Menguasai Material CNC: Panduan Lengkap Pemilihan Baja dan Aluminium

Di sektor yang memerlukan bagian tahan lama dan performa tinggi, seperti industri otomotif, penerbangan, dan robotika, baja dan aluminium cenderung menjadi pilihan material untuk banyak aplikasi. Namun, baja dan aluminium memiliki karakteristik fisik dan titik harga yang sangat berbeda, jadi sangat penting untuk menentukan mana yang lebih cocok untuk bagian tertentu.

Salah satu faktor penentu itu biasanya adalah metode manufaktur, yang di industri ini seringkali adalah CNC machining. Saat memesin bagian logam, ada beberapa alasan kunci mengapa baja mungkin merupakan pilihan material yang lebih tepat daripada aluminium. Sementara aluminium sangat ringan, baja jauh lebih kuat. Apalagi, aluminium cenderung jauh lebih mahal.

Namun, pilihan tidak hanya bergantung pada aluminium versus baja. Baja sebenarnya adalah keluarga material, dan penting untuk mengevaluasi berbagai baja — serta keuntungan dan keterbatasan masing-masing — selama proses pemilihan material. Inilah empat jenis baja yang paling sering di-mesin, dan apa yang harus diketahui tim produk tentang masing-masing.

1. Baja 4140

Baja 4140 digunakan di berbagai industri karena kekuatan lelah yang tinggi, keawetan keseluruhan, dan resistensi terhadap aus dan dampak. Komposisi kimia 4140 membuatnya sangat kuat, tahan, duktil, dan dapat di-hardener. Selain itu, krom dan molibdenum berkontribusi pada resistensi karat, dan konten mangan dan karbon lebih meningkatkan hardenability sambil mempromosikan deoksidasi. Ia dianggap sangat serbaguna dan mudah di-mesin, dan dapat digunakan untuk banyak bagian baja serbaguna.

Baja 4140 jauh lebih tahan dibandingkan baja karbon polos, jadi membutuhkan lebih banyak gaya untuk forming yang efektif. Selain itu, saat memesin baja 4140, annealing lebih penting dibandingkan baja karbon rendah sederhana. Sementara ia sering kali di-quench-hardened, 4140 tidak mudah untuk dilas dan akan membutuhkan perawatan termal pra- dan pasca-las untuk mencegah retakan, serta berhati-hati dalam menggunakan bahan pengisi yang kompatibel.

4140 menuntut biaya material yang sedikit lebih tinggi dibandingkan baja karbon polos non-alloy, serta biaya pemesinan yang jauh lebih tinggi. Namun, karena begitu kuat dan tahan lama, ia dianggap sangat hemat biaya.

Spesifikasi mekanis:

• Perawatan panas: Oil quenched, 540°C temper, 25mm round
• Kekuatan Tarik Ultimatum: 1140 MPa
• Peregangan hingga Patah: 18%
• Modulus Elastisitas: 205 GPa
• Kekerasan: 35 HRC

2. Baja 1018

Baja 1018 adalah baja karbon serbaguna yang terdiri dari besi, karbon, mangan, fosfor, dan sulfur. Baja 1018 memiliki kemampuan las yang luar biasa, tetapi tidak sekeras beberapa baja lainnya.

Manfaat utama baja 1018 adalah kemampuan kerjanya. Sangat mudah untuk dibentuk, dipukul, dilas, dan diolah panas, yang membuatnya menguntungkan untuk bagian yang membutuhkan lenturan yang parah atau fitur halus lainnya. Sebagai akibatnya, baja 1018 sering digunakan untuk aplikasi seperti poros, sumbu, pin, atau batang. Ia juga dianggap pilihan yang baik untuk bagian yang di-carburize.

Meskipun baja 1018 dapat dilas, las tidak disarankan ketika baja telah di-carbonitrided dan di-carburized. Ini adalah keterbatasan yang harus diketahui tim manufaktur saat bekerja dengan baja 1018. Karena tekstur yang relatif lunak material ini, juga dapat sulit untuk difinisihkan.

Kemampuan olah, kekuatan, dan presisi baja 1018 datang dengan harga yang tinggi. Ia lebih mahal daripada beberapa baja yang sebanding, tetapi jauh lebih cocok untuk CNC machining daripada baja serupa ini.

Spesifikasi mekanis:

• Cold-drawn
• Kekuatan Tarik Ultimatum: 440 MPa
• Peregangan hingga Patah: 15%
• Modulus Elastisitas: 200 GPa
• Kekerasan: 71 HRB

3. Baja 1045

Baja 1045 terdiri dari besi, karbon, silikon, mangan, dan sulfur atau fosfor. Ini adalah baja karbon sedang yang dirancang untuk kekuatan dan kekerasan. Akurasi ukuran, keuntulan, dan konsentrisitasnya membuatnya sangat cocok untuk aplikasi kecepatan tinggi. Ia sering digunakan untuk membuat baut, stang, gigi roda, poros, dan shaft.

