Panduan Sederhana untuk Hasil Akhir Nitridasi

Lapisan nitridasi adalah cara khusus untuk memperlakukan komponen logam. Ini membantu membuatnya menjadi sangat keras, kuat, dan mampu bertahan untuk waktu yang sangat lama. Anda bisa menganggapnya seperti memberikan lapisan pelindung yang kuat pada komponen logam Anda. Pelindung ini mencegahnya tergores, aus, atau berkarat. Jika Anda bekerja dengan komponen logam yang harus kuat, artikel ini cocok untuk Anda. Kami akan memberi tahu Anda tentang proses nitridasi dengan cara yang mudah. Anda akan mempelajari cara kerjanya, mengapa ini adalah hal yang baik, dan bagaimana hal ini dapat membantu Anda membuat produk yang lebih baik.

Apa Itu Proses Nitridasi dan Bagaimana Cara Kerjanya?

Proses nitridasi adalah sejenis perlakuan panas. Ini adalah proses perawatan permukaan yang digunakan untuk mengeraskan baja dan logam besi lainnya. Ide utamanya adalah menempatkan nitrogen pada bagian luar bagian logam. Caranya dengan memanaskan benda kerja di tempat khusus yang memiliki banyak nitrogen. Nitrogen meresap ke dalam logam. Ini disebut difusi. Proses ini membuat lapisan luar yang sangat keras.

Lapisan luar ini diisi dengan potongan-potongan kecil dan keras yang disebut endapan nitrida. Hal ini membuat permukaan menjadi sangat, sangat keras. Hal ini berbeda dengan cara lain untuk mengeraskan logam, seperti karburasi. Proses nitridasi dilakukan pada suhu yang lebih rendah. Ini adalah hal yang sangat bagus karena itu berarti bagian-bagiannya tidak banyak membengkok atau mengubah bentuknya. Distorsi yang terjadi sangat kecil, sehingga komponen Anda tetap memiliki ukuran yang benar. Proses nitridasi adalah cara yang bagus untuk membuat komponen menjadi lebih kuat tanpa masalah yang timbul akibat penggunaan panas yang tinggi.

Mengapa Perlindungan dari Karat Begitu Penting dengan Nitridasi?

Salah satu hal terbaik tentang nitridasi adalah ketahanan korosi yang luar biasa yang diberikannya pada komponen. Ini berarti membantu menghentikan karat. Ketika suatu komponen dinitridasi, lapisan khusus dibuat di bagian paling atas. Ini disebut lapisan senyawa. Lapisan ini biasanya terbuat dari besi nitrida. Lapisan ini berfungsi seperti dinding yang kuat. Dinding ini mencegah udara dan air masuk ke logam di bawahnya. Hal ini membantu menghentikan karat dan jenis keausan dan korosi lainnya.

Untuk banyak komponen, memiliki ketahanan korosi yang baik sama pentingnya dengan kekerasan. Sebagai contoh, pikirkan tentang komponen senjata api atau komponen yang digunakan di area basah. Ketahanan korosi yang berasal dari nitridasi berarti komponen ini akan bertahan lebih lama. Bahkan untuk logam seperti baja tahan karat, yang sudah bagus dalam menahan karat, nitridasi dapat membuat ketahanan korosinya menjadi lebih baik. Lapisan nitrida meningkatkan ketahanan terhadap keausan dan menjaga komponen tetap aman dari kerusakan. Ketahanan korosi ekstra ini merupakan manfaat yang sangat penting.

Berapa Suhu Proses yang Tepat untuk Nitridasi?

Suhu proses untuk nitridasi adalah masalah yang sangat besar. Biasanya dilakukan pada suhu antara 400°C dan 575°C (750°F dan 1065°F). Suhu ini dipilih dengan sangat hati-hati. Suhu harus cukup panas agar difusi nitrogen dapat bekerja. Tetapi tidak boleh terlalu panas. Jika suhu proses terlalu tinggi, hal ini dapat melemahkan bagian dalam komponen. Hal ini dapat mengacaukan kekuatan yang diperoleh komponen dari langkah perlakuan panas sebelumnya.

