Apa itu Case Hardening dan Bagaimana Cara Kerjanya?

1. Ringkasan eksekutif

Pengerasan case menghasilkan penipisan, lapisan permukaan yang sangat keras ("kasus") pada yang lebih keras, inti ulet. Ini menggabungkan ketahanan aus permukaan dan ketahanan lelah dengan inti ulet yang tahan guncangan.

Kegunaan yang umum adalah roda gigi, poros, kamera, pin dan bantalan. Mencapai kinerja fungsional yang unggul adalah tugas rekayasa (metalurgi, kontrol proses, manajemen distorsi, inspeksi).

Membuat bagiannya tampak hebat memerlukan perencanaan: mengontrol di mana dan bagaimana hasil akhir diproduksi, urutan pemolesan/penggilingan relatif terhadap perlakuan panas, dan selesaikan dengan perawatan permukaan pelindung dan dekoratif yang sesuai (MISALNYA., warna emosi yang terkontrol, oksida hitam, Pvd, pernis).

2. Apa itu pengerasan huruf?

Pengerasan kasus (juga disebut pengerasan permukaan) adalah keluarga proses metalurgi yang menghasilkan benda keras, lapisan permukaan tahan aus — itu kasus — pada sebagian sambil menyisakan relatif lunak, bagian dalam yang ulet - itu inti.

Tujuannya adalah untuk menggabungkan kekerasan permukaan yang tinggi dan ketahanan aus/kelelahan dengan ketangguhan inti dan ketahanan benturan, menghasilkan komponen yang tahan terhadap kerusakan permukaan tanpa menjadi rapuh terus-menerus.

Konsep inti

• Permukaan keras (kasus): zona tipis (biasanya sepersepuluh milimeter hingga beberapa milimeter) direkayasa menjadi keras (MISALNYA., 55–64 HRC untuk martensit karburasi atau 700–1.200 HV untuk nitrida).
• Inti ulet: material curahnya tetap relatif lunak dan kuat untuk menyerap guncangan dan menghindari patah getas yang parah.
• Transisi bertahap: gradien kekerasan yang terkendali dari permukaan ke inti (bukan antarmuka yang tiba-tiba) untuk meningkatkan transfer beban dan umur lelah.
• Perawatan lokal: pengerasan casing dapat diterapkan ke seluruh bagian atau secara selektif ke zona fungsional (jurnal bantalan, gigi roda gigi, wajah kontak).

3. Proses pengerasan kasus yang umum

Di bawah ini saya menjelaskan teknologi case-hardening utama yang akan Anda temui dalam praktik teknik.

Carburizing (gas, varian vakum dan kemasan)

Mekanisme: karbon disebarkan ke permukaan baja pada suhu tinggi untuk meningkatkan kandungan karbon di dekat permukaan; bagian tersebut kemudian dipadamkan untuk membentuk wadah martensit dan ditempa untuk mencapai kombinasi kekerasan dan ketangguhan yang diperlukan.

Varian & kondisi:

• Gas Carburizing (standar industri): dilakukan dalam atmosfer hidrokarbon terkendali (campuran gas endotermik atau gas alam) kira-kira 880–950 ° C..
  Potensi karbon dan waktu perendaman menentukan kedalaman kasus; kedalaman kasus efektif praktis biasanya berkisar dari 0.3 mm to 2.5 mm untuk banyak komponen; kekerasan permukaan setelah pendinginan/temper biasanya 58–62 HRC untuk martensit karbon tinggi.
• Kekosongan (bertekanan rendah) Carburizing: menggunakan injeksi hidrokarbon dalam tungku vakum, sering di 900–1050 ° C. dengan pendinginan gas bertekanan tinggi berikutnya.
  Keuntungannya termasuk oksidasi/kerak yang minimal, kontrol karbon yang sangat baik dan distorsi sisa yang lebih rendah; rute ini disukai jika diperlukan tampilan permukaan dan toleransi yang ketat.
• Mengemas (padat) Carburizing: metode toko lama menggunakan bubuk karbon di 900–950 ° C.; biaya modal yang lebih rendah namun kontrol dan kebersihan yang lebih buruk—kurang cocok untuk komponen yang tampilannya penting.

