Baja hadir dalam berbagai bentuk: berbagai bentuk geometris pelat logam, pelat, batang dan balok, pipa, dan tentu saja bahan baku padat yang digunakan dalam pemesinan baja CNC. Baja digunakan dalam begitu banyak aplikasi dan begitu banyak industri, sehingga masuk akal untuk memiliki banyak jenis baja. Tapi apa perbedaan antara baja tahan karat dan baja karbon rendah? Pemesinan gratis dan baja pahat? Dalam artikel ini, Anda akan belajar tentang banyak jenis baja yang diproses dan bagaimana berhasil dengan sukses jenis baja proses CNC.
Apa itu baja?
Baja adalah istilah yang luas untuk paduan besi dan karbon. Kandungan karbon (0,05% -2% berat) dan penambahan elemen lain menentukan paduan baja spesifik dan sifat materialnya. Elemen paduan lainnya termasuk mangan, silikon, fosfor, sulfur dan oksigen. Karbon meningkatkan kekerasan baja secara bersamaan, elemen lain dapat ditambahkan untuk meningkatkan ketahanan korosi atau kemampuan kerja. Isi mangan biasanya lebih tinggi (setidaknya 0,30% menjadi 1,5%) untuk mengurangi kerapuhan baja dan meningkatkan kekuatannya.
Kekuatan dan kekerasan baja adalah salah satu karakteristiknya yang paling populer. Membuat baja cocok untuk aplikasi konstruksi dan transportasi, karena bahan ini dapat digunakan untuk waktu yang lama di bawah beban yang berat dan berulang. Beberapa paduan baja, yaitu varietas baja tahan karat, tahan korosi, yang menjadikannya pilihan terbaik untuk bagian -bagian yang bekerja di lingkungan yang ekstrem.
Namun, kekuatan dan kekerasan ini juga akan memperpanjang waktu pemesinan dan meningkatkan keausan pahat. Baja adalah bahan kepadatan tinggi, yang membuatnya terlalu berat untuk aplikasi tertentu. Namun, baja memiliki rasio kekuatan-terhadap-berat yang tinggi, itulah sebabnya merupakan salah satu logam yang paling umum digunakan dalam pembuatan. Dalam proses pembuatan kami, kami sering menggunakan baja stainless bahan baku sebagai
Aksesoris logam bagian casting.
Jenis baja
Mari kita bahas banyak jenis baja. Sebagai baja, karbon harus ditambahkan ke besi. Namun, kandungan karbon akan bervariasi, yang mengarah pada perubahan besar dalam kinerjanya. Baja karbon biasanya mengacu pada baja selain baja tahan karat, dan diidentifikasi oleh tingkat baja 4 digit, lebih luas, itu adalah baja karbon rendah, baja karbon sedang atau baja karbon tinggi.
Baja karbon rendah: Kandungan karbon kurang dari 0,30% (berat)
Baja karbon sedang: kandungan karbon 0,3-0,5%
Baja karbon tinggi: 0,6% dan di atasnya
Elemen paduan utama baja diwakili oleh angka pertama di kelas empat digit. Misalnya, baja 1xxx, seperti 1018, akan memiliki karbon sebagai elemen paduan utama. 1018 baja mengandung 0,14-0,20% karbon dan sejumlah kecil fosfor, sulfur dan mangan. Paduan tujuan umum ini umumnya digunakan untuk gasket, poros, roda gigi, dan pin.
Baja karbon kelas yang mudah diproses mengalami pemfosfasi ulang dan perawatan ulang untuk memecah chip menjadi potongan-potongan yang lebih kecil. Ini mencegah chip panjang atau besar dari terjerat dengan alat selama pemotongan. Baja mesin dapat mempercepat waktu pemrosesan, tetapi dapat mengurangi keuletan dan resistensi dampak.
Baja tahan karat
Baja tahan karat mengandung karbon, tetapi juga mengandung sekitar 11% kromium, yang meningkatkan ketahanan korosi material. Lebih banyak kromium berarti lebih sedikit karat! Menambahkan nikel juga dapat meningkatkan resistensi karat dan kekuatan tarik. Selain itu, stainless steel memiliki ketahanan panas yang baik dan cocok untuk kedirgantaraan dan aplikasi lain di lingkungan yang ekstrem.
