metalurgi serbuk adalah pengembangan dari material karena memiliki berbgai keuntungan
TugasFull description
Metalurgi serbuk dan Sintering
Makalah Powder Metalurgi SerbukDeskripsi lengkap
Deskripsi lengkap
MaterialFull description
MaterialDeskripsi lengkap
MAKALAH METALURGIFull description
Teknik MesinFull description
Fordis SerbukDeskripsi lengkap
Deskripsi lengkap
FarmaseutikFull description
timahFull description
TUGAS METALURGIDeskripsi lengkap
lol
Deskripsi lengkap
MAKALAH METALURGIDeskripsi lengkap
bvcDeskripsi lengkap
Descrição completa
METALURGI SERBUK 1. Pendahuluan
Metalurgi serbuk merupakan salah satu teknik produksi dengan menggunakan serbuk sebagai material awal sebelum proses pembentukan. Prinsip ini adalah memadatkan sebuk loga logam m menj menjad adii bent bentuk uk yang yang ding dingin inka kan n dan dan kemud kemudia ian n mema memana nask skan anny nyaa di bawa bawah h tempe temperat ratur ur leleh leleh..
Sehi Sehing ngga ga part partik ikelel-pa parti rtike kell
loga logam m
mema memadu du karen karenaa
meka mekani nism smee
transportasi massa akibat difusi atom antar permukaan partikel. Metode metalurgi serbuk memberikan kontrol yang teliti terhadap komposisi dan penggunaan campuran yang tidak dapat dapat difabr difabrika ikasi si dengan dengan proses proses lain. lain. Sebaga Sebagaii ukuran ukuran ditent ditentuka ukan n oleh oleh cetakan cetakan dan penyelesaian akhir (finishing touch). Pros Proses es metal metalur urgi gi serb serbuk uk adala adalah h meru merupa paka kan n pros proses es pembu pembuat atan an prod produk uk deng dengan an menggunakan bahan dasar dengan bentuk serbuk yang kemudian di sinter yaitu proses konsol konsolida idasi si serbuk serbuk pada pada temper temperatu aturr tinggi tinggi yang yang di dalamn dalamnya ya termasu termasuk k juga juga proses proses penekanan atau kompaksi.
Proses metalurgi serbuk memiliki banyak keuntungan antara lain : a. fisiensi pemakaian bahan yang sangat tinggi dan hampir mencapai !""# b. $ingkat terjadinya cacat seperti segregasi dan kontaminasi sangat rendah. c. Stabilitas dimensi sangat tinggi. d. %emudahan dalam proses standarisasi dan otomatisasi e. $idak menimbulkan tekstur pada produk. f.
&esar butir mudah dikendalikan
g. Mudah dalam pembuatan pembuatan produk beberapa paduan paduan khusus khusus yang susah didapatkan didapatkan
dengan proses pengecoran (casting). h. Porositas produk mudah dikontrol i.
'ocok untuk digunakan pada material dengan kemurnian tinggi.
j.
'ocok untuk pembuatan material komposit dengan matriks logam
Proses metalurgi serbuk untuk aplikasi magnetik yang dalam hal ini adalah untuk memproduksi material magnetic lunak (soft magnetic materials) untuk aplikasi arus ' pada peralatan elektronik juga untuk magnet permanent. alam beberapa tetapi tidak berarti semua bagian dari aplikasi yang ada diproduksi dengan proses metalurgi serbuk karena metode ini dapat menghasilkan bentuk akhir dengan proses tambahan seperti machining dan grinding minimal pada satu waktu untuk mendapatkan sifat magnet yang diinginkan
2. Sifat-sifat Serbuk Loga
Serbuk dibuat menurut spesifikasi antara lain : a. &entuk
&entuk partikel serbuk tergantung pada cara pembuatannya dapat bulat tidak teratur dendritik pipih atau bersudut tajam. b. %ehalusan
%ehalusan berkaitan erat dengan ukuran butir dan ditentukan dengan mengayak serbuk dengan ayakan standar atau dengan pengukuran mikroskop. *yakan standar berukuran mesh +, - "/m digunakan untuk mengecek ukuran dan menentukan distribusi ukuran pertikel dalam daerah tertentu. c. Sebaran 0kuran Partikel
engan sebaran ukuran partikel ditentukan jumlah partikel dari setiap ukuran standar dalam serbuk tersebut. Pengaruh sebaran terhadap mampu alir berta jenis semu dan porositas produk cukup besar. Sebaran tidak dapat diubah tanpa mempengaruhi ukuran benda tekan. d. Mampu *lir
Mampu alir merupakan karakteristik yang menggambarkan sifat alir serbuk dan kemampuan memenuhi ruang cetak. apat digambarkan sebagai laju alir melalui suatu celah tertentu.
e. Sifat %imia
$erutama menyangkut kemurnian serbuk jumlah oksida yang diperbolehkan dan kadar elemen lainnya. f.
