Bagaimana Cara Anda Memperkuat Baja? Metode, Langkah & Tip

Apa yang Sebenarnya Dilakukan Case Hardening pada Baja

Pengerasan casing adalah proses perlakuan panas yang mengeraskan permukaan luar suatu bagian baja sekaligus menjaga inti bagian dalam tetap kuat dan ulet. Hasilnya adalah komponen yang tahan terhadap keausan dan kelelahan permukaan di bagian luar, namun dapat menyerap guncangan dan tekanan tanpa retak di bagian dalam. Kombinasi inilah yang dibutuhkan oleh penempaan baja dan komponen mesin dalam aplikasi berat seperti roda gigi, poros bubungan, gandar, dan perkakas pemotong.

Lapisan luar yang mengeras – disebut “case” – biasanya berkisar dari Kedalaman 0,1 mm hingga lebih dari 3 mm , tergantung pada metode yang digunakan dan waktu pemaparan. Inti tetap relatif lunak, biasanya antara 20–40 HRC, sedangkan cangkangnya bisa mencapai 58–65 HRC dalam proses yang terkendali dengan baik. Struktur zona ganda ini tidak dapat dicapai melalui pengerasan menyeluruh saja, sehingga pengerasan kotak merupakan teknik yang berbeda dan sangat praktis dalam penempaan dan manufaktur baja.

Perlu dipahami bahwa tidak semua baja memberikan respons yang sama terhadap pengerasan casing. Baja karbon rendah (0,1%–0,3% karbon) adalah baja yang paling sering dikeraskan karena intinya tetap ulet setelah perawatan. Baja karbon sedang juga dapat diolah, namun baja karbon tinggi umumnya dikeraskan secara menyeluruh, karena intinya sudah mampu mencapai kekerasan tinggi.

Metode Utama yang Digunakan untuk Mengeraskan Baja

Ada beberapa metode yang telah ditetapkan untuk pengerasan casing baja, masing-masing disesuaikan dengan material yang berbeda, persyaratan kedalaman casing, dan lingkungan produksi. Pemilihan yang tepat bergantung pada paduan baja dasar, kekerasan permukaan yang diinginkan, toleransi dimensi, dan peralatan yang tersedia.

Karburasi

Karburasi adalah metode pengerasan kasus yang paling banyak digunakan untuk komponen penempaan baja. Prosesnya melibatkan pemaparan baja rendah karbon ke lingkungan kaya karbon pada suhu tinggi — biasanya 850°C hingga 950°C (1560°F hingga 1740°F) — cukup lama bagi karbon untuk berdifusi ke permukaan. Setelah karbon yang cukup telah diserap, bagian tersebut dipadamkan untuk mengunci dalam wadah yang mengeras.

Ada tiga varian umum karburasi:

• Karburasi gas: Bagian tersebut ditempatkan dalam tungku dengan atmosfer gas yang mengandung karbon, biasanya gas endotermik yang diperkaya dengan gas alam atau propana. Ini adalah metode yang paling terkendali dan terukur, banyak digunakan dalam industri otomotif dan penempaan baja.
• Paket karburasi: Bagian baja dikemas dalam wadah berisi bahan padat karbon (seperti arang dicampur barium karbonat) dan dipanaskan selama beberapa jam. Ini adalah metode berteknologi rendah yang masih digunakan di bengkel kecil atau untuk bentuk tidak beraturan.
• Karburasi cair (mandi garam): Bagian tersebut direndam dalam penangas garam berbahan dasar sianida cair. Ini cepat dan efektif tetapi melibatkan bahan kimia berbahaya, sehingga penggunaannya menurun karena masalah lingkungan dan keselamatan.

Siklus karburasi gas yang khas untuk mencapai a Kedalaman casing 1 mm pada baja karbon rendah seperti AISI 8620 membutuhkan waktu sekitar 8–10 jam pada suhu 930°C. Setelah karburasi, bagian tersebut didinginkan dalam minyak atau air, kemudian ditempa pada suhu 150°C–200°C untuk menghilangkan tegangan pendinginan sambil mempertahankan kekerasan permukaan di atas 60 HRC.

Nitridasi

Nitridasi memasukkan nitrogen ke dalam permukaan baja, bukan karbon. Ini beroperasi pada suhu yang jauh lebih rendah — 480°C hingga 590°C (900°F hingga 1095°F) — yang berarti distorsi minimal dan tidak diperlukan quenching. Hal ini membuat nitridasi sangat cocok untuk komponen presisi dan komponen jadi yang memerlukan keakuratan dimensi.