Pro: dapat menghasilkan relatif dalam, kasus martensit yang sulit; dipahami dengan baik dan ekonomis untuk produksi menengah-besar.
Kontra: pendinginan dari suhu tinggi menyebabkan tekanan termal yang signifikan dan potensi distorsi; oksidasi dan kerak permukaan harus dikelola (terutama dalam gas konvensional atau karburasi paket).

Carbonitriding

Mekanisme: gabungan difusi karbon dan nitrogen ke permukaan pada suhu yang umumnya lebih rendah daripada karburasi, diikuti dengan pendinginan dan temper.
Nitrogen meningkatkan kekerasan permukaan dan dapat meningkatkan ketahanan aus dan lecet dibandingkan dengan casing yang hanya dikarburasi.

Kondisi: suhu proses yang khas adalah 780–880 ° C.; kedalaman kasus efektif lebih dangkal daripada karburasi, umumnya 0.1–1.0 mm, dan kekerasan permukaan setelah quench/temper terjadi disekitarnya 55–60 HRC untuk baja yang sesuai.

Pro: siklus yang lebih cepat dan sifat keausan yang baik saat dikerjakan dengan mesin; menghasilkan yang lebih keras, casing yang diperkaya nitrogen bermanfaat untuk keausan abrasif atau perekat.
Kontra: batas kedalaman kotak yang lebih dangkal digunakan pada tekanan kontak yang tinggi; kontrol proses (kemurnian atmosfer, tingkat amonia) sangat penting untuk menghindari lapisan senyawa yang tidak diinginkan atau ketidakteraturan warna.

Nitriding (gas, plasma/ion, dan mandi garam)

Mekanisme: nitrogen berdifusi ke dalam baja pada suhu yang relatif rendah untuk membentuk nitrida keras (MISALNYA., Rawa, Crn, AlN) dalam zona difusi; tidak diperlukan pendinginan karena proses umumnya terjadi di bawah suhu austenitisasi.

Hasilnya sulit, permukaan tahan aus dengan distorsi sangat rendah.

Varian & kondisi:

• Gas nitriding: dilakukan di 480–570 °C dalam atmosfer berbasis amonia; kedalaman kasus biasanya 0.05–0,6 mm (zona difusi), dengan kekerasan permukaan sering di 700–1.200 HV rentang tergantung pada kimia baja dan waktu.
• Plasma (ion) nitriding: menggunakan pelepasan cahaya bertekanan rendah untuk mengaktifkan nitrogen; menawarkan keseragaman yang unggul, kontrol yang lebih baik terhadap senyawa tersebut (putih) lapisan, dan permukaan akhir yang bersih—keuntungan untuk bagian estetika.
  Suhu tipikal adalah 450–550 ° C. dengan bias yang dapat disesuaikan untuk menyempurnakan permukaan akhir.
• Nitridasi rendaman garam / nitrokarburasi (MISALNYA., Tenifer, melonit): mandi yang aktif secara kimia di ~560–590 °C menghasilkan karakteristik keausan dan korosi yang baik tetapi memerlukan penanganan lingkungan dan limbah yang hati-hati.

Pro: Distorsi minimal, kelelahan yang sangat baik dan kinerja keausan, meningkatkan ketahanan terhadap korosi dalam banyak kasus, dan menarik, hasil akhir yang konsisten (terutama nitridasi plasma).
Kontra: lapisan difusi relatif tipis dibandingkan dengan karburasi; baja harus mengandung unsur pembentuk nitrida (Al, Cr, V, Dari) untuk hasil terbaik; lapisan senyawa berbahaya (“lapisan putih”) dapat terbentuk jika parameternya tidak dikontrol.

Pengerasan induksi

Mekanisme: induksi elektromagnetik frekuensi tinggi dengan cepat memanaskan lapisan permukaan hingga suhu austenitisasi; pendinginan yang cepat (air atau polimer) mengubah lapisan yang dipanaskan menjadi martensit.
Karena pemanasan bersifat lokal dan sangat cepat, pengerasan dapat diterapkan secara selektif dan waktu siklusnya singkat.

