PENEMPAAN/FORGING PENGERJAAN PANAS pendahuluan
Penempaan(forging) sendiri adalah proses pembentukan logam secara plastis dengan mempergunakan gaya tekan untuk mengubah bentuk atau ukuran dari logam yang dikerjakan. Proses Pro ses temp tempaa bis bisaa dil dilaku akukan kan den dengan gan 2 cara ya yaitu itu pen penger gerjaan jaan pan panas(h as(hot ot wor workin king) g) dan pengerjaan dingin(cold working). Penempaan(forging) bisa dilakukan dengan manual atau dengan mesin hidrolis karena bisa membuat tekanan yang tinggi dan membutuhkan tenaga yang besar pula. Tetapi jika menggunakan tenaga pneumatik, tenaga yang dihasilkan lebih kecil. Dua jenis pengerjaan mekanik dimana logam mengalami deformasi plastik dan perubahan bentuk adalah pengerjaan panas dan pengerjaan dingin. Pada pengerjaan panas, gaya deformasi yang diperlukan adalah lebih rendah dan perubahan sifat mekanik tidak seberapa. Pada pengerjaan dingin, diperlukan gaya yang lebih besar, akan tetapi kekuatan logam tersebut akan meningkat dengan cukup berarti .
uhu uh u rek rekrist ristalis alisasi asi log logam am men menent entuka ukan n bat batas as ant antara ara pen penger gerjaan jaan pan panas as dan din dingin gin .Pengerjaan panas logam dilakukan di atas suhu rekristalisasi atau di atas daerah pengerasan kerja ke rja.. Pe Peng ngerj erjaan aan di ding ngin in di dila laku kuka kan n di ba bawah wah su suhu hu re rekr kris istal talisa isasi si da dan n ka kada dang ng!k !kad adan ang g berlangsung pada suhu ruang. uhu uhu rekristalisasi baja berkisar antara "## $% dan &## $%. elama operasi pengerjaan panas, logam berada dalam keadaan plastik dan muda dibentuk oleh tekanan . pengerjaan panas mempunyai me mpunyai keuntungan!keuntungan sebagai berikut' . Porositas Porositas dalam logam dapat dikurangi. dikurangi. atangan atangan *ingot+ setelah setelah dicor umumnya umumnya
mengandung menga ndung
banyak lubang!lubang tersebut tertekan dan dapat hilang oleh karena pengaruh tekanan kerja yang tinggi 2. etidakmurnianan dalam bentuk inklusi terpecah!pecah dan tersebar dalam logam. -. utir yang kasar dan butir berbentuk kolum diperhalus. al ini berlangsung di daerah rekristalisasi. /. ifa ifat!s t!sifa ifatt fis fisik ik men mening ingkat kat,, dis diseba ebabk bkan an ole oleh h kar karena ena pen pengha ghalus lusan an but butir ir.. eu euleta letan n dal dalam am log logam am meningkat. ". 0umlah energi yang dibutuhkan untuk mengubah bentuk baja dalam keadaan panas jauh lebih rendah dibandingkan dengan energi yang dibutuhkan untuk pengerjaan dingin. Proses utama pengerjaan panas logam adalah ' 1. Pengerolan *rolling+ . Penempaan *forging+ . Penempaan palu 2. Penempaan timpa -. penempaan umset /. penempaan tekan penempaan pres ". penempaan rol . Penempaan dingin %. 3kstrusi D. Pembuatan pipa dan tabung
3. Penarikan 4. Pemutaran panas 5. %ara khusus PENEMPAAN Penempaan palu
Pada proses penempaan logam yang dipanaskan ditimpa dengan mesin tempa uap diantara perkakas tangan atau die datar. Penempaan tangan yang dilakukan oleh pandai besi merupakan cara penempaan tertua yang dikenal. Pada proses ii tidak dapat diperoleh ketelitian yang tinggi dan tidak ti dak dapat pula dikerjakan pada benda kerja yang rumit. erat benda tempa berkisar antara beberapa kilogram sampai 6# 7g .
