Tinjauan Teknis Baja Perkakas A2

Baja A2 adalah baja perkakas serbaguna yang dikeraskan dengan udara. Baja ini dikenal memiliki keseimbangan yang baik antara ketahanan abrasi, ketangguhan, dan keuletan. Baja A2 menawarkan ketahanan abrasi yang lebih baik daripada baja seri "S" yang tahan guncangan dan ketangguhan serta keuletan yang lebih baik daripada baja seri "D" yang tahan aus. Secara kimia, baja ini biasanya mengandung karbon, molibdenum, kromium, dan vanadium. Karakteristik utama baja A2 adalah stabilitas dimensinya selama perlakuan panas, dengan distorsi yang relatif rendah. Karena sifat-sifat ini, baja ini banyak digunakan dalam berbagai aplikasi perkakas.

1. Komposisi kimia baja perkakas A2

2. Sifat mekanik baja A2

3. Aplikasi Baja A2

Baja A2 adalah baja perkakas yang sangat serbaguna dengan banyak aplikasi, terutama dalam perkakas kerja dingin. Baja ini cocok untuk berbagai keperluan karena sifat-sifat utamanya, termasuk keseimbangan yang baik antara ketahanan aus dan ketangguhan, stabilitas dimensi yang baik selama pengerasan udara, dan kemampuan mesin yang sedang.

Berikut ini adalah aplikasi spesifik baja A2 berdasarkan sifat-sifatnya:

• Cetakan Blanking dan Piercing: Baja A2 yang sangat tahan abrasi merupakan material ideal untuk benda kerja, terutama dalam jumlah produksi besar, terutama jika baja yang digulung panas dan tidak diawetkan akan digunakan. Baja ini merupakan baja yang paling banyak digunakan untuk aplikasi tersebut, sebagai kompromi yang baik antara keausan dan kerusakan.
• Membentuk Cetakan: Kombinasi yang baik antara ketahanan aus dan ketangguhan membuatnya berguna untuk banyak operasi pembentukan. Ini termasuk aplikasi di mana cetakan harus mampu menahan keausan abrasif dan tekanan pembentukan.

• Pukulan： Baja A2 lebih disukai untuk pukulan karena ketangguhannya, yang biasanya lebih penting dalam aplikasi pukulan daripada ketahanan aus yang ekstrem. Meskipun ketahanan aus tidak boleh diremehkan, mutu seperti D2 mungkin tidak memiliki ketangguhan yang memadai untuk pukulan yang baik.

• Pisau Geser: A2 dapat digunakan untuk membuat bilah geser ketika ketahanan aus sedang dan kekuatan tinggi dibutuhkan untuk menahan gaya pemotongan.

• Alat Pembuat Benang: Baja A2 adalah salah satu pilihan untuk cetakan ulir. Baja ini akan memberikan masa pakai yang cukup lama, meskipun tidak sama dengan baja yang lebih tahan aus, misalnya D2 atau M2, dalam produksi jangka panjang.

• Pengukur: Sifat baja A2 yang stabil secara dimensi, setelah pengerasan udara, membuatnya ideal untuk digunakan sebagai pengukur presisi, di mana menjaga dimensi yang tepat merupakan hal yang penting.

• Komponen Mesin: Baja A2 dapat digunakan untuk komponen mesin seperti cam, poros, dan spindel. Komponen-komponen ini memerlukan keseimbangan yang baik antara kekuatan, ketahanan aus yang sedang, dan stabilitas dimensi yang baik.

• Cetakan Injeksi Plastik: Baja tahan karat martensit terkadang lebih disukai, tetapi baja A2 dapat digunakan untuk cetakan injeksi plastik, terutama di area yang memerlukan kombinasi ketahanan aus yang baik dan stabilitas dimensi yang baik.

• Mati Kepala Baut Panas, Mati Swaging, dan Rivet Busters: Beberapa sumber menggolongkannya sebagai jenis yang tahan guncangan, tetapi ketangguhan dan kekerasan A2 memungkinkan aplikasi yang memerlukan kombinasi ketahanan aus dan regangan.

• Cetakan koin: Baja A2 dapat digunakan untuk desain pencetakan normal yang memerlukan replikasi dimensi yang rapat. Baja ini memberikan perpaduan yang baik antara ketahanan kompresi dan stabilitas dimensi.

4. Baja A2 perawatan panas

4.1 Pemanasan awal:

• Biasanya, proses ini diawali dengan periode pemanasan hingga sekitar 1200°F (650°C). Ini merupakan langkah penting agar panas dapat merata di bagian tersebut dan menghilangkan tekanan sebelum logam menjadi terlalu lunak.
• Seringkali disarankan untuk memanaskan terlebih dahulu selama 10-15 menit.

