Bahan Paling Sulit untuk Aplikasi Ekstrim

Apa yang dimaksud dengan “kekerasan” material dalam manufaktur CNC?

Dalam konteks ilmu material, "kekerasan" biasanya mengacu pada kemampuan material untuk menahan lekukan, goresan, atau bentuk penetrasi permukaan lainnya ketika terkena gaya mekanis atau kondisi abrasif. Bahan keras cenderung tidak mengalami keausan, deformasi, atau kerusakan, sehingga cocok untuk aplikasi yang mengutamakan daya tahan.

Kekerasan dan kekuatan – apa bedanya?

Kekerasan dan kekuatan adalah sifat yang berbeda. Kekerasan adalah ketahanan suatu material terhadap lekukan atau abrasi pada permukaan luar, sedangkan kekuatan adalah kemampuan menahan beban yang diberikan tanpa kegagalan atau deformasi permanen. Bahan juga dapat diolah dengan berbagai cara untuk meningkatkan kekuatan dan/atau kekerasan permukaannya. Ini adalah kategori kekuatan material yang paling umum.

• Kekuatan tekan. Properti ini menunjukkan beban maksimum yang dapat ditanggung material dalam kompresi sebelum runtuh. Produsen sering kali mempertimbangkan kuat tekan saat merancang komponen yang harus menopang beban berat pada mesin dan peralatan industri.

• Kekuatan tarik. Kekuatan tarik mewakili tegangan maksimum yang dapat ditahan suatu material ketika ditarik sebelum material tersebut patah. Hal ini penting dalam aplikasi manufaktur yang mengalami tegangan tingkat tinggi, seperti perkakas gantung, kabel, kabel, dan elemen struktur untuk bangunan dan jembatan. 

• Kekuatan hasil. Kekuatan hasil membantu produsen memahami batas material sebelum mengalami deformasi permanen. Hal ini penting untuk komponen logam yang harus mempertahankan bentuk dan integritas strukturalnya, seperti yang dimaksudkan untuk aplikasi penahan beban.

• Kekuatan benturan. Properti ini menunjukkan seberapa baik suatu material dapat menahan patah atau pecah ketika terkena gaya mendadak, beban dinamis, atau benturan. Produsen mengandalkan material dengan kekuatan benturan tinggi untuk memproduksi suku cadang tahan lama yang digunakan pada mesin, peralatan, dan komponen otomotif.
  

Bahan apa yang paling sulit untuk pembuatan CNC?

Berikut adalah beberapa bahan yang sering digunakan oleh pelanggan industri untuk membuat suku cadang atau komponen yang ditujukan untuk lingkungan pekerja keras. 

• Baja tahan karat . Memiliki kekuatan tarik tinggi, ketahanan terhadap korosi, dan daya tahan. Ia mempertahankan integritas strukturalnya di lingkungan yang beragam, menjadikannya berharga untuk konstruksi dan manufaktur. Namun, bahan ini kurang keras dibandingkan beberapa bahan dan rentan tergores atau penyok, sehingga berdampak pada permukaan akhir, kecuali bahan tersebut diberi perlakuan panas.

• Baja perkakas . Menunjukkan kekerasan tinggi, ketahanan aus, dan ketangguhan. Ini sering digunakan untuk alat pemotong dan cetakan presisi, memastikan masa pakai alat yang lama dan akurasi dimensi. Namun, baja bisa menjadi rapuh dan rentan terkelupas di bawah tekanan ekstrem, sehingga memerlukan penanganan dan pemeliharaan yang hati-hati.

• Baja paduan . Menampilkan kekuatan tarik tinggi, ketahanan aus, dan ketangguhan. Baja paduan sangat penting digunakan dalam aplikasi mulai dari mesin berat hingga komponen struktural, sehingga menawarkan peningkatan kekuatan dan daya tahan. Baja paduan sulit dikerjakan karena kekerasannya, sehingga memerlukan perkakas dan proses khusus.

