Metallide Tehnoloogia 2. Referaat (0)

TTÜ EESTI MEREAKADEEMIA  
Üld- ja alusõppe keskus 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MATERJALIÕPETUS  
Referaat õppeaines Metallide  tehnoloogia , materjalid I 
 
 
 
 
 
Kadett: Andrei Lichman                                                                            Õppejõud: Paul Treier 
Rühm: MM42                                                                       
 
 
 
 
 
 
 
Tallinn 2015 
SISUKORD 
1. Metallurgia ..................................................................................................................... 4
2. Metalli reaalne struktur .................................................................................................. 4
3. Kristalliseerumine ........................................................................................................... 5
4. Sulamid .......................................................................................................................... 5
5. Fe- Fe3C faasidiagramm .................................................................................................. 6
6. Malmi tootmine .............................................................................................................. 7
7. Kõrgahi ........................................................................................................................... 7
8. Keragrafiitmalm .............................................................................................................. 8
9. Hallmalm ........................................................................................................................ 9
10. Teraste tootmine .......................................................................................................... 9
11. Terasplokki struktuur .................................................................................................. 10
12. C- teraste omadused ................................................................................................... 10
13. Valamine .................................................................................................................... 10
14. Liivvormvalu ............................................................................................................... 11
14.1. Vormimaterjalid ............................................................................................................... 12
15. Koorikvalu .................................................................................................................. 12
16. Kokillvalu .................................................................................................................... 13
17. Survetöötlemine ......................................................................................................... 13
18. Kalestumine , rekristalliseerumine ............................................................................... 14
19. Külmsurvetöötlus ........................................................................................................ 14
20. Kuumsurvetöötlus ...................................................................................................... 15
21. Mahtvormimine ja lehtvormimne ............................................................................... 15
22. Kraadisoonega vasarstants ......................................................................................... 17
23. Sügavtõmbamine ........................................................................................................ 17
24. Väljalõikestants .......................................................................................................... 18
25. Keevitamine ................................................................................................................ 18
25.1. Elektroodkeevitus ............................................................................................................ 19
25.2. MIG/MAG- keevitus ......................................................................................................... 20
25.3. TIG- keevitus .................................................................................................................... 20
25.4. Kontaktkeevitus ............................................................................................................... 21
26. Korrosioon ja tõrje ...................................................................................................... 22
27. Lõiketöötlemine .......................................................................................................... 23
 
2 
28. Laastutekkeprotsess ................................................................................................... 23
29. Laastusoojuse sõltuvus V-st ........................................................................................ 24
30. Terikumaterjalid ......................................................................................................... 24
31. Pinnetega kermised .................................................................................................... 24
32. Terikumaterjali kõvadus -temperatuurist ..................................................................... 25
33. Treimise karakteristikud ............................................................................................. 25
34. Revolvertreipink ......................................................................................................... 25
35. Kamm ja hambalõikamine ........................................................................................... 26
36. Lihvimine .................................................................................................................... 27
37. CNC pingid .................................................................................................................. 27
37.1. Tehnoloogilised nullpunktid ............................................................................................. 28
37.2. Juhtprogrammi lause näidis .............................................................................................. 28
37.3. Instrumentide paigutus CNC pingis ................................................................................... 28
37.4. CNC pinkide eripärad ........................................................................................................ 29
 
 
 
 
3 
1. Metallurgia 
Metallurgia on metallide ja metallisulamite ning  nendest  pooltoodete tootmise  tööstusharu . 
Eristatakse: 
•  rauametallurigat  e.  ferrometallurgiat,  mis  hõlmab  raua  ja  rauasulamite  (teras,   malm ) 
tootmist; 
•  mitterauametallurgiat e. värvilismetallide metallurgiat, mis hõlmab mitterauametallide 
(Cu, Al, Mg, Ti jt.) toomist . 
Enamik   metalle   on  maakoores  keemiliste  ühenditena,  valdavalt  oksiididena,  millest  tuleb 
metall  mitmesuguseid metallurgilisi protsesse rakendades eraldada. Põhilised metallurgilised 
protsessid on: 
•  Pürometallurgia  –  metallide  ja  sulamite  tootmine  kõrgetel   temperatuuridel ,  mis  tekib 
kütuse  põlemisel  või  teiste  keemiliste  reaktsioonide  toimel.  Kasutatakse  näiteks 
malmi, terase ja vase tootmisel. 
•  Hüdrometallurgia  –  metallide  saamine  nende  soolade  vesilahustest;  kasutatakse 
paljude mitterauametallide tootmisel. 
•   Elektrometallurgia   –  metallide  ja  sulamite  saamine  elektrienergiat  kasutades; 
elektrienergiat kasutatakse sulatamisprotsessiks (legeerteraste, Ti, Cr, Mo jt. metallide 
tootmisel) või elektrolüüsimisel (Al, Mg jt. metallide tootmisel). 
•  Pulbermetallurgia – metallidest ja sulamitest toodete tootmine pulbrilisi lähtematerjale 
kasutades. 
2. Metalli reaalne struktur 
Terase  puhul  paigutuvad  raua  kristallivõresse  süsiniku  või  legeerivate  elementide   aatomid . 
Seejuures  tekkivad  süsiniku  tardlahused  α- rauas   (Feα)  ja  γ-rauas  (Feγ);  raua  ja  süsiniku 
omavahelise  reageerimise tulemusena aga keemiline ühend – raudkarbiid. Fe aatomid rauas ja 
Fe ja C aatomid terases paiknevad kindla korra järgi, mida ise- loomustab kristallivõre.  
Terase  erinevate  struktuuride  tekke  eri  termotöötlusviiside  korral  teeb  võimalikuks  eelkõige 
raua polümorfism – erinevate kristallivõrede esinemine erisugustel temperatuuridel. Raual on 
kaks polü- morfset kuju: α-rauas (Feα) ruumkesendatud  kuup - võrega (tähistatakse K8) ja γ-
rauas (Feγ) tahkkesendatud kuupvõrega (K12).  
 