Suhu proses yang rendah adalah poin penting yang bagus untuk nitridasi. Cara lain untuk mengeraskan logam, seperti karburasi, menggunakan suhu yang jauh lebih panas. Panas yang tinggi itu bisa membuat benda kerja bengkok atau berubah bentuk. Dengan nitridasi, distorsi yang terjadi sangat kecil. Ini berarti lebih sedikit pekerjaan yang diperlukan untuk memperbaiki bagian tersebut setelah dirawat. Benda kerja mempertahankan ukuran dan bentuknya. Ini dapat menghemat banyak waktu dan uang.

Bagaimana Nitridasi Mengubah Permukaan Akhir Bagian?

Permukaan akhir suatu komponen setelah proses nitridasi biasanya sangat bagus dan mulus. Karena prosesnya menggunakan panas rendah, permukaan akhir tidak menjadi kasar. Dalam banyak kasus, komponen siap digunakan segera setelah dikeluarkan dari tungku. Mereka sering kali tidak memerlukan pekerjaan pemolesan atau penggilingan yang besar. Ini adalah hal yang hebat ketika Anda melihat metode perlakuan panas lainnya yang dapat meninggalkan permukaan yang kasar.

Kadang-kadang, lapisan yang sangat tipis yang berwarna abu-abu gelap atau hitam dapat muncul pada permukaan. Ini adalah lapisan oksida. Hal ini sering terjadi pada sebagian jenis nitridasi, seperti proses nitrokarburasi. Lapisan oksida ini sebenarnya adalah hal yang baik. Hal ini dapat membuat ketahanan korosi menjadi lebih baik. Hal ini juga dapat membantu komponen meluncur dengan mudah dan mengurangi gesekan. Jika Anda membutuhkan hasil akhir permukaan yang sangat cerah dan mengkilap, Anda dapat melakukan sedikit pemolesan. Tetapi Anda tidak boleh melakukan banyak pemolesan. Pemolesan yang berat dapat menghilangkan lapisan nitrida yang keras.

Apakah Anda Perlu Memanaskan Komponen Setelah Nitridasi?

Itu adalah pertanyaan yang sangat bagus. Jawabannya adalah tidak, Anda tidak boleh melunakkan bagian setelah Anda nitridasi mereka. Bagian-bagiannya perlu dikeraskan dan mendapatkan temperatur akhir sebelum proses nitridasi dimulai. Langkah temper memberikan bagian dalam komponen kekuatan dan ketangguhan yang tepat. Sangat penting bahwa suhu untuk temper akhir lebih tinggi dari suhu yang akan digunakan untuk nitridasi. Setidaknya harus lebih tinggi 30°C (50°F).

Mengapa hal ini sangat penting? Jika Anda melakukan nitridasi pada bagian yang lebih panas daripada suhu temper akhirnya, bagian dalam logam akan menjadi lunak. Hal ini akan membuat seluruh bagian menjadi lebih lemah. Jadi, aturan yang perlu diingat adalah: selalu mengeraskan dan memadatkannya terlebih dulu. Hal ini memastikan bahwa bagian dalam paduan tetap kuat sementara permukaan luarnya menjadi sangat keras. Temperatur yang baik sebelum melakukan nitridasi adalah rahasia untuk bagian yang hebat.

Bagaimana Anda Dapat Mengontrol Kedalaman Casing dalam Nitridasi?

Kedalaman casing memberi tahu Anda, seberapa dalam kekerasan yang masuk ke dalam permukaan komponen. Dengan nitridasi, Anda dapat mengubah kedalaman casing dengan dua cara utama. Yang pertama adalah berapa lama bagian tersebut berada di dalam tungku. Yang kedua adalah suhu tungku. Semakin lama bagian tersebut dirawat, semakin dalam nitrogen akan masuk ke dalam logam. Ini membuat kedalaman casing lebih dalam.

Casing yang lebih dalam dapat memberikan kekuatan fatik yang lebih baik. Hal ini penting untuk komponen yang menerima banyak tekanan, seperti poros engkol atau roda gigi. Namun, Anda harus tahu bahwa proses ini membutuhkan banyak waktu. Mendapatkan casing yang dalam bisa sangat lambat, dan terkadang bisa memakan waktu lebih dari 80 jam. Orang yang mendesain komponen memutuskan kedalaman casing yang tepat untuk pekerjaan yang harus dilakukan komponen tersebut. Untuk banyak pekerjaan, casing yang tipis adalah yang dibutuhkan untuk mendapatkan ketahanan yang luar biasa terhadap keausan.