5ambar -. Diagram yang menggambarkan jumlah pas dan urutan mereduksi penampang bilet ## 8 ## mm menjadi batang bulat. Penempaan Timpa
Perbedaan penempaan palu dan penempaan timpa terletak pada jenis die yang digunakan. Penempaan Penemp aan timpa mengg menggunaka unakan n die tertutup, dan benda kerja terbentuk akibat impak atau tekanan, memaksa logam panas yang plastis, dan mengisi bentuk die. Prinsip kerjanya dapat dilihat pada gambarr ". Pada opera gamba operasi si ini ada aliran logam dalam die yang disebabkan disebabkan oleh timpaan yang bertu bertubi! bi! tubi. 9ntuk mengatur aliran logam selama timpaan, operasi ini dibagi atas beberapa langkah. etiap langkah merubah bentuk kerja secara bertahap, dengan demikian aliran logam dapat diatur sampai terbentuk benda kerja.
5ambar /. 7esin tempa uap dengan rangka terbuka. uhu tempa untuk baja ##: ! 2"#:%, tembaga dan paduannya' &"#!62":%, magnesium' -&#!/"#:% benda tempa dengan die tertutup mempunyai berat mulai dari beberapa gram sampai # 7g.
5ambar ". Penempaan timpa dengan die tertutup. Dikenal dua jenis mesin penempaan timpa yaitu' palu uap dan palu gra;itasi. Pada palu uap pembenturan tekanan impak terjadi akibat gaya ga ya palu dan die ketika mengenai die bawah tetap. Pada gambar . terlihat palu piston. 9ntuk mengangkat palu digunakan udara atau uap. Dapat diatur tinggi jatuhnya dengan program, oleh karena itu dapat dihasilkan benda kerja yang lebih uniform. Palu
piston dibuat dengan kapasitas mulai dari berat palu 22" g sampai /"## kg. Palu piston banyak digunakan di industri perkakas tangan, gunting, sendok, garpu, suku cadang, dan bagian pesawat terbang. Palu tempa impak seperti gambar & terdiri dari dua silinder yang berhadapan dalam bidang horisontal, yang menekan impeler dan die. ahan diletakkan pada bidang impak dimana kedua bagian die bertemu. Deformasi dalam bahan menyerap energi. Pada proses ini bahan mengalami deformasi yang sama pada kedua sisinya< waktu kontak antara bahan dan die lebih singkat, energi yang dibutuhkan lebih sedikit dibandingkan dengan proses tempa lainnya dan benda dipegang secara mekanik. etelah selesai, semua benda tempa rata!rata tertutup oleh kerak harus dibersihkan. al ini dapat dilakukan dengan mencelupkannya dalam asam, penumbuhan peluru atau tumbling, tergantung pada ukuran dan komposisi benda tempa ila selama penempaan terjadi distrosi, operasi pelurusan atau menempatkan ukuran dapat dilakukan . euntungan dari operasi penempaan ialah struktur kristal yang halus dari logam, tertutup lubang!lubang, waktu pemesinan yang meningkatnya sifat!sifat fisis. aja karbon, baja paduan besi tempa, tembaga paduan aluminium dan paduan magnesium dapat ditempa. erugian ialah timbulnya inklusi kerak dan mahalnya die sehingga tidak ekonomis untuk membentuk benda dalam jumlah yang kecil.
5ambar . Palu piston.
5ambar &. 7esin tempa impak. Penempan dengan die tertutup mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan penempaan dengan die terbuka, antara lain penggunaan bahan yang lebih ketat, kapasitas produksi yang lebih tinggi dan tidak diperlukannya keahlian khusus. Penempaan Tekan
Pada penempaan tekan, deformasi plastik logam melalui penekanan berlangsung dengan lambat, yang berbeda dengan impak palu yang berlangsung dengan cepat. 7esin tekan ;ertikal dapat digerakkan secara mekanik atau hidrolik. Pres mekanik yang agak lebih cepat dapat menghasilkan antara / dan 6# 7= (7ega =ewton). Tekanan yang diperlukan untuk membentuk baja suhu tempa ber;ariasi antara 2#!6# 7Pa (7ega Pascal). Tekanan dihitung terhadap penampang benda tempa pada garis pemisah die. 9ntuk mesin tekan kecil digunakan die tertutup dan hanya diperlukan satu langkah pe mbentur untuk penempaan. Tekanan maksimum terjadi pada akhir langkah yang memaksa membentuk logam. Pada penempaan tekan pada sebagian besar energi dapat diserap oleh benda kerja sedang pada tempa palu sebagian energi diteruskan ke mesin dan pondasi. >eduksi dan benda kerja jauh lebih cepat, oleh karena itu biaya operasi lebih rendah. anyak bagian dengan bentuk yang tak teratur dan rumit dapat ditempa secara lebih ekonomis dengan proses temap timpa. Penempaan Upset
Pada penempaan upset batang berpenampaan rata dijepit dalam die dan ujung yang dipanaskan ditekan sehingga mengalami perubahan bentuk seperti terlihat pada gambar ?. Panjang benda upset 2 atau - kali diameter batang, bila tidak benda kerja akan bengkok. Pelubangan progresif sering dilakukan pada penempaan upset seperti untuk membuat selongsong peluru artileri atau silinder mesin radial.