4 
 
Joonis 1. α-raua ja γ-raua kristallivõred 
3. Kristalliseerumine 
Kristalliseerumisprotsess  algab  kristalliseerumiskeskmete  ehk  –tsentrite  tekkimisega   sulas  
metallis  ja  jätkub  nende  arvu  ning  nende  ümber   kristallide   mõõtmete  kasvuga.  Metalli  või 
sulami  vedelast  olekust  tahkesse  üleminekul  moodustuvad  kristallid  kasvavad  vabalt  ja 
omavad korrapärase geomeetrilise kuju. 
 
Joonis 2. Kristalliseerumisprotsess 
4. Sulamid 
Sulamid liigitatakse koostise kahte suurde gruppi: 
•   rauasulamid (nende arvele tuleb u. 95% kogu maailma metallitoodangust)  
• 
mitterauasulamid  (tuntud  värvilismetallide  ja  -sulamitena)  –  need  on  kõik  ülejäänud 
sulamid.  
Teisteks   liigituse    alusteks   on  tihedus  ( kerg -  ja  rasksulamid)  ja   sulamistemperatuur   (kerg-  ja 
rasksulavad sulamid). 
 
 
5 
5. Fe- Fe3C faasidiagramm 
Pidades  silmas,  et  raud  moodustab  süsinikuga  püsiva  keemilise  ühendi  raudkarbiidi, 
lähtutakse  rauasüsiniksulamite  vaatlsemisel  faasidiagrammist  Fe-Fe3C,  kuni  6,67% 
süsinikuni. 
 
Joonis 3. Fe-Fe3C faasidiagramm (a) ja sulamite  struktuuriosad  toatemperatuuril (b) 
Jättes  kõrvale  väheolulise  kõrgtemperatuurse  ferriidi  ala,  on  süsteemis  Fe-Fe3C  kaks  olulist 
muutust: 
1.  Eutektmuutus  –  temperatuuril  1147°C  on  samaaegselt  vedelfaas  (L),   austeniit   (A)  ja 
tsementiit (T). Temperatuuri langedes vedelfaas, mille koostis vastab punktile C (4,3%), 
tardub  eutektmuutuse  L  è  A  +  T  tulemusena  austeniidi  ja  tsemendi  seguks  – 
eutektikumiks, mida nimetatakse ledeburiidiks (Le). 
 
6 
2.  Eutektoidmuutus – temperatuuril 727°C on samaaegselt A, F ja T. Temperatuuri langedes 
austeniit, mille koostis vastab punktile S (0,8 % C), langeb eutektoidmuutuse A è F + T 
tulemusena ferriidi ja tsemendi segudeks – eutektoideks, mida nimetatakse perliidiks (P). 
6. Malmi tootmine 
Malmi  toodetakse  kõrgahjudes.  Saadakse   toormalm ,  mida  kasutatakse  terase  tootmiseks. 
Malmvalandite  valmistamiseks  kasutatakse  masinaehituses  peamiselt   hallmalmi , 
vastutusrikkamate  masinaosade  korral  ( vänt -  ja  jaotusvõllid,   hammasrattad ,  kepsud  jms.) 
kasutatakse  aga  keragrafiitmalmi  ning  dünaamilisel  koormusel  töötavate  põllumasinate  ja 
autode  osade  tarvis  ka  tempermalmi.  Valuviisidest  kasutatakse  peamiselt  liivsavivormi  ja 
metallvormi  ( kokilli ) valu. 
7. Kõrgahi 
1. Ahjutäidis 
2. Suue 
3. Kaevas 
4. Mõhk 
5. Turi 
6. Kolle 
7. Malm 
8. Räbu  
A Kütuse põlemine (1800 - 2000°C) 
B  Otsene   redutseerimine   (1000  - 
1400 °C)  
Joonis 4. Kõrgahi 
C Kande redutseerimine (400 – 1000 °C) 
 
Kõrgahjuprotsess  seisneb  oksiidse  rauamaagi  redutseerimises   koksi   abil.  Koksi  toodetakse 
kivisöest ja oma koostiselt koosneb ta peamiselt süsinikust. Koks on nii  soojusallikaks  – koksi 
põlemisel  eraldub  pürometallurgilisteks  protsessideks  vajalik   soojus   –  kui  ka  raua 
redutseerijaks (taandajaks) maagist. 
 
7 
Räbusti  peamised  ülesanded  metallurgilistes  protsessides  on  maagis  sisalduva  aheraine 
(enamasti  ränioksiidi  SiO2)  ning  kütuses  –  koksis  –  oleva  tuha  eemaldamine.  Räbustina 
kasutatakse peamiselt  lubjakivi  (CaCO3). 
Spetsiaalselt  töödeldud  ahjutäidis  –  maak,  koks,  räbusti  –  viiakse  kõrgahju  ülevalt.  Kütuse 
põlemiseks   kõrgahju  koldes  antakse  ahju  ettekuumutatud  põlemisõhku.  Koksi  põlemise 
peamine  gaasiline   produkt   –   vingugaas   CO,  aga  samuti  tahke  koks  taandavad  raua  skeemi 
järgi: Fe2O3 →  Fe3O4  → FeO → Fe 
8. Keragrafiitmalm 
Malmi mehaanilised omadused olenevad suurel määral grafiidiosakeste  kujust  ja mõõtmetest 
–  mida  väiksemad  on  grafiidiosake-sed,  seda  paremad  on  mehaanilised  omadused.   Teiselt  
poolt mõjutab omadusi  metalse  põhimassi struktuur. 
Jahtumisel  laguneb  temperatuuril  727  °C  malmi  struktuuris  olev  austeniit  ja  tekib 
ferriiditsementiidi  segu  –   perliit .  Sõltuvalt  malmi  keemilisest  koostisest,  (eelkõige 
ränisisaldusest) ja  jahtumise  kiirusest võib malmi  metalne  põhimass koosneda kas ferriidist, 
ferriidist ja perliidist või perliidist. 
Keraja   grafiidiga  malmid  saadakse  sulamalmi  modifitseerimisel  magneesiumi  või 
tseeriumiga, mida lisatakse 0,1…0,2 massiprotsenti. 
Metalse  põhimassi  struktuur  võib  olla  keraja  grafiidiga  malmil  analoogselt  liblegrafiidiga 
malmiga kas  ferriit , ferriit+perliit või perliit. 
Keragrafiit nõrgestab metalset põhimassi tunduvalt vähem kui pesaline või libleline ja seetõttu 
on  keragrafiidiga  malmid  heade  mehaaniliste  omadustega.  Keragrafiidiga  malmide   plastsus  
( katkevenivus  A 15…20% ferriitsetel, 2…3% perliitsetel malmidel) on tunduvalt suurem kui 
liblegrafiidiga malmil. 
 
