BAHAN CUTTING TOOL

Bahan Cutting Tool

Pada proses produksi, bahan cutting tool sangat menentukan proses maupun hasil proses, sehingga dalam perkembangannya muncul berbagai upaya untuk meningkatkan kemampuan cutting tool agar hasil yang diperoleh dari proses pemesinan semakin baik.

Bahan-bahan yang biasanya digunakan sebagai cutting tool pada proses pemesinan antara lain :

1.     Baja karbon (Plain Carbon Steel)

Baja karbon mengandung 0,5 % - 1,5 % karbon. Baja karbon jarang digunakan untuk cutting tool, karena kemampuannya yang terbatas. Kekerasan baja karbon akan berkurang pada suhu 250 ⁰C (523 ⁰K), sehingga dapat digunakan pada kece­patan pemotongan yang rendah. Baja ini biasanya digunakan untuk memotong bahan-bahan yang lunak seperti light metal. Baja karbon merupakan bahan yang paling tua yang di­gunakan sebagai cutting tool sejak abad ke-18.

2.     Baja perkakas paduan (Alloyed Tool Steels)

Baja paduan merupakan baja karbon yang ditambah dengan unsur-unsur paduan seperti : Tungsten (T), Molybdenum (M), Vanadium (Va), Cobalt (Co), dan Chromium (Cr). Baja paduan memiliki kecepatan potong sedang. Baja paduan mengandung 0,7% karbon. Baja paduan ini digunakan sejak awal abad ke­19. Ada dua macam baja perkakas paduan, yaitu :

a.     baja perkakas paduan rendah (low alloyed tool steels/ SS) yang memiliki kekerasan yang berkurang pada suhu 400 ⁰C (673 ⁰K).

b.     baja perkakas paduan tinggi (high alloyed tool steels/ HSS) yang kekerasannya akan berkurang pada 600 °C (873 ⁰K).

3.     Paduan tuang paduan bukan besi (Cast Nonferrous Alloy Tool Bits)

Paduan ini terutama mengandung chrom, cobalt dan wolfram yang dibentuk dengan cara pengecoran. Paduan ini memiliki kecepatan potong 30% - 100% lebih tinggi daripada HSS, keke­rasannya tinggi, ketahanan terhadap keausan tinggi, sehingga mampu digunakan sampai suhu 800 ⁰C (1073 ⁰K), tetapi sifat­nya rapuh dan tidak seulet HSS. Baja paduan ini mengandung 2% C. Nama yang biasanya digunakan antara lain : Stellite, Tantung Rex Alloy, J Metal.

4.     Karbida (Cemented Carbides/Sintered Tool)

Karbida dihasilkan dengan teknik metalurgi serbuk (powder metallurgy), di mana serbuk logam wolfram karbida dan cobalt dikempa untuk membentuk, kemudian melalui proses sintering dalam tungku atmosfer hidrogen pada temperatur 1550 ⁰C, dan diselesaikan dengan operasi penggerindaan. Perkakas karbida yang mengandung 94% wolfram karbide dan 6% cobalt sesuai digunakan untuk memotong besi cor dan semua bahan kecuali baja. Khusus untuk memotong baja, karbida yang di­gunakan mengandung 82 % tungsten carbide, 10 % titanium, 8 % cobalt dengan kekerasan 75 - 90 HR. Kecepatan potongnya tiga kali lebih cepat daripada HSS. Kekerasannya akan berkurang pada suhu 900 ⁰C (11/3 ⁰K). Tungsten carbide biasanya diguna­kan untuk besi tuang, logam nonferrous, plastik, karet. Sedang­kan tungsten-titanium dan tantalum-titanium carbide biasanya digunakan untuk baja. Karbida mulai digunakan sejak tahun 1930 pada proses produksi dengan kapasitas tinggi.

5.     Keramik (Cutting Ceramics/Alumina Base Ceramic atau Cermet)

Keramik dihasilkan melalui teknik metalurgi serbuk (powder metallurgy) aluminium oksida (Al₂,O₃) aengan titanium, kromium oksida atau magnesium oksida yang dicampurkan dengan bahan perekat kaca. Kecepatan potongnya dua kali lebih cepat daripada karbida. Sifatnya sangat keras, rapuh, dan tahan aus. Kekerasannya akan berkurang pada suhu 1300 ⁰C (1573 ⁰K). Keramik biasanya digunakan pada proses pemesin­an semi finishing dan finishing pada benda kerja besi tuang (besi cor) atau logam keras Iainnya. Keramik mulai digunakan sebagai bahan cutting tool sejak tahun 1950.

6.     Cubic Boron Nitride

Cubic boron nitride merupakan bahan cutting tool yang memiliki sifat ketahanan aus dan kekuatan potong yang sangat tinggi, mendekati kekerasan  intan. Bahan ini biasanya digunakan sebagai bahan pengasah pada batu gerinda.

7.     Intan (Diamona)

 Intan digunakan pada pahat mata tunggal untuk pemotongan ringan dan untuk mengerjakan benda-benda yang membutuh­kan kecepatan tinggi (10 kali lebih cepat daripada pahat lain atau kecepatannya lebih dari 1000 m/menit) dan permukaan­nya yang sangat baik (kedalaman potong 0,02 - 0,06 mm). Sifatnya sangat keras, rapuh, tahan aus tetapi harganya sangat mahal. Kekerasannya akan berkurang pada suhu 900 ⁰C (1173 ⁰K). Intan digunakan untuk memotong benda kerja yang sulit dipotong dengan bahan cutting tool yang lain, ataupun untuk pemotongan ringan dengan kecepatan tinggi pada bahan yang lebih lunak dengan ketelitian dan mengutamakan penyelesaian permukaan (surface finishing) yang baik. Umum­nya, intan digunakan untuk memproses plastik, karet keras, karbon tekan, dan alumunium dengan kecepatan potong 300 - 1500 m/men. Intan juga digunakan untuk melapisi roda gerinda, untuk cetakan penarikan kawat kecil, dan dalam operasi penggerindaan dan pemolesan.

Tabel Karakteristik Material Cutting Tool

Karakteristik	Material cutting tool
	Baja karbon rendah	HSS	Sintered Carbide	HSS Coating	Carbide Coating	Ceramic	Cubic Boron Nitride	Intan
katangguhan	Semakin berkurang
Kekerasan Panas	Semakin tinggi
Kekuatan Impak	Semakin berkurang
Katahanan Aus	Semakin tinggi
Kecepatan Pemotongan	Semakin tinggi
Harga Material	Semakin tinggi
Nilai Kekerasan	60 HRC	65 HRC	65 HRC	90 HRC	93 HRC/1800 HK	2100 HK	5000 HK	8000 HK

dimana : HRC = Nilai kekerasan Rockwell

                HK   = Nilai kekerasan Knoop