Menurut struktur kristal logam, baja tahan karat dapat dibagi menjadi lima jenis. Kelima jenisnya adalah austenite, ferit, martensite, dupleks dan pengerasan presipitasi. Nilai stainless steel diidentifikasi oleh tiga digit, bukan empat digit. Angka pertama mewakili struktur kristal dan elemen paduan utama.
Misalnya, 300 seri stainless steel adalah paduan kromium-nikel austenitik. 304 Stainless Steel adalah kelas yang paling umum, juga dikenal sebagai 18/8 karena kandungan kromiumnya adalah 18% dan kandungan nikel adalah 8%. 303 Stainless Steel adalah versi pemesinan gratis dari 304 stainless steel. Penambahan sulfur mengurangi ketahanan korosi, sehingga tipe 303 stainless steel lebih rentan terhadap karat daripada tipe 304.
Baja tahan karat dapat digunakan di berbagai industri. Tipe 316 Stainless Steel dapat digunakan untuk peralatan medis, seperti bagian katup dalam mesin dan pipa, setelah pemrosesan yang tepat. 316 Stainless Steel juga digunakan untuk pemesinan mur dan baut, banyak di antaranya digunakan dalam industri kedirgantaraan dan otomotif. 303 Stainless Steel digunakan untuk roda gigi, poros, dan bagian lain yang diperlukan untuk pesawat terbang dan mobil.
Baja pahat
Alat baja digunakan untuk memproduksi alat untuk berbagai proses pembuatan, termasuk casting die, cetakan injeksi, stamping dan pemotongan. Ada banyak paduan baja pahat yang berbeda yang dapat digunakan untuk aplikasi yang berbeda, tetapi mereka semua dikenal karena kekerasannya. Masing -masing dapat menahan keausan dari beberapa penggunaan (cetakan baja yang digunakan untuk cetakan injeksi dapat menahan satu juta kali atau lebih bahan), dan memiliki ketahanan suhu tinggi.
Aplikasi yang umum dari baja pahat adalah cetakan injeksi, yang diproses oleh CNC baja yang dikeraskan untuk menghasilkan suku cadang produksi kualitas tertinggi. Baja H13 biasanya dipilih karena sifat kelelahan termal yang baik-kekuatan dan kekerasan dapat menahan paparan jangka panjang terhadap suhu ekstrem. Cetakan H13 sangat cocok untuk bahan cetakan injeksi canggih dengan suhu leleh yang tinggi, karena memberikan umur cetakan yang lebih lama daripada baja lainnya-500.000 hingga 1 juta kali. Pada saat yang sama, S136 adalah stainless steel, dengan kehidupan cetakan lebih dari satu juta kali. Bahan ini dapat dipoles ke tingkat tertinggi dan digunakan dalam aplikasi khusus di mana kejelasan optik yang tinggi diperlukan.
Pemrosesan baja
Beberapa sifat baja yang paling berguna berasal dari langkah pemrosesan dan pemrosesan tambahan. Metode -metode ini dapat dilakukan sebelum diproses untuk mengubah sifat baja dan membuat baja lebih mudah diproses. Ingatlah bahwa pengerasan bahan sebelum pemesinan akan memperpanjang waktu pemesinan dan meningkatkan keausan pahat, tetapi baja dapat dirawat setelah pemesinan untuk meningkatkan kekuatan atau kekerasan produk jadi. Yang mengatakan, penting untuk berpikir sebelum perawatan yang direncanakan yang perlu Anda terapkan untuk mencapai properti yang diperlukan untuk bagian Anda.
Perlakuan panas
Perlakuan panas mengacu pada beberapa proses berbeda yang melibatkan memanipulasi suhu baja untuk mengubah sifat materialnya. Contohnya adalah anil, yang digunakan untuk mengurangi kekerasan dan meningkatkan daktilitas, membuat baja lebih mudah diproses. Proses anil perlahan memanaskan baja ke suhu yang diperlukan dan mempertahankannya untuk jangka waktu tertentu. Waktu dan suhu yang dibutuhkan tergantung pada paduan spesifik dan menurun seiring meningkatnya kandungan karbon. Akhirnya, logam mendingin perlahan di tungku atau dikelilingi oleh bahan isolasi.
Normalisasi perlakuan panas dapat menghilangkan tegangan internal pada baja sambil mempertahankan kekuatan dan kekerasan yang lebih tinggi daripada baja anil. Selama proses normalisasi, baja dipanaskan hingga suhu tinggi dan kemudian berpendingin udara untuk mendapatkan kekerasan yang lebih tinggi.
