Ringkasan Pengetahuan Dasar Perlakuan Panas Logam

Perlakuan panas logam merupakan salah satu proses penting dalam manufaktur mekanik. Dibandingkan dengan proses pengolahan lainnya, perlakuan panas umumnya tidak mengubah bentuk dan komposisi kimia keseluruhan produk baja, namun mengubah struktur mikro di dalam barang atau mengubah komposisi kimia permukaan, sehingga memberikan atau meningkatkan kinerja produk. Tujuan dari perlakuan panas logam adalah untuk meningkatkan kualitas intrinsik logam sehingga memiliki sifat mekanik, sifat fisik, dan sifat kimia yang diperlukan. Selain pemilihan bahan yang masuk akal dan berbagai proses pembentukan, proses perlakuan panas seringkali penting. Baja merupakan material yang paling banyak digunakan dalam industri mekanik. Struktur mikro baja sangat kompleks dan dapat dikontrol melalui perlakuan panas. Oleh karena itu, perlakuan panas pada baja merupakan kandungan utama dari perlakuan panas logam.

Proses Perlakuan Panas

Proses perlakuan panas umumnya mencakup tiga proses: pemanasan, isolasi, dan pendinginan. Terkadang hanya ada dua proses: pemanasan dan pendinginan. Proses-proses ini saling berhubungan dan tidak dapat diinterupsi. Pemanasan adalah salah satu proses penting dari perlakuan panas. Ada banyak metode pemanasan untuk perlakuan panas logam. Arang dan batu bara pertama kali digunakan sebagai sumber panas, dan baru-baru ini bahan bakar cair dan gas digunakan. Penerapan listrik membuat pemanasan mudah dikendalikan dan tidak menimbulkan pencemaran lingkungan. Sumber panas ini dapat digunakan untuk pemanasan langsung, atau pemanasan tidak langsung melalui lelehan garam atau logam, atau bahkan partikel yang mengambang.

Temperatur pemanasan merupakan salah satu parameter proses penting dalam proses perlakuan panas. Pemilihan dan pengendalian suhu pemanasan merupakan isu utama untuk menjamin kualitas perlakuan panas. Temperatur pemanasan bervariasi tergantung pada bahan logam yang diproses dan tujuan perlakuan panas, namun umumnya dipanaskan hingga di atas suhu transformasi fasa untuk mendapatkan struktur bersuhu tinggi. Selain itu, transformasinya memerlukan waktu tertentu. Oleh karena itu, ketika permukaan logam mencapai suhu pemanasan yang diperlukan, suhu tersebut harus dipertahankan selama jangka waktu tertentu agar suhu internal dan eksternal konsisten dan transformasi struktur mikro menjadi lengkap. Periode waktu ini disebut isolasi. Saat menggunakan pemanasan dengan kepadatan energi tinggi dan perlakuan panas permukaan, kecepatan pemanasan sangat cepat dan umumnya tidak ada waktu insulasi, sedangkan waktu insulasi untuk perlakuan panas kimia seringkali lebih lama.

Pendinginan juga merupakan langkah yang sangat diperlukan dalam proses perlakuan panas. Metode pendinginan bervariasi tergantung pada prosesnya, terutama mengendalikan laju pendinginan. Umumnya annealing memiliki laju pendinginan paling lambat, normalisasi memiliki laju pendinginan lebih cepat, dan quenching memiliki laju pendinginan lebih cepat dibandingkan normalisasi. Namun ada juga persyaratan yang berbeda karena jenis baja yang berbeda.

Perlakuan panas permukaan merupakan proses perlakuan panas logam yang hanya memanaskan lapisan permukaan logam untuk mengubah sifat mekanik lapisan permukaan tersebut. Agar hanya dapat memanaskan permukaan logam tanpa memindahkan terlalu banyak panas ke bagian dalam logam, maka sumber panas yang digunakan harus mempunyai rapat energi yang tinggi, yaitu sejumlah besar energi panas diberikan kepada logam per satuan luas, sehingga permukaan atau bagian logam dapat mencapai suhu tinggi dalam waktu singkat. Metode utama perlakuan panas permukaan meliputi pendinginan api dan perlakuan panas pemanasan induksi. Sumber panas yang umum digunakan termasuk oksigen asetilena, oksigen propana, arus induksi, laser, dan berkas elektron.

Perlakuan panas kimia adalah proses perlakuan panas logam yang mengubah komposisi kimia, struktur dan sifat permukaan logam. Perlakuan panas kimia adalah memanaskan logam dalam media (gas, cair, padat) yang mengandung karbon, media garam atau unsur paduan lainnya, dan menjaganya tetap hangat dalam waktu lama, sehingga permukaan logam dapat menembus unsur-unsur seperti karbon, nitrogen, boron dan kromium. Setelah elemen diinfiltrasi, proses perlakuan panas lainnya seperti quenching dan tempering terkadang dilakukan. Metode utama perlakuan panas kimia meliputi karburasi, nitridasi, dan metalisasi.

Secara keseluruhan, perlakuan panas logam adalah salah satu proses penting dalam proses pembuatan komponen mekanis, perkakas, dan cetakan. Hal ini dapat memastikan dan meningkatkan berbagai sifat logam, seperti ketahanan aus, ketahanan korosi, dll. Di sisi lain, juga dapat memperbaiki struktur dan keadaan tegangan blanko untuk memfasilitasi berbagai pemrosesan dingin dan panas.