Benda Kerja

Karakteristik: Kelompok material kelas P mencakup baja karbon serta baja paduan, yang komponen utamanya adalah besi (Fe). Baja karbon terdiri dari paduan besi-karbon dan diklasifikasikan berdasarkan kandungan karbon (C) sebagai baja karbon rendah (10%).

Kesulitan dalam pengerjaan mesin: Material kelas P biasanya memiliki kemampuan pemesinan yang baik, tetapi konsentrasi karbon, kekerasan, dan lain-lain akan membuat perbedaan besar. Baja karbon rendah memiliki viskositas yang lebih besar, yang membuatnya sulit untuk memecah serpihan, meningkatkan keausan adhesif, yang akan menyebabkan penumpukan material pada tepi. Kemampuan pemesinan baja paduan bergantung pada kandungan unsur paduan dan kekerasan, semakin tinggi kandungan paduan dan kekerasan, semakin rendah kemampuan pemesinannya. Karbida dan beberapa unsur paduan akan memperburuk keausan abrasif, yang membuat bentuk kerusakan terutama berupa keausan sisi dan keausan kawah.

Karakteristik: Kekerasan material jenis ini berkisar antara 45 hingga 65 HRC. Material umum meliputi baja karburisasi, baja bantalan, dan baja perkakas. Karena kekerasannya yang tinggi, semua material dalam kelompok ini sulit untuk dikerjakan. Substrat martensitik, misalnya, memiliki struktur padat dengan ketahanan aus yang sangat baik tetapi daktilitas rendah. Konduktivitas termalnya serendah 15-25 W/mK, yang membuatnya rentan terhadap guncangan termal selama pengerjaan. Bagian-bagian khas yang terbuat dari material jenis ini meliputi: poros penggerak, roda gigi, roda gigi kemudi, dan cetakan penekan.

Kesulitan dalam pengerjaan mesin: Biasanya, proses pemesinan utama untuk jenis material ini adalah finishing. Selama proses pemotongan, banyak panas yang dihasilkan dan mata pisau mengalami keausan abrasif yang signifikan. Kekerasan yang tinggi menyebabkan pengelupasan mikro pada ujung alat potong. Untuk menghindari masalah ini, diperlukan penggunaan karbida butiran ultra-halus (K10-K20) atau alat CBN, karena alat potong tersebut memiliki kekerasan merah yang baik, stabilitas kimia, kekuatan mekanik, dan ketahanan terhadap keausan abrasif. Pembubutan material ini terutama menggunakan alat CBN, sedangkan karbida terutama digunakan untuk penggilingan dan pengeboran.

Karakteristik: Baja tahan karat kelas M terutama terdiri dari besi (Fe), dan kandungan kromium (Cr) lebih besar dari 12%, dengan unsur paduan lainnya, seperti Ni, Mo, Nb, Ti, dll. Material ini memiliki ketahanan korosi yang sangat baik dan kekuatan suhu tinggi. Berdasarkan kandungan Cr dan nikel (Ni) dalam material, baja tahan karat diklasifikasikan sebagai feritik, martensitik, austenitik, dan austenitik-feritik (dupleks). Kandungan kromium pada baja tahan karat feritik dan martensitik biasanya berkisar antara 12-18%, dengan sedikit unsur paduan lainnya. Baja ini mudah dikerjakan dan dikeraskan, serta memiliki kemampuan pengelasan yang rendah dan ketahanan korosi sedang. Kandungan Cr dan Ni pada baja tahan karat austenitik biasanya masing-masing 18% dan 8% (seperti baja tahan karat 304). Penambahan 2-3% molibdenum (Mo) dapat meningkatkan ketahanan korosi (seperti baja tahan karat 316). Kandungan Cr dan Ni pada baja tahan karat dupleks biasanya masing-masing 18-28% dan 4-7%. Baja tahan karat ini memiliki kekuatan tarik tinggi dan ketahanan korosi yang tinggi.

Kesulitan dalam pengerjaan mesin: Keausan alat potong dalam pengerjaan material ini terutama berupa keausan sisi, keausan kawah, dan penumpukan material di tepi. Sejumlah besar panas dihasilkan di tepi pemotongan selama proses pemotongan, yang dapat menyebabkan deformasi plastis dan keausan kawah yang parah. Sementara itu, proses pemotongan cenderung mengeraskan permukaan dan menghasilkan serpihan keras, yang pada gilirannya menyebabkan keausan takik. Permukaan yang mengeras dapat menyebabkan lapisan dan material dasar terlepas dari tepi pemotongan, yang menyebabkan pengelupasan dan kualitas permukaan yang buruk. Pengerjaan austenit akan menghasilkan serpihan panjang dan kontinu dengan kekuatan tinggi, yang membuat serpihan sulit dipatahkan.