5ambar ?. Penempaan upset. 9rutan operasi untuk menghasilkan benda berbentuk silinder bisa dilihat pada gambar 6. Potongan bahan bulat dengan panjang tertentu dipanaskan sampai suhu tempa, kemudian bahan ditekan secara progresif untuk melobanginya sehingga diperoleh bentuk t abung.
5ambar 6. 9rutan operasi penempaan silinder menggunakan mesin tempa upset. Penempaan Rol
atang bulat yang pendek dikecilkan penempangannya atau dibentuk tirus dengan mesin tempat rol. entuk mesin rol terlihat pada gambar # dimana rol tidak bulat sepenuhnya, akan tetapi dipotong 2"!&":@ untuk memungkinkan bahan tebuk masuk diantara rol. agian yang bulat diberi alur sesuai dengan bentuk yang dihendakinya. ila rol dalam berada dalam posisi terbuka, operator menempatkan batang yang dipanaskan di antara rol. etika rol berputar, batang dijepit oleh alur rol dan didorong ke arah operator. ila rol terbuka, batang didorong kembali dan digiling lagi, atau dipindahkan keluar berikutnya untuk lengkap pembentukan selanjutnya.
9ntuk mengerol roda, ban logam dan benda!benda serupa lainnya diperlukan mesin rol yang agak berbeda. Pada gambar terlihat proses untuk mengerol roda. ila roda berputar diamer berangsur!angsur bertambah sedang pelat dan rim makin tipis. >oda dirol sampai mencapai diameter sesuai dengan ukuran kemudian dipindahkan ke mesin pres lainnya untuk proses pembentukan akhir.
5ambar #. Prinsip penempaan rol
5ambar . Pembutan roda dengan proses penempaan rol panas
euntungan dari proses pengerjaan panas,meliputi' .3nergi yang dibutuhkan kecil
2.4low ability tinggi -.Difusi cepat /.low hole dan porosity dapat dieliminir ".utir!butir lebih halus .Ductikity dan touhness meningkat erugian dari proses pengerjaan panas,meliputi' .Terjadi oksidasi 2.DecarburiAation permukaan -.Toleransi besar /.truktur dan sifat logam tidak uniform ".Perlu peralatan tahan panas (mahal) .ontaminasi tidak dapat dikurangi Dilihat dari jenis cetakannya forging dibagi menjadi dua yaitu
a.
Penempaan cetakan terbuka adalah proses penempaan yang dilakukan diantara 2 cetakan datar atau cetakan yang bentuknya sangat sederhana. Penempaan cetakan terbuka digunakan pada pembentukan awal benda kerja untuk penempaan cetakan tertutup.
b. .Penempaam cetakan tertutup adalah proses penempaan yang benda kerja dibentuk diantara 2 pasangan cetakan yang akan menghasilkan bentuk akhir yang diinginkan. enda kerja dibentuk dibawah tekanan tinggi dalam suatu rongga tertutup, dan dengan demikian dapat dihasilkan produk yang mempunyai dimensi yang ketat. Pada tempa cetakan tertutup, mula! mula billet!billet tempa diatur pinggirannya agar dapat diletakkan ditempat yang tepat untuk proses penempaan berikutnya.
