Pengerjaan dingin logam
Pengertian secara umum • Logam umumnya mengalami pengerjaan dingin pada suhu ruang, meskipun perlakuan tersebut mengakibatkan kenaikan suhu. Pengerjaan dingin mengakibatkan timbulnya distorsi pada butir. Sehingga meningkatkan kekuatan, memperbaiki kemampuan permesinan, meningkatkan ketelitian dimensi, dan menghaluskan permukaan logam.
• Akibat proses pengerjaan dingin, secara umum : 1) Terjadinya tegangan dalam logam, yang dapat dihilangkan dengan suatu perlakuan panas. 2) Struktur butir mengalami distorsi / perpecahan. 3) Kekerasan dan kekuatan meningkat, hal ini seiring dengan kemunduran dalam keuletan. 4) Suhu rekristalisasi baja meningkat. 5) Penyelesaian permukaan lebih baik. 6) Dapat diperoleh toleransi dimensi yang lebih ketat.
Secara umum, proses pengerjaan dingin adalah : penggilingan, penarikan, dan ekstruksi Operasi pengerjaan dingin secara menyeluruh, yaitu 1) Penarikan a) bahan tebuk (blanks) b) tabung c) cetak-timbul d) kawat e) putar-tekan f) putar-tekan-gunting g) pembentukan-tarik h) pembentukan-tarik-tekan
2) Penekanan a) koin b) pengerolan dingin c) membuat ukuran dengan tepat d) pemukulan atau tempa dingin e) pembentukan intra f) pembuatan ulir dan alur g) pengelingan h) staking
3) Pelengkungan a) pelengkungan sudut b) pengerolan c) pelengkungan pelat d) “curling” e) kampuh 5) Berenergi tinggi a) ledakan b) hidroelektrik c) magnetic 6) Hobb 7) Ekstruksi a) dingin b) impak
4) Pengguntingan a) bahan tebuk b) pons c) pemotongan d) pemangkasan e) perlubangan f) takik g) belah h) tusuk i) serut 8) Penumbukan peluru
Penyelesaian Tabung memerlukan ketelitian dimensi, permukaan mulus, dan sifat fisik yang baik dilakukan dengan penarikan dingin atau dengan mereduksi tabung. yang dibentuk dengan penggilingan panas dibersihkan dengan asam lalu dicuci sampai bebas dari kerak. Sebelum penyelesaian, tabung diberi pelumas untuk mengurang gesekan dan untuk meningkatkan kehalusan permukaan, kemudian dilakukan penarikan dingin yang dilakukan pada bangku tarik
Gambar 13.4 skema suatu pereduksi tabung
Penarikan Kawat Batang kawat, dengan diameter 6 mm, berasal dari billet yang digiling kemudian dibersihkan dalam larutan asam untuk menghilangkan kerak dan karat. Batang kawat diberi lapisan pelindung untuk mencegah terjadinya oksidasi, menetralkan sisa-sisa asam dan sekaligus merupakan pelumas atau lapisan tempat melekatnya lapisan berikutnya. Proses penarikan dapat bersifat bertahap atau kontinyu.
Gambar 13.5 penampang die yang digunakan untuk menarik kawat
Proses penarikan bertahap Suatu gulungan kawat dipasangkan di mesin dan salah satu ujungnya dimasukkan ke lubang penarik. Bila ril penarik berputar, kawat ditarik melalui lubang die sambil digulung. Langkah ini diulang beberapa kali, setiap kali digunakan die yang lebih kecil,sampai diperoleh ukuran kawat yang diinginkan.
Proses penarikan kontinu Kawat yang ditarik melalui beberapa die dan ril penarik disusun secara seri. Sehingga kawat dapat mengalami deformasi maksimal sebelum memerlukan anil. Jumlah die tergantung pada jenis logam atau paduan yang sedang ditarik. Die umumnya terbuat dari karbida tungsten, kadang-kadang digunakan die intan
Gambar 13.6 mesin penarik kawat kontinu
Pembuatan Lembaran Tipis kadang-kadang ± 0.02 cm dibuat dengan cara pengerolan dingin. Bahan baku berupa logam murni atau paduan, memerlukan pengendalian yang sangat ketat. Logam murni atau campuran logam murni dimasukkan secara kontinu ke dalam tanur peleburan, didinginkan lalu dirol langsung secara kontinu menjadi lembaran tipis. Ketebalan diatur oleh tekanan rol dan tegangan tarik dalam bahan. Permukaan mungkin halus dan mengkilap keduanya atau salah satunya kusam. Efek kusam diperoleh dengan mengerol sepasang lembaran sekaligus. Permukaan yang bersentuhan dengan rol akan mengkilap dan
Proses Putar – Tekan Benda ditekankan pada cetakan yang berputar berbentuk simetris dan dibuat dari kayu keras dan untuk menghasilkan jumlah yang banyak digunakan cetakan dari baja licin. Bahan tebuk dapat berupa lingkaran datar atau benda hasil linyuk ( deep drawing ). Pekerjaan putar tekan umumnya pada permukaan luar meskipun dapat diputar tekan dari sisi dalam. Proses ini sering diterapkan untuk membuat alat-alat musik, alat-alat penerangan, reflector, corong, bejana besar untuk proses-proses dan alat-alat dapur.