Karakteristik: Material kelas K - besi cor adalah paduan yang terutama terdiri dari besi (Fe), karbon (C), dan silikon (Si), di mana kandungan C umumnya lebih besar dari 2,11% atau paduan Fe-C dengan organisasi eutektik. Kehadiran C dalam besi cor terutama dalam bentuk grafit. Akibatnya, besi cor memiliki disipasi getaran yang tinggi, sensitivitas takik yang rendah, ketahanan aus yang sangat baik, dan kemampuan pemesinan yang baik. Besi cor diklasifikasikan sebagai besi cor kelabu (HT250), besi cor lunak (KTH300-06), besi cor nodular (QT400-18), dan besi cor padat (RuT400). Besi cor memiliki kandungan karbon tinggi 2,5%-4,0%, dengan kandungan silikon 1,0%-3,0%, kekerasan HB 150-300, konduktivitas termal 50-80 W/mK, dan koefisien ekspansi termal yang rendah. Sifat-sifat ini membuat besi cor cocok untuk pemesinan kecepatan tinggi. Karena performa pengecorannya yang sangat baik dan harganya yang rendah, produk ini diaplikasikan pada berbagai basis mesin perkakas, pipa besi, dan suku cadang otomotif.

Kesulitan dalam pengerjaan mesin: Morfologi grafit dalam besi cor menentukan karakteristik pemotongan; grafit berbentuk serpihan cenderung menghasilkan serpihan yang sangat pendek, dan grafit berbentuk bulat akan meningkatkan hambatan pemotongan. Semua besi cor mengandung fase grafit silikon karbida (SiC), yang sangat mengikis mata pisau dan menyebabkan keausan abrasif. Selain itu, kerapuhan besi cor dapat menyebabkan pengelupasan mata pisau. Besi cor kelabu dan besi cor lunak sangat mudah dikerjakan, tetapi besi cor nodular, besi cor padat, dan besi cor nodular yang dipadamkan secara isotermal lebih sulit dikerjakan, terutama karena kandungan C dan Si yang lebih tinggi.

Karakteristik: Material kelas S mencakup material berbasis titanium dan banyak material paduan tinggi dengan besi (Fe), kobalt (Co), dan nikel (Ni), yang diklasifikasikan menjadi paduan suhu tinggi berbasis besi, nikel, dan kobalt. Jenis material ini memiliki kekuatan tinggi, ketahanan korosi yang baik, dan ketahanan panas yang tinggi, sehingga dapat bekerja stabil dalam waktu lama pada suhu tinggi di atas 600℃ dan di bawah tekanan tertentu. Untuk material seperti Ti-6Al-4V, TC4, dan paduan titanium α + β lainnya, rasio kekuatan terhadap beratnya mencapai 110 kN-m/kg dengan konduktivitas termal hanya 7 W/mK, dan suhu di zona pemotongan hingga 1000 °C. Sementara kandungan fase β lebih besar dari 20%, terjadi peningkatan plastisitas yang signifikan, yang menyebabkan adhesi serpihan yang serius. Untuk paduan suhu tinggi, seperti GH4169 yang mengandung fase penguat γ, ketahanan panasnya dapat dipertahankan hingga 650 ℃, yang membuatnya sulit untuk dikerjakan. Paduan suhu tinggi terutama digunakan dalam industri kedirgantaraan, turbin gas, dan pembangkit listrik. Paduan titanium lebih umum digunakan dalam struktur produk elektronik seperti rangka ponsel.

Kesulitan dalam pengerjaan mesin: Paduan suhu tinggi termasuk dalam material yang sulit dikerjakan, karena daya lekatnya yang tinggi saat pengerjaan, modulus elastisitas yang relatif besar, dan konduktivitas termal yang buruk, yang menyebabkan dihasilkannya banyak panas dan penumpukan material pada tepi. Oleh karena itu, pemrosesan pisau berlapis memiliki persyaratan yang lebih tinggi, sehingga alat tersebut rentan terhadap keausan abrasif, keausan difusi, dan keausan ikatan serta bentuk-bentuk kerusakan lainnya.

Karakteristik: Logam non-ferrous kelas N didefinisikan sebagai semua logam selain besi (Fe), mangan (Mn), dan kromium (Cr). Misalnya, paduan aluminium (6061, 7075), paduan tembaga (H62, C1100), paduan magnesium (AZ91D, AM60), dan lain-lain, semuanya termasuk dalam kelas ini. Logam-logam ini memiliki kekerasan HB 50-150 dan konduktivitas termal >120 W/mK. Logam non-ferrous biasanya lebih lunak dengan keunggulan unik, seperti paduan aluminium dengan kekuatan yang lebih baik dan ketahanan korosi yang sangat baik, serta paduan tembaga dengan konduktivitas listrik yang sangat baik. Logam non-ferrous memiliki berbagai macam aplikasi dalam industri manufaktur mesin, tenaga listrik, komunikasi, peralatan rumah tangga, dan lain-lain.

Kesulitan dalam pengerjaan mesin: Penggunaan alat potong dengan mata pisau yang relatif tajam untuk mengolah logam non-ferrous dapat menghasilkan kecepatan pemotongan yang lebih tinggi dan masa pakai pemotongan yang lebih lama. Namun, logam non-ferrous memiliki modulus elastisitas yang kecil, kapasitas deformasi plastis yang rendah, dan viskositas yang relatif besar. Pada paduan aluminium, ketika kandungan Si lebih besar dari 12% (seperti AlSi10Mg), pembentukan fase SiC yang keras menyebabkan peningkatan kebutuhan akan ketahanan abrasi dan ketangguhan alat. Paduan tembaga cenderung menghasilkan serpihan panjang saat pemotongan, yang berdampak negatif pada pemotongan.