Bab Enam: Dawai keluli menjadi lebih halus, keadaan bahan juga berubah
Di lokasi penarikan sejuk, terdapat satu keadaan yang sangat lazim:
Jenis bahan adalah sama, kilang keluli juga sama, spesifikasi akhir dawai selepas penarikan juga serupa, namun apabila dimasukkan ke dalam mesin pematerian sejuk, satu kelompok pengeluaran berjalan lancar, manakala kelompok lain pula mengalami ketidakstabilan semasa pembentukan, kepala tidak terisi sepenuhnya, malah kadangkala berlaku retakan.
Ke manakah punca masalah ini?
Banyak orang berpendapat bahawa proses penarikan hanyalah untuk menipiskan dawai tebal sehingga memenuhi saiz yang ditetapkan.
Sedangkan hakikatnya tidak semudah itu.
Penarikan bukan sahaja menukar diameter, malah turut mempengaruhi sama ada bahan tersebut mudah dibentuk melalui pematerian sejuk kemudiannya.
I. Sasaran Akhir Sama Tidak Bermaksud Melalui Laluan Yang Sama
Dengan penarikan sehingga mencapai ukuran 10 milimeter, sesetengah kelompok mungkin bermula daripada 11 milimeter, manakala kelompok lain pula mungkin bermula dari 13 milimeter.
Walaupun diameter akhirnya sama, tetapi kelompok kedua telah mengalami lebih banyak perubahan bentuk.
Semakin banyak dawai ditarik, ia biasanya akan menjadi lebih keras dan meningkat kekuatannya; oleh itu, daya pembentukan yang diperlukan semasa pematerian sejuk seterusnya juga akan berubah.
Oleh itu, untuk menilai sama ada sesuatu bahan mudah dibentuk melalui pematerian sejuk atau tidak, kita tidak boleh hanya melihat kepada spesifikasi akhir semata-mata, tetapi juga perlu mempertimbangkan:
Seberapa tebalkah ia pada asalnya, dan berapa banyak keseluruhan proses penarikan yang telah dilaluinya.
Ia ibarat dua orang yang tiba di puncak gunung pada masa yang sama, satu naik menggunakan kereta kabel, manakala seorang lagi mendaki secara berjalan kaki. Walaupun mereka berdiri di tempat yang sama, keadaan fizikal mereka sebenarnya amat berbeza.
II. Penarikan Sekali Terlalu Banyak Berbanding Beberapa Kali Juga Memberi Hasil Yang Berbeza
Satu batang dawai keluli yang asalnya bersaiz besar boleh ditarik terus menjadi bersaiz kecil dalam satu kali proses, ataupun boleh dilakukan secara berperingkat melalui beberapa kali penarikan berturut-turut.
Jika penarikan dilakukan sekali gus dengan kadar yang terlalu tinggi, tekanan antara dawai dengan acuan, geseran serta suhu semasa proses akan meningkat, menyebabkan perubahan pada lapisan luar dan bahagian dalaman bahan mungkin tidak seragam.
Namun begitu, bilangan kali penarikan yang terlalu banyak juga tidak semestinya memberi hasil yang lebih baik.
Apabila jumlah penarikan terlalu kerap, geseran dan kesan perubahan bentuk akan terkumpul secara berterusan.
Apa yang benar-benar penting ialah cara susunan setiap peringkat proses, terutamanya sama ada penarikan terakhir dilakukan dengan sesuai atau tidak.
Jumlah keseluruhan penarikan amat penting, begitu juga cara penarikan terakhir tersebut.
Inilah sebabnya walaupun pelbagai kilang pemprosesan menggunakan keluli lingkaran yang sama, prestasi bahan tersebut semasa pematerian sejuk masih boleh berbeza antara satu sama lain.
III. Dawai keluli juga “mengingat” arah daya yang dikenakan
Semasa penejalan, dawai keluli kebanyakannya direntangkan ke hadapan.
