Jika Anda pernah berdiri di bengkel mesin menyaksikan mesin press hammer menghancurkan logam menjadi beberapa bagian dengan kecepatan yang sangat tinggi, atau melihat cetakan menggiling sepotong baja tanpa mengeluarkan keringat, Anda mungkin bertanya-tanya: apa yang membuat alat tersebut tidak retak atau aus saat sedang bekerja? Jawabannya hampir selalu terkait dengan satu sifat utama dari baja yang terbuat dari baja tersebut: ketangguhan. Sebagai pemasok baja perkakas yang berbicara dengan masinis, pembuat cetakan, dan tim pemeliharaan setiap hari, saya dapat memberitahu Anda bahwa ini bukanlah istilah metalurgi abstrak-ini adalah faktor penentu keberhasilan yang mengubah potongan baja murah menjadi perkakas yang tahan berbulan-bulan, bahkan bertahun-tahun.
Pertama, mari kita tetap nyata: ketangguhan baja perkakas tidak sama dengan ketangguhan yang Anda gunakan untuk menggambarkan sofa keras atau kue keras. Dalam istilah teknik, itu adalah kemampuan material untuk menyerap energi sebelum patah, bukan? Lebih khusus lagi, ini adalah campuran dari dua sifat lain yang selalu dicampuradukkan orang: kekuatan dan ketahanan terhadap benturan. Anggap saja seperti ini: baja mungkin sangat kuat (sulit ditekuk atau dibengkokkan) tetapi rapuh, seperti ranting kering yang patah jika dijatuhkan. Itu bukan baja perkakas, baja perkakas perlu ditekuk sedikit di bawah tekanan, menyerap guncangan tersebut, dan tidak retak atau terkelupas ketika terjadi kesalahan (seperti bagian yang salah dalam pengepresan atau lonjakan beban yang tiba-tiba di pabrik).
Untuk memahami mengapa hal itu penting, mari kita uraikan pengorbanannya. Baja perkakas harus cukup keras untuk memotong atau membentuk logam lain, bukan? Namun semakin sulit, semakin besar kemungkinannya untuk memecahkan fakta kimia sederhana. Misalnya, baja karbon tinggi menjadi keras saat Anda memadamkannya (mendinginkannya dengan sangat cepat setelah pemanasan), namun pendinginan yang cepat tersebut menciptakan tekanan internal. Tambahkan dampak yang tiba-tiba, dan tekanan itu berubah menjadi retakan yang menyebar lebih cepat daripada saat Anda menekan tombol berhenti darurat pada mesin. Ketangguhan adalah hal yang menyeimbangkan hal tersebut: baja dapat menahan tekanan tanpa pecah.
Saat ini, tidak semua baja perkakas diciptakan sama dalam hal ketangguhan. Nilai yang Anda pilih bergantung pada pekerjaan yang dilakukan, dan saya telah melihat terlalu banyak tim mengambil baja yang salah dan berakhir dengan peralatan yang rusak serta waktu produksi yang terbuang sia-sia. Mari kita membahas beberapa nilai umum yang saya tangani setiap hari, dan bagaimana ketangguhannya sesuai dengan kasus penggunaan di dunia nyata.
Pertama, baja perkakas berkecepatan tinggi (HSS) – ini adalah workhorse untuk perkakas pemotong, mata bor, dan pabrik akhir yang berputar pada ribuan RPM. Jika Anda membutuhkan baja yang tetap keras meskipun panas (dari semua gesekan yang memotong logam), HSS adalah jawabannya. Dua dari nilai HSS saya yang paling banyak diminati adalahBaja Perkakas Berkecepatan Tinggi T1DanBaja Perkakas Berkecepatan Tinggi M35. T1 adalah HSS "tujuan umum" klasik - ia memiliki ketangguhan yang kokoh, sehingga dapat menangani benturan sedang tanpa retak, membuatnya sempurna untuk pemesinan umum pada baja, aluminium, dan bahkan beberapa paduan yang diperkeras. Ini bukan HSS terberat yang pernah ada, namun dapat diandalkan untuk 90% pekerjaan pemotongan yang dilakukan pelanggan saya. Lalu ada M35-yang ini memiliki tambahan kobalt tambahan, sehingga kekerasannya tetap terjaga bahkan pada suhu yang lebih tinggi, dan ketangguhannya meningkat dari T1. Hal ini menjadikan M35 ideal untuk tugas pemotongan yang lebih berat, seperti pemesinan baja tahan karat atau paduan bersuhu tinggi, yang panas dan guncangannya jauh lebih tinggi. Saya memiliki pelanggan yang beralih dari T1 ke M35 untuk pabrik akhir mereka dan mengurangi kerusakan alat hampir 30%-itu bukan keuntungan kecil ketika waktu henti menyebabkan kerugian ribuan per jam.