• Titanium . Menawarkan kekuatan tarik tinggi, kepadatan yang lebih rendah dari baja (tetapi lebih tinggi dari aluminium), dan ketahanan terhadap korosi. Ia juga memiliki konduktivitas panas yang sangat rendah, dengan rasio kekuatan terhadap berat yang menjadikannya ideal untuk aplikasi industri luar angkasa, otomotif, dan medis. Titanium dapat menjadi tantangan dalam pengerjaan mesin karena kekerasannya dan memerlukan peralatan khusus.

• Inkonel . Paduan nikel berkekuatan tinggi dan tahan korosi yang digunakan untuk aplikasi luar angkasa, kimia, dan otomotif. Hal ini dapat menjadi tantangan untuk dikerjakan karena kekerasannya dan kecenderungannya untuk mengeras – yang berarti bahwa hal tersebut dapat menjadi lebih keras dan lebih rapuh ketika mengalami deformasi. Hal ini memerlukan alat dan teknik khusus dan berdampak negatif pada masa pakai alat tersebut.

• Tungsten. Memiliki titik leleh yang tinggi, kekuatan tarik, kekerasan yang layak, dan muai panas yang rendah. Tungsten digunakan dalam aplikasi suhu tinggi. Ini rapuh pada suhu kamar dan sulit untuk dikerjakan.

• Kromium. Menawarkan kekerasan tinggi, ketahanan korosi, dan ketahanan aus. Karena kromium murni rapuh, kromium paling baik digunakan sebagai paduan dan dalam produksi baja tahan karat

Praktik terbaik untuk meningkatkan kekerasan material  

Dengan mengikuti praktik terbaik ini, Anda dapat mengambil langkah-langkah untuk meningkatkan kekerasan material. Bahan yang dikeraskan dengan benar dapat menahan tekanan yang lebih tinggi, tahan terhadap keausan, dan mempertahankan integritas struktural, sehingga mengurangi risiko kegagalan dan penggantian yang mahal. Selain itu, kepatuhan terhadap praktik ini dapat menjadi persyaratan hukum dalam industri yang diatur.

• Perlakuan panas . Proses perlakuan panas yang tepat, seperti quenching dan tempering, dapat meningkatkan kekerasan material secara signifikan dengan mengubah struktur mikronya.

• Paduan. Memasukkan unsur paduan, seperti kromium, molibdenum, atau vanadium, ke dalam komposisi material dapat meningkatkan kekerasan.

• Pengerjaan dingin. Pengerjaan dingin adalah proses manufaktur di mana suatu material diubah bentuknya atau dibentuk pada suhu ruangan atau lebih rendah, sehingga meningkatkan kekuatannya dan mengubah sifat mekaniknya tanpa pemanasan.

• Perawatan termokimia. Teknik seperti karburasi atau nitridasi dapat mengeraskan permukaan material sehingga meningkatkan ketahanan aus.

Pemesinan yang presisi. Penggunaan alat dan teknik pemotongan yang tepat, serta kecepatan pemotongan yang lebih lambat selama pemesinan dapat membantu menjaga kekerasan, menghindari panas berlebih, dan melunakkan material.

Cari tahu lebih lanjut tentang memilih bahan untuk pemesinan CNC, pencetakan 3D, dan pencetakan injeksi. Anda juga dapat membaca lebih lanjut tentang properti material di Basis Pengetahuan kami. Untuk harga dan waktu tunggu suku cadang khusus Anda, unggah file CAD ke pembuat penawaran kami. 

Pertanyaan umum

Apa yang dimaksud dengan material keras dalam pemesinan CNC?

Bahan keras adalah bahan yang tahan terhadap lekukan, goresan, atau bentuk penetrasi permukaan lainnya saat terkena kekuatan mekanis atau kondisi abrasif.

Bagaimana pengaruh kecepatan potong terhadap pemesinan material keras?

Kecepatan potong yang lebih lambat biasanya diperlukan untuk material keras guna mencegah keausan pahat yang berlebihan.

Apa aplikasi umum untuk material keras pemesinan CNC?

Komponen luar angkasa dan otomotif, mesin berat, implan medis, dan peralatan berperforma tinggi sering kali menggunakan bahan keras.

Apa manfaat pemesinan material keras?

Memesin material keras dapat menghasilkan komponen dengan ketahanan aus, daya tahan, dan presisi yang sangat baik.