Semasa pengecap sejuk, bahan tersebut pula akan dimampatkan dan mengalir ke bahagian kepala serta ke sekelilingnya.
Dengan kata lain, bahan itu baru sahaja mengalami “tarikan”, kemudian segera menerima “tekanan” pula.
Apabila logam mengalami tegasan dalam satu arah, apabila ia kemudiannya menerima daya dalam arah bertentangan, keadaan permulaan perubahan bentuknya mungkin berubah. Dalam bidang kejuruteraan, fenomena ini dikenali sebagai kesan Bauschinger.
Mudahnya difahami seperti berikut:
Dawai keluli akan mengingat cara ia telah ditarik sebelumnya.
Selain meningkatkan kekuatan tegangan bahan selepas penejalan, ini tidak semestinya bermaksud rintangan terhadap perubahan bentuk dalam arah tekanan semasa pengecap sejuk turut meningkat pada kadar yang sama.
Oleh itu, untuk menilai bahan selepas penejalan, kita tidak boleh hanya melihat kepada kekuatan tegangan dan kekerasan sahaja, tetapi juga perlu mempertimbangkan arah perubahan bentuk yang bakal dialaminya.
IV. “Pengerasan” dan “ingatan arah” selepas penejalan wujud serentak
Namun, apabila bahan bertukar daripada regangan kepada tekanan, ia turut dipengaruhi oleh kesan Bauschinger.
Kedua-dua peranan ini wujud secara serentak:
- Lebih banyak perubahan bentuk akibat penejalan, lazimnya semakin besar rintangan bahan terhadap perubahan bentuk seterusnya;
- Setelah arah daya berubah, bahan mungkin akan mula mengalami perubahan bentuk akibat tekanan lebih awal.
Pada peringkat awal, mana-mana faktor yang lebih ketara, dan faktor mana yang akan mendominasi apabila perubahan bentuk berterusan, bergantung pada jenis bahan, keadaan asal serta jumlah penejalan.
Oleh itu, kita tidak boleh secara mudah menyatakan “lebih sedikit penejalan adalah lebih baik”, ataupun “gunakan kesan Bauschinger, lebih banyak penejalan lebih baik”.
Apa yang benar-benar diperlukan ialah julat yang sesuai.
Namun, julat ini tidak sama bagi semua gred, semua spesifikasi mahupun semua produk.
V. Mengapa keluli non-tempering beisen lebih patut diberi perhatian?
Bagi sesetengah keluli beisen dan keluli non-tempering berkekuatan tinggi, apabila beralih daripada “regangan” kepada “tekanan” semasa pengecap sejuk selepas penejalan, kesan Bauschinger biasanya lebih ketara.
Bahan jenis ini sendiri sudah mempunyai kekuatan yang tinggi. Walaupun kekuatan tegangannya terus meningkat selepas penejalan, rintangan terhadap perubahan bentuk akibat tekanan semasa pengecap sejuk belum tentu meningkat pada kadar yang sama.
Inilah juga ciri istimewa keluli non-tempering beisen yang menjadikannya amat penting dalam proses penguatan kerja sejuk dan pembentukan melalui pengecap sejuk.
Oleh itu, untuk menilai bahan jenis ini, kita tidak boleh hanya melihat kepada kekuatan tegangan dan kekerasan selepas penejalan, tetapi perlu juga membuat analisis menyeluruh dengan mengambil kira jumlah penejalan, tempoh pengeluaran serta prestasi sebenar semasa pengecap sejuk.
Enam, Mengapa persembahan bahan masih berubah selepas disimpan seketika?
Sesetengah bahan apabila digunakan serta-merta selepas ditarik, proses pengeluaran tidak menghadapi masalah; namun apabila disimpan untuk suatu tempoh dan kemudian digunakan semula, prestasinya telah berubah.
Sebabnya ialah selepas proses penarikan dawai keluli diselesaikan, keadaan dalaman bahan tersebut belum tentu terus stabil.