Baja yang dikeraskan adalah proses perlakuan panas lainnya, Anda dapat menebaknya, mengeras baja. Ini juga akan meningkatkan kekuatan, tetapi juga akan membuat bahan lebih rapuh. Proses pengerasan melibatkan perlahan -lahan memanaskan baja, merendamnya pada suhu tinggi, dan kemudian merendam baja dalam air, minyak, atau larutan air garam untuk pendinginan cepat.
Akhirnya, proses perlakuan panas tempering digunakan untuk mengurangi kerapuhan baja yang padam. Baja tempered hampir identik dengan normalisasi: perlahan-lahan dipanaskan ke suhu yang dipilih, dan kemudian baja didinginkan udara. Perbedaannya adalah bahwa suhu tempering lebih rendah dari proses lain, yang mengurangi kerapuhan dan kekerasan baja tempered.
Pengerasan presipitasi
Pengerasan presipitasi meningkatkan kekuatan luluh baja. Nilai tertentu dari stainless steel dapat mencakup nilai pH dalam nama, yang berarti bahwa mereka memiliki sifat pengerasan presipitasi. Perbedaan utama antara baja pengerasan presipitasi adalah bahwa mereka mengandung elemen tambahan: tembaga, aluminium, fosfor atau titanium. Ada banyak paduan berbeda di sini. Untuk mengaktifkan sifat pengerasan presipitasi, baja dibentuk menjadi bentuk akhir dan kemudian mengalami perlakuan pengerasan usia. Proses pengerasan penuaan memanaskan material untuk waktu yang lama untuk mengendapkan elemen yang ditambahkan dan membentuk partikel padat dengan ukuran yang berbeda, sehingga meningkatkan kekuatan material.
17-4ph (juga dikenal sebagai 630 Steel) adalah contoh umum dari nilai pengerasan presipitasi untuk stainless steel. Paduan ini mengandung 17% kromium dan nikel 4%, dan tembaga 4%, yang membantu pengerasan presipitasi. Karena meningkatnya kekerasan, kekuatan dan resistensi korosi yang tinggi, 17-4ph digunakan untuk platform dek helikopter, bilah turbin dan barel limbah nuklir.
Bekerja dingin
Sifat baja juga dapat diubah tanpa menerapkan banyak panas. Misalnya, baja yang bekerja dingin dibuat lebih kuat melalui proses pengerasan kerja. Ketika logam cacat plastik, pengerasan kerja terjadi. Ini dapat dicapai dengan memalu, menggulung atau menggambar logam. Selama pemrosesan, jika alat atau benda kerja terlalu panas, pengerasan kerja juga akan terjadi secara tak terduga. Kerja dingin juga dapat meningkatkan kemampuan kerja baja. Baja ringan sangat cocok untuk bekerja dingin.
Tindakan pencegahan untuk desain struktur baja
Saat merancang bagian baja, penting untuk mengingat karakteristik unik dari material. Karakteristik yang membuatnya sangat cocok untuk aplikasi Anda mungkin memerlukan pertimbangan tambahan desain untuk manufaktur (DFM).
Karena kekerasan material, baja pemrosesan membutuhkan waktu lebih lama dari bahan lain yang lebih lembut (seperti aluminium atau kuningan). Anda perlu menggunakan pengaturan mesin yang benar untuk mengoptimalkan kualitas pemesinan dan meminimalkan keausan pahat. Dalam praktiknya, ini berarti kecepatan spindel yang lebih lambat dan laju umpan untuk melindungi bagian dan cetakan Anda.
Bahkan jika Anda tidak melakukan pemrosesan sendiri, Anda masih harus mengevaluasi tingkat baja yang cocok untuk proyek Anda, tidak hanya dalam hal kekerasan dan kekuatan, tetapi juga dengan mempertimbangkan perbedaan dalam kemampuan kerja. Misalnya, waktu pemrosesan baja tahan karat sekitar dua kali lipat dari baja karbon. Saat memutuskan pada nilai yang berbeda, Anda juga harus mempertimbangkan atribut mana yang merupakan prioritas tertinggi dan paduan baja mana yang mudah tersedia. Kelas yang umum digunakan, seperti 304 atau 316 stainless steel, memiliki berbagai ukuran stok untuk dipilih, dan butuh lebih sedikit waktu untuk menemukan dan membeli.
-------------------------------------------------AKHIR-----------------------------------------------------
Sunting oleh Rebecca Wang