1045 sering dipilih karena kekuatan relatif dan resistensi dampaknya. Baja 1045 mengukur 54 pada tes Izod impact. Ia juga sangat mudah di-mesin dan dapat dengan lebih mudah dilas dibandingkan baja karbon tinggi atau baja alloy tinggi, baik dalam kondisi cold-drawn atau normalized.

Namun, karena 1045 adalah baja dengan kekuatan tarik sedang dan hardenability sedang, ia tidak cocok untuk aplikasi yang memerlukan material dengan kekuatan sangat tinggi. Untuk aplikasi yang membutuhkan lebih banyak kekuatan dan resistensi aus daripada baja ringan, tetapi kurang kekuatan daripada baja yang paling keras, 1045 mungkin merupakan opsi yang baik.

Baja 1045 dapat di-hardener dengan nyala atau induksi dalam kondisi rolled dan normalized. Namun, ia tidak merespons nitriding dengan baik, karena ia kurang memiliki elemen alloy yang diperlukan.

Baja 1045 lebih mahal dan menawarkan kekuatan yang lebih besar daripada baja 1018, tetapi banyak hal yang sama mengenai kemampuan las dan kemampuan olah, yang berkontribusi pada biaya yang lebih tinggi.

Spesifikasi mekanis:

• Cold-drawn
• Kekuatan Tarik Ultimatum: 625 MPa
• Peregangan hingga Patah: 12%
• Modulus Elastisitas: 206 GPa
• Kekerasan: 88 HRB

4. Baja 4130

Dikenal sebagai baja karbon rendah, baja 4130 terdiri dari besi, karbon, krom, mangan, molibdenum, fosfor, silikon, dan sulfur. 4130 adalah baja yang sangat tahan dan relatif mudah dirawat panas serta sangat mudah dikerjakan.

Baja 4130 menawarkan modulus elastisitas yang lebih tinggi daripada sebagian besar baja lain dengan kekuatan ultimatum yang serupa, yang memungkinkannya untuk menahan tekanan tinggi. Kualitas ini membuat baja 4130 sangat menguntungkan sebagai baja struktural, yang digunakan untuk berbagai aplikasi konstruksi. Untuk semua alasan ini, 4130 sering digunakan dalam pembuatan peralatan manufaktur, mesin penghancur batu, dan produk las resistensi. Baja 4130 cocok untuk berbagai proses perawatan panas.

Sementara baja 4130 sangat dapat dirawat panas, ia dapat sulit untuk dilas. Hardenability yang tinggi membuatnya sulit untuk memilih logam pengisi yang kompatibel yang akan memiliki kekuatan yang sebanding. Pemahaman tentang properti 4130 dan properti logam pengisi apa pun diperlukan untuk berhasil melas baja ini.

Baja 4130 adalah baja dengan biaya relatif rendah, baik dari segi biaya bahan baku maupun biaya pemotongan. Ia, dalam banyak hal, serupa dengan baja stainless kelas pesawat dalam properti fisiknya, tetapi datang dengan harga yang jauh lebih rendah, menjadikannya opsi yang diinginkan bagi banyak tim produk.

Spesifikasi mekanis:

• Water-quenched 855°C, 450°C temper, 25mm round
• Kekuatan Tarik Ultimatum: 993 MPa
• Peregangan hingga Patah: 18,5%
• Modulus Elastisitas: 205 GPa
• Kekerasan: 31 HRC

Dapatkan manfaat maksud dari setiap baja dengan bantuan mitra manufaktur

CNC machining adalah proses manufaktur yang sangat serbaguna yang memungkinkan penciptaan bagian yang kuat dan fungsional dengan cepat dari banyak material, termasuk baja. Namun, menentukan baja terbaik — atau logam atau plastik lainnya — untuk proyek tertentu dapat menjadi tantangan dan memakan waktu, terutama ketika dihadapkan pada begitu banyak opsi.

Itulah tempat mitra manufaktur yang berpengalaman seperti Fast Radius dapat membantu. Tim perancang, insinyur, dan manajer proyek kami memiliki tahun pengalaman membantu pelanggan menyederhanakan dan mengoptimalkan seluruh proses manufaktur — dari desain, prototyping, dan pemilihan material hingga produksi dan fulfillment. Kami siap membantu tim produk segala bentuk dan ukuran memilih material CNC machining yang tepat untuk persyaratan unik dan titik harga mereka. Hubungi kami hari ini untuk memulai.

Untuk informasi lebih lanjut tentang CNC machining dan tips ahli untuk pemilihan material, kunjungi artikel terkait kami di pusat pembelajaran Fast Radius.