Bagaimana Kondisi Permukaan Sebelum Proses?

Kondisi permukaan komponen sebelum dimasukkan ke dalam tungku sangatlah penting. Permukaannya harus benar-benar bersih. Tidak boleh ada minyak, lemak, kotoran, atau karat di atasnya. Kotoran apa pun yang tertinggal di permukaan dapat menghentikan nitrogen masuk ke dalam logam. Hal ini akan menyebabkan titik-titik lunak dan prosesnya tidak akan bekerja dengan baik.

Selain itu, permukaan tidak boleh memiliki lapisan apa pun di atasnya dari pekerjaan lain yang telah dilakukan. Sebagai contoh, permukaan dapat terluka selama Pemesinan CNC. Dalam hal ini, sebagian material harus dihilangkan dengan sedikit penggerindaan atau pemolesan untuk mendapatkan logam yang baru dan bersih. Hal ini bahkan lebih berlaku untuk baja tahan karat. Baja tahan karat memiliki lapisan alami yang tidak dapat Anda lihat. Ini adalah lapisan oksida, dan lapisan ini melindungi logam. Lapisan ini harus dihilangkan tepat sebelum proses nitridasi. Jika tidak dilepas, nitrogen tidak bisa masuk ke dalam logam. Permukaan yang bersih adalah langkah pertama untuk mendapatkan bagian yang dinitridasi dengan baik.

Apa Saja Jenis Nitridasi yang Berbeda?

Ada tiga jenis utama nitridasi. Masing-masing sedikit berbeda. Semuanya bagus untuk berbagai jenis pekerjaan.

1. Nitridasi Gas: Ini adalah jenis yang paling sering Anda lihat. Untuk nitridasi gas, benda kerja dimasukkan ke dalam tungku yang tertutup rapat. Gas khusus kemudian dipompa ke dalam tungku. Gas ini biasanya berupa gas amonia panas. Gas amonia pecah pada permukaan logam panas dan mengeluarkan nitrogen. Nitrogen ini kemudian masuk ke dalam baja. Aliran gas harus diawasi dengan sangat ketat. Nitridasi gas adalah pilihan yang baik untuk mengerjakan banyak bagian sekaligus.
2. Nitridasi Rendaman Garam: Dengan rendaman garam nitridasi, komponen dimasukkan ke dalam bak berisi garam cair yang panas. Garam ini memiliki banyak nitrogen dan sedikit karbon di dalamnya. Ini kadang-kadang disebut nitridasi cair. Proses nitridasi rendaman garam sangat cepat. Ini memberikan ketahanan aus dan korosi yang baik pada komponen. Ini sering digunakan untuk jenis nitridasi khusus yang disebut nitrokarburasi.
3. Nitridasi Plasma: Ini adalah cara terbaru untuk melakukannya. Dalam nitridasi plasma, komponen-komponen dimasukkan ke dalam tungku vakum. Tungku kemudian diisi dengan campuran gas khusus, seperti nitrogen dan hidrogen. Setelah itu, medan listrik digunakan untuk membuat gas menyala, hampir seperti tanda warna-warni. Gas yang bercahaya ini disebut plasma. Plasma memiliki ion nitrogen di dalamnya. Ion-ion ini ditembakkan ke permukaan komponen. Nitridasi plasma memberi Anda kontrol terbaik atas seluruh proses. Anda dapat menggunakan gas nitrogen murni jika perlu. Ini adalah pilihan yang tepat untuk baja tahan karat karena plasma membersihkan permukaan dan menghilangkan lapisan oksida yang keras.

Berikut ini adalah tabel sederhana untuk menunjukkan perbedaannya:

Jenis Bahan Apa Saja yang Dapat Anda Keraskan dengan Nitridasi?

Nitridasi paling baik untuk jenis baja tertentu. Ini tidak akan bekerja untuk semua logam. Bahan terbaik adalah baja paduan yang memiliki elemen paduan khusus yang tercampur di dalamnya. Ini disebut elemen pembentuk nitrida. Elemen-elemen ini sangat baik dalam menangkap nitrogen untuk membuat potongan nitrida super keras yang kita inginkan. Elemen terbaik untuk pekerjaan ini adalah aluminium, kromium, dan molibdenum.

