Logam Kuningan

Kuningan adalah logam yang merupakan campuran dari tembaga dan seng. Tembaga merupakan komponen utama dari kuningan, dan kuningan biasanya diklasifikasikan sebagai paduan tembaga. Warna kuningan bervariasi dari coklat kemerahan gelap hingga ke cahaya kuning keperakan tergantung pada jumlah kadar seng. Seng lebih banyak mempengaruhi warna kuningan tersebut. Kuningan lebih kuat dan lebih keras daripada tembaga, tetapi tidak sekuat atau sekeras seperti baja. Kuningan sangat mudah untuk di bentuk ke dalam berbagai bentuk, sebuah konduktor panas yang baik, dan umumnya tahan terhadap korosi dari air garam. Karena sifat-sifat tersebut, kuningan kebanyakan digunakan untuk membuat pipa, tabung, sekrup, radiator, alat musik, aplikasi kapal laut, dan casing cartridge untuk senjata api.

Sejarah

Pengrajin logam kuno di daerah yang sekarang dikenal sebagai Syria atau Turki timur telah mengetahui bagaimana cara untuk mencairkan tembaga dengan timah untuk membuat logam yang disebut perunggu pada awal 3000 sebelum masehi. Kadang-kadang mereka juga membuat kuningan tanpa mereka sadari.

Pengrajin logam kuno di sekitar Laut Mediterania mampu membedakan bijih timah seng dari yang mengandung seng dan mulai mencampurkan dengan tembaga untuk membuat koin kuningan atau benda lainnya. Sebagian besar seng itu diturunkan dengan memanaskan mineral yang dikenal sebagai kalamin, yang berisi berbagai senyawa seng. Dimulai pada sekitar 300 A.D, industri kuningan berkembang di tempat yang sekarang di kenal sebagai Jerman dan Belanda.

Meskipun pengrajin logam kuno hanya bisa mengenali perbedaan antara bijih seng dan bijih timah, mereka masih tidak mengerti logam seng. Sampai pada tahun 1746 seorang ilmuwan Jerman bernama Andreas Sigismund Marggraf (1709-1782) memperkenalkan logam seng yang diidentifikasikan dan ditentukan sifat-sifatnya. Proses untuk menggabungkan logam tembaga dan seng untuk membuat kuningan telah dipatenkan di Inggris pada tahun 1781.

Penggunaan kuningan sebagai casing logam untuk senjata api pertama kali diperkenalkan pada tahun 1852. Berbagai macam logam dicoba, Hasilnya ternyata kuningan yang paling berhasil. Properti ini menyebabkan perkembangan pesat dalam industri senjata api otomatis.

Bahan Baku

Komponen utama kuningan adalah tembaga. Jumlah kandungan tembaga bervariasi antara 55% sampai dengan 95% menurut beratnya tergantung pada jenis kuningan dan tujuan penggunaan kuningan. Kuningan yang mengandung persentase tinggi tembaga terbuat dari tembaga yang dimurnikan dengan cara elektrik. Yang setidaknya menghasilkan kuningan murni 99,3% agar jumlah bahan lainnya bisa di minimalkan. Kuningan yang mengandung persentase rendah tembaga juga dapat dibuat dari tembaga yang dimurnikan dengan elektrik, namun lebih sering dibuat dari scrap tembaga. Ketika proses daur ulang terjadi, persentase tembaga dan bahan lainnya harus diketahui sehingga produsen dapat menyesuaikan jumlah bahan yang akan ditambahkan untuk mencapai komposisi kuningan yang diinginkan.

Komponen kedua dari kuningan adalah seng. Jumlah seng bervariasi antara 5% sampai dengan 40% menurut beratnya tergantung pada jenis kuningan

Kuningan dengan persentase seng yang lebih tinggi memiliki sifat lebih kuat dan lebih keras, tetapi juga lebih sulit untuk dibentuk, dan memiliki ketahanan yang kurang terhadap korosi. Seng yang digunakan untuk membuat kuningan bernilai komersial dikenal sebagai spelter.

Beberapa kuningan juga mengandung persentase kecil dari bahan lain untuk menghasilkan karakteristik tertentu, Hingga 3,8% menurut beratnya. Timbal dapat ditambahkan untuk meningkatkan ketahanan. Penambahan timah meningkatkan ketahanan terhadap korosi, Membuat kuningan lebih keras dan membuat struktur internal yang lebih kecil sehingga kuningan dapat dibentuk berulang dalam proses yang disebut penempaan. Arsenik dan antimony kadang-kadang ditambahkan ke dalam kuningan yang mengandung seng lebih dari 20% untuk menghambat korosi. Bahan lain yang dapat digunakan dalam jumlah yang sangat kecil yaitu mangan, silikon, dan fosfor.

