Apa itu Pengerasan Kasus?

Kemampuan untuk menahan keausan dan lekukan adalah dua atribut yang sangat penting dari jenis logam tertentu. Kekerasan, pengukuran sifat-sifat ini, merupakan pertimbangan utama ketika memutuskan logam mana yang akan dipilih. Untuk memastikan bahwa kekerasan substrat logam sesuai, beberapa logam mengubah kekerasan permukaannya melalui metode yang disebut pengerasan permukaan.

Case hardening adalah teknik untuk meningkatkan daya tahan dan tampilan permukaan logam, di mana permukaan logam diperkuat dengan menambahkan lapisan tipis pada permukaan atas paduan logam lain. Lapisan tipis paduan biasanya lebih keras dan lebih tahan lama daripada logam aslinya.

Apa itu Pengerasan Casing?

Pengerasan casing juga disebut “pengerasan permukaan”. Ini adalah proses perlakuan panas yang mengeraskan permukaan bagian logam sambil menjaga bagian dalam relatif lunak.

Untuk besi atau baja dengan kandungan karbon rendah, prosedur pengerasan kasus biasanya melibatkan penambahan karbon atau nitrogen tambahan ke permukaan. Logam padat mengandung molekul dan atom yang tersusun rapat menjadi struktur kristal. Ketika karbon berdifusi dari bahan berkarbon pada permukaan baja karbon rendah atau baja paduan ke dalam struktur kristal, kekuatan dan kekerasan lapisan luar akan meningkat tajam. Kedalaman difusi karbon cangkang dapat dikontrol dengan baik untuk menentukan sifat mekanik cangkang.

Mengapa Case Harden?

Ada banyak alasan untuk pengerasan permukaan material daripada mencoba mengeraskan seluruh benda logam. Salah satu alasannya adalah efisiensi. Dibandingkan dengan seluruh penampang logam, lebih sedikit energi dan waktu yang dibutuhkan untuk memanaskan permukaan terluar logam. Efisiensi ini dapat menghemat banyak biaya dalam operasi manufaktur skala besar.

Bagian yang dikeraskan dengan casing sangat cocok untuk bagian yang selalu bersentuhan dengan bagian yang keras atau abrasif, karena bagian yang dikeraskan di permukaan lebih tahan aus, dan biasanya lebih kuat daripada bagian yang telah menjalani prosedur "pengerasan", karena inti bagian permukaan yang dikeraskan lunak, sehingga dapat Menahan tekanan yang lebih besar tanpa retak. Selama proses pengerasan permukaan, suhu yang lebih rendah juga diterapkan pada berbagai logam (seperti lapisan baja tipis) selama proses pembuatan untuk mencegah deformasi.

Jenis Metode Case Hardening

Pemanasan Dan Pendinginan

Juga disebut api atau pengerasan induksi. Seperti namanya, proses pengerasan permukaan logam ini melibatkan nyala api atau panas. Dalam proses ini, bagian baja karbon tinggi dipanaskan hingga suhu ekstrim dengan nyala oksigen atau pemanasan induksi, dan kemudian bagian baja karbon yang dipanaskan akan dengan cepat didinginkan oleh pendingin (biasanya air). Pemadaman api ini hanya memiliki efek yang baik pada baja atau besi dengan kandungan karbon yang cukup. Kandungan karbon harus 0,3-0,6wt%C. Untuk bahan baja atau besi dengan kandungan karbon lebih rendah dari nilai ini, ada proses lain, seperti nitriding dan karburasi.