%ompresibilitas %ompresibilitas adalah perbandingan 1olume serbuk semula dengan 1olume benda yang ditekan. 2ilai ini berbeda-beda dan dipengaruhi oleh distribusi ukuran dan bentuk butir. %ekuatan tekan mentah tergantung pada kompresibilitas.
g. &erat 3enis 'urah
&erat jenis curah atau berat jenis serbuk dinyatakan dalam kilogram per meter kubik. 4arga ini harus tetap agar jumlah serbuk yang mengisi cetakan setiap waktunya tetap sama. h. %emampuan Sinter
Sinter adalah proses pengikatan partikel melalui proses pemanasan.
3. Peran!angan Produk Metalurgi Serbuk a. &entuk harus sederhana dan seragam sebisa mungkin. Perubahan bentuk yang tajam
bagian yang tipis 1ariasi kebulatan dan perbandingan panjang diameter yang tinggi harus dihindari. b. Metode pengeluaran harus dirancang dengan baik agar dapat mengeluarkan produk
dari die tanpa merusak produk seperti produk harus mempunyai chamfer menghindari terjadinya sumbing pada ujung produk dan lubang harus paralel terhadap sumbu gerak punch. c. Produk metalurgi serbuk dirancang dengan toleransi dimensi yang selebar mungkin
sesuai dengan tujuan penggunaannya dengan tujuan untuk menurunkan ongkos produksi dan menaikkan umur perkakas dan die. d. $oleransi produk penyinteran umumnya berkisar 5 ""-"! mm. 0ntuk memperbaiki
toleransi digunakan proses tambahan seperti gerinda atau proses permesinan.
4. Material Pun!h " #ie
Material yang dipilih untuk die dan punch pada proses metalurgi serbuk tergantung pada: a. Sifat abrasif serbuk logam yang digunakan. b. 3umlah produk yang akan dibuat. c. Material yang bisa digunakan adalah baja perkakas oil6air hardening atau karbida
tungsten. d. imensi die dan punch faktor yang terpenting dalam mendapatkan proses kompaksi
yang baik dan die yang tahan lama. %elonggaran yang terlalu besar atara punch dengan die akan menyebabkan serbuk dapat masuk ke dalam celah sehingga mengganggu proses dan dapat menyebabkan produk menjadi tidak benar. e. Permukaan die dan punch umumnya dipoles untuk mendapatkan umur yang lebih
lama.
5. $ara Pebuatan Serbuk
*da beberapa cara dalam pembuatan serbuk antara lain: decomposition electrolytic deposition atomi7ation of li8uid metals mechanical processing of solid materials. 1. ecomposition terjadi pada material yang berisikan elemen logam. Material akan
menguraikan6memisahkan elemen-elemennya jika dipanaskan pada temperature yang cukup tinggi. Proses ini melibatkan dua reaktan yaitu senyawa metal dan reducing agent. %edua reaktan mungkin berwujud solid li8uid atau gas. 2. *tomi7ation of 9i8uid Metals material cair dapat dijadikan powder (serbuk) dengan
cara menuangkan material cair dilewatan pada no77el yang dialiri air bertekanan sehingga terbentuk butiran kecil-kecil. 3. lectrolytic eposition pembuatan serbuk dengan cara proses elektrolisis yang
biasanya menghasilkan serbuk yang sangat reaktif dan brittle. 0ntuk itu material hasil electrolytic deposition perlu diberikan perlakuan annealing khusus. &entuk butiran yang dihasilkan oleh electolitic deposits berbentuk dendritik.