Berikutnya, kami memiliki baja perkakas kerja dingin, yang digunakan untuk perkakas cetakan, pelubang, dan blanking yang bekerja pada suhu ruangan (tidak ada panas tambahan dari pemotongan di sini). Baja ini dikenal karena ketahanan ausnya, namun ketangguhannya sangat bervariasi antar grade.Batang Baja Perkakas D2adalah nama besar di sini-memiliki banyak kromium, sehingga sangat tahan aus, yang berarti dapat mencap ribuan komponen tanpa rusak. Tapi inilah masalahnya: D2 lebih rapuh dibandingkan beberapa nilai lainnya. Dibutuhkan perlakuan panas yang hati-hati (pelan-pelan, bahkan pendinginan) untuk menjaga ketangguhannya, karena jika Anda terburu-buru melakukan quench, ia bisa retak di tengah benturan. Saya selalu memberi tahu pelanggan yang menggunakan D2 untuk pukulan blanking berat untuk memastikan heat treater mereka tidak melewatkan langkah tempering-tempering memanaskan kembali baja setelah quenching untuk menghilangkan tekanan internal, yang meningkatkan ketangguhan tanpa kehilangan terlalu banyak kekerasan. Lalu adaBatang Baja Perkakas A2, yang merupakan jalan tengah antara D2 dan sesuatu yang lebih ringan. A2 memiliki lebih sedikit kromium dibandingkan D2, sehingga tidak terlalu tahan aus, namun ketangguhannya jauh lebih baik. Itu membuatnya sempurna untuk pekerjaan di mana Anda mendapatkan pengaruh tertentuDankeausan, seperti membentuk cetakan untuk lembaran logam yang lebih tebal. Saya memiliki pelanggan yang menggunakan D2 untuk cetakan pembentuk yang terus retak karena ketebalan bagian yang tidak rata-beralih ke A2, dan cetakan tersebut bertahan 2x lebih lama tanpa retak. Tidak ada lelucon.
Lalu ada baja perkakas pengerjaan panas, yang menangani masalah sebaliknya: panas ekstrem akibat pengerjaan dengan logam cair atau penempaan panas. Yang paling populer di sini adalahPelat Baja Perkakas H13-Ini adalah pilihan untuk menempa cetakan, alat ekstrusi, dan sisipan cetakan untuk cetakan injeksi plastik. H13 adalah tentang ketangguhan suhu tinggi-saat Anda menekan billet baja panas ke dalam suatu bentuk, alat tersebut tidak hanya harus menangani benturan besar tersebut tetapi juga menahan pelunakan akibat panas. Saya telah melihat cetakan H13 bertahan selama puluhan ribu siklus penempaan, bahkan ketika cetakan tersebut didinginkan dengan air di antara pukulan. Ketangguhan di sini adalah campuran dari kandungan paduannya (kromium, molibdenum, vanadium) dan perlakuan panas yang tepat, namun kuncinya adalah baja tersebut tidak menjadi rapuh saat panas seperti baja lainnya. Itu sebabnya H13 adalah standar untuk pekerjaan apa pun yang mengutamakan panas dan benturan.
Sekarang, mari kita bahas apa yang membuat baja perkakas menjadi tangguh, karena ini bukan sihir, melainkan kimia dan struktur mikro. Jika Anda mengambil sepotong baja perkakas yang dipoles dan melihatnya di bawah mikroskop, Anda akan melihat butiran kecil logam, ditambah partikel keras yang disebut karbida (terbuat dari logam dan karbon) tersebar di seluruh bagiannya. Ukuran dan bentuk butiran tersebut, serta cara penyusunan karbida, menentukan ketangguhannya. Butir yang lebih kecil berarti lebih banyak batas butir-batas tersebut menyerap energi, sehingga jika terjadi retakan, retakan tersebut harus memantul dan bukannya menyebar secara lurus. Itu sebabnya baja berbutir halus lebih keras daripada baja berbutir kasar, semuanya sama. Karbida: jika terlalu besar dan tajam, ia akan bertindak seperti lekukan kecil yang dapat menimbulkan retakan. Namun jika ukurannya kecil, bulat, dan tersebar merata, maka akan meningkatkan ketahanan aus tanpa menghilangkan ketangguhannya. Tambahkan elemen paduan seperti molibdenum, vanadium, atau nikel, dan Anda akan mendapatkan baja yang tidak hanya keras tetapi juga memiliki keseimbangan kekuatan dan ketahanan benturan yang tepat untuk menangani tekanan di dunia nyata.
