Klasifikasi Baja Perkakas, Tool Steel

Pengertian Definisi

Baja perkakas adalah baja khusus atau spesial atau special steel yang memiliki mutu tinggi dan digunakan sebagai bahan atau logam pada pembuatan perkakas untuk pengubahan bentuk.

Berdasakan cara penggunaan, perlakuan panas, dan menurut paduan yang ditambahkan dalam bajanya, maka baja perkakas dapat dikelompokkan sebagai berikut:

Kelompok baja perkakas berdasarkan cara penggunaan:

  1. Cold work, pengerjaan dingin
  2. Hot work, pengerjaan panas
  3. Hign speed, pengerjaan dengan kecepatan tinggi

Kelompok baja perkakas berdasarkan cara perlakuan panas:

  1. Water hardening, pengerasan dalam air
  2. Oil hardening, pengerasan dalam minyak
  3. Air hardening, pengerasan dalam udara

Kelompok baja perkakas berdasarkan unsur paduannya:

  1. Unalloyed steel, atau karbon steel, baja perkakas tanpa unsur paduan atau baja karbon.
  2. Alloyed steel, baja perkakas dengan tambahan unsur paduan

American Iron And Steel Institute (AISI) dan Society of Automotive Engineers (SAE) mengklasifikasi baja perkakas berdasarkan grade of properties seperti berikut:

Water Hardening Tool Steel, Group W

Water hardening atau baja karbon (group W) merupakan baja perkakas yang memiliki kandungan karbon antara 0,6 – 1, 4 persen, dengan tambahan kromium dan vanaduim. Umumnya baja ini memiliki kandungan karbon satu persen. Baja perkakas ini dikeraskan dengan metoda perlakuan panas dengan media pendingin air.

Baja ini merupakan shallow hardening kecuali untuk perkakas yang kecil di bawah 0,5 inci diameter. Baja ini dapat dikeraskan dengan hard case dan though core dan mempunyai ketahanan perubahan bentuk plastis yang rendah dengan makin tingginya temeratur.

Baja perkakas group W merupakan baja perkakas yang baik sekali untuk pengerjaan pada kondisi temperatur rendah. Baja  perkakas ini cocok untuk pengerjaan dingin dengan kekuatan impact yang rendah atau menengah seperti, coining, cold heading, puncing, embossing dan metal/wood hand cutting tool.

Shock Resistance Tool Steel, Group S

Baja perkakas ini memiliki kandungan karbon yang dapat menghasilkan kekerasan hingga 60 HRC dengan silikon, kromium, molibdenum, dan wolfram.  Baja group S digunakan untuk pengerjaan yang mengalami kejutan pada temperatur normal atau rendah dan tidak memerlukan ketahanan abrasi yang tinggi. Baja dari group S dikeraskan melalui metoda perlakuan panas dengan media pendingin minyak.

Baja perkakas ini biasa digunakan pada pengerjaan atau aplikasi, pneunematic chisels, heavy duty shear blades, punches, rivet buster, dan dapat digunakan pada bagian-bagian mesin yang mengalami shock yang tinggi.

Oil Hardening Cold Work Tool Steel, Group O

Baja perkakas ini digunakan untuk aplikasi yang tidak dapat dilakukan dengan menggunakan baja perkakas dari group W.  Baja perkakas ini memiliki kelebihan dalam mengatasi masalah yang timbul dan sulit bila menggunakan perkakas dari group W, yaitu water hardening steel.

Baja ini mengandung karbon yang relatif tinggi untuk mendapatkan ketahanan aus tinggi. Kandungan karbonnya antara 0,90 -1,45 persen, dengan tambahan unsur-unsur seperti kromium, molibdenum, dan wolfram. Dengan unsur-unsur yang terkandungnya, baja perkakas ini memiliki kemampuan pengerasan yang lebih besar dibanding perkakas dari group water hardening steel, Group W. Karbon yang tinggi menyebabkan perkakas ini memiliki keuluetan yang rendah, atau getas.

Baja perkakas tipe group O banyak diaplikasikan untuk pengerjaan pada temperatur rendah seperti: blanking, bending, trimming, coining, shearing, shaping die, thread rolling dies, knurling tool.

