5 Jenis Kuningan dan Metode Klasifikasi yang Berbeda

Apa itu kuningan?

Kuningan adalah paduan serbaguna yang terutama terdiri dari tembaga dan seng, dengan tembaga biasanya menjadi elemen utama. Formulasi standar, yang dikenal sebagai kuningan biasa, terdiri dari kedua logam ini dalam proporsi yang bervariasi. Ketika elemen tambahan dimasukkan ke dalam paduan, seperti timbal, timah, aluminium, atau nikel, itu diklasifikasikan sebagai kuningan khusus, setiap varian menawarkan sifat unik yang disesuaikan dengan aplikasi tertentu.

Paduan tembaga-seng ini terkenal dengan kombinasi sifat-sifatnya yang luar biasa, termasuk ketahanan korosi yang sangat baik, kemampuan bentuk yang tinggi, dan ketahanan aus yang menonjol. Kuningan menunjukkan rona keemasan yang khas, yang dapat berkisar dari kemerahan hingga keperakan tergantung pada komposisinya. Karakteristik gesekannya yang rendah dan sifat antimikrobanya semakin meningkatkan kegunaannya di berbagai industri.

Kuningan digunakan secara luas dalam berbagai aplikasi, terutama dalam sistem perpipaan dan HVAC. Ini adalah bahan pilihan untuk membuat katup, pipa air, dan pipa penghubung untuk AC karena ketahanannya terhadap korosi dan kemampuannya untuk menahan tekanan tinggi. Konduktivitas termal paduan membuatnya ideal untuk radiator dan penukar panas. Selain itu, kuningan banyak digunakan dalam alat musik, perangkat keras dekoratif, komponen listrik, dan aplikasi kelautan, karena daya tahan, kemampuan mesin, dan daya tarik estetikanya.

Keserbagunaan kuningan, dikombinasikan dengan keefektifan biayanya dibandingkan dengan tembaga murni, memastikan pentingnya kuningan dalam aplikasi manufaktur dan teknik modern.

Jenis-jenis Kuningan

Kuningan Timbal

Timbal hampir tidak larut dalam kuningan dan ada sebagai partikel terpisah di sepanjang batas butir. Ada dua jenis kuningan timbal yang dibedakan: α dan (α+β). kuningan timbal α terbatas pada proses pembentukan dingin atau ekstrusi panas karena ketahanan benturan yang buruk dan plastisitas yang rendah pada suhu tinggi. Sebaliknya, kuningan timbal (α + β) menunjukkan plastisitas yang sangat baik pada suhu tinggi, sehingga cocok untuk operasi penempaan.

Timah Kuningan

Penambahan timah pada kuningan secara signifikan meningkatkan ketahanan panas paduan dan, khususnya, ketahanannya terhadap korosi air laut. Karakteristik ini membuat kuningan timah dijuluki "kuningan angkatan laut". Timah larut ke dalam larutan padat berbasis tembaga, meningkatkan sifat kekuatannya.

Namun, peningkatan kandungan timah melebihi ambang batas tertentu menyebabkan pembentukan fase ε yang rapuh (senyawa intermetalik Cu3Sn), yang menghambat deformasi plastis. Oleh karena itu, kandungan timah dalam kuningan timah biasanya dibatasi hingga 0,5-1,5% menurut beratnya.

Paduan kuningan timah yang umum termasuk HSn70-1, HSn62-1, dan HSn60-1. HSn70-1 adalah paduan yang sangat ulet yang cocok untuk proses pembentukan dingin dan panas. Dua grade terakhir memiliki struktur mikro fase ganda α + (α + β), sering kali mengandung sejumlah kecil fase ε. Paduan ini menunjukkan plastisitas rendah pada suhu kamar dan terutama cocok untuk pengerjaan panas.

Kuningan Mangan

Mangan menunjukkan kelarutan yang lebih tinggi dalam kuningan padat dibandingkan dengan elemen paduan lainnya. Penambahan mangan 1-4% secara signifikan meningkatkan kekuatan dan ketahanan korosi pada kuningan tanpa mengurangi keuletannya. Kuningan mangan biasanya menunjukkan struktur mikro (α + β). HMn58-2 adalah paduan yang umum digunakan dalam kategori ini, menawarkan kemampuan kerja yang sangat baik dalam operasi pembentukan dingin dan panas.

Besi Kuningan

Pada paduan kuningan yang mengandung besi, besi mengendap sebagai partikel kaya besi yang berfungsi sebagai tempat nukleasi untuk penyempurnaan butir. Mekanisme ini menghambat pertumbuhan butiran yang direkristalisasi, sehingga meningkatkan sifat mekanik dan teknologi paduan. Kandungan besi dalam kuningan ini biasanya dibatasi hingga 1,5% atau kurang, sehingga menghasilkan struktur mikro (α + β). Paduan ini menunjukkan kekuatan, ketangguhan, dan plastisitas yang baik pada suhu tinggi, sekaligus memungkinkan untuk pengerjaan dingin. HFe59-1-1 adalah paduan yang banyak digunakan dalam kategori ini.

Kuningan Nikel

Nikel membentuk larutan padat kontinu dengan tembaga, secara signifikan memperluas wilayah fase α pada kuningan. Penambahan nikel secara substansial meningkatkan ketahanan korosi pada kuningan di lingkungan atmosfer dan laut.

Selain itu, nikel meningkatkan suhu rekristalisasi kuningan dan mendorong pembentukan butiran yang lebih halus. Kuningan nikel HNi65-5, yang dicirikan oleh struktur α fase tunggal, menunjukkan plastisitas yang sangat baik pada suhu kamar dan juga dapat dikerjakan dengan panas secara efektif.