Table 1. Grafiidiosakeste kuju mõju malmi tugevusele ja plastsusele 
 
Rm, N/mm2 
A, % 
Liblegrafiit 
350 
0 
Keragrafiit 
1000 
2...20 
Pesagrafiit 
800 
2...12 
 
 
8 
 
Joonis 5. Grafiitmalmide ja valgemalmide struktuur 
9. Hallmalm 
Tavaliselt  on  kristalliseerumisel  tekkinud   grafiit   liblejas.  Niisuguse  grafiidiga  malmi  tema 
murdepinna  hallist  värvusest  tulenevalt  nimetatakse  hallmalmiks.  Liblegrafiit  vähendab 
malmi tõmbetugevust ning eriti  plastsust  (katkevenivus A on peaaegu null, sõltumata metalse 
põhimassi  struktuurist).  See-eest  sõltuvad   survetugevus   ja  kõvadus  peamiselt  metalse 
põhimassi struktuurist. 
Kuna hallmalmi struktuur kujuneb malmi kristalliseerumisel ja  valandi  jahtumisel vormis, siis 
on hallmalm kõige odavam ja seda kasutatakse tööstuses laialdaselt. 
Hallmalmi  metalne  põhimassi  struktuur  võib  olla  perliit,  perliit+ferriit  või  ferriit.  Vastavalt 
sellele nimetatakse malmi perliit-, ferriitperliit- või ferriithallmalmiks. 
10. Teraste tootmine 
Terase  tootmine  saab  alguse  toormalmi  tootmisest  spetsiaalsetes  šahtahjudes  –  kõrgahjudes. 
kaudu. Enamik toodetud  malmist  (ca 95%) – toormalm – on  lähtematerjaliks  teraste tootmisel. 
Suure  süsinikusisaldusega  toormalm  sulatatakse  tänapäeval  ümber  terasteks  peamiselt 
hapnikukonverterites,  kõrgkvaliteetteras  elektriahjudes.  Enamik  metallurgiatehastes 
toodetavatest  terastest  töödeldakse  pooltoodeteks,  valtsmetalliks  –  sorditeras,  lehtteras 
( plekk ), torud, spetsiaalsed valtstooted. 
 
 
9 
11. Terasplokki struktuur 
Valtsimisele  eelneb  valuplokkide  tootmine,  kaasaegsetes  metallurgiatehastes  enamasti 
pidevvalu meetodil. Pidevvaluseadmeni transporditakse metall kopaga, kust sulateras voolab 
veega jahutatavasse vormi. 
12. C- teraste omadused 
Süsiniku  sisalduse  suurenedes  kasvab  terase  kõvadus,   tõmbetugevus   ja   voolavuspiir   ning 
vastupanu väsimuspurunemisele; vähenevad aga plastsus- ning sitkusnäitajad. Süsinik avaldab 
mõju  ka  terase  külmahapruslävele,  soodustades  terase  haprumist  madalatel  temperatuuridel. 
C-sisalduse  suurenemisega  kaasneb  terase  tiheduse  vähenemine  (puhta  raua  korral  on  see 
7840  kg/m3,  1,5%  süsiniku  sisaldusega  terase  korral  7640  kg/m3),  kasvab   eritakistus , 
vähenevad soojusjuhtivus  ja mõned magnetiliste omaduste näitajad. 
13. Valamine 
Valutehnoloogia olemus seisneb pooltoodete või toodete –  valandite  – tootmises sulametalli 
valamise  teel  valuvormi.  Valu  teel  toodetakse  peamiselt  keeruka  kujuga  pooltooteid,  mille 
mass võib olla mõnest grammist sadade tonnideni. Masinaehituses moodustavad  valandid  üle 
50% masinate ja  mehhanismide  massist.  
Vedelmetalli  valuvormi  valamisega  tehakse  näiteks  sisepõlemismootorite  silindriplokke, 
kolbe, pumpade  töörattaid, tööpinkide sänge jms. 
Valuvormi materjalist olenevalt eristatakse: 
•  valu kord- e. ainukasutusega vormidesse ( liivvormvalu, koorikvalu, täppisvalu ), 
•  valu korduvkasutusega e. püsivormidesse ( kokillvalu, survevalu , tsentrifugaalvalu). 
Valumeetodi  valik  sõltub  valandite  nõutavast  täpsusest  (tehnoloogiline  külg)  ja  hulgast 
(majanduslik külg). 
 
10 
14. Liivvormvalu 
Liivvormvalu  on   enimkasutatav   valumeetod  –  sel  viisil  toodetakse  ligikaudu  3/4  kõikidest 
valanditest.  Liivvormvalu  teel  toodetavate  valandite  mass  ei  ole  põhimõtteliselt  piiratud  ja 
võib ulatuda tuhandete tonnideni.  
Liivvormvalu  puhul   valand   vormitakse  liivvormis,  mille  siseõõnsus  kopeerib  valandi  kuju. 
Liivvorm   koosneb  ülemisest  ja  alumisest  vormipoolest,  mis  valmis-  tatakse  vormisegust 
(vormiliiva  ja   sideaine   segust)  tihendamise  teel  vormkastides  koos  jäljendi  samaaegse 
võtmisega mudelilt.  
 