Air Hardening Cold Work Tool Steel, Group A

Baja perkakas ini mengandung karbon antara 1,00 sampai 2,25 persen, dengan unsur tambahan mangan antara 2,0 sampai 3 persen, kromium, dan molibdenum.

Baja perkakas ini memiliki kemampuan mesi yang relatif sama dengan oil atau water hardening tool steel. Namun demikian perkakas ini memiliki kestabilam dimensi yang jauh lenih baik. Kandungan mangan yang tinggi mampu mengurangi scale yang terjadi selama pemanasan hingga dimensinya tidak banyak berkurang.

Penggunaan atau aplikasi dari baja perkakas ini adalah: untuk rolling dies, long slender bronches, atau tool yang mensyaratkan ketahanan distorsi dan abrasi yang tinggi.

High Carbon High Chromium Cold Work Tool Steel, Gruop D

Baja perkakas ini memiliki ketahanan aus dan kemampuan pengerasan yang tinggi. Sifat ini diperoleh karena baja ini mengandung unsur-unsur paduan yang sangat tinggi. Baja dari group ini memiliki kandungan karbon antara 1,0 sampai 2,35 persen, kromium sekitar 12 persen dengan unsur paduan molibdenum sekitar satu persen dengan tambahan unsur kobal tiga persen.

Perkakas ini memiliki ketahanan terhadap perubahan demensi, ketahanan perubahan bentuk plastis pada temperatur panas. Namun demikian, baja ini rentan atau mudah terjadi edge brittlesness. Sehingga baja perkakas ini tidak cocok digunakan sebagai edge cutting tool.

Aplikasi dari perkakas ini adalah: untuk wire drawing dies, master gages, blanking, piercing dies, dan penggunaan lainnya yang memerlukan kestabilan dimensi.

Hot Work Tool Steel, Group H

Baja perkakas dari group H memiliki kandungan karbon medium/sedang yaitu antara 0,25 – 0,55 persen, dengan kandungan paduan utamanya adalah kromium, molibdenum dan wolfram.

Group baja ini mengandung paduan yang tahan terhadap temperatur kerja yang tinggi. Dengan demikian perkakas dari group ini akan sangat baik digunakan untuk penggunaan seperti: hot forming dies, hot extrusiondies, hot shearing, die casting dies. Dan plastic moulding dies.

Hot work tool steel diklasifikasikan menjadi tiga group yang berdasarkan pada jumlah dominan paduan yang terkandungnya.

  1. Chromium hot work tool steel, Group H11 – H16

Baja perkakas ini mengadung kromium antara 5 – 7 persen dengan paduan vanadium antara 0,4 samapi 1,0 persen, wolfram antara 1,5 – 7,0 dan molibdenum antara 1,5 – 5,0 persen. Baja perkakas ini mengadung karbon antara 0,25 – 0,55 persen.

Dengan komposisi ini dapat diperoleh baja perkakas yang memilii red hardening, deep hardening yang baik dengan ketahanan dimensi yang baik sejak perlakuan panas.

  1. Tungsten hot work tool steel, Group H20 – H26

Baja perkakas dari kelompok ini mengandung wolfram/tungsten antara 9,0 – 18 persen, dengan kandungan kromium antara 2,0 – 12,0 persen dan vanadium maksimum satu persen. Baja perkakas ini mengandung karbon antara 0,25 – ,45 persen.

Komposisi paduan yang dimiliki oleh baja perkakas ini, mampu meningkatkan ketahanan perubahan plastis pada temperaur tinggi. Namun menjadi lebih rapuh pada pengerjaan pengerasan, work hardening, dan sulit berhasil pada perlakuan dengan pendinginan menggunakan air.

  1. Molybdenum hot work tool steel, Group H41 – H43

Baja perkakas dari group ini mengandung molibdenum antara 5,0 sampai 8,0 persen, dengan kandungan kromium sekitar 4,0 persen, dan vanadium antar 1,0 sampai 2,0 persen. Baja perkakas ini mengandung karbon antara 0,55 sampai dengan 0,65 persen

Baja perkakas ini memiliki sifat-sifat yang hampir sama dengan baja pekakas dari group H20 – H26, namun dengan harga yang relatif lebih murah.