Pelajari bagaimana perlakuan panas dapat diterapkan pada banyak paduan logam untuk secara drastis meningkatkan sifat fisik utama seperti kekerasan, kekuatan, dan kemampuan mesin.
Perkenalan
Perlakuan panas dapat diterapkan pada banyak paduan logam untuk secara drastis meningkatkan sifat fisik utama (misalnya kekerasan, kekuatan, atau kemampuan mesin).Perubahan ini terjadi karena modifikasi struktur mikro dan terkadang komposisi kimia material.
Perawatan tersebut melibatkan pemanasan paduan logam ke (biasanya) suhu ekstrim, diikuti dengan langkah pendinginan dalam kondisi yang terkendali.Suhu bahan dipanaskan, waktu disimpan pada suhu itu dan laju pendinginan semuanya sangat mempengaruhi sifat fisik akhir dari paduan logam.
Pada artikel ini, kami meninjau perlakuan panas yang relevan dengan paduan logam yang paling umum digunakan dalam pemesinan CNC.Dengan menjelaskan efek dari proses ini pada properti bagian akhir, artikel ini akan membantu Anda memilih bahan yang tepat untuk aplikasi Anda.
Kapan perlakuan panas diterapkan
Perlakuan panas dapat diterapkan pada paduan logam selama proses manufaktur.Untuk bagian mesin CNC, perlakuan panas biasanya diterapkan:
Sebelum pemesinan CNC: Ketika tingkat standar dari paduan logam diminta yang sudah tersedia, penyedia layanan CNC akan mengerjakan bagian-bagian langsung dari bahan stok itu.Ini seringkali merupakan opsi terbaik untuk mengurangi waktu tunggu.
Setelah pemesinan CNC: Beberapa perlakuan panas secara signifikan meningkatkan kekerasan material atau digunakan sebagai langkah penyelesaian setelah pembentukan.Dalam kasus ini, perlakuan panas diterapkan setelah pemesinan CNC, karena kekerasan yang tinggi mengurangi kemampuan mesin suatu material.Misalnya, ini adalah praktik standar saat bagian baja alat pemesinan CNC.
Perlakuan panas umum untuk bahan CNC
Anil, menghilangkan stres & temper
Annealing, tempering, dan penghilang stres semuanya melibatkan pemanasan paduan logam ke suhu tinggi dan pendinginan material berikutnya dengan kecepatan lambat, biasanya di udara atau di oven.Mereka berbeda dalam suhu bahan yang dipanaskan dan dalam urutan proses pembuatannya.
Dalam anil, logam dipanaskan hingga suhu yang sangat tinggi dan kemudian didinginkan secara perlahan untuk mencapai struktur mikro yang diinginkan.Annealing biasanya diterapkan pada semua paduan logam setelah pembentukan dan sebelum pemrosesan lebih lanjut untuk melunakkannya dan meningkatkan kemampuan mesinnya.Jika perlakuan panas lain tidak ditentukan, sebagian besar bagian mesin CNC akan memiliki sifat material dari keadaan anil.
Penghilang stres melibatkan pemanasan bagian ke suhu tinggi (tetapi lebih rendah dari anil) dan biasanya digunakan setelah pemesinan CNC, untuk menghilangkan tegangan sisa yang dibuat dari proses manufaktur.Dengan cara ini bagian dengan sifat mekanik yang lebih konsisten diproduksi.
Tempering juga memanaskan bagian pada suhu yang lebih rendah daripada anil, dan biasanya digunakan setelah pendinginan (lihat bagian selanjutnya) baja ringan (1045 dan A36) dan baja paduan (4140 dan 4240) untuk mengurangi kerapuhannya dan meningkatkan kinerja mekanisnya.
Pendinginan
Quenching melibatkan pemanasan logam ke suhu yang sangat tinggi, diikuti dengan langkah pendinginan yang cepat, biasanya dengan mencelupkan material ke dalam minyak atau air atau membuka aliran udara dingin.Pendinginan cepat "mengunci" perubahan struktur mikro yang dialami material saat dipanaskan, menghasilkan bagian dengan kekerasan yang sangat tinggi.
Suku cadang biasanya dipadamkan sebagai langkah terakhir dalam proses pembuatan setelah pemesinan CNC (pikirkan pandai besi yang mencelupkan bilahnya ke dalam minyak), karena kekerasan yang meningkat membuat material lebih sulit untuk dikerjakan.
Baja perkakas dipadamkan setelah pemesinan CNC untuk mencapai sifat kekerasan permukaannya yang sangat tinggi.Sebuah proses temper kemudian dapat digunakan untuk mengontrol kekerasan yang dihasilkan.Misalnya, Baja perkakas A2 memiliki kekerasan 63-65 Rockwell C setelah pendinginan tetapi dapat ditempa hingga kekerasan berkisar antara 42 hingga 62 HRC.Tempering memperpanjang masa pakai komponen, karena mengurangi kerapuhan (hasil terbaik dicapai untuk kekerasan 56-58 HRC).
Pengerasan presipitasi (penuaan)
Pengerasan atau penuaan presipitasi adalah dua istilah yang biasa digunakan untuk menggambarkan proses yang sama.Pengerasan presipitasi adalah proses tiga langkah: bahan pertama-tama dipanaskan pada suhu tinggi, kemudian dipadamkan dan akhirnya dipanaskan ke suhu yang lebih rendah untuk jangka waktu yang lama (berumur).Hal ini menyebabkan unsur-unsur paduan yang awalnya muncul sebagai partikel diskrit dengan komposisi berbeda larut dan terdistribusi secara merata dalam matriks logam, dengan cara yang sama seperti kristal gula larut dalam air ketika larutan dipanaskan.
Setelah pengerasan presipitasi, kekuatan dan kekerasan paduan logam meningkat drastis.Misalnya, 7075 adalah paduan aluminium, yang biasa digunakan dalam industri kedirgantaraan, untuk membuat bagian dengan kekuatan tarik yang sebanding dengan baja tahan karat, sementara beratnya kurang dari 3 kali lipat.
Pengerasan Kotak & karburasi
Pengerasan casing adalah rangkaian perlakuan panas yang menghasilkan bagian dengan kekerasan tinggi di permukaannya, sementara bahan yang digarisbawahi tetap lembut.Ini sering lebih disukai daripada meningkatkan kekerasan bagian sepanjang volumenya (misalnya, dengan pendinginan), karena bagian yang lebih keras juga lebih rapuh.
Karburasi adalah perlakuan panas pengerasan kasing yang paling umum.Ini melibatkan pemanasan baja ringan di lingkungan yang kaya karbon dan pendinginan bagian selanjutnya untuk mengunci karbon dalam matriks logam.Ini meningkatkan kekerasan permukaan baja dengan cara yang sama seperti anodisasi meningkatkan kekerasan permukaan paduan aluminium.
Waktu posting: Feb-14-2022