5 Hal yang Perlu Dipertimbangkan Saat Perlakuan Panas pada Logam
Kami telah membahas di bagian lain tentang bagaimana ekspansi panas dapat menjadi faktor saat memutuskan seberapa tepat dimensi bagian logam yang dibutuhkan.
Yaitu, jika bahkan sedikit perbedaan dalam toleransi yang disebabkan oleh pemuaian panas akan mempengaruhi kinerja komponen, maka sebaiknya hindari menetapkan toleransi yang sangat ketat setiap kali ada risiko variasi suhu lingkungan. Dan itu berarti variasi di mana saja dalam proses, mulai dari pemotongan bagian dan inspeksi hingga perakitan dan penggunaan akhir.
Namun, bagaimana jika Anda dengan sengaja memanaskan logam sebagai bagian normal dari proses manufaktur Anda? Lalu, apa yang perlu Anda ingat saat membuat spesifikasi untuk bagian logam kecil yang dipotong, seperti yang kami produksi di Metal Cutting Corporation?
Mengapa logam diberi perlakuan panas? Ada banyak alasan penting. Tetapi pada dasarnya, proses perlakuan panas logam melibatkan penerapan panas yang terkontrol untuk mengubah sifat fisik — dan terkadang, kimia — material.
Meskipun kami tidak memanaskan logam sebagai bagian dari layanan kami di Metal Cutting, kami memperhatikan potensinya efek perubahan dimensi . Namun sebelum kita menjelajahi konsekuensi yang tidak disengaja pada dimensi bagian logam, mari kita bahas beberapa manfaat perlakuan panas dan anil.
Tergantung pada metode yang digunakan, logam yang diberi perlakuan panas menjadi lebih keras atau lebih lunak, lebih atau kurang rapuh, atau lebih kuat atau lebih lemah. Berdasarkan hasil akhir yang diinginkan, metode ini mungkin melibatkan:
- Menggunakan beberapa perawatan
- Mengubah suhu saat logam diberi perlakuan panas
- Memvariasikan lama waktu panas diterapkan
- Mengontrol seberapa cepat atau lambat bahan didinginkan
Cara Anda menerapkan dan menghilangkan panas saat Anda memanaskan logam berdampak pada kekuatan luluh dan kekerasan produk akhir.
Misalnya, baja tahan karat biasanya diberi perlakuan panas untuk meningkatkan kekerasannya; pada sisi negatifnya, itu juga bisa menjadi lebih rapuh.
Sebaliknya, baja tahan karat dapat diberi perlakuan panas untuk meningkatkan keuletannya, yang membantu meminimalkan retak dan meningkatkan kemampuan kerja. Namun, proses tersebut juga dapat menurunkan kekerasan baja.
Oleh karena itu, untuk mendapatkan logam dengan karakteristik yang diinginkan — seperti baja tahan karat dengan kekuatan tarik tinggi tetapi kerapuhannya relatif rendah — mungkin memerlukan beberapa perlakuan pada suhu dan jangka waktu yang berbeda.
Sering digunakan secara bergantian dengan istilah perlakuan panas , anil adalah metode khusus yang digunakan untuk melunakkan logam, dengan tujuan meningkatkan keuletan dan mengurangi kerapuhannya.
Annealing juga dapat digunakan untuk meningkatkan sifat homogen logam, serta untuk mengembalikan keuletannya sebelum penanganan lebih lanjut. Misalnya, saat baja tahan karat 316 bekerja, ia dapat mengambil sifat magnetik yang tidak diinginkan; namun, menganil baja tahan karat dapat mengembalikannya ke (atau sangat dekat dengan) kondisi nonmagnetik aslinya.
Annealing dilakukan dengan menggunakan tungku khusus di mana kondisinya dikontrol dengan ketat. Logam dipanaskan hingga suhu tinggi — umumnya, sedikit di atas suhu rekristalisasi.
Bahan ditahan pada suhu tinggi selama beberapa jam hingga beberapa hari dan kemudian dibiarkan dingin (dalam kasus baja dan logam besi lainnya, sangat lambat).
Saat Anda memanaskan logam, atmosfer tempat proses itu terjadi juga penting, karena berdampak pada permukaan dan kekuatan material.
Misalnya, jika Anda memanaskan tungsten dalam suasana normal, itu akan menghasilkan oksidasi yang membuat permukaan menjadi keropos. Namun, bekerja di lingkungan yang terkendali — seperti ruang hampa atau atmosfer nitrogen, argon, atau hidrogen yang disegel — memungkinkan Anda memanaskan logam tanpa oksidasi.