Dengan perubahan masa penyimpanan dan suhu, kekuatan bahan serta keadaan semasa pembezaannya juga mungkin terus mengalami pelarasan.
Oleh itu, apabila membandingkan dua kelompok bahan, selain melihat jenis keluli dan laporan ujian, anda juga perlu memastikan:
- Bilakah kedua-dua kelompok bahan tersebut dilakukan proses penarikan;
- Tempoh penyimpanan selepas proses penarikan;
- Adakah terdapat perbezaan ketara dalam persekitaran penyimpanan.
Maklumat ini walaupun nampak biasa, kadangkala merupakan petunjuk penting untuk menemui punca masalah.
Tujuh, Apakah yang patut dibandingkan apabila berdepan masalah?
Jika bahan dengan jenis keluli dan spesifikasi yang sama menunjukkan prestasi berbeza semasa pembutaan sejuk, adalah dinasihatkan agar terlebih dahulu membandingkan maklumat berikut:
- Spesifikasi sebelum proses penarikan;
- Spesifikasi selepas proses penarikan;
- Jumlah kali proses penarikan yang dilalui;
- Adakah kadar penarikan pada langkah terakhir adalah sama;
- Peralatan pengeluaran dan tarikh pemprosesan semula bagi kedua-dua kelompok bahan;
- Tempoh penyimpanan selepas proses penarikan bagi setiap kelompok;
- Adakah keganjilan semasa pembutaan sejuk berubah mengikut perubahan kelompok pemprosesan semula.
Jika selepas menukar kelompok pemprosesan semula, keganjilan turut berubah, sedangkan peralatan pembutaan sejuk, acuan dan produk tidak berubah, maka tumpuan perlu diberikan kepada pemeriksaan proses penarikan bagi kedua-dua kelompok bahan tersebut.
Namun sekadar menemui perbezaan parameter sahaja belum cukup untuk membuat kesimpulan segera.
Penilaian sebenar bergantung pada sama ada perubahan dalam proses penarikan dapat dikaitkan dengan sifat-sifat bahan serta keganjilan semasa pembutaan sejuk.
Pandangan Jurutera
Proses penarikan bukan sekadar menukar dawai keluli daripada saiz besar kepada saiz kecil.
Ia turut mengubah kekuatan bahan, kebolehan deformasinya pada masa hadapan, serta tindak balas bahan ketika beralih daripada “tarikan” kepada “tekanan”.
Bahan mentah menentukan asas, manakala proses penarikan menentukan keadaan akhir bahan sebelum memasuki mesin pembutaan sejuk.
Oleh itu, walaupun bahan mempunyai jenis keluli dan spesifikasi yang sama, ada yang mudah dibutakan tetapi ada juga yang sukar dibutakan. Masalahnya tidak semestinya terletak pada sijil kualiti bahan, malah mungkin tersimpan dalam proses penarikan itu sendiri.
Jika anda juga menghadapi situasi di mana bahan dengan jenis keluli dan spesifikasi yang sama menunjukkan prestasi pembutaan sejuk yang tidak seragam, sila hantarkan kepada saya maklumat seperti jenis keluli bahan, spesifikasi sebelum dan selepas penarikan, bilangan kali proses penarikan, waktu pengeluaran serta gambar produk yang bermasalah.
Saya boleh membantu anda menilai terlebih dahulu sama ada siasatan patut dimulakan dari segi bahan mentah, proses penarikan dan pemprosesan semula, atau dari sudut teknologi pembutaan sejuk.
Pengumuman Seterusnya
Bab Ketujuh: “Walaupun Permukaan Kelihatan Telah Diphosfatkan dan Dilapisi Sabun, Mengapa Masih Berlaku Masalah Semasa Pembutaan Sejuk?”
Bab seterusnya akan memberi tumpuan kepada: Mengapa walaupun permukaan bahan “nampak mempunyai lapisan”, ia tidak semestinya memberikan perlindungan pelinciran yang mencukupi sepanjang proses pembutaan sejuk.