Jenis-jenis Material pada Cutting Tools

Jenis-jenis Material pada Cutting Tools

Apa saja Material yang digunakan untuk Cutting Tools ? Jenis-jenis material yang umumnya digunakan pada Cutting tools atau Alat potong seperti Mata Bor, Endmill (Mata Frais), Ballnose (Ball Mill), Pahat Bubut, Tap, Dies, Reamer, Countersink, Center Drill, Insert Bubut, Insert Milling, Insert Drilling. Digunakan pada proses permesinan sperti mesin bubut, mesin milling, mesin drilling, mesin grinding, mesin hobbing, bandsaw dll.

Berikut ini adalah jenis-jenis Material Cutting Tools berdasarkan tingkat Kekerasan yang paling rendah sampai kekerasan yang paling tinggi.

1. Tool Steel

Termasuk dalam kategori Carbon Steel dengan material campuran seperti : Carbon, Chromium, Vanadium, Molibdenum, Silicone, Mangan. Umumnya jenis Tool steel ini adalah : SKD ( SKD61, SKD11, SKD5, SKD1 DLL), SKH (SKH51, SKH2 dll), SKC. Proses pembuatan Material ini adalah dengan peleburan termasuk dalam jenis Baja tuang dengan titik lebur 1425°C hingga 1480°C.

Keunggulan material ini adalah Tingkat kekerasannya bisa mencapai 62 HRC dengan proses Hardening dan tempering sehingga memiliki ketahanan aus dan gesekan yang bagus. Juga memiliki Tingkat keuletan dan maksimal sehingga tahan terhadap benturan dan tumbukan. Oleh karena sifat keunggulannya tersebut, material ini biasa digunakan untuk produk Molding Dies, Punch & Die pada proses Stamping, JIG pada mesin press, Tap dll

1. High Speed Steel – HSS

Apa itu HSS ? adalah singkatan dari High Speed Steel, yaitu jenis steel atau Baja Paduan dengan komposisi campuran tungsten (W), molibdenum (Mo), vanadium (V), kromium (Cr), kobalt (Co), besi (Fe) dan karbon (C) dengan proses pembuatan dengan cara peleburan yang memiliki titik lebur 1370°C hingga 1430°C.

Apa kelebihan HSS dan Kenapa disebut High Speed Steel ?

Material HSS ini sangat baik digunakan untuk proses pemotongan berkecepatan tinggi karena memiliki sifat ketahanan aus, ketahanan gesekan, ketahanan terhadap panas yang tinggi. Kekerasan HSS ini berkisar antara 60 – 70 hrc dengan proses Hardening dan tempering, menjadikan HSS ini sangat baik ketahanannya  (tool life) dan awet untuk pemakaian berulang-ulang pada proses pemotongan.

Kapan sebaiknya material HSS digunakan ?

Material HSS sangat baik digunakan sebagai alat potong yang membutuhkan ketahanan aus yang baik, tahan panas yang tinggi dan proses pemotongan dengan kecepatan yang tinggi. Alat potong ( cutting tools ) yang menggunakan material HSS adalah Pahat bubut, pisau Frais / Pahat milling / endmill, milling cutter Bandsaw, Mata bor, Reamer, Countersink, Hand Tap, Tap mesin, Couterbore dll.

1. Carbide

Carbide atau karbida adalah material alat potong yang memiliki Tingkat kekerasan di atas HSS. Pada proses pembuatanya adalah paduan dengan material Tungsten dan pada unsur kimia di sebut WC (tungsten carbide). Kekerasan carbide ini berkisar antara 70 – 80 HRC menjadikan material ini adalah jenis logam terkeras di dunia.

