Panduan Lengkap Cara Pembuatan Pabrik Akhir Karbida

1. Pemilihan Bahan Baku

"Karbida" di pabrik akhir karbida sebenarnya adalah karbida yang disemen, terbuat dari partikel tungsten karbida (WC) yang disatukan oleh pengikat logam, biasanya kobalt (Co).

Tungsten karbida: Sangat keras (9 skala Mohs, ~2600 HV kekerasan Vickers). Memberikan ketahanan aus.

Cobalt: Fase pengikat yang kuat dan ulet yang menyerap guncangan dan mencegah kerapuhan.

Mengapa komposisi penting:

Lebih banyak kobalt → alat yang lebih keras tetapi sedikit lebih lembut (bagus untuk pemotongan terputus).

Lebih sedikit kobalt → lebih keras tetapi lebih rapuh (baik untuk pemotongan terus menerus dalam pengaturan yang kaku).

Ukuran butir WC mempengaruhi ketajaman tepi dan ketahanan aus:

Sangat halus (0,2–0,5 μm) untuk kekerasan tinggi, tepi tajam.

Butiran yang lebih kasar (>1 μm) untuk ketahanan terhadap benturan.

2. Pencampuran dan Pengkondisian Bubuk

Bubuk tungsten karbida, bubuk kobalt, dan sejumlah kecil karbida lainnya (tantalum, titanium, niobium karbida) diukur berdasarkan beratnya.

Ball mill atau attritor mill mencampurkannya dalam etanol atau air dengan pengikat lilin/parafin untuk membuat bubur yang homogen.

Tujuan: Memastikan distribusi kobalt yang seragam, mencegah aglomerasi, dan melapisi setiap butiran WC dengan bahan pengikat untuk ikatan sintering yang kuat.

3. Pengeringan Semprot

Bubur dimasukkan ke dalam pengering semprot, yang menghasilkan gumpalan bubuk berbentuk bola.

Aglomerat ini mengalir seperti pasir halus – penting untuk pengepresan yang seragam.

Kadar air dikontrol dengan ketat; terlalu kering → retak; terlalu basah → tekanan buruk.

4. Menekan Blank Hijau

Dua metode utama:

Pengepresan mati uniaksial → cocok untuk blanko betis lurus.

Penekanan ekstrusi → memungkinkan pembuatan batang atau batang panjang dengan saluran pendingin internal.

Bagian yang dihasilkan disebut kompak hijau — lemah dan rapuh, tetapi dengan dimensi kasar dari batang akhir.

Arah pengepresan dan keseragaman tekanan secara langsung mempengaruhi distribusi densitas, yang nantinya berdampak pada kekuatan pahat.

5. Pra-Sintering (Debinding)

Kompak hijau dipanaskan dalam tungku bersuhu rendah (~600–800 °C) untuk menghilangkan pengikat lilin/parafin tanpa menyebabkan oksidasi atau deformasi.

Ini hanya menyisakan serbuk logam, yang disatukan secara longgar.

6. Sintering (Sintering Fase Cair)

Langkah pemadatan utama: dipanaskan hingga 1400–1500 °C dalam atmosfer vakum atau hidrogen.

Kobalt meleleh (fase cair) dan mengalir di antara butiran WC, menyatukannya melalui aksi kapiler.

Bagian tersebut menyusut ~18–22% secara linier, mencapai kepadatan teoretis 99%.

Hasil:
Batang yang sangat padat dan sangat keras tanpa porositas, siap untuk digiling.

7. Persiapan Batang

Batang karbida dipotong memanjang menggunakan gergaji berlian atau kawat EDM.

Ujungnya mungkin dilubangi untuk mencegah terkelupasnya selama penanganan.

Untuk perkakas kombinasi (kepala pemotong baja shank karbida), pematrian dilakukan pada tahap ini.

8. Penggilingan Geometri CNC

Penggilingan Seruling

Dilakukan pada mesin gerinda perkakas CNC 5 sumbu dengan menggunakan roda gerinda intan.

Mesin memiliki toleransi dalam beberapa mikron.

Parameternya meliputi:

Jumlah seruling (2, 3, 4, atau lebih)

Sudut heliks (heliks rendah untuk kekuatan, heliks tinggi untuk evakuasi chip lebih cepat)

Ketebalan inti (mempengaruhi kekakuan dan ruang chip)

Penggilingan Geometri Akhir

Ujung pahat berbentuk — pipih, hidung bulat, radius sudut, atau bentuk khusus.

Sudut relief sekunder dan sudut rake dibuat untuk mengoptimalkan kinerja pemotongan.

Untuk perkakas berpresisi tinggi, persiapan tepi (asah) diterapkan untuk mengontrol ketajaman vs ketahanan terhadap chipping.

9. Opsional: Pengeboran Lubang Melalui Pendingin

Jika pabrik akhir dirancang dengan saluran pendingin internal, saluran ini dibuat selama ekstrusi batang atau dengan pengeboran EDM setelah sintering.

EDM (Electrical Discharge Machining) dapat menghasilkan lubang kecil yang presisi tanpa merusak karbida.

10. Pelapisan (PVD/CVD)

Tujuan: Memperpanjang masa pakai alat, mengurangi gesekan, menahan panas.

Pelapis umum:

TiAlN / AlTiN: Ketahanan oksidasi suhu tinggi.

DLC (Diamond-Like Carbon): Gesekan rendah, sangat baik untuk pemesinan non-besi.

Lapisan nano-komposit: Struktur yang sangat halus untuk ketahanan aus yang ekstrim.

Proses:

PVD (Deposisi Uap Fisik): Suhu lebih rendah (~450–600 °C), menjaga tepi tajam.

CVD (Deposisi Uap Kimia): Suhu lebih tinggi (~900–1050 °C), lapisan lebih tebal, mungkin memerlukan pasca-penggilingan.

11. Pemeriksaan Akhir

Mikrometer laser mengukur diameter, konsentrisitas, dan runout.

Pembanding optik memeriksa bentuk seruling.

Daya rekat lapisan dan kekasaran permukaan diuji.

Pabrik berkinerja tinggi diseimbangkan secara dinamis untuk spindel berkecepatan tinggi.

12. Pengemasan

Setiap alat dibersihkan secara ultrasonik untuk menghilangkan residu penggilingan dan pelapisan.

Dikemas dalam tabung plastik individual untuk mencegah chipping selama transportasi.

Tabel Ringkasan: