Machinability Dijelaskan: Faktor Utama, Teknik Peningkatan, dan Pengukuran
Kemudahan memotong logam dengan alat potong disebut machinability. Namun, sulit untuk mengkuantifikasi karakteristik ini karena banyak faktor yang menentukan machinability logam. Artikel ini memperkenalkan dasar-dasar machinability: apa itu, faktor yang mempengaruhi machinability, tabel machinability logam, bagaimana meningkatkan machinability dan bagaimana mengukur machinability.
Apa Itu Machinability?
Machinability adalah ukuran seberapa mudah memotong material dengan alat potong, atau seberapa mudah memotong logam. Mendefinisikan seberapa mudah material (utama logam) dapat dipotong atau dibentuk sambil memberikan finishing permukaan yang memuaskan. Material dengan machinability yang baik memerlukan sangat sedikit daya untuk dipotong, menghasilkan finishing permukaan yang halus dan meminimalkan aus alat. Sebaliknya, material yang kurang mudah diproses memerlukan gaya pemotongan yang lebih tinggi, finishing permukaan yang buruk, dan aus alat. Oleh karena itu, material dengan machinability buruk lebih mahal untuk diproses.
American Iron and Steel Institute (AISI) telah menetapkan rating machinability sebesar 100% relatif terhadap machinability baja 160 Brinell B1112 untuk berbagai material. Logam dengan machinability lebih tinggi dari B1112 diberi rating di atas 100%, sedangkan logam dengan machinability lebih rendah diberi rating di bawah 100%. Rating machinability ditentukan dengan mengukur rata-rata bobot dari kecepatan pemotongan normal, finishing permukaan, dan umur alat untuk setiap material.
Tabel Machinability Logam
(Sumber dari: https://www.cnclathing.com/guide/cnc-machining-material-machinability-chart-machinability-of-metals-and-plastics-cnclathing )
Faktor yang Mempengaruhi Machinability Logam
1) Faktor terkait karakteristik bahan kerja
Kekejaman logam:
Jika logam keras, maka memerlukan konsumsi daya lebih banyak dan menghasilkan suhu tinggi. Oleh karena itu, aus alat mungkin terjadi, menghasilkan machinability yang buruk.
Komposisi kimia:
Saat memroses logam murni, gaya pemotongan dan aus alat sangat tinggi. Namun, jika jumlah kecil karbon, manganese, sisa, sulfur dan fosfor ditambahkan ke baja, machinability dapat ditingkatkan. Produktivitas dan finishing permukaan juga ditingkatkan.
Baja karbon rendah yang mengandung 0,01% hingga 0,15% karbon menunjukkan machinability buruk karena duktilitas dan keawetan yang tinggi.
Jika kandungan karbon lebih (yaitu dari 0,25% hingga 0,3%), ia menunjukkan machinability yang baik.
Penambahan 1% manganese dan 0,15% fosfor meningkatkan machinability logam.
Jika sulfur dan fosfor hadir dalam logam, chip pemrosesan cenderung patah karena rapuhnya.
Namun, beberapa logam yang ditambahkan ke baja, seperti silicone, nikol, krom, vanadium dan molibdenum, memiliki efek berbahaya terhadap machinability.
Mikrostruktur:
Logam akan menunjukkan machinability buruk jika mereka mengandung inklusi abrasif dan struktur yang tidak seragam, butir yang besar dan terdistorsi.
Penanganan Logam:
Baja yang dikerjakan dingin menunjukkan machinability yang lebih baik karena meningkatkan umur alat dan dapat diproses pada kecepatan pemotongan tinggi.
Machinability baja karbon tinggi dapat ditingkatkan dengan pemanasan panas.
Berbagai perlakuan panas, seperti normalisasi, analing, pengemuning, dll., membantu meningkatkan machinability.
2) Faktor terkait alat
Berbagai faktor terkait alat potong yang mempengaruhi machinability logam tercantum di bawah ini.
Material alat
Geometri alat
sifat pemotongan
Kekakuan alat
3) Faktor terkait kondisi pemotongan
Berbagai faktor terkait kondisi pemotongan yang mempengaruhi machinability logam tercantum di bawah ini.
kecepatan pemotongan
Feed dan kedalaman pemotongan
suhu pemotongan
cairan pemotong
4) Faktor terkait mesin
Alat mesin yang digunakan untuk operasi pemesinan harus kaku dan kuat untuk machinability bahan kerja yang lebih baik.
Meningkatkan Machinability Material
Meskipun logam memiliki properti fisik tetap, kondisi bahan kerja dapat diubah untuk memudahkannya diproses. Aditif juga dapat ditambahkan ke paduan untuk meningkatkan machinability.
Aditif: Salah satu cara untuk meningkatkan machinability material tertentu adalah dengan menambahkan elemen dari material lain untuk memudahkannya dipotong. Misalnya, saat memroses baja, menambahkan sisa dan sulfur dapat membuat bahan kerja lebih mudah dipotong.
Perlakuan Panas: Logam sering dipanaskan dan didinginkan untuk mengubah propertinya. Perlakuan panas mengurangi kekejaman logam, membuatnya lebih mudah dikerjakan. Misalnya, analing paduan berbasis nikol dapat meningkatkan machinability.
Faktor eksternal: Buat pemrosesan lebih mudah tanpa sebenarnya mengubah material bahan kerja. Misalnya, menyesuaikan material alat, kecepatan pemotongan, sudut pemotongan, kondisi operasi dan parameter lainnya membuat lebih mudah untuk memotong material yang sulit diproses.
Pengukuran Machinability
Karena ada banyak faktor yang berbeda yang mempengaruhi machinability sebuah material, machinability dapat dianggap sebagai konsep yang samar yang sulit untuk dikondukan.
Namun, insinyur dan ilmuwan material mencoba mengukur machinability melalui metrik seperti konsumsi daya (seberapa banyak energi yang dibutuhkan untuk memotong material), umur alat potong (seberapa cepat alat aus saat memotong material), dan finishing permukaan (kehalusan yang dihasilkan dari material yang dipotong) .
Konsumsi daya: Machinability dapat dievaluasi oleh gaya yang diperlukan untuk memotong material, diukur menggunakan metrik energi standar.
Umur Alat Potong: Machinability dapat dievaluasi dengan menghitung seberapa lama alat akan bertahan saat memotong material tertentu.
Finishing permukaan: Machinability dapat dievaluasi dengan mencatat tingkat built-up edge yang berkembang selama pemrosesan, material yang sangat mudah diproses tidak mengembangkan built-up edge.