Parameter khas: suhu permukaan seringkali berada dalam kisaran tersebut 800–1100 ° C. untuk waktu yang singkat (detik), dengan kedalaman kasus yang dikontrol oleh frekuensi dan waktu—dari 0.2 mm hingga beberapa milimeter. Kekerasan permukaan umumnya 50–65 HRC tergantung pada baja dan pendinginan.

Pro: pengerasan yang sangat terlokalisasi (bantalan, sisi roda gigi, jurnal), throughput yang sangat tinggi, pengurangan energi siklus, dan mengurangi distorsi keseluruhan dibandingkan dengan pendinginan sebagian penuh jika dipasang dengan benar.
Kontra: membutuhkan geometri yang dapat menerima kumparan induksi; tepi yang terlalu panas atau lampu kilat dapat menyebabkan perubahan warna; batasan ketebalan dinding minimum dan kemampuan pengerasan efektif dari baja yang dipilih.

Pengerasan api

Mekanisme: pemanasan permukaan dengan api oksi-bahan bakar sampai suhu austenitisasi diikuti dengan pendinginan.
Teknik perbaikan lapangan yang relatif sederhana yang meniru pengerasan induksi tetapi menggunakan api sebagai sumber panas.

Kondisi khas: pemanasan permukaan sampai ~800–1000 °C segera dilanjutkan dengan pendinginan; kedalaman kasus sering kali 0.5–4 mm tergantung pada masukan panas dan pendinginan.

Pro: fleksibel untuk perbaikan besar atau lapangan, kebutuhan peralatan modal rendah.
Kontra: penerapan panas yang kurang seragam dibandingkan induksi; skala risiko yang lebih tinggi, oksidasi dan perubahan warna visual; keterampilan yang lebih besar diperlukan untuk mencapai hasil estetika yang konsisten.

Nitrokarburasi feritik dan proses termokimia suhu rendah

Mekanisme: pengayaan permukaan suhu rendah nitrogen dan karbon sementara baja berada dalam keadaan feritik (di bawah A1), menghasilkan lapisan senyawa keras dan zona difusi tanpa mengubah struktur mikro massal.

Sistem yang khas: nitrokarburasi feritik rendaman garam atau varian gas di ~560–590 °C menghasilkan lapisan keras yang dangkal dengan peningkatan ketahanan aus dan korosi serta distorsi rendah.

Pro: Stabilitas dimensi yang sangat baik, peningkatan ketahanan terhadap korosi dan karakteristik hasil akhir matte gelap yang berguna untuk penampilan.
Kontra: masalah lingkungan dengan pemandian garam tertentu (memilih proses yang sesuai dengan lingkungan) dan kedalaman kasus yang terbatas.

Lapisan keras yang tipis (Pvd, CVD, DLC) — bukan kasus difusi tetapi sering digunakan dengan pengerasan kasus

Mekanisme: endapan uap fisik atau kimia yang sangat tipis, lapisan yang sangat keras (Timah, Crn, Ticn, DLC) ke substrat.
Ini bukanlah kasus difusi; mereka mengandalkan adhesi dan mekanika film tipis daripada transisi metalurgi bertingkat.

Atribut khas: ketebalan lapisan biasanya beberapa mikrometer; kekerasan dalam ribuan HV; mencolok secara visual (Timah emas, DLC hitam) dan kinerja keausan/tribologi yang sangat baik.

Pro: hasil akhir dekoratif yang sangat baik dan ketahanan aus tambahan; kompatibel dengan substrat nitridasi untuk meningkatkan daya rekat dan perilaku kelelahan.
Kontra: lapisannya tipis—tidak menggantikan kebutuhan wadah difusi yang memerlukan kelelahan kontak atau ketahanan aus yang dalam—adhesi bergantung pada persiapan permukaan dan kondisi media.

4. Kesesuaian dan pemilihan bahan

5. Strategi Utama untuk Mengoptimalkan Tampilan Permukaan Case-Hardened

Untuk mencapai “tampilan bagus” memerlukan pendekatan sistematis yang terintegrasi persiapan sebelum perawatan, kontrol parameter proses, penyelesaian pasca perawatan, Dan pencegahan cacat.

Setiap langkah berdampak langsung pada estetika permukaan dan kinerja fungsional.

