Fungsi Cobalt di pisau High Speed Steel HSS itu apa sih?

Baja Berkecepatan Tinggi (HSS) memand dikenal mampu mengolah bahan logam besi dan alumunium lain pada suhu tinggi dan kecepatan pemotongan tinggi. Baja High speed Steel ini juga lebih lanjut lagi diolah dan dicampur dengan karbon, kromium, vanadium, molibdenum, atau tungsten, atau kombinasinya, dan dalam beberapa kasus sejumlah besar logam berat yang bernama Cobalt.

ASAL LOGAM COBALT

Kobalt merupakan unsur logam dengan simbol periodik kimia Co dan nomor atom 27. Seperti nikel, kobalt ditemukan di kerak bumi hanya dalam bentuk gabungan kimiawi, kecuali deposit kecil yang ditemukan dalam paduan besi meteorik alam. Unsur bebas ini juga bisa dihasilkan dengan peleburan reduktif yang menghasilkan logam keras, berkilau seperti mata grafit pada pensil yang berwarna abu-abu perak.

Pigmen biru berbasis kobalt (biru kobalt) telah digunakan sejak zaman kuno untuk perhiasan dan cat, dan untuk memberikan warna biru yang khas pada kaca, tetapi warna tersebut kemudian dikenal dengan nama bismut logam yang juga digunakan untuk mewarnai keramik kuno.

Para penambang Eropa sudah lama menggunakan nama kobold ore (bahasa Jerman untuk bijih mahluk gaib eropa goblin) untuk beberapa mineral penghasil pigmen biru; COBALT dinamai demikian karena logam tersebut mengeluarkan asap beracun yang mengandung arsenik yang mematikan saat dilebur. Pada tahun 1735, bijih tersebut ditemukan dapat direduksi menjadi logam baru (yang pertama kali ditemukan sejak zaman kuno), dan ini akhirnya dinamai kobold.

Saat ini, beberapa kobalt diproduksi secara khusus dari salah satu dari sejumlah bijih berkilauan logam, seperti kobaltit (CoAsS). Unsur ini, bagaimanapun, lebih sering diproduksi sebagai produk sampingan dari penambangan tembaga dan nikel. 

Afrika secara historis menjadi sumber terbesar mineral kobalt tetapi meningkatnya permintaan dan kekhawatiran tentang keamanan pasokan berarti tambang baru dibuka di wilayah lain seperti Amerika Serikat.  

Sabuk tembaga di Republik Demokratik Kongo (DRC) dan Zambia di benua Afrika juga menghasilkan sebagian besar produksi kobalt global. Produksi dunia pada tahun 2016 adalah 116.000 metrik ton (114.000 ton panjang; 128.000 ton pendek) (menurut Sumber Daya Alam Kanada), dan DRC saja menyumbang lebih dari 50%.

COBALT DAN KEGUNAANNYA

Cobalt telah digunakan selama berabad-abad untuk membuat kaca biru dan keramik glasir yang indah. Saat ini, Cobalt menjadi komponen penting dalam superalloy untuk mesin jet modern, dan baterai yang menggerakkan ponsel dan mobil listrik kita. Permintaan untuk kendaraan listrik saja telah meningkat pesat dalam beberapa tahun terakhir, dengan pendaftaran di seluruh dunia meningkat lebih dari tiga kali lipat dari 200.000 pada tahun 2013 menjadi 750.000 pada tahun 2016. Penjualan ponsel smartphone juga meningkat – menjadi lebih dari 1,5 miliar pada tahun 2017 – meskipun penurunan pertama pada akhirnya tahun ini mungkin menunjukkan bahwa beberapa pasar sekarang sudah jenuh.

Logam Cobalt merupakan logam langka dan masuk klasifikasi Rare Metals Earth, masih banyak juga manfaatnya yang belum diketahui. Logam Cobalt pigmennya sangat beracun, dan industri telah menetapkan cara yang efektif untuk mendaur ulang bahan logam kobalt. Dalam beberapa kasus, industri juga dapat beralih ke alternatif bebas kobalt.

Logam Cobalt juga digunakan dalam baterai lithium-ion, dan dalam pembuatan paduan magnetis, tahan aus, dan berkekuatan tinggi. Senyawa kobalt silikat dan kobalt (II) aluminat (CoAl2O4, biru kobalt) memberikan warna biru tua yang khas pada kaca, keramik, tinta, cat dan pernis.

Kobalt terjadi secara alami sebagai hanya satu isotop stabil, kobalt-59. Cobalt-60 adalah radioisotop penting secara komersial, digunakan sebagai pelacak radioaktif dan untuk produksi sinar gamma berenergi tinggi.

Kobalt juga secara kimiawi menjadi zat pusat aktif dari sekelompok koenzim yang disebut kobalamin. Vitamin B12, contoh paling terkenal dari jenisnya, adalah vitamin esensial untuk semua hewan. Kobalt dalam bentuk anorganik juga merupakan mikronutrien untuk bakteri, alga, dan jamur.