Gambar 13.7 proses putar tekan
Proses ini memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan proses pres. peralatan lebih murah, produk baru dapat dihasilkan lebih dini dan untuk produk yang sangat besar jauh lebih murah. Kerugiannya : upah tenaga terlatih yang lebih tinggi dan laju produksi lebih rendah.
Proses putar tekan-geser Langkah langkah pada pembuatan bejanah konis: Mula mula pelat di tekan pada mandril oleh pemegang.Rol ditekan pada plat sehingga terdesak Menyerupai mandril dan tebal. Ketebalan nya mencapai 80% alat tekan yang hanya membentuk mandril tanpa mengakibatkan terjadinya aliran plastik atau reduksi ketebalan.
Gambar 13.9 langkah-langkah pembuatan bejana konis dengan proses putar tekan-geser dan bahan tebuk berupa plat
Keuntungan proses ini: - Bahan benda lebih kuat - Menghemat bahan - Murah biayanya - Penyelesain permukaan yang mulus
Proses tekan tarik Dibentuk dengan proses tank.bentuknya simetris atau lengkung. die dipasang pada ram dan bergerak dalam arah vertikal. Lembaran logam dijepit dan bergerak dalam arah horisontal. Lalu ditarikmelalui batas elastis sehingga terjadi penipisan pada logam dan slesainya proses pembentukan terjadi aksi bekas balik.
Gambar 13.10 proses tekan tarik
Keuntungan : Jumlah produk yang sedikit mauwpun yang banyak dan die cetak dapat dibuat dari kayu plastik atau baja. Cocok untuk melengkung kan bagian yang besar dari jenis logam. Kerugian : bahan cukup tinggi karena harus dijepit dan tepinya harus dipotong. banyak digunakan untuk membuat bagian pesawat terbang dari aluminium, panel baja penutup mesin,dll
Penempaan dingin Pengerjaannya dengan gaya tekan / kejut sehingga logam sesuai dengan cetakan. penempaan dingin dibagi menjadi : - penempaan ukuran ( sizing ) - penempaan dingin putar - pembuatan kepala - pembentukan intra
Gambar cara kerja proses tempa dingin
Penempaan ukuran merupakan bentuk penempaan sederhana yang meliputi penekanan benda tempa, benda cor dengan tujuan memperoleh toleransi ukuran yang ketat dan permuakaan yang rata sehingga logam dapat hanya mengalir ke arah vertikal
Penempaan dingin putar Untuk mengurangi ukuran ujung batang dan tabung dengan cetakan putar yang dibuka tutup dengan cepat.karena perubahan bentuk dengan penempaan dingin logam menjadi keras sehingga diperlukan arul bila diinginkan reduksi tinggi
Pembuatan kepala : dilakukan pada logam yang dipanaskan terlebih dahulu. Peralatannya harus tahan tekanan tinggi. Pemasangan die logam harus tepat agar benda tempa bebas dari cacat. Batang logam masuk melalui rol pelurus sampai titik tertentu kemudian dipotong. Lalu dimasukkan kedalam die dengan kecepatan produksi mencapai 600 buah/menit. Dilakukan pada pembuatan paku keling dan baut.
Pembentukan intra : pembentukan mandril ditekan kedalam logam dengan tekanan 4000MPa atau kurang dapat menghasilkan konfigurasi intern. Dapat digunakan benda tempa dari besi dan bukan besi, suku cadang dari serbuk logam dan tabung.
Hob rongga cetakan dibuat dengan menekan sepotong baja yang dikeraskan dalam baja lunak. Hob yang dibuat sesuai dengan bentuk yang diinginkan ,dikeraskan sehingga cukup kuat menahan tekanan tinggi.