Joonis 6. Liivvorm 
 
11 
14.1. Vormimaterjalid 
Liivvormide ja -kärnide valmistamisel kasutatakse vormimaterjale – vormiliiva ja sideaineid 
(vormisavi,  vesiklaas,  polümeervaigud).  Vormiliiv  (tavaliselt  kvartsliiv  SiO2)  on  vormi  ja 
kärnisegude põhiosis. Vormisavi (kuni 15% segu mahust) on liivvormide põhiline sideaine. 
15. Koorikvalu 
Koorikvalu  toimub  koorikvormides  (seinapaksusega  8-12  mm),  mis  valmistatakse 
kuumutatud metallmudelit kasutades. Vormimaterjaliks on liiv, mida seob polümeervaik. 
Koorikvorm valmib järgmiselt:  
Temperatuurini 200-250 °C kuumutatud metallist  mudelplaat  kinnitatakse punkrile (a), mida 
pööratakse koos vormiseguga 180° (b).  Vormisegu  puistatakse mudelplaadile ja hoitakse seal 
10-30 s. Vaik sulab 6-10 mm paksuses vormisegu kihis ja kleebib liivaterad kokku. Seejärel 
pööratakse punker endisesse asendisse (c). Koorikut koos mudelplaadiga kuumutatakse ahjus 
300-350  °C  1-2  minutit,  misjärel  kõvenenud  koorik  eemaldatakse  mudelplaadilt  (d). 
Analoogiliselt  valmistatakse  koorikvormi  teine  pool,  samuti  koorikkärnid  (seest  õõnsad 
kärnid).  Enne  vedelmetalliga  täitmist  pannakse  vorm  kokku,  kasutades  liimimist  või 
klambreid (e).  
 
 
Joonis 7. Koorikvormi valmistamine 
 
Koorikvalu   eeliseks   liivvormvaluga  võrreldes  on  valandite  täpsus  ja  hea  pinnakvaliteet, 
takistamatu  kahanemine,   valandit   on  kerge  vormist  eemaldada,  vormisegu  kulub  vähe. 
Koorikvaluga  toode-takse  keerulisi,  sageli  õhukeseseinalisi  piiratud  massiga  (kuni  300  kg) 
valandeid, näiteks mootorrataste silindriplokke, autode nukk- ja väntvõlle jms.  
 
12 
16. Kokillvalu 
Kokillvalu  korral  kasutatakse  korduvkasutusega,  enamasti  malmist  vorme.  Metallvormi 
mõned osad – eelkõige sisemisi õõnsusi moodustavad kärnid – võivad olla valmistatud  liivast . 
Kokill   on  enamasti  kaheosaline,  koostatav.  Mootorikolvi  siseõõnsust   moodustav   metallkärn 
koosneb  keskmisest  (2)  ja  kahest  külgmisest  (1  ja  3)  osast.  Peale  kokilli  täitumist 
sulametalliga ja piisavalt tugeva kooriku moodustumist keskmine ja külgmised kärnid, samuti 
kolvi külgavasid moodustavad metallkärnid (4 ja 5) eemaldatakse. Valmisvaland emaldatakse 
kokillist tõukuritega. Valand kristalliseerub metallvormis kiirelt, mistõttu on kokillvalus raske 
saada keerulisi ja õhukeseseinalisi valandeid. 
 
 
Joonis 8. Koostatava kärniga kokill mootorikolvi valmistamiseks 
 
Kokillvalu eeliseks on vormi korduvkasutus – üks kokill peab vastu kuni 10 000 malmist ja 
kuni  250  000  Al-sulamist  valandit.  Kokillvalu  kasutatakse  piiratud  massiga  (kuni  mõnisada 
kg) valandite tootmisel suhteliselt madala sulamistemperatuuriga metallisulamitest: Al-, Mg-, 
Cu-sulamid, malm. 
 
17. Survetöötlemine 
Survega  töötlemisel toimub pooltoodete (toodete) vormimine tahkest metallist kas külmalt või 
kuumalt . Vastavalt sellele eristatakse külmsurvetöötlust ja kuumsurvetöötlust.  
Külmsurvetöötluseks  nimetatakse  survetöötlust  temperatuuridel  allpool   metallisulami  
rekristalliseerumistemperatuuri. Terastel  on see temperatuur 500…600 °C. 
Külmsurvetöötlusega kaasneb metalli kalestumine, mistõttu deformatsiooniaste  on piiratud.  
 
13 
Kuumsurvetöödeldakse 
temperatuuridel, 
mis 
on 
üle 
metallisulami 
rekristalliseerumistemperatuuri.  
Kuna  rekristalliseerumisega  kaasneb  metalli  plastsete  omaduste   taastumine ,  siis 
kuumsurvetöötlemisel  deformatsiooni  aste  ei  ole  piiratud.  Teraste  puhul  on 
kuumsurvetöötluse alumiseks piiriks tavaliselt 750…800 °C. 
Survetöötlusprotsesse  liigitatakse  samuti  pidevprotsessideks  ja  perioodilisteks  protsessideks. 
Survetöötluse  pidevprotsessideks  on   valtsimine ,   ekstrudeerimine   ja   tõmbamine ,  mida 
rakendatakse peamiselt metallprofiilide tootmisel metallurgiatööstuses. 
Survetöötlusprotsesse  liigitatakse  samuti  pidevprotsessideks  ja  perioodilisteks  protsessideks. 
Survetöötluse  pidevprotsessideks  on  valtsimine,  ekstrudeerimine  ja  tõmbamine,  mida 
rakendatakse  peamiselt  metallprofiilide  tootmisel  metallurgiatööstuses.  Survetöötluse 
perioodiliste  protsesside  abil  toodetakse  tükktooteid.  Sellised  protsessid  on  sepistamine, 
vormstantsimine  (mahtvormimisprotsess) ja  lehtstantsimine  (lehtvormimisprotsess). 
 