Istilah Nama

Nama-nama tradisional untuk berbagai jenis kuningan biasanya tercermin dari warna atau bahan yang digunakan. Sebagai contoh: kuningan merah mengandung seng sebesar 15% dan memiliki warna kemerahan, sedangkan kuningan kuning mengandung seng kuningan sebesar 35% dan memiliki warna kekuningan. Kuningan Cartridge mengandung seng 30% dan digunakan untuk membuat kartrid untuk senjata api. kuningan Angkatan Laut mengandung seng 39,7% dan digunakan dalam berbagai aplikasi di kapal laut.

Akibatnya dari nama-nama yang beragam ini kadang-kadang membingungkan banyak orang sehingga terkadang ada jenis kuningan yang sama namun memiliki nama berbeda. Sehingga jenis kuningan di Amerika Serikat saat ini dimanajemen oleh Unified Sistem penomoran logam dan paduan agar tidak lagi membingungkan banyak orang dalam penamaan.

Jenis-Jenis Kuningan

• Kuningan Admiralty, Mengandung 30% seng, dan 1% timah.
• Kuningan Aich, Mengandung 60,66% tembaga, 36,58% seng, 1,02% timah, dan 1,74% besi. Dirancang untuk digunakan dalam pelayanan laut karena sifatnya yang tahan korosi, keras, dan tangguh.
• Kuningan Alpha, Memiliki kandungan seng kurang dari 35%. Bekerja dengan baik pada suhu dingin.
• Kuningan Alpha-beta (Muntz), sering juga disebut sebagai kuningan dupleks, mengandung 35-45% seng, Bekerja baik pada pada suhu panas.
• Kuningan Aluminium, Mengandung aluminium yang menghasilkan sifat peningkatan ketahanan korosi.
• Kuningan dr arsenikum, Berisi penambahan arsenik dan aluminium.
• Kuningan Cartridge, mengandung 30% seng, memiliki sifat kerja yang baik pada suhu dingin.
• Kuningan umum atau kuningan paku keling, mengandung 37% seng, murah dan standar sifat kerja baik pada suhu dingin.
• Kuningan DZR atau dezincification, adalah kuningan dengan persentase kecil arsenik.
• Kuningan Tinggi, mengandung 65% tembaga dan 35% seng, memiliki kekuatan tarik tinggi, banyak digunakan untuk pegas, sekrup, dan paku keling.
• Kuningan Bertimbal.
• Kuningan Bebas Timbal.
• Kuningan Rendah, paduan tembaga-seng mengandung 20% seng, memiliki sifat warna keemasan.
• Kuningan Mangan, kuningan yang digunakan dalam pembuatan koin dolar emas di Amerika Serikat. Mengandung 70% tembaga, 29% seng, dan 1,3% mangan.
• Kuningan nikel, terdiri dari 70% tembaga, 24,5% seng, dan 5,5% nikel. digunakan untuk membuat koin mata uang Poundsterling.
• Kuningan Angkatan Laut, mirip dengan kuningan admiralty, mengandung 40% seng dan 1% timah.
• Kuningan Merah, mengandung 85% tembaga, 5% timah, 5% timbal, dan 5% seng.
• Kuningan Tombac, mengandung 15% seng. Sering digunakan dalam aplikasi produk perhiasan.
• Kuningan Tonval (Juga disebut dengan CW617N atau CZ122 atau OT58), paduan tembaga-timbal-seng.
• Kuningan Putih, mengandung seng lebih dari 50%. Sifatnya sangat rapuh untuk penggunaan umum.
• Kuningan Kuning, adalah istilah Amerika untuk kuningan yang mengandung 33% seng.

Proses Manufaktur Pembuatan Kuningan

Proses Manufaktur atau Proses Produksi yang digunakan untuk memproduksi kuningan melibatkan kombinasi bahan baku yang sesuai ke dalam logam cair yang diperbolehkan untuk memperkuat. Bentuk dan sifat dari logam ini kemudian diubah melalui serangkaian operasi dengan hati-hati, dikendalikan untuk menghasilkan kuningan yang diinginkan.

Kuningan tersedia dalam berbagai bentuk termasuk pelat, lembaran, strip, foil, batang, bar, kawat, dan billet tergantung pada aplikasi akhir. Perbedaan antara pelat, lembaran, strip, dan foil adalah ukuran keseluruhan dan ketebalan bahan. Plate bersifat besar, datar, potongan persegi panjang dari kuningan dengan ketebalan lebih besar dari sekitar 5 mm. Seperti sepotong kayu yang digunakan pada konstruksi bangunan. Lembar biasanya memiliki ukuran keseluruhan yang sama seperti piring tetapi tipis. Strip terbuat dari lembaran yang telah dipotong-potong menjadi panjang. Foil seperti strip, hanya jauh lebih tipis. Beberapa foil kuningan bisa setipis 0,013 mm.

