Pemilihan Baja untuk Cetakan Cold-Heading

Cold heading adalah metode pengerjaan logam yang digunakan untuk membuat pengencang seperti baut dan sekrup. Karena cetakan mengalami banyak tekanan selama proses cold heading, cetakan rentan terhadap masalah seperti keausan, adhesi, retak, dan bahkan kelelahan atau cetakan menjadi tidak berbentuk.

Mengapa cetakan cold heading gagal?

Cetakan cold heading menghadapi beberapa kegagalan umum dalam pekerjaannya:

• Keausan: permukaan cetakan terkikis, sehingga mempengaruhi masa pakai.
• Adhesi: Bahan logam menempel pada cetakan, menghasilkan pengolahan yang buruk.
• Retak: cetakan retak karena tidak dapat menahan tekanan tinggi.
• Kelelahan: Kerusakan akibat kelelahan terjadi di dalam cetakan atau pada permukaan kerja setelah lama digunakan.
• Pembesaran Bentuk: Bentuk cetakan ditopang, dan presisi tidak dapat dipertahankan.

Karena tekanan tinggi dalam proses cold heading, permukaan kerja cetakan harus sangat keras, biasanya dengan kekerasan 62 HRC (satuan kekerasan). Oleh karena itu, sangat penting untuk memilih baja yang tepat.

Baja yang umum digunakan: baja yang dikeraskan dengan air W1 dan W2

Seperti disebutkan dalam artikel, material yang paling umum digunakan untuk cold heading dies dan punch (punch adalah alat yang digunakan dengan dies) adalah baja yang dikeraskan dengan air W1 dan W2. Baja ini memiliki karakteristik sebagai berikut:

• Pengerasan Dangkal: Baja ini hanya mengeras di permukaan saat dipadamkan (metode perlakuan panas yang mengeraskan baja), bagian dalamnya masih relatif lunak.
• Kontrol pengerasan penting: Pengerasan adalah tingkat pengerasan baja saat didinginkan. Pengerasan harus disesuaikan dengan ukuran cetakan.

Namun, baja W1 dan W2 memiliki kekurangan:

• Ketahanan aus terbatas: bahkan dengan kekerasan 62-64 HRC, baja ini tidak cukup baik. Jika cetakan akan digunakan dalam jangka waktu lama, baja ini mungkin tidak cukup tahan lama.

Efek vanadium: Terkadang, vanadium (unsur logam) ditambahkan ke baja, tetapi vanadium dapat menurunkan kekerasan. Untuk mengatasi masalah ini, unsur-unsur lain dalam baja dapat disesuaikan untuk memastikan kekerasan, membuat butiran baja lebih halus, dan meningkatkan ketangguhan (ketangguhan adalah kemampuan material untuk tidak mudah pecah).

Pilihan yang lebih tahan lama: baja paduan tinggi (D2, M2, A2)

Bila cetakan harus bertahan lebih lama, pilih baja paduan tinggi seperti D2, M2 atau A2. Berikut ini adalah kelebihan dan kekurangan baja tersebut:

• Keunggulan: ketahanan aus yang jauh lebih tinggi daripada W1 dan W2, cocok untuk produksi massal.
• Kekurangan: keuletan rendah (mudah pecah), tidak dapat dibuat langsung menjadi cetakan utuh.

Larutan:

• Jadikan baja paduan tinggi ini menjadi sisipan (bagian cetakan kecil) dan kemudian pasang dalam cangkang yang terbuat dari baja H11.
• Baja H11 kuat, dengan kekerasan 48-50 HRC, yang melindungi sisipan dan membuat seluruh cetakan tahan aus dan tidak mudah pecah.

Pemilihan baja untuk cetakan cold-heading

Punch merupakan alat yang bekerja bersama-sama dengan cetakan dalam proses cold heading, dan pemilihan baja juga sangat penting:

• Material yang umum digunakan, seperti cetakan dan pelubang, juga umumnya terbuat dari baja W1 atau W2.
• Bila ketangguhan dibutuhkan, jika pukulan mudah patah, atau jika ketahanan aus tidak begitu penting, baja tahan benturan S1 dapat digunakan. Baja ini kuat dan dapat menahan benturan.
• Kapan ketahanan aus dibutuhkan: Jika pukulan perlu lebih tahan aus, gunakan baja D2 atau M2.

Singkatnya: kunci memilih baja

Inti dari artikel ini adalah gagasan bahwa baja yang berbeda cocok untuk situasi yang berbeda. Pemilihan baja didasarkan pada kebutuhan spesifik:

• Jika cetakan atau pelubang harus keras dan berbiaya rendah, pilih W1 atau W2.
• Jika perlu digunakan dalam jangka waktu lama dan memiliki ketahanan aus yang tinggi, pilih D2, M2 atau A2, tetapi dengan housing yang kuat.
• Jika pukulannya rentan patah, pilih S1.