Saya tidak dapat memberi tahu Anda berapa kali ada pelanggan yang menelepon saya dengan panik karena alat mereka rusak, dan ketika kami menggali lebih dalam, mungkin mereka memilih kelas yang salah (terlalu rapuh untuk pekerjaan itu) atau perlakuan panas mereka mengacaukan ketangguhannya. Misalnya, saya memiliki pembuat cetakan yang menggunakan pabrik akhir HSS murah untuk mengerjakan paduan aluminium keras-mereka menggunakan kualitas termurah yang dapat mereka temukan, yang kandungan paduannya rendah, sehingga keras tetapi sangat rapuh. Pabrik akhir terhenti di tengah-tengah pekerjaan besar, sehingga menyebabkan mereka mengalami waktu henti selama seminggu. Saya menukarnya dengan M35, menjelaskan ketangguhannya yang lebih tinggi, dan sekarang tidak ada kerusakan dalam enam bulan. Itulah jenis masalah yang dipecahkan oleh ketangguhan.
Hal lain yang jarang dibicarakan banyak orang: ketangguhan bukan hanya tentang baja itu sendiri, namun tentang cara Anda menggunakan alat tersebut. Baja dengan ketangguhan tinggi masih bisa patah jika Anda menjalankannya terlalu cepat, membebani mesin secara berlebihan, atau tidak melumasinya dengan benar untuk mengurangi gesekan. Pelumasan mengurangi panas dan tekanan pada alat, sehingga mengurangi kemungkinan retak. Selain itu, desain perkakas yang tepat (seperti tidak membuat pukulan terlalu tipis atau tajam) akan sangat bermanfaat—bahkan baja yang kuat pun tidak dapat menangani bagian yang dirancang dengan buruk.
Jadi ketika Anda memilih baja perkakas untuk pekerjaan Anda berikutnya, jangan hanya melihat kekerasan atau biayanya. Tanyakan pada diri Anda: apa bebannya? Seberapa besar dampak yang dihasilkan alat ini? Apakah akan panas atau dingin? Di sinilah ketangguhan dibutuhkan. Jika Anda membutuhkan baja untuk pemotongan berat pada suhu tinggi, H13 atau M35 adalah pilihan Anda. Jika Anda memerlukan pekerjaan dingin, D2 untuk keausan tinggi dengan perlakuan panas yang hati-hati, A2 untuk keseimbangan keausan dan benturan. Jika Anda tidak yakin, hubungi saya. Baik Anda memerlukan batangan kecil untuk prototipe atau pelat curah untuk produksi, saya dapat membantu Anda memilih grade yang tepat untuk mendapatkan ketangguhan yang Anda perlukan tanpa mengeluarkan biaya terlalu banyak.
Jika Anda ingin mempelajari lebih lanjut tentang nilai yang kami miliki atau membahas kebutuhan alat spesifik Anda, jangan ragu untuk menghubungi dan terhubung untuk konsultasi pembelian.
Referensi
- ASTM Internasional. (2020). Metode Uji Standar Ketangguhan Fraktur Regangan Bidang Bahan Logam (E399-20). Conshohocken Barat, PA: ASTM.
- Budinski, KG (2016). Bahan Rekayasa: Sifat dan Seleksi (Edisi ke-11). Pendidikan Pearson.
- Davis, JR (Ed.). (2000). Perkakas Baja. ASM Internasional.
- Thelning, KE (1983). Baja dan Perlakuan Panasnya (Edisi ke-2nd). Butterworth-Heinemann.
- Ashby, MF, & Jones, DRH (2012). Materi Teknik 1: Pengantar Properti, Aplikasi, dan Desain (edisi ke-4). Butterworth-Heinemann.