18. Kalestumine, rekristalliseerumine 
Kalestumine-  plastse deformeerimisega kaasneb metalli struktuuri ja järelikult ka omaduste 
oluline  muutumine.  Kalestumine  väljendub  metalli  tugevnemises  –  mida  suurem  on   plastne  
deformeerumine,  seda  tugevamaks  (ka  kõvemaks)  metall  muutub.  On  olemas  kalestumisele 
vastupidine  protsess  –  rekristalliseerumine,  mille  kestel  metalli  esialgne,  kalestumisele 
eelnenud struktuur ja omadused, sh. metalli esialgne plastsus taastuvad. Rekristalliseerumine 
algab temperatuuril, mis on ligikaudu pool metalli või –sulami sulamistemperatuurist.  
 
19. Külmsurvetöötlus 
Külmsurvetöötluseks  nimetatakse  survetöötlust  temperatuuridel  allpool  metallisulami 
rekristalliseerumistemperatuuri. 
Terastel 
on 
see 
temperatuur 
500…600 
°C. 
Külmsurvetöötlusega kaasneb metalli kalestumine, mistõttu deformatsiooniaste on piiratud. 
 
14 
 
Joonis 9. Survevalu külmsurvekambriga horisontaalsurvevalumasinal 
20. Kuumsurvetöötlus 
Kuumsurvetöödeldakse 
temperatuuridel, 
mis 
on 
üle 
metallisulami 
rekristalliseerumistemperatuuri.  Kuna  rekristalliseerumisega  kaasneb  metalli  plastsete 
omaduste  taastumine,  siis  kuumsurvetöötlemisel  deformatsiooni  aste  ei  ole  piiratud.  Teraste 
puhul on kuumsurvetöötluse alumiseks piiriks 
21. Mahtvormimine ja lehtvormimne 
Mahtvormimisel  toimub  pooltoodete  või  toodete  tootmine  ümar-,  nelikant-,  vm   ristlõikega  
mahttoorikust.  Mahtvormimse  erimiteks  on  valtsimine,  ektrudeerimine,  tõmbamine, 
sepistamine  ja  vormistamine.  Mahtvormimine  võimaldab  anda  tootele  või  pooltootele 
lõppkujulähedase vormi, mis ei vaja või vajab minimaalset viimistletavat lõiketöötlust. 
Lehtstantsimisel  ehk  lehtvormimisel  kasutatakse   toori -  kuna   plekki ,  samuti  lihtmetalli  pleki 
kitsa ribana. Lehtstantsitakse üldjuhul külmalt,  kusjuures  lehttooriku paksus muutub tavaliselt 
vähe. Tinglikult  saab lehtstantsimisoperatsioonid liigitada kahte gruppi:  
 
15 
•  eraldusoperatsioonid,  kus  toimub  tooriku  ühe  osa  eraldamine  teisest  ette  antud 
kontuuri mööda;  
•   kujumuute -  ehk  vormimisoperatsioonid,  kus  tasa-  pinnalisele  toorikule  antakse 
ruumiline vorm.  
 
Joonis 10. Maht- (a) ja lehtvormimisprotsessid (b) 
 
16 
22. Kraadisoonega vasarstants 
Kraadisoonega  stantsides  surutakse  üleliigne  metall  pärast  vao  täitumist  spetsiaalsesse 
kraadisoonde, milles moodustub kraat. Kraadisoon koosneb kahest osast – kraadisoone sild ja 
kraadisoone  salv.  Kraadisoon  projekteeritakse   selliselt ,  et   kõigepealt   täituks  metalliga 
stantsivagu  ja  alles  seejärel  algaks  üleliigse  metalli   voolamine   kraadisoonde.  Hiljem  kraat 
eemaldatakse eraldi äralõikestantsis ehk kraadilõikestantsis.  
 
Joonis 11. Kraadisoonega vasarastants 
23. Sügavtõmbamine 
Sügavtõmbamine  on  lehtstantsimise  vormimisoperatsioon,  kus  tasapinnaline   toorik  
deformeeritakse (tõmmatakse) ruumiliseks õõneskehaks. Sügavtõmmatav toorik läbimõõduga 
D saadakse plekist väljalõikamisega. Sügavtõmbamisel tõmma- takse toorik  matriitsi  avasse 
templiga  
 
Joonis 12. Sügavtõmbamine 
 
17 
24. Väljalõikestants 
Stantsi   alusplaat  kinnitatakse  poltidega  pressi  lauale.  Alusplaadi  külge  kinnitatakse 
matriitsihoidja abil matriits. Stantsi ülemine plaat kinnitatakse saba abil pressi liuguri külge. 
Ülemise  plaadi  külge  kinnitatakse  templihoidja  abil  tempel.  Templi  ja  matriitsi   telgede  
koaksiaalsus  tagatakse  juhtsammaste  ja  juhtpuksidega.  Toorik  –  metallriba  –  antakse  ette 
mööda matriitse pinda ja juhitakse servadelt kahe juhtliistu abil. 
 
Joonis 13. Väljalõikestantsi põhielemendid 
25. Keevitamine 
Keevitatamiseks  nimetatakse  ühesuguste  või  erinevate  metallide  omadust  moodustada 
kvaliteedinõuetele  vastav  keevisliide.  Keevitamine  on  teraste  ja  mitterauasulamite 
enimlevinud 
liitmismeetod  nii  tootmises  kui  remonttöödel.  Keevitusprotsesside  hulka  liigitatakse  ka 
jootmine , termolõikamine ja - pindamine . 
Keevitusprotsessid  (meetodid)  liigitatakse  Euroopas  enamasti  kaheks  põhirühmaks: 
sulakeevitus  ja survekeevitus.  
Sulakeevitusel saadakse  keevisõmblus  nii, et sulatatakse liidetavate detailide 
servad   lisamaterjali   ( elektrood ,   vardad )  kasutades  või  ilma  selleta.  Sulakeevituse  hulka 
kuuluvad kaarkeevitus , gaaskeevitus, räbukeevitus, elekterkontaktkeevitus jt.  
 
