Apa Itu Material Abrasif? Pengertian, Contoh, Sifat
Apa Itu Material Abrasif?
Material abrasif adalah suatu jenis bahan, seringkali berupa mineral, yang digunakan untuk membentuk atau menghaluskan sebuah benda kerja melalui proses gesekan. Proses ini menyebabkan sebagian dari benda kerja terkikis oleh gesekan.
Meskipun menghaluskan suatu material sering kali berarti memolesnya hingga mendapatkan permukaan yang halus dan reflektif, proses ini juga bisa melibatkan pengkerutan seperti pada permukaan berbentuk satin, matte, atau berbutir.
Abrasif sangat umum digunakan dan digunakan secara luas dalam berbagai aplikasi industri, rumah tangga, dan teknologi. Hal ini menghasilkan variasi yang besar dalam komposisi fisik dan kimia abrasif, serta bentuknya.
Beberapa penggunaan umum untuk abrasif termasuk penggilingan, penghalusan, pengilatan, pemotongan, pengeboran, pengasahan, penggosokan, dan penyikatan.
Kikir besi bukanlah abrasif; mereka menghilangkan material bukan dengan menggores atau menggosok, tetapi dengan aksi pemotongan gigi yang tajam yang telah diukir ke permukaan berkas, mirip dengan gergaji.
Namun, kikir berlian adalah bentuk dari abrasive yang dilapisi (karena kikir tersebut adalah batang logam yang dilapisi dengan serbuk berlian).
Cara Kerja Material Abrasif
Abrasif umumnya bergantung pada perbedaan kekerasan antara abrasif dan bahan yang sedang dikerjakan, dengan abrasif menjadi bahan yang lebih keras di antara kedua substansi tersebut.
Namun, perbedaan kekerasan tidak selalu menjadi syarat mutlak, karena dua material padat yang saling gesek akan cenderung mengikis satu sama lain; contohnya adalah sol sepatu yang lebih lunak yang mengikis tangga kayu atau batu selama berdekade-dekade atau berabad-abad, atau glaciar yang mengikis lembah batu.
Terutama, bahan yang digunakan sebagai abrasif adalah mineral keras (dengan tingkat kekerasan mineral 7 atau lebih menurut skala kekerasan mineral Mohs) atau batu sintetis, beberapa di antaranya mungkin secara kimia dan fisik mirip dengan mineral yang terjadi secara alami, tetapi tidak dapat disebut mineral karena tidak terbentuk secara alami.
Contohnya adalah berlian, yang merupakan abrasive umum, terjadi baik secara alami maupun diproduksi secara industri, begitu pula dengan korundum yang terjadi secara alami tetapi sekarang lebih umum diproduksi dari bauksit.
Namun, bahkan mineral yang lebih lunak seperti kalsium karbonat digunakan sebagai abrasif, seperti "agen pemutih" dalam pasta gigi.
Ukuran Butiran (Grit Size)
Mineral abrasif ini entah dihancurkan atau sudah memiliki ukuran yang cukup kecil (mulai dari butiran makroskopis seukuran sekitar 2 mm hingga butiran mikroskopis sekitar 0,001 mm dalam diameter) untuk memungkinkan penggunaan mereka sebagai abrasif.
Butiran ini, yang umumnya disebut sebagai grit, memiliki tepi kasar, seringkali berujung yang akan mengurangi luas permukaan kontak dan meningkatkan tekanan kontak lokal. Abrasif dan bahan yang akan dikerjakan dibawa dalam kontak sambil bergerak relatif satu sama lain.
Gaya yang diterapkan melalui butiran menyebabkan pecahan bahan yang dikerjakan terkikis, sambil sekaligus meratakan butiran abrasif dan/atau menyebabkan butiran tersebut lepas dari sisa abrasif lainnya.
Beberapa faktor yang akan memengaruhi seberapa cepat suatu substansi terkikis meliputi:
- Perbedaan dalam kekerasan antara dua substansi: Abrasif yang jauh lebih keras akan memotong lebih cepat dan lebih dalam.
- Ukuran butiran (ukuran grit): Butiran yang lebih besar akan memotong lebih cepat karena juga memotong lebih dalam.