Kasing yang dihasilkan lebih dangkal dibandingkan karburasi (biasanya 0,1 mm hingga 0,6 mm ), tetapi nilai kekerasan permukaan bisa melebihi Setara 70 HRC (1100 HV) dalam baja paduan yang mengandung unsur pembentuk nitrida seperti kromium, molibdenum, aluminium, dan vanadium. Nilai nitridasi yang umum mencakup baja AISI 4140, 4340, dan nitralloy.

Nitridasi gas menggunakan amonia terdisosiasi dalam tungku. Nitridasi plasma (ion) menggunakan lucutan pijar listrik untuk memasukkan nitrogen dan dapat menangani geometri kompleks dengan lebih seragam. Nitridasi rendaman garam (nitrokarburasi feritik) lebih cepat dan meningkatkan ketahanan aus dan ketahanan korosi.

Pengerasan Induksi

Pengerasan induksi tidak melibatkan difusi kimia. Sebaliknya, ia menggunakan induksi elektromagnetik untuk memanaskan permukaan bagian baja dengan cepat hingga melebihi suhu austenitisasinya, diikuti dengan pendinginan segera. Prosesnya sangat cepat — pemanasan permukaan dapat terjadi 1 hingga 10 detik — dan menghasilkan casing martensit yang keras tanpa mempengaruhi intinya.

Metode ini memerlukan baja karbon sedang (0,35%–0,55% karbon) atau baja paduan yang sudah memiliki cukup karbon untuk membentuk martensit setelah pendinginan. Biasa digunakan untuk poros, roda gigi, poros engkol, dan komponen rel di sektor penempaan baja dan otomotif. Kedalaman kasus biasanya berkisar dari 1 mm hingga 6 mm tergantung pada frekuensi yang digunakan dan waktu pemanasan.

Frekuensi induksi yang lebih tinggi menghasilkan kasus yang lebih dangkal; frekuensi yang lebih rendah menembus lebih dalam. Frekuensi 10 kHz mungkin mencapai kasus 3–5 mm, sedangkan frekuensi 200 kHz hanya dapat mencapai 0,5–1 mm. Kekerasan biasanya mencapai 55–62 HRC pada baja yang dipilih dengan benar.

Pengerasan Api

Pengerasan api menggunakan nyala api oksi-asetilen atau oksi-propana langsung untuk memanaskan permukaan baja dengan cepat, diikuti dengan pendinginan air. Ini adalah salah satu metode pengerasan permukaan selektif tertua dan tidak memerlukan peralatan tungku khusus. Teknik ini bekerja pada baja karbon sedang dan baja paduan dan sering diterapkan pada bagian yang besar atau berat — seperti tempa besar, jalur mesin, dan sproket — yang tidak dapat dengan mudah dimasukkan ke dalam tungku atau kumparan induksi.

Kedalaman casing dengan pengerasan api berkisar dari 1,5 mm hingga 6 mm , dan nilai kekerasan 50–60 HRC dapat dicapai. Namun, prosesnya kurang dapat dikontrol dibandingkan pengerasan induksi, dan untuk mencapai kedalaman casing yang konsisten di seluruh bentuk yang kompleks memerlukan operator yang terampil.

Sianiding dan Karbonitriding

Karbonitriding secara bersamaan memasukkan karbon dan nitrogen ke dalam permukaan baja pada suhu 700°C hingga 900°C . Ini sering dianggap sebagai campuran karburasi dan nitridasi. Kehadiran nitrogen menurunkan tingkat kekerasan quench yang diperlukan, mengurangi distorsi, dan meningkatkan kemampuan pengerasan. Kedalaman wadah umumnya lebih dangkal dibandingkan karburasi penuh — 0,07 mm hingga 0,75 mm — dan banyak digunakan untuk komponen berpenampang tipis, pengencang, dan roda gigi kecil.

Sianiding menggunakan rendaman natrium sianida cair untuk memasukkan karbon dan nitrogen secara bersamaan. Meskipun efektif dan cepat, sifat racun dari garam sianida telah membuat metode ini tidak lagi digunakan di sebagian besar negara karena peraturan lingkungan hidup.