Berikut ini sebagian bahan yang bagus untuk nitridasi:

• Baja paduan rendah yang memiliki kromium dan molibdenum. Baja ini sangat sering digunakan untuk komponen yang di-nitridasi.
• Baja perkakas, seperti H13, sering kali dinitridasi. Baja ini digunakan untuk membuat benda-benda seperti cetakan ekstrusi.
• Baja tahan karat adalah pilihan yang tepat. Nitridasi baja tahan karat membuat kekerasan permukaannya jauh lebih baik. Hal ini juga mencegahnya menempel atau tergores, yang merupakan masalah yang disebut empedu. Semua jenis baja tahan karat, bahkan baja tahan karat austenitik, dapat diolah dengan nitridasi plasma.
• Besi tuang juga bisa dinitridasi. Permukaan yang dinitridasi membuat besi tuang jauh lebih tangguh dan tahan lebih lama.

Anda tidak dapat benar-benar mengeraskan baja karbon sederhana dengan nitridasi. Hal ini karena tidak memiliki elemen paduan yang tepat di dalamnya. Tanpa elemen-elemen tersebut, nitrogen tidak dapat membuat potongan-potongan keras yang memberikan kekerasan permukaan yang tinggi.

Untuk Apa Suku Cadang Nitridasi Sering Digunakan?

Anda dapat menemukan suku cadang yang dinitridasi di banyak mesin yang Anda lihat dan gunakan setiap hari. Nitridasi biasanya dilakukan pada komponen yang harus kuat terhadap keausan dan kelelahan. Karena lapisannya sangat kuat, maka sangat cocok untuk komponen yang bergesekan satu sama lain. Gesekan yang rendah pada permukaan yang di-nitridasi juga sangat membantu.

Berikut ini ada beberapa contoh, di mana bagian yang di-nitridasi digunakan untuk mengeraskan permukaan:

• Suku Cadang Mesin: Poros engkol, poros bubungan, dan bagian katup sering kali dinitridasi. Hal ini membantu mereka bertahan selama jutaan putaran dan gerakan di dalam mesin mobil.
• Roda gigi: Roda gigi pada mobil atau mesin membutuhkan permukaan yang sangat keras. Hal ini untuk mencegah gigi pada roda gigi menjadi aus. Roda gigi yang di-nitridasi sangat kuat dan tahan lama.
• Alat untuk Membuat Sesuatu: Komponen seperti sekrup ekstruder dan cetakan yang membentuk plastik dan logam dinitridasi. Kekerasan permukaan yang tinggi memungkinkan mereka membentuk benda lain tanpa menjadi aus.
• Komponen Senjata Api: Banyak bagian senjata api yang di-nitridasi. Hal ini memberikan hasil akhir yang keras, hitam, dan tahan lama, yang juga sangat bagus dalam menghentikan karat.
• Bantalan dan Bushing: Untuk komponen yang berputar atau meluncur, permukaan yang di-nitridasi berarti lebih sedikit gesekan. Ini membantu mencegahnya saling menempel.

Benda kerja apa pun yang membutuhkan permukaan yang sangat keras dan ketahanan yang tinggi terhadap keausan dapat dibuat lebih baik dengan proses nitridasi.

Hal-Hal Penting yang Perlu Diingat

• Nitridasi adalah jenis perlakuan panas. Proses ini memasukkan nitrogen ke dalam permukaan logam untuk membuatnya menjadi sangat keras.
• Ini memberikan ketahanan yang luar biasa terhadap keausan dan ketahanan korosi yang luar biasa.
• Proses ini menggunakan panas yang rendah. Ini berarti komponen tidak banyak berubah bentuk atau ukurannya.
• Jenis utama adalah nitridasi gas, nitridasi rendaman garam, dan nitridasi plasma. Nitridasi plasma memberi Anda kendali yang paling besar.
• Nitridasi bekerja paling baik pada baja paduan dan baja perkakas. Baja ini memiliki elemen seperti kromium atau aluminium di dalamnya.
• Bagian-bagiannya harus dikeraskan dan dikeraskan sepenuhnya sebelum Anda memulai proses nitridasi.
• Ini sering digunakan untuk bagian-bagian mesin seperti poros engkol, serta roda gigi dan perkakas yang membutuhkan permukaan yang sangat kuat.