Nitriding

Nitriding adalah bentuk lain dari teknologi pengerasan permukaan. Dalam proses ini, bagian baja dipanaskan hingga 484-621°C dalam lingkungan amonia dan amonia terdisosiasi. Kedalaman permukaan yang mengeras tergantung pada berapa lama bagian baja tetap berada di lingkungan amonia. Metode ini harus menggunakan unsur-unsur seperti kromium, molibdenum, dan aluminium untuk membentuk nitrida untuk mengeraskan permukaan bagian baja. Peningkatan suhu dan paparan nitrogen akan mendorong pembentukan nitrida, yang secara inheren sangat keras dan tahan aus. Proses ini hanya efektif bila logam mengeras dengan unsur-unsur yang dapat membentuk nitrida (seperti kromium dan molibdenum). Nitriding biasanya membutuhkan suhu yang lebih rendah daripada pemanasan dan pendinginan, dan tidak memerlukan proses pendinginan, sehingga mengurangi deformasi.

Karburisasi

Karburasi adalah bentuk lain dari pengerasan permukaan yang banyak digunakan untuk meningkatkan sifat mekanik substrat baja. Dalam proses karburasi, paduan baja dipanaskan sampai suhu tinggi dan kemudian terkena sejumlah besar karbon di permukaannya. Tergantung pada persyaratan aplikasi, sumber karbon eksternal dapat berupa gas, cair atau padat. Sejumlah besar karbon eksternal kemudian akan membentuk karbida dengan elemen lain pada permukaan baja. Karbida ini memberikan kekerasan dan ketahanan aus yang lebih tinggi. Mirip dengan nitridasi, persyaratan pemanasan biasanya lebih rendah dan dapat menghasilkan lebih sedikit deformasi.

Keuntungan Pengerasan Casing

1. Pengerasan Permukaan Meningkatkan Daya Tahan Dan Penggunaan Suku Cadang Baja Secara Ekonomis

Salah satu keuntungan utama dari case hardening adalah memberikan peningkatan daya tahan untuk komponen baja. Kekuatan mekanik dan kekerasan permukaan yang dihasilkan oleh pengerasan permukaan, serta retensi inti lunak, secara signifikan meningkatkan ketahanan aus dan umur kelelahan komponen. Mempertahankan inti yang lebih lunak dapat meningkatkan kemampuan menyerap energi yang dilepaskan oleh beban tumbukan, sehingga membantu memperpanjang masa pakai dan keuntungan ekonomi.

2. Pengerasan Permukaan Memungkinkan Baja Dengan Kemampuan Mesin Yang Sangat Baik Digunakan Untuk Aplikasi Tugas Berat

Umumnya, paduan yang digunakan untuk aplikasi tugas berat memiliki kemampuan mesin yang rendah karena harus lebih keras dan lebih kuat. Dalam hal ini, proses pengerasan permukaan memungkinkan baja karbon rendah dengan kemampuan mesin yang presisi untuk digunakan dalam aplikasi senjata dan senjata, serta aplikasi tugas berat serupa lainnya yang memerlukan kekuatan mekanik, perawatan permukaan yang halus, dan geometri yang presisi. Pengerasan permukaan berikutnya setelah pemrosesan memberikan ketahanan aus dan kekerasan yang sangat baik untuk permukaan suku cadang mesin yang presisi.

3. Pengerasan Permukaan Meningkatkan Kemampuan Las Baja

Pengerasan permukaan meningkatkan kemampuan las baja, yang penting untuk aplikasi teknik tertentu.

4. Pengerasan Permukaan Dengan Nitriding Dapat Meminimalkan Deformasi

Pengerasan permukaan baja dengan nitridasi dapat menghasilkan permukaan bantalan beban yang tahan aus dengan biaya rendah dengan deformasi minimal. Pada suhu sekitar 150°C (302°F), permukaan nitrided tidak akan kehilangan kekerasan seperti baja karburasi.

Kesimpulan

Dalam aplikasi di mana komponen mengalami beban kejut, getaran, dan kondisi ketidaksejajaran, baja yang dikeraskan dengan casing adalah pilihan pertama. Berbeda dengan baja yang dikeraskan, baja karbon rendah dan baja paduan yang diperkeras permukaan menjadi tangguh, kuat, keras dan tidak getas. Pengerasan permukaan juga menghasilkan permukaan yang tahan aus, memberikan ketahanan dan keandalan.