Proses Langkah-demi-Langkah untuk Karburasi Baja di Rumah atau di Toko

Bagi mereka yang bekerja di luar lingkungan industri — di bengkel pandai besi, bengkel mesin kecil, atau bengkel rumah — karburasi kemasan adalah metode yang paling mudah diakses. Berikut adalah panduan praktis dari prosesnya.

1. Pilih baja yang tepat. Gunakan baja rendah karbon seperti 1018, 1020, atau A36. Baja karbon tinggi tidak mendapatkan keuntungan dari karburasi dengan cara yang sama. Billet penempaan baja yang terbuat dari kadar karbon rendah adalah bahan awal yang umum.
2. Bersihkan bagian tersebut secara menyeluruh. Hapus semua minyak, kerak, karat, dan kontaminasi dari permukaan. Kontaminan bertindak sebagai penghalang difusi karbon dan menciptakan kedalaman casing yang tidak merata.
3. Siapkan senyawa karburasi. Campurkan arang kayu keras (dihancurkan hingga berukuran 6–12 mm) dengan pemberi energi karbonat — barium karbonat dengan berat 10–20% merupakan bahan tradisional, meskipun kalsium karbonat (bubuk batu kapur) dapat digunakan sebagai alternatif yang lebih aman. Karbonat bereaksi dengan karbon monoksida dalam wadah untuk menghasilkan CO₂, yang berputar kembali menjadi CO dan menjaga atmosfer kaya karbon.
4. Kemas wadahnya. Tempatkan bagian tersebut di dalam kotak logam atau wadah tertutup (besi tuang atau baja tebal). Kemas senyawa arang di sekeliling bagiannya, pastikan setidaknya 25 mm senyawa di semua sisi. Tutup rapat dengan semen tahan api atau tanah liat api untuk meminimalkan keluarnya gas.
5. Panaskan dalam tungku. Tempatkan wadah yang sudah dikemas ke dalam tungku dan bawa ke sana 900°C–950°C (1650°F–1740°F) . Pertahankan suhu ini selama waktu perendaman yang diperlukan. Sebagai panduan kasar, 1 jam pada suhu 900°C menghasilkan kedalaman casing sekitar 0,25 mm; 8 jam menghasilkan kurang lebih 1 mm.
6. Padamkan bagian tersebut. Keluarkan part dari kotaknya selagi masih panas dan segera padamkan dengan oli (oli motor atau oli quenching). Pendinginan air lebih cepat tetapi meningkatkan risiko keretakan. Pendinginan oli cocok untuk sebagian besar baja karbon rendah dan menghasilkan kekerasan casing 58–63 HRC.
7. Marah setelah pendinginan. Panaskan kembali komponen hingga 150°C–200°C (300°F–390°F) selama 1–2 jam untuk menghilangkan tekanan internal akibat pendinginan. Hal ini mengurangi kerapuhan sekaligus menjaga kekerasan permukaan. Melewatkan langkah ini berisiko terjadinya microcracking.

Salah satu uji lapangan yang umum digunakan untuk mengetahui kekerasan casing adalah uji file: file baru yang tajam harus meluncur keluar dari permukaan tanpa terpotong jika casing sudah mengeras sepenuhnya. Untuk pengukuran yang lebih presisi, pengujian kekerasan Rockwell (skala HRC) atau pengujian kekerasan mikro Vickers pada penampang melintang merupakan pendekatan standar.

Membandingkan Metode Pengerasan Kasus: Tinjauan Praktis

Tabel di bawah ini merangkum perbedaan utama antara metode case hardening yang paling umum untuk membantu memilih proses yang tepat untuk aplikasi tertentu.

Nilai Baja Paling Cocok untuk Pengerasan Kasus

Tidak semua jenis baja merespons pengerasan casing dengan cara yang sama. Pemilihan material dasar secara signifikan mempengaruhi kedalaman casing, ketangguhan inti, dan stabilitas dimensi yang dapat dicapai setelah perawatan. Dalam aplikasi penempaan baja, mencocokkan tingkatan yang tepat dengan proses pengerasan casing merupakan hal mendasar untuk kinerja komponen.

