Cutting Tools

Keberadaan Cutting Tools (alat potong) pada proses pemotongan logam atau metal cutting sangatlah penting karena alat potong dapat menentukan hasil kualitas pengerjaan yang meliputi ukuran serta performa, efisiensi dari suatu proses pengerjaan, disamping itu alat potong dapat menjadi sebuah ciri dari suatu proses pengerjaan logam. Melihat dari pentingnya keberadaan alat potong, maka pengetahuan akan alat potong merupakan salah satu syarat orang dapat bekerja dengan mesin perkakas. Ada berbagai macam alat potong, akan tetapi kita fokuskan perhatian kita pada alat potong yang biasa kita gunakan dalam proses permesinan serta masalah – masalah yang sering muncul seiring penggunaan alat potong tersebut.

Dewasa ini perkembangan teknologi material alat potong tumbuh begitu pesat, untuk mengimbangi tuntutan pengerjaan ( kepresisian & waktu ). Dimulai dari digunakannya tool steel yang mempunyai cutting speed rendah sampai dengan teknologi coating / pelapisan yang mempunyai cutting speed tinggi. Pada dasarnya prinsip pemilihan material sangat sederhana. Yaitu material alat potong harus lebih keras sehingga dapat memotong material benda kerja. 

Sifat – sifat alat potong yang baik : 

• Tahan keras pada suhu tinggi : Merupakan dasar pemilihan alat potong karena adanya gesekan dengan benda kerja akan menimbulkan panas yang cukup tinggi (>600° C) yang pada suhu tersebut material logam akan mencapai suhu “ austenit “.
• Ulet  : Diperlukan sifat yang ulet supaya alat potong mampu menerima beban kejut yang terjadi. 
• Tidak mudah aus : Ketahanan untuk menahan deformasi plastis akibat dari panas menunjang wear resistance dari alat potong.

Kita hanya akan membahas 4 macam material alat potong yang akan kita gunakan, yaitu :


1. HIGH SPEED STEEL

Jenis -jenis material HSS

• HSS : High Speed Steel merupakan medium alloyed high speed steel yang memiliki sifat machinability dan performance yang baik. Dengan tingkat kekerasan dan kekuatan yang tinggi serta wear resistance characteristic yang membuat material tersebut digunakan dalam skala yang luas sebagai alat potong. Seperti mata bor dan tap.
• HSSV ( Vanadium High Speed Steel ) : Vanadium merupakan material yang tahan aus, keras, serta mempunyai performance yang baik. Biasanya digunakan untuk bahan Tap.
• HSCo ( Cobalt High Speed Steel ) : Cobalt digunakan untuk mempertahankan kekerasan pada suhu tinggi. Kombinasi kedua jenis bahan mampu meningkatkan kemampuan alat potong terhadap tingkat ketegaran dan kekerasan. Digunkan untuk bor,tap,milling cutter,juga reamer.
• HSSXS1 ( Non Cobalt Powder Metallurgy Steel ) : Mempunyai struktur logam yang lebih halus dan rapat bila dibandingkan dengan HSCo. Umur pakai dan tingkat keausan yang dimiliki lebih baik dari HSCo. Utamanya digunalan untuk Milling cutter dan Tap. 
• HSCo XP ( Sintered Cobalt High Speed Steel ) : Merupakan HSCo yana diproduksi dengan Powder Metallurgy technology ( Sinter ). Metode ini digunakan untuk mendapatkan Grindability dan Superior toughness. 
• CS ( Chromium Steel ) : Merupakan tool steel yang dicampur dengan chromium. Tidak tahan dengan suhu yang tinggi tetapi keras pada suhu rendah, biasanya untuk bahan tap dan dies.

Tabel Informasi Struktur HSS

2. CARBIDE 

Dihasilkan dari proses sinter ( beberapa bahan serbuk yang dikombinasikan menjadi satu ) yang dikombinasikan dengan binder metal (pengikat). Material utama yang digunakan adalah Tungsten Carbide (WC). Dimana tungsten / wolfram ini menambah kekerasan material. Bahan lain dalam proses sinter adalah Tantalum Carbide (TaC), Titanium Carbide (TiC), Niobium Carbides (NbC). Material tersebut kemudian ditambahkan dengan Cobalt (Co) sebagai pengikatnya.

PENGARUH KARAKTERISTIK MATERIAL TERHADAP PROSENTASE HARD PARTICLE (WC) DENGAN BINDER METAL (Co)

PERBANDINGAN ANTARA HSS, CARBIDE DAN SOLID TOOLS

3. Material with SURFACE TREATMENT

a. Steam Tempering

Steam tempering menghasilkan ikatan yang kuat dari “ blue oxide surface “ yang mampu menahan laju aliran cairan pendingin dan menjaga supaya tidak terjadi built-up edges. Steam tempering dapat diaplikasikan pada semua tool yang ringan tetapi akan lebih efektif digunakan untuk bor dan tap.

b. Bronze Finish

Merupakan lapisan Oxide yang tipis pada permukaan alat potong, khususnya untuk alat potong yang terbuat dari cobalt dan vanadium high speed steel.

c. Nitriding ( FeN )

Nitriding merupakan proses yang digunakan untuk meningkatkan kekerasan dan keawetan alat potong. Sangat cocok digunakan sebagai tap untuk memproses material abrasive seperti cast iron, bakelit, dll. Juga biasa digunakan pada twist drill untuk mengeraskan dinding silindernya.

d. Hard Chromium Planting ( Cr )

Hard chrom digunakan untuk menaikkan kekerasan permukaan secara signifikan. Hasil yang dicapai sekitar 68 HRC.

4. Material with SURFACE COATING

a. Titanium Nitride Coating ( TiN ) 

Merupakan lapisan keramik berwarna emas yang menggunakan proses physical vapour deposition ( PVD ). Tingkat kekerasan yang tinggi disertai dengan sifat “ rendah getaran “ menjamin ketahanan tool terhadap pemakaian. Serta mempunyai performance cutting yang lebih baik bila dibandingkan dengan tools yang tidak di-coating. 

b. Titanium Carbon Nitride Coating ( TiCN ) 

Merupakan lapisan keramik yang menggunakan proses physical vapour deposition ( PVD ). TiCN lebih keras daripada TiN dan mempunyai koefisien gesekan yang lebih rendah. 

c Titanium Aluminium Nitride Coating ( TiAlN ) 

Titanium Aluminium Nitride merupakan multi layer ceramik coating yang dihasilkan dari teknologi pelapisan PVD yang memberikan tingkat kekerasan yang tinggi dan kestabilan oksidasi yang tinggi juga. Kelebihan ini cocok untuk speed dan feed yang lebih tinggi, dimana disaat yang sama menaikkan umur pakai. TiAlN tepat digunakan untuk bor dan tap. Direkomendasikan untuk menggunakannya ketika Dry Machining. 

d. Chromium Nitride Coating ( CrN ) 

CrN merupakan lapisan yang baik untuk material alumunium alloys,copper alloy, low alloy steel. CrN dapat juga digunakan sebagai alternatif dalam pengerjaan titanium dan nikel alloy. Lapisan ini memiliki kecenderungan yang rendah dalam menghasikan built up edges.