18 
Survekeevitusel  saadakse  keevisõmblus  liitepindu  kokku  surudes,  vajaduse  korral  lisaks  ka 
kuumutades.  Survekeevituse  alla  kuuluvad  külmkeevitus,  ultrahelikeevitus,  hõõrdkeevitus, 
plahvatuskeevitus.  
 
25.1. Elektroodkeevitus 
Elektroodkeevitamisel  kinnitatakse  keevituselektrood  elektroodihoidikusse.  Keevituskaare, 
mille  temperatuur  on  5000…6000  °C,  toimel  elektroodivarras  ja  selle  kate  ning  põhimetall 
sulavad. 
Keevituskiirus  ja  tootlikkus  on elektroodkeevitusel väikesed – ühe elektroodi sulamise aeg on 
ühe-kahe  minuti  piires,  millele  järgnevad  ajakaod  elektroodi  vahetamiseks  ja  kaare 
taassüütamiseks. Tänapäeval elektroodkeevituse osatähtsus väheneb, olles 20…25%. 
Elektroodkeevitamist  kasutatakse  kõikide  teraseliikide,  malmi,  Cu-sulamite,  piiratult  ka  Al-
sulamite  keevitamiseks.  Elektroodkeevitamine  sobib  materjali  paksustele  üle  1,0…1,5  mm. 
Selle  meetodi  eelis  on  kasutatavus  kõikides  keskkonnatingimustes,  võimalus  keevitada 
õmbluse ruumis suvalise asendi puhul (põranda, seina ja laeõmblused), suhteliselt lihtsad ja 
teisaldatavad keevitusseadmed 
( keevitustrafod , keevitusalaldid). 
 
Joonis 14. Elektroodkeevitamine 
 
19 
25.2. MIG/MAG- keevitus 
MIG/MAG-keevitamisel  tekitatakse  traadikujulise  elektroodi  ja  keevitatava  detaili  vahel 
kaarlahendus,  mille  soojusenergia  toimel  elektroodimetall  ja  põhimetall  sulavad. 
Keevituskaare piirkonda juhitakse gaasisuudmiku kaudu kaitsegaasi, mis kaitseb keevisvanni 
ja  metallitilkasid  õhuhapniku  ja  lämmastiku  toime  eest.  Keevitustraati  antakse 
kaarevahemikku traadietteandemehhanismi rullide abil.  Keevitusvool  juhitakse keevitustraati 
keevituspõletisse  kinnitatava  voolukontakti  abil.  MIG/MAG-keevitus  on  levinud  põhiliselt 
poolautomaatkeevitusena – keevitustraat antakse ette automaatselt, põletit nihutatakse käsitsi. 
MIG/MAG-keevitamise  eeliseks  elektroodkeevitusega  võrreldes  on  suur  tootlikkus,  kuna 
puuduvad  ajakaod  elektroodi  vahetamiseks,  keevitamisel  ei  teki  räbu,  ei  ole  vaja 
keevisõmblust räbust  puhastada  ja parem on õmbluse kvaliteet. 
 
 
Joonis 15. MIG/MAG-keevitamine 
 
25.3. TIG- keevitus 
TIG-keevitamisel  e.  sulamatu  elektroodiga  kaarkeevitamisel   kaitsegaasis   põleb  keevituskaar 
volframelektroodi otsa ja toote vahel ning on ümbritsetud keevituspõleti suudmikust väljuva, 
kanalit läbiva gaasijoaga.  Kaitsegaas  –  argoon  (Ar), harvem  heelium  (He) – kaitseb elektroodi 
 
20 
ja  keevisvanni  ümbritseva  õhu  eest,  ühtlasi  keevituspõletit  jahutades.  Keevisvanni 
moodustamiseks kasutatakse lisametalli. 
TIG-keevitus  on  levinud  peamiselt  käsikeevitusena.  Kasutataks  õhukeste  materjalide,  alates 
0,1 mm keevitamisel. Keevitatakse peamiselt kõrglegeerteraseid ja kergoksüdeeruvaid metalle 
ja metallisulameid (Al, Mg, Ti jt.), aga samuti pronksi. 
 
Joonis 16. TIG-keevitamine 
 
25.4. Kontaktkeevitus 
Kontaktkeevitamine  e.  Elektrikontaktkeevitamine  on  survekeevitusmeetodite  rühma 
üldnimetus,  kus  metallid  ühendatakse  detaile  läbiva  elektrivoolu  ja  survejõu   rakendamise  
toimel.  Lisametalli,  räbusteid  ja  kaitsegaasi  ei  kasutata.  Reeglina  on  liitekoht  kõrgema 
elektritakistusega  ja  kuumeneb  kuni  sulamistemperatuurini,  kuid  võib  jääda  ka  plastsesse 
olekusse. Keevisõmbluse geomeetrilise kuju järgi eristatakse: 
•  punktkontaktkeevitust, 
•  joonkontaktkeevitust, 
•  reljeefkontaktkeevitust, 
•  põkk-keevitust. 
 