4. Mechanical
Processing of Solid
Materials pembuatan serbuk dengan cara
menghancurkan material dengan ball milling. Material yang dibuat dengan mechanical processing harus material yang mudah retak seperti logam murni bismuth antimony paduan logam yang relati1e keras dan britlle dan keramik.
ari sekian proses pembuatan serbuk proses yang banyak dipakai adalah proses atomisasi. Proses pembuatan serbuk bisa di kategorikan melalui tiga macam cara yaitu : secara fisik secara kimiawi dan secara mekanik. Pembuatan serbuk secara fisik dapat diibaratkan sebagai proses atomisasi yaitu proses perusakan arus logam cair yang disemprot dengan bahan pendingin yang dalam hal ini dapat berupa cairan atau gas sehingga logam cair berubah menjadi tetesan padat yang berbentuk butiran. Sedangkan pembuatan serbuk dengan cara kimia melibatkan banyak reaksi dekomposisi kimia terhadap senyawa logam ini juga termasuk reaksi reduksi didalamnya. Pembuatan serbuk secara mekanik secara umum dapat dilakukan pada logam logam yang bersifat getas sehingga mudah dihancurkan dengan diberikan gaya tekan dan dijadikan serbuk.
6. Pebentukan Serbuk
Serbuk untuk produk tertentu harus dipilih dengan teliti agar terjamin sutu proses pembentukan yang ekonomis dan diperoleh sifat-sifat yang diinginkan untuk produk akhirnya. &ila hanya digunakan satu jenis serbuk dengan sebaran ukuran partikel yang tepat biasanya tidak diperlukan pencampuran lagi sebelum proses penekanan. %adang-kadang berbagai ukuran partikel serbuk dicampurkan dengan tujuan untuk merubah beberapa karakteristik tertentu seperti yang telah dijelaskan sebelumnya ; mampu alir dan berat jenis umumnya serbuk yang ada di pasar mempunyai sebaran ukuran partikel yang memadai. Pencampuran akan sangat penting bila menggunakan campuran serbuk atau bila ditambahkan serbuk bukan logam.Pencampuran serbuk harus dilakukan di liungkungan tertentu untuk mencegah terjadinya oksida atau kecacatan. 4ampir semua jenis serbuk memerlukan pelumas pada proses pembentukan untuk mengurangi gesekan pada dinding cetakan serta untuk memudahkan pengeluaran.
Meskipun penambahan pelumas menyebakan peningkatan porositas namun sebenarnya fungsi pelumas dimaksudkan untuk meningjkatkan tingkat produksi tang banyak digunakan pada mesin peres dengahn pengumpan otomatik. Pelumas tersebut antara lain adalah asam stearik lithium stearat dan serbuk grafit.
Pembagian berbagai proses pembentukan serbuk : a. Penekanan ( pressing)
Serbuk ditekan dalam die bajadengan tekanan sebesar <" sampai !="" MPa. ikarenakan partikel yang lunak dapat ditekan dengan mudah serbuk yang bersifat plastik tidak memerlukan tekanan tinggi. Sedangkan untuk serbuk yang lebih keras untuk mencapai berat jenis yang memadai diperlukan tekanan yang lebih besar.
b. Peningkatan %epadatan Secara Sentrifugal
$eknik ini merupakan suatu cara untuk menghasilkan benda dengan berat jenis yang merata khususnya untuk serbuk logam berat. 'etakan diisi dengan serbuk kemudian diputar sehingga mencapai tekanan sekitar +MPa maka akan diperoleh berat jenis yang merata karena gaya sentrifugal yang bekerja pada masing masing partikel sabuk. c. 'etakan Slip
Serbuk yang diubah menjadi campuran kental mula mula dituangkan dalam cetakan yang dibuat dari gips karena cetakan ini poreus cairan terserap dan terbentuklah lapisan bahan yang padat pada permukaan cetakan. Setelah terbentuk lapisan dengan ketebalan
tertentu
cairan kental yang
berlebihan dituangkan keluar untuk
menghasilkan benda yang berongga. d. kstrusi
0mumnya serbuk ditekan membentuk bilet disusul dengan pemanasan atau sinter dalam lingkungan tanpa oksidasi sebelum dimasukkan dalam pres. e. Sinter >ra1itasi
Serbuk dengan ketebalan merata diletakkan di atas tatakan keramik dan disinter selama = jam dalam lingkungan gas ammonia pada suhu tinggi. 9embaran tersebut kemudian digiling agar ketebalan merata dan agar memiliki penyelesaian permukaan yang lebih baik. f.