Pra-Perawatan: Landasan Keseragaman Estetika

Kontaminan permukaan (minyak, gemuk, karat, skala) dan cacat material (porositas, goresan) diperkuat selama pengerasan kasus, menyebabkan warna tidak merata, penskalaan, atau kegagalan pelapisan.
Langkah-langkah pra-perawatan harus memastikan kebersihan, permukaan seragam:

• Degreasing dan Pembersihan: Gunakan pembersihan ultrasonik (dengan deterjen alkali) atau penghilang lemak uap (dengan trikloretilen) untuk menghilangkan minyak dan lemak.
  Hindari pembersih berbahan kimia yang meninggalkan residu (MISALNYA., larutan berbasis klorida), yang menyebabkan pitting selama perlakuan panas.
  Menurut ASTM A380, permukaannya harus memiliki hasil akhir yang bebas air (tidak ada manik-manik) setelah dibersihkan.
• Menggiling dan memoles: Untuk bagian estetika-kritis, penggilingan presisi (kekasaran permukaan Ra ≤ 0.8 μm) dan memoles (Ra ≤ 0.2 μm) menghilangkan goresan, tanda alat, dan penyimpangan permukaan.
  Hal ini memastikan penyerapan dan difusi panas yang seragam selama pengerasan casing, mencegah perubahan warna lokal.
• Peledakan Tembakan/Pengawetan: Tembakan peledakan (dengan manik-manik kaca atau aluminium oksida) menghilangkan karat dan kerak, meningkatkan daya rekat permukaan untuk pasca perawatan.
  Acar (dengan asam klorida encer) digunakan untuk kerak yang berat tetapi harus diikuti dengan netralisasi untuk menghindari pengetsaan permukaan.

Penyelesaian Pasca Perawatan: Meningkatkan Estetika dan Fungsionalitas

Pasca perawatan mengubah permukaan yang sudah mengeras menjadi hasil akhir yang menarik secara visual sambil mempertahankan atau meningkatkan sifat fungsional (memakai, resistensi korosi).

Pilihan metode finishing tergantung pada proses dasarnya, bahan, dan persyaratan estetika:

Penyelesaian Mekanis

• Pemolesan: Untuk bagian yang dikarburasi atau dikeraskan secara induksi, pemolesan berurutan (abrasif kasar hingga halus: 120 pasir → 400 pasir → 800 menggertakkan) mencapai hasil akhir cermin (Ra ≤ 0.05 μm).
  Gunakan bahan abrasif berlian untuk permukaan yang keras (HRC ≥ 60) untuk menghindari goresan. Pemolesan setelah nitridasi meningkatkan warna coklat keemasan dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi.
• Buffing: Gunakan kapas atau roda kempa dengan senyawa pemoles (aluminium oksida, kromium oksida) untuk menciptakan hasil akhir yang mengkilap.
  Buffing sangat ideal untuk bagian dekoratif (MISALNYA., trim otomotif, pengencang perhiasan) tetapi mungkin sedikit mengurangi kekerasan permukaan (sebesar 2–5 HRC).
• Tembak Peening: Untuk yang tidak mengkilap, hasil akhir matte, ditembak peening dengan manik-manik kaca halus (0.1–0.3 mm) menciptakan tekstur yang seragam sekaligus meningkatkan kekuatan lelah. Kekasaran permukaan dapat dikontrol antara Ra 0,4–1,6 μm.