21 
 
Joonis 17. Punktkontaktkeevitamine 
 
 
26. Korrosioon ja tõrje 
Korrosiooniks  nimetatakse metalli ja kekskkonna vahelist reaktsiooni, milles metall hävib.  
Keemiline korrosioon toimub  kuivades  gaasides ja orgaanilistes vedelikes näiteks: nafta või 
bensiin.  Metallid  reageerivad  keskkonna  agresiivsete   komponentidega ,  ilma  et  sellega 
kaasneks elektrivoolu teke. 
Elektrokeemiline   korrosioon  toimub  vettsisaldavas  keskkonnas  ja  sulaelektrolüütides. 
Korrosiooni  põhjustavad  elektrokeemilised  reaktsioonid  metalli  ja  elektrolüüdilahuste 
kokkupuutepinnal.  Elektrokeemilise  korrosiooni  tõttu  hävinevad  metallid   merevees ,  hapete, 
aluste  ja  soolade  lahustes,  sulasoolades,  niiskes  õhus  ja  pinnases  uitvoolude  osavõtul. 
Elektrokeemilise korrosiooni kaitse viisideks on: 
1.  pindmine 
2.  kaitsemäärded 
3.  polarisatsioon 
4.  korrosiooninhibiitorid 
5.  vastava keskkonna loomine. 
 
22 
Gaasikorrosiooni  korral  kattub  metallipind  enamasti  korrosioonisaaduste  kihiga,  mis  ei  lase 
oksüdeerijat  metalli  pinnale  ja  korrosioon  aeglustub.   Kaitsetoime   on  ainult  nendel  kihtidel, 
mis katavad metalli ühtlaselt ja tihedalt. Gaasikorrosiooni kaitseks kasutatakse: 
1.  legeerimist 
2.  kaitsepindmist 
3.  kaitsegaasikeskkondade loomist 
27. Lõiketöötlemine 
Metallide lõiketöötlus seisneb eelneva töötlemisega (valamine, sepistamine) saadud toorikult 
(pooltootelt)   laastu   eraldamises,  et  saada  vajalik  kuju,  mõõtmed  ja  pinnakvaliteet.  Kuna 
suurem  osa  masinaosi  saab  oma  lõpliku  kuju  ja  täpsed  mõõtmed  tooriku  lõiketöötlusel,  siis 
moodustab selle töömaht 45-60% nende valmistamise kogu töömahust. 
28. Laastutekkeprotsess 
Plastse metalli lõikamisel eralduva laastu tekkeprotsess on lihtsustatult järgmine (joonis 18) 
 
 
Joonis 18. Kihilise laastu moodustumine 
Materjali  nihkele  lõikuri  ees  ja  laastu  tekkele  eelneb  lõigatava  materjali  elastne  ja  plastne 
survedeformatsioon, millega kaasneb materjali kalestumine. Töötlemisel on oluline, et tekkiv 
metallilaast eemalduks kergesti lõikekohast ega segaks lõikeprotsessi. See on seotud tekkiva 
laastu kujuga, mida mõjutab nii  töödeldav materjal kui lõiketingimused.  
 
23 
29. Laastusoojuse sõltuvus V-st 
Lõiketöötlemisel  muutub  ligikaudu  98%  kogu  kulutatud   mehaanilisest   energiast  soojuseks, 
mille tulemusena võib lõiketsoonis teriku ja laastu piirpinnas temperatuur tõusta üle 600°C. 
Ainult 2% energiat salvestab laastus. Soojus tekib materjali deformeerimise kui ka laastu ja 
tooriku hõõrdumisel vastu lõikeriista  tahku.  
30. Terikumaterjalid 
Enimkasutatavad  terikumaterjalid  on  kiirlõiketerased  ja  kermised,  sealhulgas   pinnatud  
kermised.   Kiirlõiketeras   on  kõrge   volframi -  ja  vanaadiumisisaldusega   tööriistateras . 
Kiirlõiketerasest  lõikuri  kõvadus  pärast  termotöötlust  on  HRC  62-65  ja   soojuskindlus  
(kõvadustaseme  säilitamise  temperatuur)  600-650  °C.  Kermis   on  rasksulavate  suure 
kõvadusega  karbiidide,  nitriidide,  oksiidide,  boriidide.  Alusel  pulbermetallurgilisel  teel 
valmistatud  komposiitmaterjal.  Võrreldes  kiirlõiketerastega  on  kermised  kõvemad  ja 
soojuskindlamad (850-1350 °C). 
31. Pinnetega kermised 
Tänapäevane  lõikurimaterjalide  nomenklatuur  on  lai  ja  hõlmab  kiirlõiketeraseid, 
karbiidkermiseid,  pinnatud  kermiseid,  oksiidkermiseid,  kuubilist  boornitriidi,   tehis -  ja 
looduslikku  teemanti . Enimkasutatavad terikumaterjalid on kiirlõiketerased ja kermised, seal 
hulgas pinnatud kermised. 
 
Joonis 19. Tööriistamaterjalide sitkuse võrdlus 
 
24 
32. Terikumaterjali kõvadus-temperatuurist 
Kõvadustaseme  säilitamine  on  väga  oluline  seoses  soojuse  eraldumisega  laastu 
eemaldamisprotsessis, mis soodustab lõikuri kulumist ja vähendab püsivusaega.  
33. Treimise karakteristikud 
Lõikeprotsesse iseloomustavad tehnoloo- gilised karakteristikud.  
 
Joonis 20. Lõikeprotsessi karakteristikud treimisel 
Pealiikumine   määrab  laastu  eraldamise  kiiruse.  Treimiseks  on  selleks  tooriku   pöörlemine . 
Pealiikumise  kiirus  ehk   lõikekiirus   v  on  teriku  lõikeserva  ja  lõikepinna  vahelise  suhtelise 
liikumise kiirus: v= πDn, m/min, kus n – tooriku pöörlemissagedus , min-1.  
Ettenihkeliikumisel toimub lõikuri serva liikumine ettenihke suunas, mis tagab lõikeprotsessi 
pidevuse .  Ettenihkekiirus  ehk   ettenihe   antakse  treimisel  lõikeserva  liikumisena  tooriku  ühe 
pöörde  kohta  (so,  mm/pööre)  või  ettenihkena   minutis   (s).  Lõikesügavus  t  on  töödeldava  ja 
töödeldud pinna vaheline kaugus mõõdetuna risti ettenihkega. Välistreimisel t = (D-d)/2, mm.  
34. Revolvertreipink 
Revolvertreipink  on  pink,  millel  on  lõikurite  kinnitamiseks  tagapuki  asemel  revolverpea. 
Revolverpea   igasse   pesasse  seeb  kinnitada  erinevaid  lõikeriistu.  Lõikeriista  vahetus  toimub 
kiiresti  revolverpead  pöörates.  Lõikurid,  mis  saavad  pikkiettenihkega,  kinnitatakse 
revolverpea  pesadesse.  Revolvertreipinkide  kasutamine  on  otstarbekas  suurema  detailipartii 
valmistamiseks paljude lõikurite järjestikulise kasutamisega.  
 
