Finishing Mill: Teknik Perawatan Permukaan untuk Perlindungan & Estetika Baja

Definisi dan Konsep Dasar

Mill Finish mengacu pada permukaan baja yang alami dan tidak dilapisi segera setelah keluar dari pabrik penggilingan atau proses penggulungan panas, tanpa perlakuan permukaan tambahan, pelapisan, atau penyelesaian. Ini ditandai dengan penampilan yang kasar, kusam, dan seringkali tidak rata, yang dihasilkan dari proses manufaktur itu sendiri.

Tujuan utama dari Mill Finish adalah untuk menghasilkan permukaan baja yang siap digunakan yang mempertahankan mikrostruktur dan karakteristik permukaan yang melekat selama penggulungan panas atau dingin. Ini berfungsi sebagai kondisi dasar untuk perlakuan permukaan atau pelapisan lebih lanjut, atau sebagai permukaan akhir di mana persyaratan estetika atau ketahanan korosi minimal.

Dalam spektrum yang lebih luas dari metode penyelesaian permukaan baja, Mill Finish dianggap sebagai bentuk kondisi permukaan yang paling dasar. Ini kontras dengan penyelesaian yang lebih halus seperti permukaan yang dipoles, disikat, atau dilapisi, dan sering digunakan sebagai titik referensi untuk mengevaluasi perlakuan permukaan selanjutnya.

Sifat Fisik dan Prinsip Proses

Mekanisme Modifikasi Permukaan

Selama penggulungan panas atau dingin, baja mengalami deformasi plastis, yang mengubah mikrostruktur dan topografi permukaannya. Proses ini melibatkan melewatkan baja melalui serangkaian rol di bawah tekanan tinggi, yang mengurangi ketebalan dan memberikan tekstur permukaan tertentu.

Dalam skala mikro atau nano, permukaan Mill Finish menunjukkan topografi yang kasar dengan punggungan, lembah, dan ketidakrataan permukaan. Fitur-fitur ini terutama disebabkan oleh deformasi dan tegangan geser selama penggulungan, serta oksidasi dan pembentukan skala pada suhu tinggi dalam penggulungan panas.

Reaksi kimia seperti oksidasi terjadi pada permukaan baja selama penggulungan panas, membentuk lapisan skala oksida besi. Skala ini menempel dengan longgar pada substrat dan dapat dihapus atau diubah sebagian selama pemrosesan selanjutnya. Karakteristik antarmuka antara substrat baja dan skala oksida biasanya lemah, menghasilkan permukaan yang dapat dengan mudah dibersihkan atau diperlakukan lebih lanjut.

Komposisi dan Struktur Pelapisan

Lapisan permukaan pada baja Mill Finish terutama terdiri dari skala oksida tipis, yang sebagian besar terdiri dari oksida besi seperti FeO, Fe₂O₃, dan Fe₃O₄. Komposisi tergantung pada komposisi kimia baja, suhu pemrosesan, dan kondisi pendinginan.

Dari segi struktur, skala oksida ini seringkali berpori, bersisik, dan tidak seragam, dengan mikroretakan dan ketidakrataan. Mikrostruktur baja yang mendasarinya tetap tidak berubah selama proses penggulungan awal, tetapi mikrostruktur permukaan mungkin sedikit terdeformasi atau mengeras akibat kerja.

Ketebalan tipikal skala oksida pada baja Mill Finish yang digulung panas berkisar antara 5 hingga 20 mikrometer, bervariasi dengan parameter proses dan komposisi baja. Baja yang digulung dingin mungkin memiliki lapisan oksida yang lebih tipis atau kurang menonjol, seringkali kurang dari 5 mikrometer, karena suhu pemrosesan yang lebih rendah.

Klasifikasi Proses

Mill Finish diklasifikasikan sebagai kondisi permukaan primer yang dihasilkan langsung dari proses manufaktur, tanpa modifikasi permukaan tambahan. Ini termasuk dalam kategori as-rolled atau as-processed dalam klasifikasi perlakuan permukaan.

Jika dibandingkan dengan teknik modifikasi permukaan lainnya seperti pengasaman, pasivasi, atau pelapisan, Mill Finish adalah kondisi non-treatment, yang mewakili keadaan permukaan mentah. Ini sering digunakan sebagai dasar untuk proses penyelesaian lebih lanjut atau untuk aplikasi di mana penampilan permukaan dan ketahanan korosi tidak kritis.

