JENIS BUTIR ASAHAN DAN PEREKAT BATU GERINDA

Jenis Butir Asahan dan Perekat Batu Gerinda

Batu gerinda (Cutting Wheel) adalah alat potong pada mesin gerinda yang berfungsi untuk mengikis permukaan benda kerja. Secara umum, batu gerinda berfungsi untuk meratakan permukaan yang tidak rata dan untuk menghaluskan permukaan benda kerja (Finishing).

Batu gerinda terbuat dari bahan utama berupa butiran bahan asah/butir asahan (abrasive) dan perekat (bond). Jenis butiran asah (abrasive) yang sering digunakan yaitu:

A. Aluminium Oksida (Al₂O₃)

Aluminium oksida (Al₂O₃) merupakan jenis butir asah yang paling banyak digunakan sebagai bahan pembuatan batu gerinda. Butir ini diperoleh dengan memurnikan bijih bauksit dalam tungku listrik dengan suhu lebih dari 2000^oC. Bauksit pertama kali dipanaskan untuk menghilangkan kelembaban, kemudian dicampur dengan coke dan besi untuk membentuk muatan tungku. Setelah campuran menyatu dan didinginkan, batu yang dihasilkan seperti massa dihancurkan dan disaring ke dalam berbagai ukuran.

Batu gerinda dengan butiran aluminium oksida secara umum digunakan untuk menggerinda benda kerja yang mempunyai tegangan tarik tinggi. Misalnya baja karbon, besi tempa, baja paduan, bronze dan HSS. Warna dan ketangguhan abrasive ditentukan oleh jumlah impurities (pengotor) seperti besi oksida, titanium oksida dan silika. Ketangguhan juga dipengaruhi oleh zat aditif.

Aluminium oksida grit murni berwarna putih mengandung lebih dari 99% alumina murni. Abrasive putih ini memiliki karakteristik pemotongan dan penggerindaan yang sangat cepat dan dingin, cocok untuk menggerinda baja yang dikeraskan atau berkecepatan tinggi dalam berbagai posisi penggerindaan presisi. kekerasan abrasive ini mirip dengan aluminium oksida coklat (1700-2000 kg/mm² Knoop).

Aluminium oksida paduan dengan titanium dioksida (TiO₂) berwarna coklat mengandung 95%Al_2­O₃,3% TiO₂ dan 1-2% campuran lainnya. Butir asahan ini memiliki kekerasan yang lebih rendah namun memiliki ketangguhan tinggi. Sifat yang dimiliki yakni kurang tahan terhadap panas dan sensitif terhadap keras dan bahan besi. Butir asahan ini  digunakan untuk pekerjaan berat seperti pengecoran baja snagging dan untuk pemindahan stok pada gerinda silindris.

Aluminium oksida paduan dengan kromium oksida (kurang dari 3%) berwarna merah muda, digunakan untuk menggabungkan aksi penggerindaan dingin, stres rendah dari aluminium kemurnian tinggi dengan keausan abrasive rendah. Aluminium oksida merah muda memiliki keseimbangan antara kekerasan dan ketangguhan. Butiran jenis ini memiliki sifat tahan terhadap panas, tekanan tinggi dan bahan besi. Butir asahan ini digunakan untuk penggerindaan presisi baja paduan tinggi.

Tingkat kekerasan butiran batu asah aluminium oksida termasuk bahan yang paling lunak dibandingkan dengan bahan batu asah lainnya.

B. Silikon Karbida (SiC)

Silikon Karbida (SiC) diproduksi dengan menggabungkan campuran kuarsa putih murni (pasir) dan kokas minyak bumi halus dalam tungku listrik. Proses ini adalah salah satu sintesis atau menggabungkan pasir silika dan kokas (batu arang) dalam bentuk kristal. Massa kristal yang dihasilkan dihancurkan dan dipisahkan menggunakan saringan kemudian dinilai berdasarkan ukuran partikel.

Abrasive silikon karbida tidak hanya keras dari abrasive aluminium oksida tetapi juga lebih rapuh. Bahan ini baik digunakan untuk menggerinda bahan - bahan seperti besi tuang, kuningan, perunggu, tembaga, aluminium, batu, karet, plastik, baja putih dan karbida semen.

Ada dua jenis silikon karbida yaitu silikon karbida hitam "C" dan silikon karbida hijau "GC". Silikon karbida warna hitam setidaknya mengandung 98% SiC dan lebih banyak jumlah campuran, sedangkan silikon karbida warna hijau mengandung 99% SiC.

Silikon karbida hitam sangat keras dan keras dan lebih rapuh daripada Aluminium Oksida. Ini digunakan unuk penggerindaan umum, gerinda silinder, gerinda terpusat dan gerinda internal. Silikon karbida hitam digunakan untuk mengerinda karbida sinter, bahan keramik, beton, batu, penggerindaan coran kasar (fettling) yang tebuat dari besi besi cor keras putih yang rapuh.