Baja Karbon Rendah untuk Karburasi

• AISI 1018/1020: Pilihan paling umum dan ekonomis. Digunakan untuk poros, pin, dan komponen tempa baja umum yang memerlukan ketahanan aus permukaan namun biaya harus dikontrol. Mudah dikerjakan sebelum perawatan.
• AISI 8620: Baja paduan nikel-kromium-molibdenum yang banyak digunakan dalam produksi roda gigi dan poros. Bahan ini dapat melakukan karburasi dengan andal dan menawarkan ketangguhan inti yang luar biasa setelah perlakuan panas, menjadikannya standar acuan untuk penempaan baja pada komponen drivetrain.
• AISI 9310: Digunakan dalam aplikasi luar angkasa berperforma tinggi dan peralatan tugas berat. Menawarkan kekuatan inti dan pengerasan casing yang luar biasa karena kandungan nikel yang tinggi.
• AISI 4118/4320: Nilai kromium-molibdenum dengan kemampuan pengerasan yang baik. Digunakan pada roda gigi transmisi dan tempa yang memerlukan kedalaman casing lebih dalam dan ketahanan lelah yang lebih baik.

Baja Paduan untuk Nitridasi

• AISI 4140: Baja kromium-molibdenum serbaguna yang merespons dengan baik terhadap gas nitridasi. Sering digunakan untuk pemegang perkakas, spindel, dan poros presisi pada peralatan penempaan baja.
• AISI 4340: Baja paduan nikel-kromium-molibdenum berkekuatan tinggi. Setelah nitridasi, ia mencapai kombinasi yang sangat baik antara kekerasan permukaan dan ketangguhan inti. Umum dalam penempaan ruang angkasa dan komponen struktural.
• Nitralloy 135M: Dikembangkan khusus untuk nitridasi, mengandung aluminium sebagai elemen pembentuk nitrida. Menghasilkan beberapa nilai kekerasan permukaan tertinggi yang dapat dicapai melalui nitridasi, seringkali melebihi 1000 HV.

Baja Karbon Menengah untuk Induksi dan Pengerasan Api

• AISI 1045: Baja karbon sedang yang banyak digunakan untuk pengerasan induksi. Biasa digunakan pada poros, gandar, dan alat tempa pertanian. Mencapai 55–60 HRC di permukaan setelah perawatan induksi.
• AISI 4140/4340: Juga cocok untuk pengerasan induksi saat dipadamkan dari suhu permukaan tinggi. Digunakan pada pin engkol, tempa kerah bor, dan komponen teknik berat.
• AISI 1060/1080: Kandungan karbon yang lebih tinggi membuatnya cocok untuk aplikasi rel dan pegas di mana pengerasan api dilakukan pada permukaan kontak dengan tingkat keausan tinggi.

Bagaimana Pengerasan Kasus Berinteraksi dengan Penempaan Baja Proses

Dalam industri manufaktur, pengerasan kotak hampir selalu merupakan operasi pasca penempaan. Penempaan baja — baik cetakan terbuka, cetakan tertutup (cetakan cetakan), atau penempaan gulungan — menyempurnakan struktur butiran baja dan menyelaraskan aliran butiran dengan geometri bagian. Penghalusan butiran ini meningkatkan sifat mekanik baja sebelum perlakuan panas diterapkan.

Setelah penempaan baja, bagian-bagian biasanya dinormalisasi atau dianil untuk menghilangkan tekanan penempaan, kemudian dikerjakan secara kasar hingga dimensi mendekati akhir. Pengerasan kasus diterapkan pada tahap ini. Urutannya penting: jika suatu bagian diselesaikan dengan mesin sebelum pengerasan kotak, proses pengerasan dapat menyebabkan perubahan dimensi kecil (distorsi) yang membuat bagian tersebut keluar dari toleransi. Kebanyakan produsen membiarkan penggilingan atau pemesinan akhir sebagai langkah terakhir setelah pengerasan.

Dalam karburasi tempa, struktur butiran halus yang dihasilkan selama penempaan baja membantu membatasi variabilitas difusi karbon dan mendukung kedalaman wadah yang lebih seragam di seluruh geometri kompleks. Penempaan dengan struktur butiran rapat juga menunjukkan ketahanan lelah yang lebih baik pada zona transisi inti-kotak, yang merupakan tempat terjadinya retakan lelah akibat pembebanan siklik.

