Baja perkakas p20 | 1.2311

3. P20 Perlakuan Panas Baja Perkakas

Mencapai kinerja dan umur optimal dari komponen baja perkakas P20 Anda bergantung pada perlakuan panas yang tepat.

3.1 Memahami Kondisi Saat Pengiriman Baja Perkakas P20

Biasanya, baja perkakas P20 dipasok dalam keadaan sudah dikeraskan terlebih dahulu. Ini berarti baja tersebut telah mengalami perlakuan panas khusus oleh pabrik, yang menghasilkan kekerasan umumnya antara 28 dan 40 HRC (Kekerasan Rockwell C), meskipun terkadang mencapai hingga 60 HRC. Kondisi yang sudah dikeraskan terlebih dahulu ini menawarkan kemampuan mesin yang sangat baik. Untuk banyak aplikasi, seperti die casting dari paduan dengan titik leleh rendah, Anda dapat membuat rongga secara langsung ke dalam P20 yang sudah dikeraskan terlebih dahulu ini dan mulai menggunakan cetakan tanpa memerlukan perlakuan panas suhu tinggi lebih lanjut. Pendekatan ini menawarkan keuntungan signifikan dalam meminimalkan distorsi dan perubahan dimensi.

3.1.1 Pemanasan awal

Pemanasan awal merupakan langkah persiapan penting untuk hampir semua baja perkakas, termasuk P20.

• Tujuan: Untuk meminimalkan kejutan termal saat baja mengalami suhu pengerasan yang lebih tinggi, sehingga mengurangi risiko distorsi atau retak. Ini juga membantu mengurangi tekanan yang terjadi selama pemesinan.
• Prosedur: Panaskan komponen P20 secara perlahan dan merata hingga sekitar 650°C (1200°F). Pastikan seluruh penampang mencapai suhu ini. Waktu penahanan selama 10-15 menit pada suhu tersebut merupakan waktu yang umum setelah keseragaman tercapai.

3.1.2 Austenitisasi (Pengerasan)

Ini adalah tahap suhu tinggi di mana struktur mikro baja berubah.

• Tujuan:Untuk memanaskan baja P20 ke suhu dimana strukturnya berubah menjadi austenit dan karbida larut, yang penting untuk mencapai kekerasan penuh pada memadamkan.
• Prosedur: Untuk baja perkakas P20, suhu pengerasan biasanya antara 830°C (1525°F) dan 845°C (1550°F). Waktu perendaman pada suhu ini sangat penting: biarkan selama 45-60 menit untuk komponen dengan ketebalan hingga 1 inci (25 mm). Untuk bagian yang lebih tebal, biarkan perendaman selama 45-60 menit tambahan untuk setiap inci ketebalan.

3.1.3 Pendinginan

Pendinginan cepat diperlukan untuk mencapai kekerasan yang diinginkan.

• Tujuan: Untuk mendinginkan baja P20 austenit dengan cukup cepat untuk mengubah austenit menjadi martensit, suatu struktur mikro yang sangat keras.
• Prosedur: P20 adalah baja dengan tingkat kekerasan sedang dan biasanya didinginkan dengan minyak. Minyak memberikan laju pendinginan yang lebih lambat dan tidak separah air, sehingga mengurangi guncangan termal dan tekanan internal. Setelah pendinginan, baja harus didinginkan hingga 66-93°C (150-200°F) sebelum dilanjutkan ke tempering.

3.1.4 Temperatur

Tempering dilakukan segera setelah pengerasan untuk menyempurnakan sifat baja.

• Tujuan: Untuk menghilangkan tekanan internal yang timbul selama pendinginan, meningkatkan ketangguhan secara signifikan, mengurangi kerapuhan, dan mengubah austenit yang tertahan.
• Prosedur: Panaskan komponen P20 yang telah dipadamkan secara perlahan dan merata hingga mencapai suhu tempering yang dipilih. Untuk P20, suhu ini biasanya berkisar antara 200°C hingga 650°C (390°F hingga 1200°F), dengan praktik umum berkisar antara 400-550°C (750-1020°F), tergantung pada kekerasan akhir yang dibutuhkan. Pertahankan suhu tempering selama sekitar 2 jam per inci penampang. Beberapa siklus tempering (misalnya, dua siklus masing-masing selama 2 jam) sangat disarankan untuk P20 guna memastikan pelepasan tegangan dan stabilitas mikrostruktur yang optimal.

3.2 Proses Perlakuan Panas Khusus untuk Baja P20

Di luar siklus pengerasan dan tempering standar, perawatan lain dapat bermanfaat untuk baja perkakas P20.

3.2.1 Menghilangkan Stres P20 Sebelum Pengerasan

Jika pemesinan ekstensif telah dilakukan pada komponen P20, disarankan untuk menghilangkan tegangan sebelum proses pengerasan akhir.

• Tujuan: Untuk meminimalkan risiko distorsi dan retak selama tahap austenitisasi dan pendinginan berikutnya.
• Prosedur: Panaskan baja secara perlahan hingga mencapai suhu 705-730°C (1300-1350°F). Pertahankan suhu ini minimal selama 2 jam, atau 30 menit per inci dari penampang terbesar. Lanjutkan dengan pendinginan perlahan di udara tenang.

3.2.2 Karburisasi P20 untuk Meningkatkan Kekerasan Permukaan

Untuk aplikasi yang memerlukan ketahanan aus permukaan yang unggul, seperti pada pencetakan plastik, baja perkakas P20 sering dikarburisasi.

• Tujuan: Untuk memasukkan karbon ke dalam lapisan permukaan baja, sehingga meningkatkan kekerasan permukaannya secara signifikan.
• Hasil: Permukaan P20 yang dikarburisasi dapat mencapai tingkat kekerasan hingga 65 HRC dalam kondisi pendinginan. Penting untuk dicatat bahwa suhu karburisasi yang melebihi 870°C (1600°F) dapat berdampak negatif pada kemampuan poles P20. Casing yang dikarburisasi juga akan lebih mudah melunak selama tempering dibandingkan dengan material inti.

3.3 Pengelolaan Perubahan Dimensi dalam Perlakuan Panas P20

P20, yang merupakan baja pengerasan minyak, umumnya menunjukkan perubahan dimensi yang lebih sedikit selama perlakuan panas dibandingkan dengan baja pengerasan air. Diperkirakan pertumbuhan dimensi sekitar +0,0015 inci per inci dapat diantisipasi. Menerapkan penghilangan tegangan yang tepat sebelum pengerasan dan mematuhi prosedur tempering yang benar adalah kunci untuk mengendalikan dan meminimalkan distorsi.