- Adhesi antara butiran, antara butiran dan backing, antara butiran dan matriks: Menentukan seberapa cepat butiran terlepas dari abrasif dan seberapa cepat butiran baru, jika ada, terpapar.
- Pemuatan (loading): Abrasif yang aus dan bahan kerja yang terlempar cenderung mengisi ruang di antara butiran abrasif, sehingga mengurangi efisiensi pemotongan sambil meningkatkan gesekan.
- Penggunaan pelumas/pendingin/cairan metalworking: Dapat membawa pergi serpihan (mencegah loading), mengangkut panas (yang dapat memengaruhi sifat fisik benda kerja atau abrasif), mengurangi gesekan (dengan substrat atau matriks), menggantungkan bahan kerja yang sudah aus dan abrasif memungkinkan untuk hasil yang lebih halus, menghantarkan tegangan ke benda kerja.
Dengan pemahaman akan prinsip-prinsip dasar abrasif, kita dapat mengapresiasi peran pentingnya dalam berbagai aplikasi dan bagaimana material ini membentuk berbagai proses pengolahan bahan.
Contoh Material Abrasif
Material abrasif adalah komponen kunci dalam proses sand blasting dan vapor blasting. Mereka digunakan untuk menghilangkan cat, karat, kotoran, atau kontaminan dari permukaan benda kerja dengan cara melepaskan material dari permukaan tersebut.
1. Pasir Garnet
Pasir garnet adalah salah satu material abrasif yang paling umum digunakan dalam sand blasting dan vapor blasting. Pasir garnet memiliki sejumlah keunggulan yang menjadikannya pilihan utama dalam industri ini:
- Kecepatan Tinggi: Pasir garnet memiliki kecepatan tinggi dalam menghilangkan lapisan cat dan karat dari permukaan benda kerja.
- Generasi Debu yang Rendah: Material ini menghasilkan sedikit debu selama proses blasting, menjadikannya lebih aman dan nyaman untuk digunakan.
- Multi Penggunaan: Pasir garnet digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk dry blasting, slurry blasting, dan dominan sebagai media untuk waterjet.
- Tersedia dalam Berbagai Ukuran Mesh: Anda dapat memilih ukuran mesh pasir garnet yang sesuai dengan kebutuhan pekerjaan sand blasting atau vapor blasting Anda, seperti mesh 20-40 dan 30-60.
Keunggulan-keunggulan ini membuat pasir garnet menjadi salah satu pilihan utama dalam berbagai industri, termasuk perkapalan, konstruksi, dan manufaktur.
2. Aluminium Oxide
Aluminium oxide, juga dikenal sebagai alumina, adalah material abrasif yang keras dan tahan lama. Ini sangat cocok untuk menghilangkan cat, karat, dan kontaminan dari permukaan logam. Aluminium oxide sering digunakan dalam sand blasting untuk membersihkan permukaan logam dan meningkatkan adhesi pelapisan baru.
3. Baja Grit
Baja grit adalah material abrasif yang terbuat dari partikel baja yang telah dipecah menjadi ukuran yang sesuai untuk blasting. Baja grit sering digunakan dalam sand blasting untuk pekerjaan yang membutuhkan penghapusan material yang lebih kuat dan lebih keras.
4. Silikon Karbida
Silikon karbida adalah material abrasif yang keras dan tahan terhadap panas. Ini sering digunakan dalam aplikasi yang memerlukan penghapusan material yang sulit seperti karbon, oksida, atau kerak dari permukaan logam.
Silikon karbida sering digunakan dalam industri semikonduktor, pembuatan keramik, dan pekerjaan pemotongan logam yang memerlukan ketahanan panas dan kekerasan yang tinggi.
5. Glass Beads
Glass beads adalah material abrasif yang terbuat dari kaca yang telah dipecah menjadi butiran bulat dengan ukuran yang seragam. Mereka digunakan untuk menghasilkan permukaan yang halus dan bersinar pada benda kerja.
Glass beads sering digunakan dalam industri otomotif, perbaikan logam, dan pembuatan perhiasan untuk mencapai hasil yang halus dan estetis.