Jenis Material Pahat Mesin Bubut

Pembubutan merupakan salah satu proses permesinan yang sering digunakan dalam proses pembuatan suatu komponen dengan mengurangi simensi atau material benda kerja dengan cara dilakukan penyayatan pada material tersebut.

Dalam proses penyayatan pahat yang digunakan sebisa mungkin harus disesuaikan dengan bahan atau jenis material pada benda kerja yang akan dikerjakan, karena material pahat harus lebih kuat dan keras dibandingkan material pada benda kerja agar dapat dilakukan penyayatan.

Karakteristik material pahat akan mempengaruhi hasil akhir pada benda kerja, oleh karena
itu perlunya pemahaman dan perhatian khusus dalam pemilihan pahat bubut. Berikut ini jenis material pahat pada mesin bubut.

1. Pahat Baja Karbon (High Carbon Steels)

Pahat Baja dengan kandungan karbon yang relatif tinggi dengan konsentrasi karbon 0,7% - 1,4% tanpa campuran unsur lain (Mn, W, Cr) atau dengan unsur lain dengan konsentrasi yang relatif rendah <2% mempunyai kekerasan permukaan yang cukup tinggi. Dengan proses perlakuan panas, kekerasan yang tinggi ini (500 - 1000 HV) diperoleh karena terjadinya tranformasi martensit. Karena martensit akan melunak pada temperatur sekitar 250 C, maka pahat baja karbon ini hanya digunakan pada kecepatan pemotongan yang relatif rendah (sekitar VC = 10 m/min). Pahat bubut jenis ini hanya dapat digunakan untuk menyayat logam yang lunak ataupun kayu.

2. Pahat HSS (High Speed Steels)

Merupakan pahat dengan baja paduan tinggi menggunakan unsur paduan seperti chrome, tungsten dan beberapa unsur pendukung lainnya. Melalui proses penuangan selanjutnya dilakukan pengerolan ataupun penempaan baja hingga berbentuk batang atau silindris. Pada kondisi lunak dengan proses perlakuan panas (annealed) bahan tersebut dapat diproses dengan permesinan menjadi bentuk pahat potong. Setelah proses perlakuan panas dilakukan, maka kekerasan bahan tersebut akan cukup tinggi sehingga dapat digunakan sebagai pahat dengan kecepatan potong yang cukup tinggi bahkan hampir setara tiga kali kecepatan potong untuk pahat baja karbon, sehingga dinamakan dengan “Baja Kecepatan Tinggi” (High Speed Steel). Apabila pahat mengalami keausan maka pahat HSS dapat diasah dengan gerinda sehingga mata potongnya dapat tajam kembali, karena sifat keuletan yang cukup baik. Pahat jenis ini umumnya digunakan sebagai pahat untuk mesin bubut, mesin skrap dan mesin gurdi.

Klasifikasi pahat HSS berdasarkan komposisinya, yaitu:

- HSS Konvesional

- Molybdenum HSS : standar AISI(American Iron and Stell Institute) M1;M2; M7; M10.

- Powdered HSS

- Tungsten HSS : standar AISI T1; T2

- Coated HSS.

- Cast HSS.

- HSS Special

- High Vanadium HSS : standar AISI M3-1; M3 – 2; M4 ;T15.

- Cobalt Added HSS : standar AISI M33; M36; T4; T5 dan T6.

- High Hardness Co. HSS : standar AISI M42; M43;M44 ;M45;M 46.

3. Pahat Paduan Cor Non Fero (Cast Nonferrous Alloys)

Pahat paduan cor nonferro (Stellite) merupakan jenis pahat paduan dan memiliki sifat antara pahat HSS dan Carbida, umumnya digunakan pada kondisi khusus diantara pilihan dimana pahat karbida terlalu rapuh dan pahat HSS mempunyai hot hardness dan wear resistance yang terlalu rendah. Pahat jenis ini diproses dan dibentuk dengan cara dituang menjadi bentuk yang tidak terlalu sulit seperti tool bit (sisipan) yang kemudian diasah sesuai dengan dimensi yang dibutuhkan.

Paduan nonferro terdiri atas empat elemen utama :

a. Carbon (paduan 1% relatif lunak sedangkan 3% keras serta tahan aus).

b. Wolfram (10% - 25% berat ), sebagai pembentuk karbida dan menaikan kekerasan secara menyeluruh

c. Chrome (10% - 35% berat), yang membentuk karbida..

d. Cobalt, sebagai pelarut bagi elemen lain.

