka cieplna to odpowiednio dobrany zabieg lub połączenie zabiegów cieplnych, pod wpływem których zmienia się w stanie stałym, ale bez zmiany kształtu obrabianego przedmiotu, struktura stopów, a tym samym ich właściwości mechaniczne i fizyczne. Zabieg cieplny to cykl zmian temperatury rozpoczynający się i kończący się w temperaturze otoczenia. Składa się on z trzech okresów:

• Nagrzewnie, czyli ciągłe lub stopniowe podwyższanie temperatury elementu obrabianego cieplnie,

• Wygrzewanie polegające na zatrzymaniu elementu obrabianego cieplnie w docelowej lub pośredniej temperaturze,

• Chłodzenie, będące ciągłym lub stopniowym obniżaniem temperatury elementu.

Zabiegi cieplne mogą się różnić między sobą szybkością ogrzewania i chłodzenia oraz wysokością temperatury wygrzewania.

Ze względu na parametry obróbki cieplnej i zmiany, które zachodzą w strukturze pod jej wpływem wyróżnia się następujące rodzaje obróbki cieplnej:

• wyżarzanie,

• hartowanie,

• odpuszczanie,

• przesycanie,

• starzenie.

Ze względu na czynniki wpływające na kształtowanie struktury oraz właściwości metali i stopów można wyróżnić następujące rodzaje obróbki cieplnej:

• obróbkę cieplną zwykłą,

• obróbkę cieplno-chemiczną,

• obróbkę cieplno-mechaniczną (zwaną także obróbką cieplno-plastyczną),

• obróbkę cieplno-magnetyczną.

Obróbka cieplno-chemiczna to zabiegi cieplne, umożliwiające w czasie wygrzewania, połączonego z oddziaływaniem chemicznego środowiska na powierzchnię metalu, zmianę składu chemicznego jego zewnętrznych warstw. W praktyce obróbka cieplno chemiczna polega na wzbogaceniu powierzchniowej warstwy stopu w określony pierwiastek, np. C, N, Al, Cr, Si lub grupę pierwiastków, np. C i N, N i S, N i O.

BHP podczas obróbki cieplnej.

Na stanowiskach pracy przy obróbce cieplnej istnieje wiele możliwości spowodowania nieszczęśliwych wypadków ze względu na specjalny charakter pracy. Do częstych wypadków należą poparzenia płomieniem, rozpryskującą się gorącą solą lub metalem, kontuzje spowodowane upadkiem ciężkich, często nagrzanych przedmiotów, poparzenia kwasami, skaleczenia twarzy lub rąk w czasie oczyszczania przedmiotów, urazy gałki ocznej, oparzenia twarzy i gałek ocznych spowodowane dużym promieniowaniem optycznym.

Przyczyną poparzeń może być nieprawidłowe rozpalanie pieców, nieostrożność albo nieprawidłowe załadowywanie lub rozładowywanie pieca, a także wady urządzenia. Wypadki w czasie obsługiwania pieców mogą być spowodowane ciasnotą pomieszczenia, złą organizacją miejsca pracy lub wadliwym działaniem urządzeń i przyrządów pomocniczych. Wypadki w czasie transportu przedmiotów mogą się zdarzyć na skutek upadku przenoszonych przedmiotów, zaczepienia nimi o ustawione przypadkowo na drodze przedmioty itp. Dla uniknięcia tych wypadków należy przy organizowaniu zakładu przestrzegać ogólnych przepisów bhp. W zakres tych przepisów wchodzą nie tylko te, które dotyczą ochrony przed gwałtownym powstaniem uszkodzeń ciała, ale również i takie, które mają na celu zabezpieczenie pracowników przed długotrwałym szkodliwym wpływem warunków pracy.

Jednym z ważniejszych wymagań bhp przy obróbce cieplnej jest wietrzenie hal warsztatowych. W halach obróbki cieplnej powinna działać wentylacja naturalna z wykorzystaniem ciągu kominowego i wentylacja mechaniczna usuwająca zużyte powietrze, gazy i dymy, przy pomocy wentylatorów. Aby zabezpieczyć pracowników obsługujących piec przed promieniowaniem ciepła ze ścianek pieców i okien stosuje się różnego rodzaju izolacje cieplne lub ekrany wodne, które stosowane są najczęściej tam, gdzie materiały izolacyjne nie wystarczają lub gdzie specjalnie zależy na utrzymaniu niskiej temperatury powierzchni pieca.

Ponadto stosowane są również indywidualne osłony dla pracowników:

• fartuchy lub rękawice wykonane z tkanin azbestowych lub skórzanych,

• okulary ochronne chroniące przed promieniowaniem podczerwonym,

• osłony twarzy montowane bezpośrednio na głowie użytkownika lub na hełmie ochronnym,

• siatkowe osłony twarzy przeznaczone do ochrony oczu i twarzy przed gorącymi odpryskami metali.

Prócz przepisów o charakterze ogólnym w wydziałach obróbki cieplnej obowiązują szczegółowe przepisy o bezpieczeństwie i higienie pracy przy określonych urządzeniach używanych w procesach obróbki cieplnej. Informują one o sposobie bezpiecznej pracy przy piecach elektrycznych różnych typów, przy wannach hartowniczych, przy urządzeniach do nawęglania, cyjanowania itp.

Bibliografia:

1. PN-93/H-01200, Obróbka cieplna metali i stopów. Terminologia.

2. ROZPORZĄDZENIE MINISTRA PRACY I POLITYKI SOCJALNEJ z dnia 26 września 1997 r. w sprawie ogólnych przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy (Dz.U.03.169.1650)

3. Wesołowski K. - „Metaloznawstwo i obróbka cieplna”, wyd. WNT 1972 Warszawa.

4. Waldemar Kula. - „Wykonywanie obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej 311[20].Z1.01 Poradnik dla ucznia”, Wyd. Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy Radom 2005

5. Wikipedia, Wolna encyklopedia, http://pl.wikipedia.org/wiki/Obróbka_cieplna .

6. Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy, http://www.ciop.pl/.

---