baja perkakas

BAJA PERKAKAS (Tool Steel)

Kuliah 3

Sofyan Djamil

Fakultas TeknikProgram Studi Teknik Mesin

Baja perkakas (Tool Steel)Definition:• High quality special steel used for cutting or forming purposes.Tool steels can be classified based on:1. Quenching media used: Water hardening steel, Oil hardening steel or Air hardening

steel.2. Alloy content: Carbon tool steel, low alloy tool steel, medium alloy tool steel3. Application: Hot-work steel, shock-resisting steel, high speed steel and cold-

work steelSelection of Tool Steel: Correlating metallurgical characteristics of the tool steels with

the requirements of the tool in operation

Tool Steel

Baja perkakas (Tool Steel)

Baja perkakas (Tool Steel)

Selection of tool steel types based on the operations:-Cutting -Rolling -Forming-Shearing -Drawing & Extrusion -Battering1. Cutting tool (lathe, planer tool, drill or tap, milling cutter or hob) Kekerasan dan ketahanan aus yang tinggi 2. Shearing tool (shears, punches, blanking dies) Ketangguhan dan ketahanan aus yang tinggi 3. Forming tool (forging dies, die casting) Kekuatan, ketangguhan dan red-hardness tinggi4. Drawing and Extrusion dies Kekuatan, ketangguhan, sifat tahan aus dan red-hardness tinggi5. Rolling dies Harus keras, tangguh dan tahan aus6. Battering tool (betel) Menerima beban kejut dan memiliki ketangguhan tinggi sekali

Properties of Tool Steels

Nondeforming property• Perkakas biasanya dikeraskan dengan laku panas• Pada pemanasan dan pendinginan baja akan mengalami pemuaian dan penyusutan mengakibatkan perubahan bentuk dan ukuran mungkin juga terjadi distorsi atau retak• Nondeforming property baik tidak banyak5 mengalami perubahan bentuk dan dimensi• Perkakas yang kompleks atau yang mempunyai perbedaan penampang yang drastis harus mempunyai sifat nondeforming yang baik• Biasanya air-hardening mempunyai sifat nondeforming yang baik

Characteristic of Tool SteelsDeep of hardening• Perkakas sering kali memerlukan kekerasan pada seluruh penampang• Dalamnya penetrasi kekerasan ini berkaitan dengan hardenability• Semua unsur paduan, kecuali cobalt, menaikkan hardenability• Bila diperlukan kekerasan sampai ke bagian dalam maka dipilih high alloy steel (deep hardening)• Shallow hardening steel, seperti group W, group F, dan beberapa group P harus diquench dengan air

Characteristic of Tool Steels

Toughness• Ketangguhan didefinisikan sebagai kemampuan menahan beban tanpa menjadi patah, bukan kemampuan menyerap energi selama deformasi• Perkakas biasanya harus kaku (rigid), tidak boleh terjadi deformasi plastik sedikitpun• Perkakas dengan kadar karbon rendah dan medium (group S dan H) akan mempunyai ketangguhan paling baik, karenanya dikelompokkan dalam shock resisting tool steel• Shallow hardening steel dengan inti yang tangguh dan lunak dianggap mempunyai ketangguhan baik• Cold-work tool steel, yang kadar karbonnya tinggi, cenderung agak getas dan dikatakan ketangguhannya rendah


Wear resistance• Didefinisikan sebagai ketahanan terhadap abrasi atau ketahanan terhadap kehilangan toleransi dimensi• Dimiliki oleh semua baja perkakas tetapi ada beberapa baja perkakas yang sangat baik sifat tahan ausnya terutama yang mengandung partikel-partikel karbida yang tak larut• Wear resistance terutama dibutuhkan oleh perkakas potong bermata tunggal


Red-hardness• Red-hardness banyak berkaitan dengan ketahanan terhadap tempering pada baja• Sifat ini diperlukan pada perkakas potong kecepatan tinggi dan perkakas untuk hot-working• Unsur paduan carbide former, seperti chromium, tungsten, molybdenum sangat memperbaiki sifat ini• Baja dengan kandungan unsur-unsur tersebut dalam jumlah banyak akan memiliki sifat red-hardness yang

sangat baik


Machinability• Kemampuan suatu bahan untuk dipotong dan menghasilkan

permukaan yang halus• Faktor yang berpengaruh: kekerasan pada kondisi anealed,

strukturmikro dan banyaknya karbida• Baja perkakas lebih sulit dimachining dibandingkan dengan baja

konstruksi• Carbon tool steel (group W) mempunyai machinability paling baik

diantara baja perkakas• Machinability dan workability menurun dengan makin tingginya

kadar karbon dan paduan• Unsur pembentuk karbida yang kuat seperti chromium, vanadium dan molybdenum membentuk sejumlah besar partikel karbida sesudah annealing sehingga baja sulit di machining