4. Pahat Karbida (Cemented Carbides)

Merupakan jenis pahat yang “disemen” (cemented carbides) dengan bahan padat dan dibuat dengan cara sintering serbuk karbida (nitrida, oksida) dengan bahan pengikat yang umumnya dari kobalt (Co). Cara carbuzing masing-masing berbahan dasar (serbuk). Tungsten, Titanium, Tantalum yang dibuat menjadi karbida yang kemudian digiling dan disaring. Salah satu atau campuran serbuk karbida tersebut kemudian dicampur dengan bahan pengikat (Co) dan dicetak tekan dengan memakai bahan pelumas (Lilin). Setelah itu dilakukan Presintering (1000º C pemanasan mula untuk menguapkan bahan pelumas) dan kemudian dilakukan proses sintering (1600º C). 

Hot hardness karbida yang disemen akan menurun apabila hanya terjadi perlunakan pada elemen pengikat. Semakin besar tingkat persentase pengikat (Co) maka kekerasannya akan menurun dan

sebaliknya keuletannya meningkat. Modulus elastisitasnya akan sangat tinggi demikian pula dengan berat jenisnya. Koefisien muainya 1/2 kali dari baja dan konduktivitas panasnya sekitar 2 sampai 3 kali dari konduktivitas panas pahat HSS. Terdapat tiga jenis pahat karbida sisipan yaitu.

a. Karbida Tungsten Paduan (WC-TiC+Co; WC-TaC-TiC+Co; WC-TaC+Co; WC-TiC–TiN+Co; TiC+Ni, Mo) merupakan jenis pahat karbida yang digunakan untuk memotong baja (Steel cutting Grade).

b. Karbida Tungsten (WC+Co) yang merupakan jenis pahat karbida yang digunakan untuk memotong besi tuang (Cast Iron Cutting Grade).

c. Karbida Lapis (Coated Cemented Carbides): merupakan jenis karbida tungsten yang dilapis beberapa lapis karbida, nitrida oksida lain yang lebih rapuh tetapi hot hardness tinggi.

5. Pahat Keramik (Ceramics)

Pahat jenis ini merupakan paduan metalik dan non-metalik menurut pengertian sederhana sedangkan menurut definisi yang luas merupakan pahat dengan paduan semua material kecuali metal dan material organik. Pahat keramik mempunyai sifat khusus yaitu memiliki kekerasan yang cukup tinggi dan relatif rapuh sehingga kegunaannya cukup terbatas. Salah satu cara untuk memperkecil sifat kerapuhan (getas) dari pahat keramik yaitu dalam proses pembuatan menggunakan serbuk keramik yang cukup halus, murni, dan homogen.

6. Pahat CBN (Cubic Boron Nitrides)

CBN termasuk salah jenis keramik, dibuat dengan cara penekanan panas sehingga serbuk grafit putih nitrida boron dengan struktur atom heksagonal akan berubah menjadi struktur kubik. Pahat CBN dapat digunakan untuk proses permesinan pada berbagai jenis baja dalam keadaan yang dikeraskan (hardenned steel) seperti HSS, besi tuang, maupun karbida semen. Afinitas terhadap baja sangat kecil dan tahan terhadap baja sangat kecil dan tahan terhadap perubahan reaksi kimia sampai dengan temperatur pemotongan 13000C (kecepatan potong tinggi). Bisanya dibuat dalam bentuk sisipan dan mempunyai harga yang cukup mahal.

7. Intan (Sinterred Diamonds dan Natural Diamonds )

Sintered Diamond merupakan hasil proses sintering pada serbuk intan tiruan dengan bahan pengikat Cobalt 5% - 10%. Hot Hardness yang sangat tinggi dan tahan terhadap deformasi plastis. Sifat-sifat tersebut ditentukan oleh besarnya butir intan serta persentase dan komposisi dari material pengikat. Karena intan pada temperatur tinggi akan mengalami perubahan menjadi grafit dan akan mudah terdifusi menjadi atom besi, mata pahat intan tidak digunakan untuk memotong material yang mengandung besi (ferrous). Cocok bagi Ultra highprecision dan mirror finishing pada bebrapa benda kerja non fero seperti Al alloys, Cu alloys, Plastics, dan Rubber.



Referensi 1
Referensi 2

Share :