Melting

• Sejumlah bahan tembaga yang tepat sesuai takaran paduan ditimbang dan dipindahkan ke dalam tungku peleburan dalam suhu sekitar 1920° F (1050° C). Sejumlah seng yang sudah ditimbang agar sesuai paduan disiapkan, seng ditambahkan setelah tembaga mencair. Sekitar 50% dari total seng dapat ditambahkan untuk mengkompensasi seng yang menguap selama operasi peleburan antara tembaga dan seng. Jika ada bahan lain yang diperlukan untuk perumusan kuningan tertentu mereka juga dapat di tambahkan.
• Logam cair paduan tembaga dan seng dituang ke dalam cetakan. Diperbolehkan untuk memperkuat ke dalam lembaran. Dalam beberapa operasi penuangan dilakukan terus-menerus untuk menghasilkan lembaran yang panjang.
• Bila logam cair paduan tembaga dan seng sudah cukup dingin untuk dipindahkan, mereka dikeluarkan dari cetakan dan dipindah ke tempat penyimpanan.

Hot Rolling

• Logam ditempatkan dalam tungku dan dipanaskan hingga mencapai suhu yang diinginkan. Suhu tergantung pada bentuk akhir dan sifat kuningan.
• Logam yang dipanaskan tersebut kemudian di teruskan menuju mesin penggilingan.
• kuningan, yang sekarang sudah dingin melewati mesin penggilingan yang disebut calo. Mesin ini akan memotong lapisan tipis dari permukaan luar kuningan untuk menghapus oksida yang mungkin telah terbentuk pada permukaan sebagai akibat dari paparan logam panas ke udara.

Anealling and Cold Rolling

• Pada proses hot rolling kuningan kehilangan kemampuan untuk diperpanjang lebih lanjut. Sebelum kuningan dapat diperpanjang lebih lanjut, terlebih dahulu kuningan harus dipanaskan untuk meringankan kekerasan dan membuatnya lebih ulet. Proses ini disebut annealing. Suhu annealing berbeda-beda sesuai dengan komposisi kuningan dan properti yang diinginkan. Dalam metode tersebut, suasana di dalam tungku diisi dengan gas netral seperti nitrogen untuk mencegah kuningan bereaksi dengan oksigen dan membentuk oksida yang tidak diinginkan pada permukaannya.
• Hasil dari proses sebelumnya kemudian melalui serangkaian rol lain untuk mengurangi ketebalan mereka menjadi sekitar 2,5 mm. Proses ini disebut rolling dingin karena suhu kuningan jauh lebih rendah dari suhu selama rolling panas. Rolling dingin mengakibatkan deformasi struktur internal dari kuningan, dan meningkatkan kekuatan dan kekerasan. Semakin ketebalan berkurang, semakin kuat kuningan yang tercipta.
• Langkah 1 dan 2 dari anealling and cold rolling dapat diulangi berkali-kali untuk mencapai ketebalan kuningan yang diinginkan, kekuatan, dan derajat kekerasan.
• Pada titik ini, proses diatas menghasilkan strip kuningan. Strip kuningan tersebut kemudian dapat diberi asam untuk membersihkannya.

Finish Rolling

• Strip kuningan mungkin akan diberi rolling dingin akhir untuk mengencangkan toleransi pada ketebalan atau untuk menghasilkan permukaan akhir yang sangat halus. Mereka kemudian dipotong menurut ukuran, ditumpuk, dan dikirim ke rumah industri.
• Strip kuningan juga mungkin akan diberi rolling akhir sebelum dipotong panjang, digulung, dikirim ke gudang, dan disimpan.

Kualitas Kontrol

Selama produksi, kuningan tunduk pada evaluasi konstan dan pengendalian material pada proses yang digunakan untuk membentuk kuningan tertentu. komposisi kimia bahan baku diperiksa dan disesuaikan sebelum mencair. Pemanasan dan pendinginan dan temperatur ditentukan dan dipantau. Ketebalan lembaran dan strip diukur pada setiap langkah. Akhirnya, sampel produk jadi diuji untuk kekerasan, kekuatan, dimensi, dan faktor lainnya untuk memastikan apakah mereka memenuhi spesifikasi yang dibutuhkan.

Masa Depan

Kuningan memiliki kombinasi kekuatan, ketahanan terhadap korosi, dan formability yang akan terus membuat bahan ini berguna untuk banyak aplikasi produk di masa mendatang. Kuningan juga memiliki keuntungan atas bahan lain yaitu bahwa produk yang dibuat dari kuningan dapat didaur ulang atau digunakan kembali, bukannya dibuang. Ini akan membantu memastikan pasokan kuningan akan tetap ada terus-menerus selama bertahun-tahun di masa depan.

Sumber Referensi

Wikipedia , Kuningan, 2010. http://id.wikipedia.org/wiki/Kuningan_(logam). Diakses tanggal 28 Juli 2010

Wikipedia , Brass, 2009. http://en.wikipedia.org/wiki/Brass. Diakses tanggal 28 Juli 2010

MadeHow, How Brass Is Made , 2009 . http://www.madehow.com/Volume-6/Brass.html. Diakses tanggal 28 Juli 2010

Suprametalcraft, Proses Pembuatan Kerajinan Kuningan, 2010. : http://www.suprametalcraft.com/c5-Bahan-Baku-Finishing-Proses-Cara-Produksi.html. Diakses tanggal 28 Juli 2010.