Varian atau sub-kategori dari Mill Finish termasuk:

• Hot-Rolled Mill Finish: Permukaan yang diperoleh langsung setelah penggulungan panas, ditandai dengan permukaan yang kasar dan teroksidasi.
• Cold-Rolled Mill Finish: Permukaan yang lebih halus yang dihasilkan dari penggulungan dingin, dengan skala oksida yang lebih sedikit dan tekstur permukaan yang lebih halus.
• Pickled Mill Finish: Baja yang telah melalui proses pengasaman untuk menghilangkan skala oksida, menghasilkan permukaan yang lebih bersih tetapi masih dianggap Mill Finish jika tidak ada pelapisan tambahan yang diterapkan.

Metode Aplikasi dan Peralatan

Peralatan Proses

Peralatan utama yang digunakan untuk menghasilkan permukaan Mill Finish termasuk pabrik penggilingan—pabrik penggulungan panas dan pabrik penggulungan dingin. Ini adalah mesin besar dengan kapasitas tinggi yang dilengkapi dengan beberapa set rol yang dirancang untuk mend deformasi pelat atau strip baja.

Pabrik penggulungan panas beroperasi pada suhu tinggi (biasanya 1100°C hingga 1250°C), memungkinkan deformasi signifikan dan pembentukan skala. Peralatan ini mencakup tungku pemanasan ulang, posisi penggilingan kasar dan penyelesaian, serta sistem pendinginan.

Pabrik penggulungan dingin beroperasi pada suhu lingkungan atau sedikit lebih tinggi, menerapkan tekanan tinggi untuk menghasilkan lembaran yang lebih tipis dan lebih halus dengan pembentukan oksida minimal. Pabrik ini sering menggabungkan rol presisi, sistem kontrol ketegangan, dan pendinginan laminar.

Fitur khusus untuk kontrol proses yang optimal meliputi:

• Kondisi permukaan rol: untuk memastikan deformasi yang seragam.
• Sistem kontrol suhu: untuk mempertahankan kondisi proses yang konsisten.
• Sistem otomatisasi dan pemantauan: untuk penyesuaian proses secara real-time.

Teknik Aplikasi

Proses Mill Finish melibatkan pemberian pelat atau strip baja ke dalam pabrik penggilingan, di mana mereka mengalami serangkaian proses deformasi berturut-turut. Untuk penggulungan panas, proses dimulai dengan pemanasan ulang, diikuti oleh penggilingan kasar, penyelesaian, dan pendinginan.

Parameter proses yang kritis meliputi:

• Suhu penggulungan: mempengaruhi pembentukan skala oksida dan kekasaran permukaan.
• Tekanan dan kecepatan rol: mempengaruhi tekstur permukaan dan mikrostruktur.
• Kecepatan pendinginan: berdampak pada karakteristik lapisan oksida dan tegangan residual.

Metode kontrol melibatkan sensor suhu, sel beban, dan sistem otomatisasi proses untuk mempertahankan kondisi yang konsisten.

Dalam jalur produksi, Mill Finish biasanya merupakan langkah awal sebelum perlakuan permukaan lebih lanjut, seperti pengasaman, pelapisan, atau proses penyelesaian.

Persyaratan Pra-perlakuan

Sebelum penggulungan, pelat baja dipersiapkan melalui pemanasan ulang dan penghilangan skala untuk menghilangkan kontaminan permukaan. Selama penggulungan panas, oksidasi terjadi secara alami, membentuk skala oksida yang mendefinisikan permukaan Mill Finish.

Setelah penggulungan, pembersihan minimal diperlukan kecuali permukaan dimaksudkan untuk pemrosesan lebih lanjut. Untuk Mill Finish yang digulung dingin, pembersihan permukaan dapat melibatkan penyikatan ringan atau penghilangan minyak untuk menghilangkan minyak atau pelumas yang tersisa.

Kondisi permukaan awal secara signifikan mempengaruhi kualitas permukaan selanjutnya, ketahanan korosi, dan adhesi pelapisan jika diterapkan kemudian.

Proses Pasca-perlakuan

Umumnya, permukaan Mill Finish tidak memerlukan pasca-perlakuan kecuali ditentukan oleh kebutuhan aplikasi. Namun, proses seperti pengasaman dapat dilakukan untuk menghilangkan skala oksida, meningkatkan kebersihan permukaan dan ketahanan korosi.

Dalam beberapa kasus, penggilingan atau penyikatan permukaan ringan digunakan untuk mengurangi kekasaran permukaan atau menghilangkan cacat permukaan.

Jaminan kualitas melibatkan inspeksi visual, pengukuran kekasaran permukaan, dan penilaian lapisan oksida untuk memastikan kepatuhan terhadap spesifikasi.

Properti Kinerja dan Pengujian

Properti Fungsional Utama

Permukaan Mill Finish memberikan sifat mekanik dan fisik dasar yang cocok untuk pemrosesan lebih lanjut atau