Resistance to decarburization• Decarburasi terjadi selama baja dipanaskan (heat treatment)

diatas 700 oC Jika terjadi decarburasi maka kekerasan yang diharapkan tidak akan tercapai

• Dekarburasi dapat dicegah dengan beberapa cara perlindungan (misal pemanasan pada protective atmosphere)• Perkakas dengan desain yang kompleks dan tidak dapat digrinding setelah pengerasan tidak boleh mengalami

decarburasi• Shock-resisting tool steel paling jelek, hot-work tool steel agak baik dan carbon tool steel paling baik ketahanan

terhadap decarburasi

Identification of Tool Steels

Jenis Tool SteelsWater-hardening tool steel (Group W)1. Menurut kadar karbon : a. 0,6 – 0,75 % C; aplikasi untuk ketangguhan b. 0,75% - 0,95%; aplikasi untuk ketangguhan dan kekerasan c. 0,95%- 1,40%; aplikasi sifat tahan aus dan ketajaman sisi potong2. Karakteristik a. Kekerasan permukaan yang tinggi diperoleh dengan heat

treatment,quenching dg media air. b. Machineability paling tinggi. c. Sifat red-hardness rendah d. Pemakaian terbatas untuk perkakas pemotongan

kecepatan rendah, pemakanan tipis dan bahan yang relatif lunak.

Jenis Tool SteelsShock-resisting steel (Group S)a. Digunakan pada tools yang menerima beban

kejut berulang-ulang.b. Kadar karbon 0,45-0,65%, unsur paduan

lainnya silicon, chrom,tungsten dan molybdenum.

c. Wear resistance dan machineabilitynya baikd. Digunakan untuk forming tool, punch,

pneumatic tool,shear blade

Jenis Tool SteelsCold-work tool steela. Group O (Oil hardening) mengandung mangan

dan memiliki sifat nondeforming yang baikb. Group A (Baja paduan medium) mengandung

1% C, 3% Mn,5% Cr dan 1% Mo. Sifat Nondeforming sangat baik, wear resistance baik, ketangguhan, red-hardness sedang. Tetapi machineabilitynya buruk

c. Group D (high carbon high chromium) 2,25% C dan 12% Cr. Sifat wear resitance da nondeforming sangat baik

Jenis Tool SteelsHot-work Steel (Group H) a.Group H11-H19 (Chrom base hot work tool steel) • Memiliki red hardness yang baik dengan 3,25% Cr. • Ketangguhan meningkat pada kadar karbon dan unsur

paduan rendah. • Air-hardenable, nondeforming baik.b.Group H21-H26 (Tungsten base hot work steel) • Mengandung 9% tungsten, 2-12% Cr. • Red hardness meningkat tapi ketangguhan turun • Air-hardenable.c. Group H41-H43 (Molybdenum base hot-work steel) • Mengandung 8% Mo, 4% Cr . • Karakteristik sama dengan tungsten base hot-work steel.

Jenis Tool SteelsHigh–speed tool steela. Tool steel yang memiliki kadar paduan tinggib.Tungsten base atau molybdenum base, dengan

unsur paduan chrom, vanadium dan karbon 0,7-1%.

c. Perkakas potong dikenal HSS. Memiliki red hardness sangat baik dengan wear resistance dan ketanguhan yang hampir sama.

Jenis Tool Steels

Metal Mold (Group P)a. Memiliki Chrom dan Nikel sebagai paduan

utama.b.Pada dasarnya baja paduan untuk dikarburizingc. Kekerasan rendah pada kondisi annealed dan

tahan terhadap work hardening untuk proses hubbing.

d.Memiliki tahan aus setelah dikeraskane. Sifat red hardnessnya tidak baik

Jenis Tool SteelsSpecial purpose tool steela. Dibuat untuk penggunaan yang khususb. Group L (low alloy) paduan utama Chrom,

dengan Vanadium, Molybden dan Nikel.c. Group F (Carbon Tungsten) shallow hardening,

waterquench. kadar karbon dan tungsten yang tinggi bersifat tahan aus.

Fakultas TeknikProgram Studi Teknik Mesin

Sekian&

terimakasih

baja perkakas

Documents

high speed steel and

medium alloy tool steel3

low alloy tool steel

forming tool forging

mempunyai sifat nondeforming

kemampuan menahan beban

work tool steel