Panduan Pemilihan Alat Pemotong:Logam Besi vs. Logam Bukan Besi

Apakah penting jika bahan pengerjaan logam terbuat dari besi atau bukan besi? Faktor terpenting adalah memahami cara kerja material apa pun dengan alat pemotong di mesin Anda—dan itu penting, temukan pembuat perkakas dengan pengetahuan metalurgi. Cari tahu apa yang perlu Anda ketahui tentang perbedaan utama dalam jenis logam untuk pemesinan.

Mintalah masinis mana pun untuk mendefinisikan kata "besi" dan Anda mungkin akan mendengar jawaban yang sama:Logam besi adalah yang berkarat—baja karbon, besi tuang, baja perkakas, dan sebagainya. Pernyataan ini, meskipun benar, tidak lengkap, karena definisi metalurgi lebih spesifik dan mencakup berbagai logam yang jauh lebih luas.

“Sederhananya, bahan besi mengandung besi,” kata Aaron Schade, manajer program untuk Pusat Pengetahuan Kennametal Amerika. “Jadi tentu saja ini termasuk besi tuang dan baja, tetapi Anda juga melihat logam yang biasanya tidak berkarat, seperti baja tahan karat dan kebanyakan superalloy.”

Tapi melihat cara lain, kelompok bahan nonferrous termasuk aluminium, tembaga, kuningan, plastik, dan komposit, dan apa pun yang tidak dalam kelompok ini dapat diklasifikasikan sebagai besi. Namun, baik besi maupun non-besi, keduanya mengandung berbagai macam bahan yang memerlukan berbagai fitur desain, kecepatan, dan umpan yang berbeda, jelas Schade.

Seorang puritan mungkin berpendapat bahwa banyak paduan aluminium dan bahkan beberapa tembaga dan perunggu karena itu besi karena ini juga mengandung sejumlah kecil besi. Tapi itu mungkin penyederhanaan yang berlebihan. Bukan hanya apakah zat besi ada:Ini adalah jumlah zat besi, catat Schade.

Logam nonferrous tidak mengandung dasar besi atau besi dalam jumlah yang signifikan sama sekali. Misalnya, 316 baja tahan karat mengandung kira-kira 62 hingga 72 persen besi; Inconel 718 adalah basis nikel, tetapi masih mengandung 17 persen besi dan aluminium 6061-T6 hanya mengandung maksimum 0,7 persen besi. Inilah mengapa Schade mengatakan sulit untuk membuat pernyataan menyeluruh tentang topik yang sangat teknis.

“Yang lebih relevan adalah mengidentifikasi alat mana yang paling cocok untuk materi tertentu, terlepas dari nomenklaturnya,” kata Schade.

Binky Sargent, manajer analisis material di Kennametal, setuju. “Apakah besi atau nonferrous, 304 stainless atau 6061-T6, yang paling penting untuk dipertimbangkan adalah bagaimana alat pemotong berinteraksi dengan material,” katanya. “Anda perlu tahu bagaimana chip terbentuk dan cara paling efektif untuk mengeluarkannya dari zona kerja, apa efek sifat termal dan kimia material pada alat, dan bentuk fitur bagian relatif terhadap bentuk dan geometri. pemotong.”

Pada dasarnya, pemilihan pahat yang tepat tidak hanya bergantung pada klasifikasi metalurgi material benda kerja.

Logam Besi vs. Logam Nonferrous:Memilih Alat Pemotong yang Tepat

Kennametal dan produsen alat pemotong lainnya menghindari "ferrous vs nonferrous", dan sebagai gantinya mendasarkan pengelompokan material mereka pada karakteristik metalurgi seperti kekerasan, kekuatan, keuletan, konduktivitas termal, dan komposisi kimia. Atribut-atribut inilah yang menentukan alat pemotong mana yang paling efektif untuk memproses material tertentu, dan cara terbaik untuk menerapkannya. Daftar berikut menjelaskan setiap kategori Kennametal, bersama dengan beberapa panduan dasar tentang pemilihan alat pemotong:

Baja :P1 – P6

Baja karbon rendah seperti 1018 dan A36 termasuk dalam kategori P1, sedangkan P6 termasuk PH (pengerasan presipitasi) dan baja tahan karat seri 400 (440C, 15-5, dan 17-4, untuk beberapa nama). Di antara dudukan baja perkakas (D2, S7), baja cetakan (P20), dan berbagai baja paduan (4340, 8620, dll.). Secara umum, penggaruk positif, alat karbida berlapis aluminium oksida bekerja dengan baik pada logam P1 dan P2 yang lebih lembut, sedangkan yang dengan preparasi tepi yang lebih besar (pikirkan K-lands) dan penggaruk yang lebih negatif lebih disukai karena kekerasan meningkat.

Baja Tahan Karat:M1 – M3

Berbeda dengan baja tahan karat feritik dan martensit yang ditemukan dalam kelompok P, baja tahan karat tipe M1 dan M2 adalah austenitik (artinya memiliki struktur kristal kubik berpusat pada muka), sedangkan baja dupleks M3 (Nitronik adalah satu) memiliki dua fase mikro yang mencakup ferit, membuatnya sangat tangguh. Baja tahan karat dan dupleks juga mengandung setidaknya 10,5 persen kromium, serta nikel dan elemen menantang lainnya. Biasanya, gunakan alat penggaruk positif berlapis CVD dengan persiapan tepi minimal, kecepatan gerak makan sedang, dan kedalaman potong yang lebih rendah.