Finishing Kimia dan Elektrokimia

• Lapisan oksida hitam: Juga dikenal sebagai kebiruan, proses ini membentuk tipis (0.5–1,5 mikron) oksida besi hitam (Fe₃o₄) film di permukaan. Ini kompatibel dengan bagian karburasi dan nitridasi, memberikan hasil akhir hitam seragam dengan ketahanan korosi ringan.
  Prosesnya (ASTM D1654) menggunakan larutan alkali panas (135–145℃) dan membutuhkan pasca-peminyakan untuk meningkatkan estetika dan perlindungan korosi.
• pelapisan listrik: Pelapisan krom (krom keras, krom dekoratif) atau pelapisan nikel dapat diterapkan setelah pengerasan casing untuk menghasilkan kilau, Hasil akhir yang tahan korosi.
  Pastikan permukaan bebas dari kerak dan porositas (melalui pra-pemolesan) untuk menghindari cacat pelapisan (bual, mengelupas). Pelapisan krom dekoratif menghasilkan lapisan cermin dengan kekerasan Vickers 800–1000 HV.
• Pelapis konversi kimia: Fosfat (seng fosfat, mangan fosfat) membentuk film kristal abu-abu atau hitam yang meningkatkan daya rekat cat.
  Ini digunakan untuk bagian-bagian yang membutuhkan estetika dan ketahanan terhadap korosi (MISALNYA., komponen mesin).
  Anodisasi cocok untuk bagian nitridasi baja tahan karat, menghasilkan berbagai macam warna (biru, hitam, emas) melalui oksidasi elektrolitik.

Teknologi Pelapisan untuk Estetika Tingkat Lanjut

• Deposisi uap fisik (Pvd): Pelapis PVD (Timah, Ticn, Crn) diterapkan melalui pengendapan vakum, menghasilkan tipis (2–5 mikron), keras, dan film yang konsisten secara visual.
  TiN menawarkan hasil akhir emas (populer dalam alat pemotong dan perangkat keras mewah), sementara CrN memberikan hasil akhir abu-abu perak. PVD kompatibel dengan komponen nitridasi dan meningkatkan estetika dan ketahanan aus.

  

• Deposisi Uap Kimia (CVD): Pelapis CVD (karbon seperti berlian, DLC) buat hasil akhir hitam matte atau mengkilap dengan kekerasan luar biasa (HV ≥ 2000) dan resistensi korosi.
  Mereka ideal untuk suku cadang berperforma tinggi (MISALNYA., Komponen Aerospace) tetapi memerlukan pemrosesan suhu tinggi (700–1000℃), yang dapat mempengaruhi sifat inti dari bagian yang diperkeras kotaknya.

6. Cacat umum, akar penyebab, dan pencegahan

7. Pertimbangan desain estetika untuk komponen yang diperkeras casing

Bagian case-hardened yang sukses secara visual adalah produk desain terintegrasi, pemilihan proses dan penyelesaian — bukan sebuah renungan.

Tentukan konsistensi proses untuk pencocokan warna

Jika bagian-bagiannya dimaksudkan untuk dilihat bersama (set roda gigi, kit pengikat, majelis), memerlukan rute pengerasan dan pasca perawatan yang sama di seluruh rangkaian.

Nitridasi plasma diikuti dengan pasca-finishing tertentu (oksida hitam, pernis bening atau PVD) menghasilkan nada yang sangat dapat diulang;

mencampurkan proses-proses yang berbeda secara mendasar (misalnya karburasi pada satu bagian dan nitridasi pada bagian lain) membuat respons warna dan permukaan yang konsisten sulit dicapai dan harus dihindari ketika keseragaman visual diperlukan.

Gunakan kontras tekstur yang disengaja untuk membuat hierarki visual

Gabungkan zona matte dan poles untuk menonjolkan bentuk dan fungsi.

Misalnya, sisi gigi nitridasi yang dipoles kontras dengan hub shot-peened atau bead-blasted menciptakan daya tarik, tampilan rekayasa sambil melayani kebutuhan fungsional (gigi yang dipoles mengurangi gesekan; hub matte meningkatkan cengkeraman dan menyembunyikan tanda penanganan).

Tentukan target tekstur secara kuantitatif (Kelas Ra atau permukaan akhir) sehingga finisher dapat mereproduksi efeknya.

Desain geometri untuk mengontrol efek termal dan stabilitas dimensi

Geometri mempengaruhi pemanasan, pendinginan dan distorsi selama pengerasan permukaan. Tambahkan fillet yang banyak, hindari perubahan bagian yang tiba-tiba dan tajam, dan menyeimbangkan massa penampang untuk mengurangi risiko tepi terlalu panas dan melengkung.

Untuk pengerasan induksi, mematuhi aturan bagian minimum praktis (dinding/ketebalan minimum tipikal ≈ 3 mm) dan memungkinkan pemasangan untuk memastikan pemanasan seragam.