Cobalt tergolong logam feromagnetik dengan berat jenis 8,9. Suhu Curie adalah 1.115 ° C (2.039 ° F) dan momen magnetnya adalah 1,6–1,7 Bohr magneton per atom. Cobalt memiliki permeabilitas relatif dua pertiga dari besi. Kobalt logam terbentuk sebagai dua struktur kristalografi: hcp dan fcc. Suhu transisi ideal antara struktur hcp dan fcc adalah 450 ° C (842 ° F), tetapi dalam praktiknya perbedaan energi di antara keduanya sangat kecil sehingga pertumbuhan acak keduanya biasa terjadi.

Cobalt memang logam pereduksi lemah yang dilindungi dari oksidasi oleh film oksida pasif. Cobalt memiliki kemampuan itu karena secara proses logam ini diserang oleh halogen dan belerang. Pemanasan dalam oksigen menghasilkan Co3O4 yang kehilangan oksigen pada 900 ° C (1.650 ° F) untuk menghasilkan CoO monoksida. Logam bereaksi dengan fluor (F2) pada 520 K menghasilkan CoF3; dengan klorin (Cl2), brom (Br2) dan yodium (I2), menghasilkan halida biner yang setara. Ia tidak bereaksi dengan gas hidrogen (H2) atau gas nitrogen (N2) bahkan ketika dipanaskan, tetapi ia bereaksi dengan boron, karbon, fosfor, arsen dan sulfur. Pada suhu biasa, ia bereaksi lambat dengan asam mineral, dan sangat lambat dengan udara lembab, tetapi tidak dengan udara kering.

KENAPA PISAU INDUSTRI HIGH SPEED STEEL DITAMBAH COBALT?

Baja kecepatan tinggi (HSS atau HS) sudah menjadi bagian dari bahan baku utama industri baja perkakas, biasanya digunakan sebagai material perkakas pemotong. Baja HSS Ini sering digunakan pada mata gergaji listrik dan mata bor. Ini lebih unggul dari perkakas baja karbon tinggi tua yang digunakan secara ekstensif sampai tahun 1940-an karena dapat menahan suhu yang lebih tinggi tanpa kehilangan kekerasan materialnya. Kandungan karbon dan paduan seimbang pada level untuk memberikan respon pengerasan yang dapat dicapai, ketahanan aus yang tinggi, ketahanan yang tinggi terhadap efek pelunakan panas, dan ketangguhan yang baik untuk penggunaan yang efektif dalam operasi pemotongan industri.

Baja Kecepatan Tinggi Konvensional (HSS) diproduksi dengan proses peleburan baja konvensional yang mencakup pemadatan bijian ingot, penempaan atau penggulungan, perawatan panas dan inspeksi kualitas akhir. Penambahan unsur zat Cobalt mampu membuat pisau HSS menjadi tahan pada proses korosi dan karat.

Pisau industri juga menempatkan kode baru untuk mata pisau industri yang mengandung Cobalt ini dengan nama HSS-Co, HSS-Co5, HssC maupun istilah lainnya. Material HSS Cobalt dikenal reputasi kualitas berkat kinerja tinggi dibandingkan baja konvensional selama abad terakhir. Nilai kode baja HSS yang terkenal digunakan seperti E M2, E M35 dan E M42. Kelas HSS ini juga digunakan dalam manufaktur komponen berbagai industri: otomotif, teknik mesin, kedirgantaraan, baja perkakas, cetakan dies dan cetakan mould. Semua proses pembuatan HSS konvensional dari bahan baku hingga produk pengguna akhir biasanya diolah oleh industri metalworking spesialis yang disuplai dari Jerman hingga indonesia.

KELEMAHAN BAJA HSS COBALT

Kobalt adalah elemen penting bagi kehidupan dalam jumlah kecil. Nilai LD50 untuk garam kobalt terlarut diperkirakan antara 150 dan 500 mg / kg. [134] Di AS, Administrasi Keselamatan dan Kesehatan Kerja (OSHA) telah menetapkan batas paparan yang diizinkan (PEL) di tempat kerja sebagai rata-rata tertimbang waktu (TWA) 0,1 mg / m3. Institut Nasional untuk Keselamatan dan Kesehatan Kerja (NIOSH) dari Amerika Serikat telah menetapkan batas paparan yang direkomendasikan (REL) 0,05 mg / m3, rata-rata waktu tertimbang. Nilai IDLH (berbahaya bagi kehidupan dan kesehatan) adalah 20 mg / m3.

Paparan dan penyerapan tubuh karena konsumsi kobalt kronis telah menyebabkan masalah kesehatan yang serius dengan dosis yang jauh lebih sedikit daripada dosis yang mematikan. Pada tahun 1966, penambahan senyawa kobalt untuk menstabilkan busa bir di Kanada menyebabkan bentuk aneh kardiomiopati yang diinduksi toksin, yang kemudian dikenal sebagai kardiomiopati gangguan fungsi jantung. Kardiomiopati merupakan sekelompok penyakit yang mempengaruhi otot jantung. Awalnya mungkin hanya ada sedikit atau tidak ada gejala. Saat penyakit memburuk, sesak napas, rasa lelah, dan pembengkakan pada kaki dapat terjadi, karena timbulnya gagal jantung.