Misalnya, roda gigi transmisi otomotif yang diproduksi melalui penempaan baja mati tertutup pada baja 8620 secara rutin dikarburasi hingga kedalaman wadah 0,8–1,2 mm , dipadamkan, ditempa, dan kemudian dihaluskan. Kombinasi penempaan dan karburasi ini menghasilkan komponen yang mampu menahan tegangan kontak melebihi 1500 MPa lebih dari jutaan siklus pemuatan — kinerja yang tidak dapat dicapai oleh proses mana pun.

Mengontrol Kedalaman Kasus dan Konsistensi Kekerasan

Salah satu masalah paling umum dalam case hardening adalah kedalaman kasus yang tidak konsisten. Hal ini dapat menyebabkan kelelahan permukaan dini, pengelupasan, atau keretakan saat digunakan. Beberapa variabel mengatur konsistensi kedalaman kasus, dan mengendalikannya adalah hal yang membedakan perlakuan panas berkualitas dari praktik buruk.

Keseragaman Suhu di Tungku

Gradien suhu dalam tungku secara langsung diterjemahkan ke dalam variasi kedalaman wadah di seluruh batch. Sekumpulan roda gigi yang diproses dalam tungku dengan a variasi suhu ±15°C akan melihat perbedaan kedalaman casing sebesar 10–15% di seluruh beban. Tungku karburasi gas industri biasanya ditentukan untuk pemeliharaan keseragaman ±5°C di seluruh zona kerja. Kalibrasi termokopel dan kualifikasi tungku (sesuai standar seperti AMS 2750 atau CQI-9) adalah praktik standar di fasilitas pengolahan panas dengan kualitas terkontrol.

Pengendalian Potensi Karbon dalam Karburasi Gas

Dalam karburasi gas, potensi karbon atmosfer tungku harus diatur secara hati-hati. Potensi karbon yang terlalu tinggi menyebabkan terbentuknya jaringan karbida permukaan — karbida besi rapuh seperti pelat pada batas butir sehingga secara signifikan mengurangi umur kelelahan. Potensi karbon yang terlalu rendah mengakibatkan karbon permukaan tidak mencukupi dan hard case tidak memadai. Sebagian besar sistem tungku menggunakan probe oksigen (shim stock probe atau lambda probe) untuk terus memantau dan menyesuaikan potensi karbon, menargetkan 0,8%–1,0% karbon permukaan untuk sebagian besar aplikasi roda gigi dan poros.

Keparahan Quench dan Desain Perlengkapan

Quenching yang tidak seragam adalah penyebab utama distorsi dan kekerasan yang tidak konsisten. Bagian yang memasuki quench dengan orientasi berbeda, atau di mana media quench mengalir tidak merata di sekitar bagian tersebut, akan mendingin dengan kecepatan berbeda dan menghasilkan struktur mikro berbeda di zona berbeda. Perlengkapan yang dirancang dengan benar menahan komponen dengan aman selama quench dan memungkinkan akses media quench yang konsisten ke semua permukaan. Suhu minyak selama pendinginan biasanya dipertahankan pada 40°C–80°C (100°F–175°F) untuk sebagian besar aplikasi penempaan baja — oli dingin padam terlalu keras, oli panas padam terlalu lambat.

Inspeksi Pasca Perawatan

Verifikasi hasil case hardening dilakukan melalui pengujian destruktif dan non destruktif. Pengujian destruktif melibatkan pemotongan penampang dari kupon sampel yang diproses dengan batch produksi, kemudian mengukur kekerasan pada kedalaman tambahan menggunakan penguji kekerasan mikro Vickers untuk menghasilkan profil kekerasan. Kedalaman kotak efektif didefinisikan sebagai kedalaman penurunan kekerasan 550 HV (sekitar 52 HRC) sesuai ISO 2639. Metode non-destruktif mencakup analisis kebisingan Barkhausen magnetik dan pengujian arus eddy, yang dapat mendeteksi anomali kedalaman kasus dan kekerasan permukaan tanpa memotong bagiannya.

Kesalahan Umum dalam Case Hardening dan Cara Menghindarinya

Kebanyakan kegagalan case hardening di lapangan dapat ditelusuri kembali ke sejumlah kecil kesalahan yang dapat dihindari. Mengenali kesalahan ini sejak dini — baik saat bekerja di bengkel produksi atau bengkel kecil — akan mencegah pengerjaan ulang yang mahal dan penolakan suku cadang.