Perlu bantuan untuk pemesinan nikel? Baca “ 5 Tip Pemotongan Logam untuk Paduan Suhu Tinggi Berbasis Nikel .”

Besi Cor:K1 – K3

Besi ditemukan dalam segala hal mulai dari penutup lubang got, yang menggunakan K1 atau besi tuang abu-abu, hingga cakram rem, yang menggunakan CGI, atau besi grafit padat, yang merupakan logam K2, hingga catok yang ditemukan di pusat permesinan toko. Vises menggunakan besi ulet kelas K3, yang juga dikenal dengan nama dagangnya “Dura-Bar.” Semua setrika memiliki chipping pendek dan abrasif yang membuat alat pemotong keramik dan PCBN atas datar (zero to negative rake) menjadi pilihan pertama. Karbida berlapis CVD bekerja dengan baik pada semua kecuali besi yang paling keras.

Nonferrous:N1 – N7

Seperti yang ditunjukkan oleh Schade Kennametal, nonferrous adalah bahan apa pun yang tidak mengandung besi—kebanyakan. Penunjukan N1 hingga N3 mencakup semua aluminium dari 6061-T6 yang ada di mana-mana hingga eutektik, dan sangat abrasif, Al-12Si.

N4 menandakan paduan berbasis tembaga, kuningan dan seng, yang merupakan daftar logam yang sebagian besar bebas pemesinan. N5 meskipun N7 mengandung segalanya mulai dari plastik dan karet hingga grafit dan CFRP.

Dari sudut pandang alat pemotong, sebagian besar bahan ini dikerjakan dengan baik dengan sisipan karbida atau PCD atau PCD yang positif tinggi, biasanya tidak dilapisi, atau berlian polikristalin, meskipun plastik dan karet lunak dapat dipotong paling baik dengan mata pahat HSS yang sangat tajam.

Superalloy:S1 – S4

Sesuai dengan namanya, seri S dari paduan suhu tinggi adalah salah satu bahan yang paling sulit untuk dikerjakan dengan mesin dan meliputi:

• S1:A286, yang berbahan dasar besi atau paduan S1
• S2:Stellite yang mengandung kobalt
• S3:Inconel 625 dan Monel adalah superalloy yang mengandung nikel tinggi
• S4:Titanium seperti Ti6Al-4V adalah bahan yang paling umum

Keripik yang panjang dan berserabut adalah aturannya, begitu pula lekukan kedalaman potong, pengerasan kerja, dan tepi yang terpasang. Alat pemotong rake yang tajam dan positif diperlukan, bersama dengan kecepatan potong yang lebih lambat dan pengaturan yang kaku. Untuk produktivitas yang lebih besar, pertimbangkan alat pemotong keramik, dengan satu pengecualian adalah titanium, karena reaktivitas kimianya.

Bahan yang Dikeraskan:H1 – H4

Setelah baja perkakas, baja tahan karat pH, dan baja karbon tinggi telah dikeraskan melalui perlakuan panas, sering kali perlu untuk beralih dari alat pemotong karbida ke yang terbuat dari keramik atau “PCBN”, yang merupakan singkatan dari boron nitrida kubik polikristalin.

Kedalaman potong dan kecepatan potong juga harus dikurangi, untuk mengurangi ketahanan aus yang ekstrem dan abrasif material H1 (hingga 48 HRC) yang dikeraskan hingga H4 (lebih besar dari 60 HRC) yang dikeraskan. Seperti halnya superalloy, semakin kaku pengaturannya, semakin baik.

Kriteria untuk Pemilihan Alat Pemotong Serupa Di Seluruh Produsen Perkakas

Brian Hoefler, teknisi aplikasi korporat untuk Seco Tools dan Sandvik Machining Solutions, menggunakan deskripsi material yang sedikit berbeda dari Kennametal, tetapi kriteria dasar untuk pemilihan pahat adalah sama.

“Machinability material apapun sangat bergantung pada struktur mikro, konduktivitas termal, kandungan karbon, keberadaan elemen paduan seperti molibdenum dan tungsten, dan sejumlah variabel lainnya,” kata Hoefler.

Pada akhirnya, memilih pahat yang tepat biasanya bermuara pada bahan pahat, geometri, dan pelapis mana yang paling efektif dalam memutus ikatan metalurgi material benda kerja sambil menahan panas dan abrasi yang dihasilkan selama pemesinan.

“Jika ragu, komunikasikan dengan pemasok alat pemotong yang berpengetahuan luas untuk mendapatkan bantuan,” kata Hoefler. “Apa pun yang Anda potong, kemungkinan besar ada solusi produktif dan hemat biaya yang tersedia.”

Seberapa baik Anda mengetahui susunan logam dari bahan yang Anda potong? Bagikan dengan rekan Anda.