Properti dan Aplikasi Baja Perkakas D2

Apa itu Baja Perkakas D2? Baja ini adalah baja karbon tinggi, kromium tinggi, baja perkakas kerja dingin. Baja ini dikenal karena ketahanan ausnya yang baik dan kemampuan pengerasannya yang mendalam. Ketika kita membahas spesifikasi baja D2, kita akan membahas Komposisi baja D2, perlakuan panas, dan kekerasan, aplikasi dan kinerja, perbandingan baja D2 dengan baja seri D lainnya, situasi umum di mana baja D2 perlu dipertimbangkan untuk penggantian, Dan kekurangan baja D2.

1. Komposisi Kimia Baja Perkakas D2

2. Perlakuan Panas Dan Kekerasan Spesifikasi Baja Perkakas D2

2.1 Pemanasan awal

Pemanasan awal sangat penting untuk baja kromium tinggi, seperti D2, karena konduktivitas termalnya yang lebih rendah. Langkah ini mencegah keretakan selama fase pemanasan utama dengan memastikan distribusi suhu yang merata dan menghilangkan tekanan internal.

• Suhu yang Direkomendasikan: Panaskan secara perlahan dan merata hingga mencapai suhu 1200°F (650°C). Kisaran suhu 1200–1250°F (649–677 °C) terkadang digunakan untuk menghilangkan tegangan pada material yang belum mengeras.
• Waktu Perendaman: Tahan pada suhu tersebut selama kurang lebih 10-15 menit untuk bagian berukuran 3″ (75mm). Bagian yang lebih besar memerlukan perendaman yang lebih lama. Untuk menghilangkan tekanan, pedomannya adalah 2 jam per inci (4,7 menit/mm) ketebalan, diikuti dengan pendinginan tungku yang lambat.

2.2 Austenitisasi (Pengerasan)

Austenitisasi mengubah struktur mikro baja menjadi austenit dan melarutkan karbida paduan, yang diperlukan untuk pengerasan.

• Suhu Pengerasan: Panaskan baja D2 hingga 1850°F (1010°C).
• Waktu Perendaman: Tahan pada suhu austenitisasi selama 1 jam per inci (25 mm) penampang untuk memastikan transformasi yang lengkap dan seragam.
• Kontrol Atmosfer: Untuk mencegah dekarburisasi (kehilangan karbon permukaan), austenitisasi dilakukan dalam atmosfer netral yang terkendali, vakum, atau tungku garam netral. Atau, bungkus bagian tersebut dengan aman dalam foil baja tahan karat (Tipe 309, setebal 0,002 inci/0,05 mm cocok untuk suhu hingga 2240°F/1227° C).

2.3 Pendinginan

D2 adalah baja pengerasan udara, yang menyederhanakan pendinginan dan meminimalkan distorsi dibandingkan dengan metode pendinginan minyak atau air.

• Metode: Dinginkan baja di udara tenang setelah mengeluarkannya dari tungku.
• Suhu Target: Biarkan baja mendingin hingga sekitar 150°F (65°C) sebelum ditempa.
• Pelurusan: Jika diperlukan, pelurusan dapat dilakukan setelah baja mendingin hingga sekitar 1050° F (565° C) tetapi sebelum berubah menjadi martensit (sekitar 400° F / 205° C). Untuk mencegah tegangan dan distorsi, hindari pendinginan yang cepat atau tidak merata di bawah titik transformasi ini.

2.4 Tempering

Tempering penting untuk mengurangi kerapuhan yang melekat pada baja yang dipadamkan, menghilangkan tekanan, dan meningkatkan ketangguhan sambil mempertahankan kekerasan yang diperlukan. Tempering ganda direkomendasikan untuk baja D2.

• Temper pertama: Panaskan hingga 960°F (515°C). Tahan selama 2 jam per inci (25mm) penampang.
• Pendinginan: Biarkan komponen mendingin sepenuhnya hingga mencapai suhu ruangan setelah temper pertama.
• Temper Kedua: Panaskan kembali hingga 900°F (480°C). Tahan selama 2 jam per inci (25mm) penampang.
• Kekerasan yang Diharapkan: Setelah tempering dan pendinginan kedua, kekerasan tipikal 58 HRC tercapai. Proses tempering ganda ini menyempurnakan struktur butiran, yang berpotensi meningkatkan ketahanan aus.
• Alternatif (Temperamen Tunggal): Temper tunggal sekitar 400°F (205°C) menghasilkan kekerasan yang lebih tinggi (sekitar 62 HRC) tetapi secara umum menawarkan ketangguhan dan ketahanan aus yang lebih rendah dibandingkan dengan temper ganda.

2.5 Penghilang Stres (Setelah Pengerasan)

Jika baja D2 yang dikeraskan mengalami penggilingan, pengelasan, atau pemesinan pelepasan listrik (EDM) yang signifikan, temper pelepas tegangan sangat disarankan untuk mencegah retak atau kegagalan yang disebabkan oleh tegangan sisa.