Baja karbon rendah dapat dianil di lingkungan yang kaya karbon untuk mengeraskan baja dengan lapisan permukaan karbon tinggi yang memiliki ketahanan lelah dan aus yang baik. Teknik ini digunakan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan produk seperti pegas dan tempa kawat baja karbon.
Namun, jika "karburisasi" bukanlah sifat yang diinginkan, anil harus dilakukan di lingkungan yang rendah atau bebas karbon.
Terkadang, menemukan "formula" yang tepat untuk komposisi paduan dan metode perlakuan panas logam sangat penting untuk mencapai sifat akhir yang diinginkan. Contoh yang bagus adalah properti memori bentuk paduan nikel-titanium — atau dikenal sebagai NiTi atau nitinol .
Bahan “kenyal” ini pertama kali populer digunakan untuk membuat bingkai kacamata yang dapat ditekuk dan secara ajaib kembali ke bentuk aslinya. Saat ini, NiTi banyak digunakan untuk aplikasi selang perangkat medis seperti kawat pemandu kateter, stent, dan jarum bedah mikro.
(Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang NiTi dan bahan tubing lainnya di buku putih kami, Medical Device Tubing in the 21st Century:Who Needs It? )
Properti memori bentuk NiTi tergantung pada perlakuan panas. Inilah yang memungkinkan NiTi mengalami deformasi pada satu suhu dan kemudian memulihkan bentuk aslinya yang tidak terdeformasi ketika dipanaskan di atas yang disebut suhu transformasi.
Namun, NiTi sangat sulit dibuat, karena reaktivitas titanium yang tinggi dan fakta bahwa sedikit variasi dalam komposisi dapat mempengaruhi suhu transformasi.
Misalnya, jika atom titanium bergabung dengan oksigen atau karbon, struktur kristal NiTi dapat kehilangan titanium, menyebabkan suhu transformasi menjadi lebih rendah. Jika nikel terlalu sedikit dan material menjadi terlalu lama, suhu transformasi meningkat.
Metode apa pun yang akan digunakan untuk memanaskan logam, sangat penting untuk mengidentifikasi proses dalam spesifikasi untuk bagian logam yang dipotong. Sungguh luar biasa bagaimana perlakuan panas logam dapat mengubah dimensi tertentu dari bagian-bagian yang dikerjakan dengan hati-hati dan tidak berpengaruh pada parameter lainnya.
Misalnya, jika Anda memiliki spesifikasi kelurusan, Anda harus mempertimbangkan apakah perlakuan panas dan ekspansi logam yang dihasilkan akan berdampak pada dimensi bagian yang dipotong dan, pada akhirnya, seberapa baik kinerjanya — dan jika demikian, Anda dapat perlu menyesuaikan toleransi Anda.
Selain itu, penting untuk memastikan bahwa bagian logam yang diberi perlakuan panas akan dikemas dengan benar untuk menghindari distorsi atau kerusakan pada bagian yang dipotong sebelumnya saat dalam perjalanan.
Misalnya, di Metal Cutting, kami selalu ingin tahu apakah bagian yang kami potong akan dikirim ke pihak ketiga untuk perlakuan panas atau anil. Karena komponen dibuat lebih lentur dengan proses anil, pengemasan yang tidak memadai dapat menyebabkan komponen yang dianil menjadi melengkung saat dikemas ulang dan dikirim kepada Anda (atau dikirim kembali kepada kami untuk pemrosesan tambahan).
Bagian seperti batang dapat menjadi bengkok jika mengembang dan tidak dikemas dengan benar setelah perlakuan panas logam. Bagian lain dapat mulai bergesekan dan mendapatkan goresan pada permukaannya jika kemasan tidak lagi menahan bagian logam yang diberi perlakuan panas dengan aman.
Alasan Lain untuk Spesifikasi Lengkap
Intinya adalah bahwa dengan logam yang diberi perlakuan panas, metode dan efeknya harus dipertimbangkan dan dibagikan dengan mitra manufaktur Anda saat Anda membuat spesifikasi untuk kebutuhan suku cadang kecil Anda. Ini akan membantu mengoptimalkan kemampuan manufaktur dan memberi Anda hasil yang Anda inginkan.
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang memaksimalkan akurasi dan keefektifan spesifikasi Anda, unduh panduan gratis kami, Cara Menyesuaikan Permintaan Penawaran Anda untuk Keuntungan Maksimum Anda:Pertanyaan Umum di Sumber Suku Cadang Kecil .