HSS memang memiliki kemampuan padu yang cocok dicampur dengan logam Cobalt. Cutting tool seperti mata bor dan pisau frais umumnya memiliki campuran Cobalt sekitar 0.5% hingga 1% tergantung dari teknologi rahasia dari manufaktur tersebut. Daya tahan sisi tajam pisau yang mampu digunakan berulang kali juga membuat HSS-Co sangat cocok untuk pengerjaan material berat. 

Namun perlu kita pahami kalau material HSS-Co mengandung racun dan tidak baik digunakan untuk pisau dapur maupun pisau yang digunakan untuk memotong bahan makanan. Hal ini sangat berbeda dengan Baja HSS standar bekas gergaji dan pisau industri juga cukup populer digunakan sebagai bahan utama pembuatan pisau dapur, mata kikir dan pisau pahat untuk kayu. Sebaiknya jika anda ingin mengolah kembali material baja HSS-Cobalt, produk yang anda hasilkan tidak untuk kegunaan rumahan yang mengolah makanan.

Selain itu, logam kobalt diduga menyebabkan kanker (yaitu, kemungkinan karsinogenik, IARC Group 2B) sesuai dengan Monograf Badan Internasional untuk Penelitian Kanker (IARC). Cobalt ini bisa menyebabkan masalah pernapasan saat terhirup dan juga menyebabkan masalah kulit saat disentuh; setelah nikel dan kromium, kobalt merupakan penyebab utama dermatitis kontak. Risiko ini dihadapi oleh penambang kobalt.

KEGUNAAN BAJA HSS-COBALT APA SAJA?

Di pasar material, logam HSS in banyak sekali kegunaannya untuk industri. Baja HSS dalam wujud aslinya tidak berpenampilan Chrome mengkilat dan cenderung berwarna abu kusam walaupun sudah diasah dan dipoles. Ketika dipadukan dengan Cobalt, maka logam tersebut berwarna hitam dengan kilatan cahaya yang memantulkan warna biru. Memang baja HSS sangat diminati karena kemampuan asahnya untuk mempertahankan ketajaman pisau dan ketahanan aus pada suhu pengoperasian yang tinggi.

KELEMAHAN BAJA HSS APA SAJA?

Baja Kecepatan Tinggi (HSS) sangat cocok untuk dipakai sebagai pisau berkat kandungan material karbida pada baja tersebut. Stabilitas struktural hingga 560 ° C memberikan HSS ketahanan yang besar terhadap pelunakan. HSS menunjukkan ketahanan yang tinggi terhadap deformasi sebagai hasil dari kekerasan yang tinggi. Karena HSS memiliki kekuatan yang tinggi, mereka menolak untuk pecah. Untuk semua alasan ini, Baja Kecepatan Tinggi (HSS) cocok untuk perkakas dan komponen khusus, namun sangat rigid dan tidak cocok untuk material yang lebih keras lagi seperti Inconel dan material bersifat sangat abrasif seperti keramik, kalsit, berlian, batu alam dan lainnya.

Proses perlakuan panas sama pentingnya dengan keberhasilan alat pemotong seperti pemilihan bahan itu sendiri. Seringkali baja berkualitas tinggi yang dibuat menjadi alat paling presisi tidak berfungsi karena perlakuan panas yang tidak tepat. Tujuan dari operasi perlakuan panas atau pengerasan adalah untuk mengubah baja perkakas berkecepatan tinggi yang dianil sepenuhnya yang sebagian besar terdiri dari ferit (besi) dan paduan karbida menjadi struktur martensitik yang dikeraskan dan dikeraskan memiliki karbida yang menyediakan sifat-sifat pahat. Perlakuan panas baja berkecepatan tinggi dilakukan dalam rendaman garam atau dalam tungku vakum. Baja HSS berkualitas tinggi juga berasal dari kualitasmya yang tahan dari bengkok dan tekukan pemuaian karena perlakuan panas.

KESIMPULAN

Baja Kecepatan Tinggi konvensional (HSS) juga ditawarkan dalam berbagai kelas dan kualitas dan juga dikenal sebagai: E M2 grade untuk aplikasi umum termasuk gulungan. E M35 grade untuk aplikasi umum. E M42 kobalt-grade untuk alat pemotong dan bandsaw bi-metal. C8 grade 8% cobalt-grade dengan kekerasan tinggi yang ditingkatkan dan E945 paduan rendah dengan kekerasan panas yang baik untuk alat pemotong.

Jika Anda berminat untuk membeli perlengkapan alat machine tools, cutting tool maupun hand tooling silahkan hubungi kami melalui chat online yang ada di pojok kanan bawah website ini atau melalui email : moc.artxelatemobfsctd@selas Semoga menambah bahan referensi anda! Wassalam!

---

Sumber:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/14356007.a07_281.pub2

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378775398001827?via%3Dihub

https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1999JPS….77..116Z

Tim Kreatif Metalextra.com, Tulisan ini merupakan opini Pribadi di media milik sendiri.