Stempel dan cetak timbul Operasi stempel dilakukan dalam cetakan sedemikian sehingga logam tidak dapat mengalir dalam arah lateral. cetak timbul sesungguhnya merupakan proses penarikan atau peregangan dan tidak memerlukan tegangan yang tinggi sperti pada proses stempel. Pons yang digunakan mempunyai lekukan sehingga hanya menyentuh sebagian dari bahan tebuk.
Proses stempel dan proses cetak timbul
Keling dan tagan ( staking ) keduanya merupakan proses penyatuan dua bagian. - proses keling bagian akan disambung di bor, lalu dipasang paku keling kemudian ditekan dengan pons. - tagan operasi serupa hanya disini tidak digunakan paku keling. Bagian satu dengan yang lain ditekan sehingga terpasang dengan erat. Pons tangan dapat digunakan berbentuk tajam.
Gambar cetak timbul rotasi
Gambar keling dan tagan dengan dua proses yang berbeda
Pembentukan rol Pembentukan rol dingin terdiri dari pasangan yang secara agresif memberi bentuk pada lembaran logam dengan kecepatan 1890m/menit. disini dibentuk pipa dengan limas pasang rol stelah selesai dilakukan pengelasan tahanan secara kontinu. Disamping pasangan rol horisontal terdapat rol pemandu yang dipasang dalam vertikal dan rol pelurus.
Pelengkungan plat Mesin ini untuk memberikan bentuk silindris terdiri dari tiga rol yang berdiameter sama dua buah diantaranya tetap dan satu lagi dapat diatur letaknya. Diameter akhir diatur dengan mengatur letak rol ke tiga. Mesin ini terdapat dalam berbagai ukuran dari yang tipis hingga yang setebal 30mm.
Gambar pelengkungan plat
Kampuh Pada pembuatan drum, ember, kaleng, dan produk dari lambaran logam diperlukan berbagai kampuh yaitu : - kampuh sambungan - kampuh gabungan - kampuh alas - kampuh ganda
Gambar Kampuh
Proses pembentukan berenergi tinggi Mencakup beberapa proses berkecepatan tinggi dan bertekanan sangat tinggi.b meliputi proses pemberian energi pada benda kerja dengan ukuran peralatan pipa kecil. Baik untuk produk yang besar maupun bahan yang sulit dibentuk secara konfensional
Keuntungan : - harga cetakan atau die rendah - Toleransi sangat memadai - Ongkos produksi dapat di tekan penerapan baru dari HERF mencakup : - pemampatan serbuk logam - penempaan - pengelasan dingin - ekstrusi - pemotongan
Pembentukan dengan ledakan Cara penerapan energi dengan kecepata tinggi telah dikembangkan. Pembentukan ledakan dapat melepaskan energi dengan laju tinggi dan tekanan gas dapat di atur dengan cermat. Peledakan di udara menimbulkan gelombang kejutan yang merambat dalam media antar bahan peledak dan benda kerja.
Pipa yang dibentuk menjadi “bellow” dengan menggunakan peluru kaliber 12.
Pembentukan elektrohidrolik Proses dimana energi listrik langsung di ubah menjadi energi kerja serangkaian kondensator mula mula diberi muatan tegangan tinggi lalu busur api dua elektroda yang berada didalam larutan bukan penghantar. Proses ini aman, harga peralatan dan cetakan relatif murah
Pembentukan magnetik Contoh lain dari konfersi energi listrik. Cara ini diterapkan pada operasi penepaan pemasangan fiting pada ujung kabel. Perkembangan meliputi : embos pemotong, pembekuan dan penarikan.
Skema suatu rangkaian elektro magnetik
Gambar Berbagai cara pembentukan magnetik
Proses-proses lain Di bagi menjadi 2 yaitu : - Ekstrusi impak - Pembekuan peluru ( shoot peening )
Ekstrusi Impak Salah satu contoh pada pembuatan tube pengemas tapal gigi dan sejenisnya. Tabung yang sangat tipis ini di hasilkan dengan menekan bahan tebuk berbentuk tablet.
Gambar Ekstrusi impak dingin untuk logam
Penumbukan peluru ( shoot peening ) Metode ini untuk meningkatkan daya tahan fatik logam dengan memberikan tegangan tekan pada permukaan logam. Proses ini dilakukan dengan hembusan udara atau secara mekanik. Pada unit ini peluru kecil di lontarkan oleh gaya sentrifugal k benda dengan kecepatan yang tinggi.