Pengerolan (rolling ) ari tempat pengumpan serbuk dimasukkan diantara dua rol yang menekan dan membentuknya menjadi lembaran dengan kekuatan yang memadai sehingga dapat dimasukkan dalam dapur sinter. 9embaran tersebut kemudian di rol memalui beberapa pasangan rol lainnya dan mengalami perlakuan panas selanjutnya bila diperlukan.
g. Pencetakan
Pencetakan ada dua jenis yaitu isostatik dan hidrostatik. Pencetakan isostatik adalah suatu cara untuk mendapatkan serbuk logam dengan berat jenis merata pada operasi pemampaan. Metode ini penting karena disini digunakan tekanan yang tinggi yang menghasilkan produk yang padat; media penekan adalah gas. Sedangkan pencetakan hidrostatik media penekannya adalah air.
h. Pemampatan ksplosif
'ara ini dapat menghasilkan tekanan yang tinggi sehingga diperoleh produk yang padat. engan demikian waktu sinter dikurangi dan penciutan kompak juga berkurang. esain die sederhana sehingga didapatkan penghematan yang berarti. i.
Proses Serat 9ogam &erbagai logam dan paduannya dapat dibentuk dengan cara ini. Serat dibuat dari kawat halus atau serabut logam yang kemudian dipotong dengan panjang tertentu.
7. Sintering
Sintering adalah salah satu tahapan metodologi yang sangat penting dalam ilmu bahan terutama untuk bahan keramik. Selama sintering terdapat dua fenomena utama
yaitu : pertama adalah penyusutan (shrinkage) yaitu proses eliminasi porositas dan yang kedua adalah pertumbuhan butiran. ?enomena yang pertama dominan selama pemadatan belum mencapai kejenuhan sedang kedua akan dominan setelah pemadatan mencapai kejenuhan. Parameter sintering diantaranya adalah : temperatur waktu penahanan kecepatan pendinginan kecepatan pemanasan dan atmosfir. Sintering biasanya digunakan pada sampel pada temperatur tinggi. alam terminologi teknik istilah sintering digunakan untuk menyatakan fenomena yang terjadi pada produk bahan padat dibuat dari bubuk baik logam 6 non logam. Sebuah kumpulan partikel dengan ukuran yang tepat (biasanya diameter beberapa mikro atau lebih kecil) dipanaskan sampai suhu antara @ dan A titik leleh ini dalam orde menit selama perlakuan ini partikel-partikel tergabung bersama-sama. ari segi cairan sintering dapat menjadi dua yaitu : sintering fasa padat dan sintering fasa cair. Sintering dengan fasa padat adalah sintering yang dilaksanakan pada suatu temperatur yang telah ditentukan dimana dalam bahan semuanya tetap dalam fasa padat. Proses penghilagan porositas dilakukan melalui transport massa. 3ika dua partikel digabung dan dipanaskan pada suhu tertentu dua partikel ini akan berikatan bersama-sama dan akan membentuk neck. Pertumbuhan disebabkan oleh transport yang meliputi e1aporasi kondensasi difusi. 9ingkungan sangat berpengaruh karena bahan mentah terdiri dari partikel kecil yang mempunyai daerah permukaan yang luas. Bleh karena itu lingkungan harus terdiri dari gas reduksi atau nitrogen untuk mencegah terbantuknya lapisan oksida pada permukaan selama proses sinter. 8. Penekanan %anas
alam proses pemampat serbuk biasa penekan pemampat serbuk digunakan bersama perkakasan dan die. &iasanya ruang die yang tertutup di sebelah (die menegak bahagian dasar ditutup dengan perkakasan penekan) diisi dengan serbuk. Serbuk itu kemudian dimampatkan menjadi bentuk dan dikeluarkan dari ruang die. &erbagai komponen bisa dibentuk menggunakan proses pemampatan serbuk. Penekanan panas dapat menghasilkan benda mentah yang lebih kuat dan keras dimensi yang lebih tepat dan berat jenis yang lebih tinggi. ?aktor faktor yang merupakan hambatan ialah mahalnya cetakan (die) kesulitan pemanasan dan kesulitan dalam mengendalikan lingkungan dan waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan satu siklus. Suhu untuk penekanan panas serbuk tungsten misalnya terlalu tinggi untuk cetakan baja
biasa dan diperlukan cetakan khusus yang dibuat dari grafit. Meskipun demikian penekanan pasnas yaitu penekanan yang sekaligus diiringi dengan proses sinter masih perlu dikembangkan lebih lanjut. Penekanan terhadap serbuk dilakukan agar serbuk dapat menempel satu dengan lainnya sebelum ditingkatkan ikatannya dengan proses sintering. alam proses pembuatan suatu paduan dengan metode metalurgi serbuk terikatnya serbuk sebagai akibat adanya interlocking antar permukaan interaksi adesi-kohesi dan difusi antar permukaan. 0ntuk yang terakhir ini (difusi) dapat terjadi pada saat dilakukan proses sintering. &entuk benda yang dikeluarkan dari pressing disebut bahan kompak mentah telah menyerupai produk akhir akan tetapi kekuatannya masih rendah. %ekuatan akhir bahan diperoleh setelah proses sintering.