Dimana diperlukan toleransi pasca-pengerasan yang ketat, rencanakan pemesinan kasar sebelum perawatan dan selesaikan penggilingan sesudahnya.

Integrasikan perlindungan korosi ke dalam rencana estetika

Untuk di luar ruangan, penggunaan arsitektur kelautan atau terbuka, menggabungkan rute pengerasan casing dengan lapisan akhir korosi tahan lama yang mempertahankan warna seiring waktu.
Contoh: baja tahan karat nitrida plasma diikuti dengan lapisan atas DLC atau PVD bening untuk stabilitas warna jangka panjang; rumah karburasi yang menerima pelapisan nikel atau bubuk tanpa listrik pada area yang tidak licin.
Tentukan sistem pelapisan yang kompatibel dan langkah-langkah pengawetan/perawatan awal (menurun, PUSIF, fosfat) untuk menghindari masalah adhesi dan menjaga penampilan.

Lindungi permukaan fungsional dan rencanakan penutup/perakitan

Putuskan sejak dini permukaan mana yang harus menahan wadah difusi (jurnal bantalan, wajah penyegelan) dan yang mungkin menerima lapisan dekoratif.
Gunakan sisipan penutup atau sisipan yang dapat dilepas selama penyelesaian bila pelapis akan mengganggu fungsinya.

Dimana permukaan kawin harus tetap tidak dilapisi, dokumentasikan hal ini dalam gambar dan lembar proses untuk menghindari cakupan yang tidak disengaja.

Toleransi dan kontrol urutan akhir

Dokumentasikan urutan penyelesaian: mesin kasar → mengeras → menyelesaikan penggilingan/pemolesan → pelapisan akhir. Nyatakan toleransi dimensi setelah pengerasan jika tidak ada rencana pasca-penggilingan.
Untuk kualitas estetika, menentukan kriteria penerimaan (referensi warna, target mengkilap atau matte, cacat yang diijinkan) dan memerlukan persetujuan fotografi atau sampel pada artikel pertama.

8. Contoh Pengoptimalan Estetika Khusus Aplikasi

Contoh berikut mengilustrasikan cara menyesuaikan pengerasan dan penyelesaian kasus untuk berbagai industri, menyeimbangkan estetika dan fungsionalitas:

Komponen Otomotif (Roda gigi, Poros, Memangkas)

Untuk gigi transmisi (20baja MnCr5): Karburasi gas (kedalaman kasus 1.0 mm) → pendinginan + temper → penggilingan presisi (Ra 0.4 μm) → lapisan oksida hitam. Ini menghasilkan hasil akhir hitam seragam dengan ketahanan aus yang tinggi.

Untuk kemewahan otomotif memangkas (4140 baja): Nitriding plasma (hasil akhir berwarna coklat keemasan) → penggosokan → lapisan PVD bening. Lapisan bening mempertahankan warna emas dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi.

Alat Presisi (Alat pemotong, Kunci pas)

Untuk alat pemotong (baja HSS): Nitriding (kedalaman kasus 0.2 mm) → Pelapisan Timah PVD. Lapisan akhir TiN emas memiliki ciri khas secara visual dan memberikan ketahanan aus yang luar biasa.

Untuk kunci pas (1045 baja): Pengerasan induksi → shot peening (cetak dof) → mangan fosfat. Lapisan fosfat abu-abu meningkatkan cengkeraman dan mencegah karat.

Perangkat Keras Arsitektur (Gagang Pintu, Pagar)

Untuk gagang pintu stainless steel (316 baja): Nitridasi plasma → anodisasi (hitam atau perunggu) → lapisan bening. Hasil akhir anodisasi menawarkan penyesuaian warna dan tahan cuaca.

Untuk pagar besi cor: Pengerasan api → sandblasting (tekstur matte) → pelapisan bubuk. Lapisan bubuk memberikan daya tahan, hasil akhir yang seragam dalam berbagai warna.

