PENGERASAN/“HARDENING” TOOL STEEL (Plastic Mould Tool Steel, Cold Work Tool Steel, Hot Work Tool Steel)

Proses pengerasan Tool Steel melibatkan :

1. Preheating

2. Austenisasi

3. Quenching

4. Temper

1. Preheating

• Proses pemanasan awal → homogenisasi temperatur di seluruh permukaan.

Gambar 1. Hardening-pada Tool Steel umumnya dilakukan 2 kali karena temp.austenisasi yang tinggi

2. Austenisasi
• Proses pemanasan hingga temperatur Austenite (γ) → Pembentukan Fasa Austenite.

• Gambar 2. Austenisasi-pada Tool Steel temp.austenisasi berkisar antara 1020 – 1050 derajat Celcius

3. Quenching
• Pendinginan cepat → Membentuk Fasa Martensite yang keras & Karbida (khusus Tool Steel).

Gambar 3. Quenching-Pada Tool Steel proses Quenching dilakukan dengan medium oli atau udara

4. Temper
• Pemanasan temp.rendah → Membentuk Martensite Temper (meningkatkan ketangguhan).

1. 
   Gambar 4. Temper-Pada Tool Steel proses Temper umumnya dilakukan antara 2 – 3 kali

Kekerasan setelah Proses Pengerasan :

Plastic Mould Tool Steel
• Material ini umumnya memiliki kekerasan sekitar 29 – 42 HRC bergantung dari Grade-nya.
• Kekerasan material ini relatif rendah karena disuplai dalam kondisi Prehardened sehingga memudahkan proses permesinan (“machining”).
• Kekerasan tersebut relatif mampu menahan laju aus material plastik yang melewatinya dalam proses pencetakan (“moulding”).

Cold Work Tool Steel
• Material kelas ini memiliki kekerasan antara 50 – 64 HRC bergantung dari Grade-nya.
• Kekerasan relatif tinggi karena material ini digunakan sebagai alat bentuk material pelat logam yang melibatkan proses “cutting”, “shearing”, “slitting”, “drawing”, “punching”, “rolling” dsb-nya.
• Dapat juga digunakan sebagai Die Pin pada aplikasi “Plastic Moulding”.
• Temperatur aplikasi ≤ 2000 Celcius.

Hot Work Tool Steel
• Material ini umumnya digunakan untuk aplikasi pada temperatur antara 400 – 600 derajat Celcius.
• Kekerasan bergantung pada jenis pengerjaan yang dilakukan, misalnya;
   – Die Casting → Kekerasan sekitar 48 – 50 HRC
   – Forging → Kekerasan sekitar 46 – 48 HRC
   – Al Extrusion → Kekerasan sekitar 48 HRC
• Banyak digunakan oleh industri otomotif dan industri perangkat yang terbuat dari aluminium.

1. 
   
   
   

Klasifikasi Baja

          Baja merupakan jenis material logam yang memiliki kandungan utama Fe (Ferrous) dan C (Carbon). Kedua unsur ini akan membentuk suatu mikrostruktur yang dikategorikan sebagai Baja (Steel). Pada perkembangannya, material ini digunakan sebagai alat yang sangat berguna bagi perkembangan kebudayaan manusia. Pada jaman dahulu peralatan yang digunakan manusia sebagian besar adalah dari tulang binatang dan batu. Ketika manusia mulai mengenal batu yang memiliki kandungan Ferrous dan mengolahnya untuk kemudian dibentuk menjadi sebuah peralatan, diketahui bahwa material mengandung Ferrous ini memiliki kekuatan, ketangguhan serta keuletan yang lebih baik disbanding peralatan tradisionil yang terbuat dari batu dan tulang.

          Peralatan yang menggunakan material Ferrous ini sendiri sudah ditemukan sejak sekitar akhir abad ke-13 atau awal abad ke-12 SM. Peralatan pada awal-awal inipun terbatas pada penggunaan sebagai alat pertanian dan alat berperang. Dengan berkembangnya teknik pembuatan dan pengolahan material Ferrous ini, mulai didapatkan beragam jenis dan klasifikasi material Baja yang penggunaannya sangat bergantung kepada aplikasi dan sifat yang diinginkan pada Baja tersebut.

          Secara garis besar penggolongan baja dapat dilihat sebagai berikut; 
Gambar 1. Terlihat penggolongan besar terdiri dari material Ferrous dan Non-Ferrous. Baja (Steel) sendiri merupakan turunan dari material Ferrous. (sumber : www.moldmakingtechnology.com)

          Baja – baja yang dikenal secara luar meliputi keempat kelas seperti tergambar dalam tabel diatas. Tiap baja – baja tersebut juga memiliki klasifikasi – klasifikasi tersendiri yang sangat beragam dan cukup kompleks. 

 Gambar 2. Klasifikasi Baja Karbon (Plain Carbon) dengan Baja Paduan (Alloy Steel). (sumber : www.keytosteel.com)

          Perbedaan penggolongan baja – baja ini dikarenakan adanya perbedaan dalam hal komposisi kimia yang menghasilkan mikrostruktur berbeda sehingga menimbulkan sifat yang beragam (ketahanan karat, kekerasan, keuletan, ketahanan aus). Dari sifat beragam inilah ditentukan aplikasi paling tepat oleh pengguna di lapangan.

Heat Treatment – Pendahuluan

Apa itu “Heat Treatment”?, bagi kita yang sudah pernah atau berhubungan dengan material besi dan baja, tentu tidak terlalu asing dengan istilah ini. Dari kata “Heat Treatment” sendiri jika diterjemahkan secara bebas dapat berarti “perlakuan panas” dan secara terminologi dapat diterjemahkan sebagai “proses pemanasan besi atau baja hingga temperatur tertentu untuk mendapatkan sifat material besi atau baja sesuai dengan yang kita inginkan”.

Pada prakteknya aplikasi “Heat Treatment” ini sendiri juga bermacam-macam, tergantung dari sifat atau karakteristik akhir yang kita inginkan. Tujuan umum dari proses “Heat Treatment” ini adalah untuk mengeraskan, melunakkan, merubah ukuran butir, menghilangkan tegangan dalam besi atau baja. Tujuan yang beragam inilah yang menghasilkan metode “Heat Treatment” yang berbeda-beda.

Ada beberapa metode proses “Heat Treatment” yang dikenal kalangan industri besi atau baja, seperti; Hardening, Tempering, Annealing, Normalizing. Tiap proses tersebut memiliki perbedaan dari segi temperatur pemasanan yang diberikan pada besi atau baja serta metode pendinginan setelah pemanasan tersebut. Untuk lebih jelasnya tiap metode tersebut akan kita bahas di bagian berikutnya.
Selain metode proses “Heat Treament” diatas, kita juga mengenal metode proses “Heat Treatment” yang dilakukan hanya untuk memodifikasi permukaan besi atau baja, jadi proses pemanasan dan pendinginan tidak ditujukan ke seluruh bagian besi atau baja, namun hanya ditujukan pada bagian permukaannya saja. Metode yang dikenal diantaranya; Carburizing, Induction Hardening, Nitriding, Nitrocarburizing. Metode-metode tersebut dikenal dengan nama “Surface Hardening”.