Mengenal Material Pahat Bubut: Jenis, Pengertian, dan Kegunaan
Proses pemesinan saat ini sudah mengalami kemajuan dalam berbagai aspek, dari mulai teknologi mesin yang digunakan, bahan benda kerja yang digunakan, serta yang tidak kalah penting bahan pahat yang digunakan.
Bahan pahat sangat memengaruhi hasil produksi dan efisiensi proses produksi. Itu artinya, setiap bahan pahat memiliki karakteristik yang berbeda. Berikut ini adalah jenis-jenis bahan pahat yang digunakan dalam proses pemesinan:
1. Baja Karbon Tinggi (High Carbon Steels)
Pahat ini mengandung karbon 0,7% – 1,4% dan tanpa campuran unsur (Mn, W, Cr). Baja ini mempunyai kemapuan yang baik untuk dikeraskan dengan perlakuan panas yang sesuai. Dapat mencapai kekerasan yang sangat tinggi.
Pada kekerasan maksimum, baja akan luluh pada temperatur 300 °C. Pahat ini akan kehilangan kekerasannya, sehingga tidak cocok untuk bahan yang dikeraskan dengan kecepatan potong yang tinggi. Cocok untuk bahan yang lunak, seperti kayu.
2. Baja Kecepatan Tinggi (High Speed Steels)
Baja kecepatan yang tinggi mempunyai kemampuan yang tinggi. Mampu dikeraskan dengan baik (harden) dan tahan pada temperatur 300 C°.
Kemampuan pahat untuk mencegah kelunakan pada suhu yang tinggi disebut kekerasan merah, dikembangkan pada tahun 1900 oleh FW TAILOR dengan menambahkan wolfram 18% dan chrome 5,5% kepada baja sebagai paduan. Paduan lain yang biasa dipakai adalah vanadium, molibdenum, dan cobalt.
Pahat ini juga mempunyai kemampuan yang baik untuk kecepatan tinggi, gaya yang besar, dan suhu yang tinggi. Oleh sebab itu, pahat HSS sering digunakan dalam proses mesin bubut, mesin skrap, dan mesin gurdi. Di bawah ini adalah macam-macam baja HSS serta kandungan campurannya:
A. HSS 18-4-1 mengandung :
- Wolfram 18%
- Chrome 4%
- Vanadium 1%
B. HSS Molibdenum mengandung :
- Wolfram 6%
- Molibdenum 6%
- Chrome 4%
- Vanadium 2%
C. HSS Sangat tinggi mengandung :
- Cobalt 2%-15%
- Wolfram 20%
- Chrome 4%
- Vanadium 2%
3. Paduan Cor Bukan Besi (Cast Nonferrous Alloy)
Yaitu paduan cor yang mengandung fram cobalt dan wolfram dengan presentase lebih mudah. Bahan yang baik untuk bahan potong paduan yang lain adalah kalium karbida dan molibdenum atau boron yang dibentuk dengan cara dicor, mempunyai kekerasan yang lebih tinggi dan mampu memindahkan keping potong pada pahat yang baik dengan temperatur 925 °C.
Bahan dapat digunakan pada kecepatan potong dua kali kecepatan bahan HSS untuk hantaran yang sama, tetapi bahan ini sangat rapuh. Pembuatannya dengan cara di-cor karena bentuknya rumit dengan cetakan kramik atau logam. Kemudian, diselesaikan dengan gerinda. Besarnya paduan adalah:
- Wolfram = 12% – 15%
- Cobalt = 40% – 50%
- Chrome = 13% – 15%
Kemampuan bahan ini terletak pada kecepatan tinggi dengan karbida yang mempunyai efisiensi pemotongan.
4. Karbida (Cemented Carbide)
Adalah jenis pahat yang disemen dengan bahan padat dan dibuat dengan cara sintering serbuk karbida, antara lain nitrida dan oksida dengan bahan pengikat yang umumnya dari kobalt (Co).
hot hardness karbida yang disemen akan menurun jika hanya terjadi perlunakan pada elemen pengikat. Semakin besar tingkat presentase pengikat (Co) maka yang terjadi kekerasannya akan menurun. Namun, sebaliknya keuletannya akan meningkat.
Modulus elastisitasnya akan tinggi dengan berat jenisnnya. Koefisien muainya ½ kali dari baja dan konduktivitas. Panasnya sekitar 2 hingga 3 kali dari konduktivitas panas pahat HSS. Pahat karbida memiliki 3 jenis sisipan, antara lain:
- Karbida tungsten paduan (WC-TiC+Co;WC-TaC-TiC+Co; WC-TaC+Co; WC-TiC-TiN+Co; TiC+Ni, Mo), yaitu jenis pahat karbida yang digunakan sebagai alat memotong baja (steel cutting grade).
- Karbida tungsten (WC+Co) adalah jenis pahat karbida yang digunakan sebagai alat memotong besi tuang (cast iron cutting grade).
- Karbida lapis (coated cemented carbide) adalah pahat carbida tungsten yang dilapisi dengan beberapa lapis karbida, nitrida oksida lain yang lebih rapuh tetapi hot harnes tinggi.
5. Intan (Diamond)
Merupakan hasil proses sintering pada serbuk intan tiruan dengan bahan pengikat cobalt 5% - 10%. Hot hardness yang tinggi dan tahan terhadap deformasi plastis.
Besarnya butiran intan serta persentase dan komposisi dari material pengikat memengaruhi sifat-sifat pahat. Dikarenakan jika intan sudah dalam keadaan pada temperatur tinggi maka akan mengalami grafit dan akan mudah terdifusi menjadi atom besi.
Intan tidak cocok untuk untuk memotong material yang mengandung besi atau ferrous. Hanya cocok digunakan pada material non-ferrous, seperti Al alloy, Cu alloy, plastic, dan rubber.
6. Keramik (Ceramic)Merupakan jenis pahat dengan paduan metalik dan non-metalik, atau bisa juga dikatakan sebuah pahat dengan paduan semua material, kecuali metal dan meterial organik.
Pahat keramik memilki sifat, seperti kekerasan yang cukup tinggi, tetapi relatif rapuh sehingga memengaruhi penggunaannya yang cukup terbatas.
Pahat keramik cocok digunakan untuk memotong bahan bukan besi dan bukan fiber glass.