9. Keberlanjutan, pertimbangan keamanan dan biaya

• Energi & emisi: perlakuan panas membutuhkan banyak energi. Karburasi vakum mengurangi emisi dari pembakaran tetapi menggunakan listrik dan gas. Optimalkan waktu siklus dan kepadatan beban untuk mengurangi jejak kaki.
• Lingkungan & keamanan: hindari warisan sianida atau garam kromium heksavalen. Lebih suka vakum, gas, plasma atau rendaman garam yang dikontrol lingkungan dengan penanganan limbah yang disetujui.
• Pengemudi Biaya: pilihan proses (vakum vs gas vs induksi), waktu siklus, penggilingan dan finishing sekunder, tingkat scrapping karena distorsi.
  Pilih proses yang cocok dengan kinerja yang dibutuhkan: vakum karburasi untuk presisi, nitridasi untuk distorsi rendah, induksi untuk pengerasan lokal volume rendah.
• Siklus hidup & memperbaiki: hasil akhir nitridasi dan PVD memperpanjang masa pakai dengan pengerjaan ulang yang rendah; pengerasan induksi memungkinkan pengerasan ulang lapangan dalam beberapa kasus.

10. Kesimpulan

Case hardening adalah teknologi modifikasi permukaan serbaguna yang, ketika dioptimalkan, dapat memberikan kinerja fungsional yang unggul dan estetika yang luar biasa.

Kunci untuk “tampilan bagus” terletak pada pengendalian proses yang sistematis (pra-perawatan, optimasi parameter, pasca-finishing) Dan penjahitan khusus aplikasi (pemilihan materi, pencegahan cacat, integrasi desain).

Proses kimia seperti nitridasi plasma menawarkan keunggulan estetika yang melekat (warna seragam, deformasi minimal), sementara proses termal seperti pengerasan induksi memerlukan lebih banyak pascaperawatan untuk mencapai daya tarik visual.

Teknologi penyelesaian akhir yang canggih (Pvd, Pelapis DLC) menjembatani kesenjangan antara fungsionalitas dan estetika, memungkinkan suku cadang yang diperkeras untuk memenuhi tuntutan aplikasi kelas atas.

 

FAQ

Apa perbedaan antara kedalaman casing dan kekerasan casing?

Kedalaman kasus adalah ketebalan lapisan yang mengeras/tersebar; kekerasan kasus adalah kekerasan pada atau dekat permukaan.

Keduanya harus ditentukan karena casing tipis yang sangat keras dapat cepat rusak, sementara casing yang dalam namun lembut mungkin tidak tahan terhadap keausan.

Haruskah saya memoles sebelum atau sesudah pengerasan casing?

Permukaan fungsional kritis (jurnal bantalan, wajah penyegelan) harus menjadi tanah akhir setelah pengerasan. Pemolesan pra-pengerasan hanya dapat diterima untuk permukaan dekoratif yang nantinya tidak akan diampelas.

Seberapa dalam seharusnya kasus roda gigi?

Permukaan roda gigi pada umumnya dikarburasi 0.6–1.5 mm kedalaman kasus yang efektif (kedalaman hingga kekerasan tertentu) tergantung pada beban. Roda gigi tugas berat mungkin memerlukan wadah yang lebih dalam atau alternatif yang lebih keras.

Apakah nitridasi “lebih baik” daripada karburasi?

Itu tergantung. Nitriding memberikan distorsi yang sangat rendah, kekerasan permukaan yang sangat baik, dan ketahanan korosi yang lebih baik di beberapa lingkungan, tetapi cangkangnya lebih tipis dan permukaannya yang mengalami nitridasi tidak memiliki ketangguhan inti martensit yang dapat diperoleh melalui karburasi + memuaskan. Pilih berdasarkan aplikasi.

Bagaimana menghindari retak setelah case hardening?

Kontrol kimia bahan, gunakan latihan pemanasan awal dan pendinginan yang benar, gunakan siklus temper yang sesuai dan kurangi sisa austenit (di bawah nol jika perlu).

Hindari keras, struktur mikro rapuh yang tidak ditempa pada bagian tipis.

Bisakah PVD diaplikasikan pada permukaan karburasi?

Ya — tapi persiapan permukaan (pembersihan, mungkin penghalang difusi tipis) dan kontrol parameter pengendapan diperlukan untuk adhesi.

Lapisan PVD tipis dan terutama bersifat dekoratif/meningkatkan keausan, bukan pengganti kasus difusi.