Proses pembuatan Carbide ini adalah dengan proses Sintering. Proses Sintering yaitu proses pembuatan logam dengan cara penggabungan dari bahan-bahan berupa serbuk lalu dipadatkan pada cetakan, setelah itu dipanaskan pada suhu mendekati titik lebur. Material Carbide dan Tungsten dari alam digiling dan dihaluskan menjadi sebuah serbuk powder dicampurkan dengan bahan lain seperti Cobalt dan Carbon hingga membentuk komposisi yang homogen. Setelah itu dipadatkan pada cetakan dengan bentuk yang diinginkan dengan proses Cold Pressing atau Hot pressing lalu dipanaskan pada tungku hingga mencapai dibawah titik leburnya. Karena proses pembuatannya dipadatkan dari serbuk sehingga biasanya Namanya disebut juga Cemented Carbide.

Dengan Tingkat kekerasannya yang sangat tinggi, sehingga Carbide sangat cocok digunakan sebagai Alat potong dengan proses kecepatan yang sangat tinggi yang digunakan pada mesin CNC Turning, CNC Milling. Jenis Cutting Tools yang terbuat dari Carbide adalah pahat Insert Bubut, Pahat Insert Milling, Endmill, Ballnose, Tap, Drill, Reamer, Countersink.

Cutting Tools Carbide ini sangat cocok digunakan untuk proses machining semua jenis material logam dan non logam. Jenis steel (carbon steel, alloy steel, stainless steel), Cast Iron, non ferro ( aluminium, tembaga, kuningan, Nickel, Zink) juga sangat cocok untuk proses Hardened steel dengan kekerasan mencapai 65-70 HRC.

1. Ceramics

Material Ceramic atau keramik material non logam dengan kekerasan 9 – 9.5 skala Mohs, lebih tinggi Tingkat kekerasannya dari Carbide. Selain kekerasannya yang tinggi, material Ceramic ini juga memiliki ketahanan Aus dan gesekan yang sangat baik, tetapi memiliki sifat yang rapuh sehingga tidak cocok untuk alat potong yang ada proses benturan. Dalam Machining biasa digunakan untuk proses Turning / Bubut pada material yang sangat keras seperti hardened steel dngan kekerasan mencapai 70 HRC. Material ini juga memiliki sifat Polishing yang baik sehingga cocok digunakan untuk proses Machining yang memerlukan Tingkat kehalusan finishing yang baik.

1. Cermet

Apa itu cermet ? sesuai dengan Namanya cermet adalah campuran dari Material Ceramic dan Metal (logam). Bahan-bahan logam tersebut seperti Tungsten Carbide, Cobalt, Titanium, Nickel, Molibdenum. Paduan komposisi ini menjadikan cermet memiliki kekerasan yang sangat tinggi tetapi tidak serapuh Ceramic murni. Pada proses machining seperti proses bubut biasanya digunakan untuk proses finishing dengan kehalusan yang tinggi. Memiliki ketahanan aus wear resistant dan tool life yang baik.

1. Cubic Boron Nitride (CBN)

Cubic Boron Nitride atau disingkat CBN adalah material terkeras setelah Diamond. Memilki kekerasan 4500-5000 HV atau setara 90-95 HRC. Pada Cutting Tools Dengan kekerasan yang sangat baik ini cocok digunakan untuk proses pemotongan material hardened steel hingga diatas 70 hrc. Selain itu juga cocok digunakan untuk proses machining dengan kebutuhan kehalusan yang tinggi. Pada proses bubut yaitu pahat potong / Insert Turning sangat cocok digunakan untuk proses pemakanan material hardened steel, Aluminium Casting. Pada proses milling digunakan untuk lapisan / coating pada endmill.

1. Diamond:

Diamond adalah material paling keras yang digunakan sebagai alat Potong. Juga termasuk dalam bentuk PCD Polycrystalline Diamond. Kekerasan Diamond ini adalah 10 skala Mohs atau setara 8000-10000 HV. Material paling keras yang tersedia. Karena harganya yang sangat mahal Pada Cutting Tools biasanya digunakan sebagai pelapis / Coating untuk Endmill, Insert bubut, Drill. Biasanya Digunakan untuk cutting material hardened steel, graphite.

Setiap jenis material memiliki keunggulan, kelemahan dan keterbatasan masing-masing. Pemilihan Material Cutting Tools bergantung pada aplikasi spesifik, material kerja, dan kondisi Mesin dan juga harga atau cost pada proses produksi.