4.2 Austenitisasi (Pengerasan):

• Setelah pemanasan awal, baja dibawa ke kisaran suhu pengerasan, umumnya sekitar 1775°F (970°C) untuk baja A2.
• Pada suhu ini, baja berubah menjadi austenit, di mana karbon dan unsur-unsur paduan ditempatkan dalam larutan homogen.
• Waktu perendaman pada suhu austenitisasi ini harus diberikan agar penampang komponen dapat berubah secara menyeluruh dan seragam menjadi austenit. Waktu perendaman umum adalah 1 jam per inci (25 mm) ketebalan. Perendaman terlalu lama juga dapat menimbulkan masalah.

4.3 Pendinginan:

• Baja A2 adalah baja yang dikeraskan dengan udara. Ini berarti baja ini biasanya didinginkan dengan udara hingga suhu austenitisasi untuk memperoleh pengerasan.
• Laju pendinginan merupakan kunci untuk mengubah austenit menjadi martensit.
• Untuk mencegah pengelupasan, baja tidak boleh bersentuhan dengan atmosfer sampai kehilangan panas merah yang terlihat.
• Pada penampang yang lebih besar (lebih dari sekitar 5″ atau 127mm), udara tidak akan cukup untuk mencapai kekerasan penuh, dan ini adalah saat metode pendinginan alternatif, seperti pendinginan oli, dapat digunakan, meskipun itu bukan kasus penggunaan normal untuk baja perkakas A2.

4.4 Temperatur:

• Struktur martensit yang terbentuk dari pendinginan bersifat keras tetapi juga getas dan memiliki tekanan internal. Tempering menghilangkan tekanan ini dan meningkatkan ketangguhan.
• Tempering melibatkan pemanasan ulang baja ke suhu sedang, mempertahankannya selama jangka waktu tertentu, dan kemudian mendinginkannya, sering kali di udara.
• Suhu tempering pertama untuk baja A2 adalah sekitar 400°F (205°C).
• Siklus tempering umumnya melibatkan penahanan penampang tertipis pada suhu tempering selama 2 jam/inci (25 mm).
• Oleh karena itu, temper kedua biasanya disarankan untuk sebagian besar baja perkakas seperti A2; struktur butiran dapat disempurnakan lebih lanjut, ketahanan aus tercapai, dan pelepasan tegangan tambahan diberikan. Dalam praktik kami, jika temper kedua diterapkan pada A2, biasanya dilakukan pada suhu sekitar 25°F (14°C) lebih rendah dari yang pertama dan untuk waktu yang sama (2 jam per inci penampang tertipis). Misalnya, temper kedua dapat dilakukan pada suhu 375 °F (190 °C).

4.5 Pertimbangan Penting:

• Stabilitas Dimensi Selama Perlakuan Panas: Seperti yang disebutkan sebelumnya, salah satu keunggulan baja A2 adalah stabilitas dimensi yang baik selama perlakuan panas—Ekspansi 0,001 in./in. (0,001 mm/mm) dapat diharapkan selama pendinginan udara. Namun, distorsi masih dapat terjadi karena variasi geometri komponen dan pemanasan atau pendinginan yang tidak merata.

• Austenit Tertahan: Beberapa austenit tertahan (austenit yang belum diubah menjadi martensit melalui proses pendinginan ini) mungkin ada. Meskipun demikian, tempering pada tahap kedua, khususnya, mengubah austenit tertahan menjadi bentuk yang lebih stabil, sehingga meningkatkan stabilitas dimensi.

• Pelurusan: Jika diperlukan, setelah material mendingin tetapi sebelum mencapai kondisi mengeras sepenuhnya, komponen baja A2 dapat diluruskan saat suhunya di atas 400°F (205°C).

Kalibrasi dan Atmosfer Tungku — Tungku yang dikalibrasi dengan benar sangat penting untuk mencapai hasil yang optimal. Lebih jauh, perlakuan panas baja A2 idealnya harus dilakukan dalam atmosfer netral, vakum, atau lingkungan tungku garam netral untuk mencegah dekarburisasi. Pembungkusan dengan lapisan baja tahan karat juga dapat berfungsi sebagai pelindung permukaan saat pemanasan.

Dengan mengikuti langkah-langkah ini dan mematuhi suhu dan waktu yang disarankan, Anda dapat secara efektif melakukan perlakuan panas pada baja A2 untuk memperoleh keseimbangan yang diinginkan antara kekerasan, ketangguhan, dan ketahanan aus untuk aplikasi pabrik Anda.

5. Perbandingan baja A2 dengan baja lainnya

A2 vs D2

Bagan berikut memberikan perbandingan kuantitatif kinerja baja perkakas A2 dan D2, termasuk pengerasan dan stabilitas dimensi, ketahanan aus, ketangguhan, kemampuan mesin, dan aplikasi.

A2VS O1

Bagan berikut memberikan perbandingan kuantitatif kinerja A2 dan Baja perkakas O1, termasuk ketahanan aus, stabilitas dimensi, kemampuan pengerasan, kemampuan mesin, ketangguhan, serta biaya & ketersediaan.