25 
 
Joonis 21. Revolvertreipink 
35. Kamm ja hambalõikamine 
Kammlõikamine  on   avade   ja  välispindade  töötlemise  kõrgtootlik  meetod,  mis  tagab  suure 
täpsuse  ja  minimaalse   pinnakareduse .  Tööriistaks  on  lõikehammastega  varustatud 
kammlõikur, mis saab sirgjoonelise pealiikumise ja eraldab kogu töötlusvaru ühe töökäiguga. 
 
Joonis 22. Kammlõikamine a – kammlõikur, b - lõikehambad 
Hambalõikamisel  kasutatakse  kahte  meetodit  –  kopeer-  ja  rullumismeetodit.  Kopeermeetod 
põhineb  hammaste  profileerimisel  lõikuriga,  millel  on  hammastevaheline  profiil. 
Rullumismeetod põhineb lõikuri ja tooriku vastastikusel hambumisel koos lõikeliikumistega. 
 
26 
36. Lihvimine 
Lihvimine  on  lõiketöötlusprotsess,  kus  abrasiivlõikuri  abil  saadakse  sile  pind  ja  mõõtmete 
suur  täpsus.   Abrasiivlõikur   koosneb  kõvadest  abrasiivteradest,  mis  on  sideainega  seotud 
abrasiivkettaks. Abrasiivketta pöörleval liikumisel lõikavad terad tooriku pinnalt mikrolaaste. 
Abrasiivlõikurid  valmistatakse  enamasti  erineva  kujuga  lihvketastena.  Peale  lihvketaste 
kasutatakse abrasiivlõikureid luiskudena, segmentidena, abrasiivlintidena, abrasiivpastadena. 
Tähtsamateks 
lihvimismeetoditeks 
on 
välisümarlihvimine, 
siseümarlihvimine 
ja 
tasalihvimine.  Välisümarlihvimisel  töödeldakse  pöördkehade  välispinda.  Lihvimiseks 
kasutatakse ümarlihvpinki. Pöörlev pealiikumine vk antakse lihvkettale. Ettenihkeliikumised – 
ringettenihe  nt  ja  pikiettenihe  sp  –  antakse  toorikule.  Perioodilist  ristettenihet  sr  sooritab 
lihvketas.  
 
Joonis 23. Välisümarlihvimine 
37. CNC pingid 
CNC  –   tehnikat   rakendatakse  mitmesuguste  pinkide  juhtimisel.  Nimetus  CNC   
tuleneb  ingliskeelsetest  sõnadest  computer   numerical    control .  Eesti  keeles  oleks 
see siis vastavalt arvutijuhtimisega robot - tööpink . 
Praktikas  on  asi  nii,  et  tööpinki  juhitakse  arvutiprogrammi  abil,  mis  annab 
tööpingile vajaliku info töö teostamiseks. 
Arvjuhtimist kasutatakse tänapäeval pea kõikides töötlemispinkides. Näiteks treipinkides, 
freespinkides, puurpinkidel, lihvpinkidel, töötlemiskeskustes ja ka eriotstarbelistel pinkidel. 
Lisaks sellele kasutatakse arvjuhtimist muudes seadmetes nagu lehetöötluskeskused, 
erosioonpingid ja koordinaatmõõtemasinad. 
 
27 
37.1. Tehnoloogilised nullpunktid 
Programmeerimise  hõlbustamiseks peab teadma  pingi  tehnoloogilisi nullpunkte ja nende 
asukohta  pingil. Erinevatel pinkidel võivad need punktid asetseda erinevates kohtades. Alati 
tuleb jälgida pingi valmistajapoolseid juhiseid nende paiknemise kohta. 
Table 2. Tehnoloogilised nullpunktid 
 
37.2. Juhtprogrammi lause näidis 
Juhtprogrammi  lause  koostis  on  reglementeeritud  DIN-normidega.  Tänapäeval  on 
juhtprogrammi koostamisel kasutusele võetud spetsiaalne keel – CLDATA (Cutter  Location  
Data). 
Table 3. Lause struktuur 
 
37.3. Instrumentide paigutus CNC pingis 
Arvjuhtimisega pingis on aga lõikeinstrumendi liikumine  automatiseeritud . Instrument liigub 
mööda  etteantud  trajektoori.  Kogu  töötlemiseks  vajalik  info  on  salvestatud  juhtprogrammi. 
Seal  on  käsud  instrumendi  liikumise  kohta  ühest  punktist  teise,  spindli  pöörlemissagedused 
erinevate lõikeinstrumentide korral, lõikeinstrumendi vahetus, vajalik ettenihe jne. Vastavalt 
sellele  programmile  antakse   signaalid   edasi  pingi  täituritele,  antud  juhul  mootoritele. 
Signaalid muundatakse ja võimendatakse reeglina pingi juhtkilbis. 
 
28 
37.4. CNC pinkide eripärad 
CNC – pinke juhitakse arvutiga, kasutades selleks  kindlaid   lauseid . Selle teostamiseks tuleb 
mehaanilistele  komponentidele  lisada  veel  ka   eletroonika ,  mis  tuleb  omavahel  kokku 
sobitada. 
 
 
29