Namun demikian, sangat penting untuk mengontrol secara ketat kandungan pengotor timbal dalam kuningan nikel, karena kadar yang tinggi dapat sangat mengganggu kemampuan kerja paduan yang panas.

Komposisi kuningan

Pengukuran Kemurnian

Untuk menentukan kemurnian kuningan, prinsip Archimedes dapat digunakan untuk mengukur volume dan massa sampel, setelah itu proporsi tembaga dalam kuningan dapat dihitung berdasarkan densitas tembaga dan seng.

Kuningan Umum

Kuningan biasa adalah paduan tembaga dan seng. Jika kandungan seng kurang dari 35%, maka dapat larut dalam tembaga untuk membentuk struktur α fase tunggal, yang dikenal sebagai kuningan fase tunggal. Struktur ini memiliki plastisitas yang baik dan ideal untuk pengepresan dingin dan panas.

Ketika kandungan seng berkisar antara 36% hingga 46%, terdapat larutan padat α fase tunggal dan larutan padat β berbasis tembaga-seng, yang dikenal sebagai kuningan dua fase. Fase β mengurangi plastisitas kuningan dan meningkatkan kekuatan tariknya, sehingga hanya cocok untuk pemrosesan tekanan panas. Jika kandungan seng terus meningkat, kekuatan tariknya akan menurun, sehingga tidak berguna.

Kode untuk kuningan diwakili oleh "H+angka," di mana "H" adalah singkatan dari kuningan dan "angka" mewakili fraksi massa tembaga. Contohnya, H68 mewakili kuningan dengan kandungan tembaga 68% dan seng 32%.

Untuk kuningan cor, huruf "Z" ditambahkan sebelum kode, seperti ZH62. Sebagai contoh, ZCuZnZn38 mewakili kuningan cor dengan kandungan seng 38% dan sisanya adalah tembaga.

H90 dan H80 adalah kuningan fase tunggal dan memiliki warna kuning keemasan. H59 adalah kuningan dua fase dan banyak digunakan pada bagian struktural alat listrik, seperti baut, mur, ring, dan pegas. Biasanya, kuningan satu fase digunakan untuk pemrosesan deformasi dingin, sedangkan kuningan dua fase digunakan untuk pemrosesan deformasi panas.

Kuningan Khusus

Paduan yang dibentuk dengan menambahkan elemen lain ke kuningan biasa dikenal sebagai kuningan khusus. Elemen yang biasa ditambahkan termasuk timbal, timah, dan aluminium, yang masing-masing disebut sebagai kuningan timbal, kuningan timah, dan kuningan aluminium. Tujuan penambahan elemen-elemen ini terutama untuk meningkatkan kekuatan tarik dan kemampuan proses kuningan.

Kode untuk kuningan khusus direpresentasikan sebagai "H + simbol elemen tambahan utama (tidak termasuk seng) + fraksi massa tembaga + fraksi massa elemen tambahan utama + fraksi massa elemen lainnya". Sebagai contoh, HPb59-1 menunjukkan bahwa fraksi massa tembaga adalah 59%, fraksi massa timbal (elemen tambahan utama) adalah 1%, dan sisanya adalah seng.

Spesifikasi untuk perlakuan panas pada kuningan

Kisaran suhu kerja panas untuk kuningan adalah 750 hingga 830°C (1382 hingga 1526°F). Anil dilakukan antara 520 dan 650°C (968 hingga 1202°F), sedangkan anil pelepas stres terjadi pada suhu yang lebih rendah, biasanya 260 hingga 270°C (500 hingga 518°F). Kisaran suhu yang tepat ini sangat penting untuk mencapai sifat mekanik dan struktur mikro yang optimal.

Kuningan C26000 yang ramah lingkungan (juga dikenal sebagai kuningan kartrid atau C2600) menunjukkan karakteristik yang luar biasa, termasuk sifat mampu bentuk yang sangat baik, kekuatan tarik yang tinggi, kemampuan mesin yang unggul, kemampuan las yang baik, dan ketahanan terhadap korosi yang kuat. Sifat-sifat ini membuatnya ideal untuk berbagai aplikasi, termasuk penukar panas, peralatan manufaktur kertas, komponen mesin presisi, dan komponen elektronik yang rumit.

Kuningan C26000 tersedia dalam berbagai dimensi yang sesuai dengan kebutuhan manufaktur yang beragam. Pilihan ketebalan berkisar dari 0,01mm yang sangat tipis hingga lembaran 2,0mm yang besar, sementara variasi lebar membentang dari strip 2mm yang sempit hingga pelat 600mm yang lebar. Keserbagunaan material ini semakin ditingkatkan dengan berbagai opsi temper, termasuk sepenuhnya anil (O), seperempat keras (1/2H), tiga perempat keras (3/4H), keras penuh (H), ekstra keras (EH), dan pegas keras (SH). Temperatur ini memungkinkan sifat mekanis yang disesuaikan untuk memenuhi persyaratan aplikasi tertentu. Kuningan ini sesuai dengan beberapa standar internasional, termasuk GB (Cina), JIS (Jepang), DIN (Jerman), ASTM (Amerika), dan EN (Eropa), memastikan kompatibilitas global dan jaminan kualitas.

Kemampuan pemesinan yang luar biasa dari kuningan C26000 membuatnya sangat cocok untuk operasi pemesinan presisi tinggi. Karakteristik pembentukan chip yang optimal dan sifat keausan pahat yang rendah membuatnya menjadi pilihan yang sangat baik untuk mesin bubut otomatis berkecepatan tinggi dan pusat permesinan CNC (Computer Numerical Control) yang canggih, sehingga memungkinkan produksi komponen yang rumit dan bertoleransi ketat dengan hasil akhir permukaan yang unggul.