• Bahan dasar yang salah: Upaya karburisasi baja karbon tinggi hanya memberikan sedikit manfaat dan dapat menghasilkan jaringan karbida yang rapuh. Selalu konfirmasikan kandungan karbon pada baja dasar sebelum memilih metode pengerasan casing.
• Melewatkan amarah: Baja yang dipadamkan tanpa temper mengalami tekanan internal yang sangat besar. Komponen dapat retak berjam-jam setelah pendinginan jika tidak segera ditempa. Selalu lakukan temper dalam beberapa jam setelah pendinginan, meskipun hanya direndam selama 1 jam pada suhu 160°C.
• Pemanasan tidak merata sebelum pendinginan: Suatu bagian yang tidak mempunyai suhu austenitisasi yang seragam ketika diquenching akan mempunyai struktur mikro yang tidak seragam. Pastikan waktu perendaman yang cukup pada suhu pemrosesan sebelum pendinginan. Bagian yang tipis mungkin hanya perlu direndam selama 15–20 menit; penempaan yang tebal mungkin memerlukan waktu satu jam atau lebih.
• Kontaminasi permukaan: Minyak, lemak, atau oksidasi pada permukaan komponen sebelum karburasi menciptakan zona mati dimana karbon tidak dapat berdifusi. Bagian-bagiannya harus dihilangkan lemaknya dan disemprot pasir ringan atau dibersihkan sebelum diproses.
• Kasing berukuran kecil untuk aplikasi: Casing tipis (0,2 mm) pada roda gigi dengan beban berat akan pecah karena tekanan kontak, sehingga inti lunaknya terlihat dan menyebabkan keausan atau lubang yang cepat. Cocokkan spesifikasi kedalaman kotak dengan tekanan kontak dan beban yang akan dilihat komponen saat digunakan.
• Karburasi berlebihan: Waktu atau potensi karbon yang berlebihan menghasilkan lapisan putih austenit dan karbida yang tebal dan rapuh di permukaan. Lapisan ini dapat terkelupas, sehingga secara signifikan mengurangi kekuatan lelah dibandingkan memperbaikinya.

Aplikasi Dimana Komponen Penempaan Baja Keras Kasus Adalah Standar

Pengerasan kasus bukanlah pengobatan khusus. Hal ini tertanam dalam proses produksi standar di banyak industri yang mengandalkan penempaan baja untuk komponen struktural dan mekanis.

• Transmisi dan diferensial otomotif: Roda gigi ring, pinion, dan roda gigi matahari pada transmisi otomatis dibuat dari baja 8620 atau 4320 dan dikarburasi hingga kedalaman kotak 0,9–1,4 mm. Kombinasi kekerasan permukaan dan ketangguhan inti menangani tekanan kontak berulang dan beban kejut pada drivetrain kendaraan sepanjang ratusan ribu kilometer.
• Penempaan struktural luar angkasa: Komponen roda pendaratan, poros aktuator, dan jurnal bantalan pada pesawat sering kali terbuat dari baja 4340, nitridasi, atau karburasi untuk memberikan ketahanan aus dengan tetap mempertahankan kekuatan dan ketangguhan tinggi yang disyaratkan oleh spesifikasi dirgantara seperti AMS 6415.
• Peralatan pertambangan dan konstruksi: Pin track, bushing, gigi bucket, dan pin boom ekskavator ditempa dari baja paduan dan dikeraskan untuk menahan keausan abrasif akibat kontak dengan batu dan tanah. Kedalaman casing 2–4 mm merupakan hal yang umum dalam aplikasi ini untuk memberikan ketahanan dalam kondisi yang sangat keras.
• Poros engkol dan poros bubungan: Poros engkol otomotif, sering kali ditempa dari baja 1045 atau baja paduan mikro, dikeraskan secara induksi pada permukaan jurnal untuk mencapai kekerasan permukaan lokal sementara bagian poros lainnya mempertahankan ketangguhan. Kekerasan jurnal sebesar 55–60 HRC memperpanjang umur bantalan secara signifikan dibandingkan dengan permukaan yang tidak diberi perlakuan.
• Perkakas tangan dan perkakas pemotong: Pahat, pelubang, dan cetakan yang terbuat dari baja 1020 dapat dikemas dengan karburasi di rumah untuk menghasilkan ujung tombak yang keras. Ini adalah salah satu penerapan case hardening tertua dan tetap relevan bagi pandai besi dan pembuat perkakas yang bekerja di luar lingkungan industri.