Tujuan dari perlakuan panas adalah untuk meningkatkan sifat mekanis pipa baja dan pipa baja presisi, menghilangkan tegangan sisa, dan meningkatkan kemampuan mesin logam baja. Bergantung pada tujuan spesifiknya, proses perlakuan panas secara umum dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori: perlakuan panas persiapan dan perlakuan panas akhir.
Perlakuan Panas Persiapan
Tujuan dari perlakuan panas persiapan adalah untuk meningkatkan kemampuan kerja, menghilangkan tekanan internal, dan menyiapkan struktur metalurgi yang baik untuk perlakuan panas akhir. Proses yang terlibat meliputi annealing, normalisasi, penuaan, dan pendinginan dan tempering.
(1) Anil dan Normalisasi
Anil dan normalisasi diterapkan pada benda kerja yang dikerjakan dengan panas. Baja karbon dan baja paduan dengan kandungan karbon lebih besar dari 0,5% sering dianil untuk mengurangi kekerasannya dan memudahkan pemotongan. Sebaliknya, benda kerja dengan kandungan karbon di bawah 0,5% menjalani normalisasi untuk menghindari kelembutan yang berlebihan yang dapat menyebabkan alat menempel selama pemotongan. Anil dan normalisasi juga memperbaiki struktur butiran, menghomogenkan struktur mikro, dan menyiapkan material untuk perlakuan panas berikutnya. Proses ini biasanya dilakukan setelah pembuatan benda kerja dan sebelum pemesinan kasar.
(2) Perawatan Penuaan
Perlakuan penuaan terutama digunakan untuk menghilangkan tekanan internal yang dihasilkan selama pembuatan dan pemesinan benda kerja. Untuk komponen yang memerlukan presisi umum, satu kali perlakuan penuaan sebelum penyelesaian cukup untuk menghindari pengangkutan yang berlebihan. Namun, untuk komponen dengan persyaratan presisi yang lebih tinggi (seperti kotak mesin bor koordinat), dua atau lebih perlakuan penuaan mungkin diperlukan. Komponen sederhana umumnya tidak memerlukan perlakuan penuaan.
Selain pengecoran, komponen presisi dengan kekakuan yang buruk (misalnya, sekrup timah presisi) sering kali mengalami beberapa kali perawatan penuaan antara pemesinan kasar dan semi-finish untuk menghilangkan tekanan internal dan menstabilkan akurasi pemrosesan. Beberapa komponen aksial juga memerlukan perawatan penuaan setelah pelurusan.
(3) Pendinginan dan Tempering
Proses pendinginan dan tempering melibatkan pendinginan yang diikuti oleh tempering suhu tinggi. Proses ini menghasilkan struktur sorbite yang seragam dan berbutir halus, sehingga material dapat mengalami deformasi yang lebih sedikit selama proses pendinginan dan nitridasi permukaan berikutnya. Dengan demikian, proses pendinginan dan tempering juga dapat berfungsi sebagai perlakuan panas persiapan.
Karena sifat mekanik komprehensifnya yang sangat baik, pendinginan dan temper juga dapat digunakan sebagai perlakuan panas akhir untuk komponen dengan persyaratan sedang untuk kekerasan dan ketahanan aus.
Perlakuan Panas Akhir
Tujuan dari perlakuan panas akhir adalah untuk meningkatkan sifat mekanis seperti kekerasan, ketahanan aus, dan kekuatan.
(1) Pendinginan
Quenching dapat berupa surface quenching atau through quenching. Quenching permukaan digunakan secara luas karena deformasi, oksidasi, dan dekarburisasi yang minimal. Quenching permukaan menawarkan kekuatan eksternal yang tinggi, ketahanan aus yang baik, dan mempertahankan ketangguhan internal dan ketahanan benturan yang baik. Untuk meningkatkan sifat mekanis komponen yang mengalami surface quenching, perlakuan panas persiapan seperti quenching dan tempering atau normalisasi sering dilakukan sebelumnya. Alur proses yang umum adalah: pemotongan → penempaan → normalisasi (atau annealing) → pemesinan kasar → quenching dan tempering → pemesinan semi-finish → surface quenching → pemesinan finish.
(2) Karburisasi dan Pendinginan
Karburisasi dan pendinginan cocok untuk baja karbon rendah dan baja paduan rendah. Proses ini meningkatkan kandungan karbon pada permukaan komponen, sehingga menghasilkan kekerasan permukaan yang tinggi setelah pendinginan, sementara inti mempertahankan kekuatan sedang, ketangguhan tinggi, dan plastisitas. Karburisasi dapat dilakukan secara penuh atau sebagian, dengan yang terakhir memerlukan tindakan antikarburisasi (misalnya, pelapisan tembaga atau pelapis antikarburisasi) untuk area yang tidak mengalami karburisasi. Karena deformasi yang signifikan dan kedalaman karburisasi biasanya antara 0,5 dan 2 mm, proses karburisasi umumnya dijadwalkan antara pemesinan setengah jadi dan pemesinan jadi.
Alur proses yang umum adalah: pemotongan → penempaan → normalisasi → pemesinan kasar dan setengah jadi → karburisasi dan pendinginan → pemesinan akhir.
Bila bagian yang tidak dikarburisasi dari bagian yang dikarburisasi sebagian diperbesar untuk memungkinkan pembuangan lapisan karburisasi yang berlebih, langkah pembuangan ini harus dilakukan setelah karburisasi tetapi sebelum pendinginan.
(3) Nitriding
Nitriding melibatkan penyusupan atom nitrogen ke permukaan logam untuk membentuk lapisan senyawa nitrogen. Lapisan yang dinitridasi meningkatkan kekerasan permukaan, ketahanan aus, kekuatan lelah, dan ketahanan korosi komponen. Karena nitriding beroperasi pada suhu rendah dengan deformasi minimal dan menghasilkan lapisan tipis (biasanya tidak lebih dari 0.6-0.7mm), proses nitriding harus dijadwalkan selambat mungkin. Untuk meminimalkan deformasi selama nitriding, tempering suhu tinggi yang menghilangkan tegangan biasanya dilakukan setelah pemotongan.