Pada silikon karbida hijau memiliki sifat yang lebih baik jika dibandingkan dengan silikon karbida berwarna hitam, yaitu memiliki sifat yang keras dan friable (rapuh). Silikon karbida hijau digunakan untuk menggerinda semen karbida, keramik dan batu.

C. Berlian atau Intan

Berlian merupakan bahan butir asah yang paling keras. Sampai saat ini penggunaan berlian yaitu untuk menggerinda bahan keras dan padat seperti karbida semen, keramik, kaca, granit, kuarsa, marmer dan batu - batu permata. Namun perkembangan  baru - baru ini penggunaannya telah meluas dalam beberapa kasus khusus seperti pengerindaan logam dan lainnya.

Pemasangan berlian dalam pembentukan batu gerinda untuk diameter kurang dari 13mm, dipasang pada seluruh batu gerinda, sedangkan untuk batu gerinda yang melebihi 13mm hanya dipasang pada permukaan batu gerinda saja. Ketebalan berlian yang terpasang pada batu gerinda berkisar pada 1,5mm, 3mm dan 6mm. Presentase kandungan berlian pada batu gerinda menunjukan tinggi rendahnya konsentrasi berlian.

D. Boron Nitrida

Butiran boron nitrida memiliki sifat keras, tangguh dan efisien. Boron nitrida digunakan untuk menggerinda benda kerja yang sangat keras seperti baja perkakas dengan kekerasan di atas 65HRC.

Abrasive yang diproduksi memiliki kekerasan kedua setelah berlian  dan 2,5 kali lebih keras dari aluminium oksida. Dalam bentuknya yang dilapisi logam boron nitrida kubus (CBN) telah tebukti secara umum lebih unggul dalam penggerindaan baja super keras, kecepatan tinggi dan baja perkakas daripada berlian maupun aluminium oksida.

Untuk membuat sebuah batu gerinda, bahan bahan yang sudah dibahas di atas yang berupa butiran kecil harus dipadatkan dan direkatkan. Ada berbagai macam perekat yang digunakan untuk membuat batu gerinda, diantaranya adalah:

1. Perekat keramik (Vitrified Bond)

Perekat keramik dilambangkan "V". Secara umum perekat keramik paling banyak digunakan dalam pembuatan batu gerinda. Bahan dalam pembuatan perekat ini adalah tanah liat, feldspar dan bahan fusible lainnya. Perekat jenis ini memiliki kelebihan tahan terhadap air, minyak, asam dan panas. Sedangkan kelemahannya yaitu rapuh dan kasar sehingga batu gerinda tidak boleh tipis. Batu gerinda yang menggunakan perekat ini memilliki struktur berpori dan dibakar dalam tungku pembakaran dengan suhu melebihi 1000^oC.

2. Perekat silikat

Perekat silikat dilambangkan "S". Perekat ini mudah melepaskan butiran abrasive sehingga ideal digunakan untuk mengasah alat - alat potong. Perekat ini dapat digunakan untuk membuat batu gerinda yang kegunaannya mengasah benda kerja yang sensitif terhadap panas atau membutuhkan panas minimum, misalnya pisau frais, bor dan pahat HSS.

3. Perekat Shellac

Perekat Shellac dilambangkan dengan huruf "E", terbuat dari kedua shellac alami dan sintetis. perekat ini digunakan untuk pengerjaan halus dan tahan terhadap panas rendah. Contoh penggunaannya yaitu untuk penggerindaan yang membutuhkan permukaan akhir yang tinggi seperti penggerindaan nok, rol kertas dan lain - lain.

4. Perekat Karet

Perekat karet dilambangkan "R" yang terbuat dari karet alam dan sintetis dalam berbagai formulasi. Perekat ini mempunyai elastisitas tinggi. Batu gerinda dengan perekat karet digunakan untuk roda gerinda pengontrol/penahan pada mesin gerinda sillinder tanpa senter (centerless grinding). Perekat ini sangat cocok untuk operasi gerinda yang membutuhkan tingkat presisi tingi dan permukaan halus. Contoh untuk penggerindaan poros engkol dan pembuangan bekas pengelasan bahan stainless steel.

5. Perekat Resin Sintetik (Syntetic Resin Bond)

Perekat resin dilambangkan dengan huruf "B". Batu gerinda dengan perekat resin dibuat dari jenis plastik  'fenolik' atau 'resin' dan dipanaskan dalam oven di bawah kondisi suhu yang terkontrol berkisar antara 150^oC hingga 200^oC. Perekat ini digunakan untuk pembuatan batu gerinda dengan kecepatan tinggi, sangat cocok untuk penggerindaan baja tuang, mengasah gergaji dan pembuatan gigi gergaji. Karena perekat ini memiliki fleksibilitas yang tinggi, maka banyak digunakan untuk pembuatan batu gerinda tipis sampai ketebalan 0,8mm.

6. Perekat Logam

Roda gerinda dengan perekat logam digunakan untuk mengikat butiran pemotong boron nitride dan berlian. Penggunaan utama ikatan logam dengan berlian abrasive untuk penggerindaan dalam kondosi yang keras.