• Suhu: Panaskan perlahan hingga suhu 25 hingga 50°F (14 hingga 28°C) di bawah suhu tempering akhir yang digunakan. Pendekatan alternatif untuk menghilangkan tegangan secara umum melibatkan pemanasan hingga 1200–1250°F (649–677 °C).
• Waktu Perendaman: Tahan selama 1–2 jam per inci (25,4 mm) ketebalan.
• Pendinginan: Dinginkan perlahan dalam tungku hingga mencapai suhu ruangan.

2.6 Pertimbangan Penting untuk Perlakuan Panas D2

• Distorsi: Meskipun D2 menawarkan stabilitas yang baik, distorsi dapat terjadi karena pemanasan atau pendinginan yang tidak merata atau geometri komponen yang rumit. Pemanasan awal yang cermat, austenisasi yang seragam, dan pendinginan udara yang terkontrol meminimalkan risiko ini.
• Austenit yang tertahan: Beberapa austenit mungkin tetap tidak berubah setelah pendinginan. Tempering ganda membantu mengubah austenit yang tertahan ini menjadi martensit, sehingga meningkatkan stabilitas dimensi. Perlakuan subzero (kriogenik) dapat mengurangi austenit yang tertahan lebih lanjut untuk aplikasi yang menuntut.
• Dekarburisasi: Melindungi permukaan baja selama pemanasan, menggunakan atmosfer terkendali atau bungkus foil, sangat penting untuk mencegah lapisan luar yang lunak dan mempertahankan kekerasan penuh.

3. Spesifikasi Aplikasi dan Kinerja Baja Perkakas D2

Pertama, seperti yang telah kami sebutkan, baja D2 adalah baja berkarbon tinggi dan berkromium tinggi. Unsur paduan ini membuat baja D2 sangat keras dan tahan aus.

Kedua, kandungan kromium yang tinggi meningkatkan kekerasan baja D2. Kekerasan mengacu pada kemampuan baja untuk dikeraskan melalui perlakuan panas. Pengerasan yang mendalam dan seragam ini memberikan ketahanan terhadap keausan dan deformasi dalam aplikasi yang menuntut.

Berdasarkan sifat-sifat ini, Baja D2 dimanfaatkan secara luas dalam aplikasi perkakas kerja dingin.

3.1 Cetakan Kosong

Baja D2 terkenal karena ketahanan aus dan kekerasannya yang luar biasa, sehingga ideal untuk cetakan yang memotong atau melubangi bentuk dari lembaran logam. Cetakan blanking untuk berbagai material mulai dari material dengan ketebalan lebih tipis (t≤3mm) hingga lembaran yang lebih tebal. Selain itu, cetakan ini sangat cocok untuk cetakan blanking yang digunakan dengan material abrasif, seperti lembaran baja silikon dan lembaran aluminium.

3.2 Cetakan Tindik

Seperti halnya blanking, kekerasan tinggi dan ketahanan aus baja D2 menjadikannya pilihan yang baik untuk melubangi lembaran logam.

3.3 Cetakan Pembentuk Dingin

Kemampuan baja D2 untuk menahan tekanan kompresi tinggi dan tahan aus membuatnya cocok untuk operasi pembentukan dingin pada suhu ruangan. Ini termasuk aplikasi seperti ekstrusi dingin dan cold heading, yang memerlukan pemeliharaan bentuk dan ketahanan aus di bawah tekanan tinggi.

3.4 Alat Gambar

Dies terlibat dalam proses penarikan lembaran logam. Baja D2 sangat cocok untuk menahan keausan yang terkait dengan gesekan yang dialami selama penarikan.

3.5 Alat Pembuat Benang

Dies terlibat dalam proses penarikan lembaran logam, dan baja D2 sangat cocok untuk menahan keausan yang terkait dengan gesekan yang dialami selama penarikan.

3.6 Membentuk Gulungan

Dalam operasi penggulungan di mana logam dibentuk dengan cara dilewatkan, kekerasan baja D2 memastikan gulungan mempertahankan profilnya dan menahan keausan selama produksi jangka panjang

3.7 Ukuran

Saat menggunakan alat ukur, stabilitas dimensi baja D2 setelah perlakuan panas, bersama dengan kemampuan ketahanan aus yang tinggi, sangat penting untuk menjaga akurasi dalam jangka waktu lama.

3.8 Pemotong dan Pisau Geser

Tepi tajam alat pemotong dan pemotong yang terbuat dari baja D2 mempertahankan ketajamannya untuk jangka waktu lama karena kekerasan dan ketahanan aus material yang tinggi. Hal ini berlaku untuk berbagai ketebalan material, tetapi kita harus mempertimbangkan keseimbangan dan ketangguhan untuk material yang lebih tebal.

Kita harus ingat bahwa sementara baja D2 menawarkan ketahanan aus dan kekerasan yang sangat baik untuk pekerjaan dingin, ketangguhannya harus dipertimbangkan untuk aplikasi yang melibatkan beban benturan sangat tinggi atau tegangan lentur yang signifikan.