9. Sinter Latu &S%ark Sintering'
Sinter 9atu merupakan suatu proses dimana serbuk ditekan dan disinter sekaligus dalam waktu yang sangat singkat yaitu !< sampai ! detik. Suatu 9atu listrik berenergi tinggi yang berasal dari rangkaian kondensator dalam suatu atau dua detik dapat menghilangkan kotoran permukaan partikel tersebut.
10. Pen(elesaian & finishing) a. Peresapan minyak
Peresapan minyak dilakukan dengan mencelupkan bantalan sinter dalam minyak yang dipanaskan untuk waktu tertentu atau melalui perlakuan 1akum yang jauh lebih cepat. *kibatnya gaya kapiler bantalah akan CmenekanD minyak. b. Enfiltrasi
Enfiltrasi adalah proses pengisian pori produk sinter dengan logam cair untuk mengurangi porositas atau untuk meningkatkan sifat fisik. c. Penepatan 0kuran ( sizing atau coining )
Produk yang memerlukan toleransi ketat kadang kadang memerlukan operasi penyelesaian seperti penekanan kembali dalam cetakan yang sama yang digunakan sewaktu pemampatan. Pengerjaan dingin ini akan meningkatkan kekerasan dan kehalusan permukaan dan ketepatan ukuran. &erat jenis benda juga meningkat. d. Perlakuan Panas
Semua benda serbuk jadi dapat mengalami perlakuan panas sebagaimana biasa meskipun hasilnya tidak selalu sama dengan hasil yang diperoleh pada logam padat. e. Pelapisan
&enda dengan berat jenis tinggi dilapis seperti biasa. Perlakuan dilakukan untuk menutup pori (remik). f.
Permesinan Produk serbuk logam dapat ditekan dalam cetakan untuk memperoleh bentuk akhir dengan dimensi yang tepat. *kan tetapi produk yang berulir bertakik beralur dalam atau berlubang tidak dapat dibuat secara metalurgi serbuk dan harus diselesaikan dengan permesinan.
11. Keuntungan dan Keterbatasan Metalurgi Serbuk
%euntungan metalurgi serbuk adalah: 1. Menghasilkan produk yang baik dan lebih ekonomis karena tidak ada material yang
terbuang selama proses. 2. Porositas produk dapat dikendalikan dan diatur. 3. Serbuk yang murni akan menghasilkan produk yang murni. 4. 4asil produk mempunyai toleransi yang tinggi permukaan halus dan keras. 5. apat menghasilkan produk dengan bahan yang berbeda. 6. 0pah buruh rendah karena tidak memerlukan tenaga dengan keahlian khusus.
terkontaminasi. 3. &eberapa jenis serbuk logam yang halus merupakan sumber bahaya ledakan dan
kebakaran. 4. &entuk yang sulit atau rumit tidak dapat dibuat karena selama penekanan
(pemampatan) serbuk logam tidak mampu mengalir mengisi ruangan cetakan. 5. &eberapa jenis produk tidak dapat dibuat secara ekonomis karena keterbatasan
kapasitas mesin pres dan rasio kompresi berbagai jenis serbuk. 6. Pada serbuk logam yang mempunyai titik cair yang rendah mmungkin timbul kesulitan
dalam sinter. 7. engan proses ini sulit mendapatkan kepadatan yang merata.