PENUTUP
4orging atau Penempaan merupakan penekanan pada logam dengan mempunyai daya tekan yang tinggi sehingga dapat dikatakan penempaan merupakan proses penumbukan pada benda kerja sehingga membentuk suatu benda,karena penempaan merupakan proses merapatan bulir atau serat pada bahan baku maka proses penempaan mempunyai kekuatan unutk ratio berat sehingga sangat baik untuk digunakan sebagai komponen!komponen mesin. Pada proses pengecoran juga dapat dikatakan sebagai penempaan karena pembentukan logam cair tersebut dibentuk dalam cetakan dan cetakan tersebut mendapatkan tekanan atau tempaan dari luar. 7eskipun penempaan terdapat berbagai masalah dalam prosesnya akan tetapi dapat diatasi dengan berbagi cara, yakni manaikkan temperature tempa,dan menaikan tekanan te mpa. Produk penempaan memiliki kekuatan dan ketangguhan yang lebih baik dibanding produk lain.sehingga sangat baik untuk komponen yang mepunyai tegangan t inggi. Dalam penempaan menggunakan mesin kualitas penempaan, biaya
produksi, dan
produkti;itasnya tergantung pada keahlian dari operator mesin tersebut. 9ntuk membentuk logam ada 2 cara yang bisa digunakan yaitu' dengan proses pengerjaan panas dan dingin. Bang dalam penggunaannya disesuaikan dengan jenis bahanClogam. Dan prosesnya dapat dikelompokkan menjadi yaitu' dengan cara hammer forging, drop forging, press forging, upset forging, swaging forging, roll forging. Dalam prosesnya dingin dan panas mempunyai keuntungan dan kerungian masing!masing. DAFTAR PUSTAA
. u, .., et al, 0ournal of Processing and 4abrication of 1d;anced 7aterials E' sFueeAe casting of 1l!i!%u!4e!7n!7g 1lloy, ol. , 66?. 2. Bue, T.7., %hadwick, 5.1., 0ournal of 7aterial Processing Technology' sFueeAe casting of light alloys and their composites, ol. "? =o. 2 G - , 66. -. =.1. 3l 7ahllawy, et al., 0ournal of 7aterial Processing Technology' on the microstructure and mechanical properties of sFueeAe!cast 1l!&wt@ i alloy, ol /#, 66/. /. alpakjian, erope, 7anufacturing 3ngi! neering and Technology, - rd edition, =ew Bork ' 1ddison Hesley, 66". ". IIIIIII, 7etal andbook =inth 3dition, ol. ", 17, p. -2- G -2, 66-. . 7ondolfo, J. 4. 1luminium 1lloys tructure and Properties, utterworths K %o. Jtd., Jondon, 6&6. &. Duskiardi, Pengaruh Parameter Proses Terhadap ifat 7ekanik dan truktur 7ikro Produk FueeAe %astingL, Tesis' 9ni;ersitas Endonesia, 0akarta, 2##.
Proses Pembentukan secara dingin (Cold Working) admin March 1, 2015 artikel
Proses pembentukan secara dingin adalah proses pembentukan secara plastis terhadap logam atau paduan yang dilakukan dibawah
temperatur rekritalisasi. Proses pembentukan dingin ini disamping untuk memperbaiki kwalitas hasil dan ketelitian dari ukuran, proses ini khusus digunakan untuk beberapa operasi yang tidak dapat dikerjakan secara panas, terutama pengerjaan “drawing , karena ductilitynya biasanya akan berkurang pada suhu yang tinggi sehingga tegangan tariknya berkurang, maka dari itu bahan dengan mudah akan lebih cepat putus . !adi malliabilitinya meningkat dengan naiknya suhu, akan tetapi ductilitynya umumnya berkurang. "dapun pembentukan baja dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu misalnya dengan pengerollan #$olling%, tempa #&orging%, penekanan #'(truding%, penarikan #)rawing%, dan pembengkokan #*ending%.
Proses *ending •
Pengerollan
#$olling%.
)alam prinsipnya pengerolan itu adalah gabungan dari dua buah roll yang diataranya untuk merubah bentuk dari baja sesuai dengan yang diinginkan. •
+empa
#&orging%.
+empa dapat dilakukan dengan menumbuk atau menekan benda kerja ke lubang cetakan yang akan diberi bentuk sesuai dengan bentuk cetakannya. •
Penekanan
#'(truding%.
Penekana bisa dilaksanakan secara pengerjaan panas atau pengerjaan dingin . ogam-logam yang dapat dikerjakan melalui proses ini yaitu timah, tembaga, aluminium, magnesium, dan logam-logam paduannya.
Penarikan
•
#)rawing%.
Penarikan adalah proses pengerjaan dingin yang khas, karena dibutuhkan ductility dari bahan yang akan ditarik. *atangan kawat dihasilkan dengan tarikan melalui cetakan. Pembengkokan
•
#*ending%.
Pembengkokan merupakan proses pembentukan secara pengerjaan dingin yang menyebabkan perubahan plastis dari logam disekitar garis sumbunya. •
alah satunya yaitu produk tempa (forging),4$>5E=5 adalah proses pembentukan logam secara plastis dengan memberikan gaya tekan pada logam untuk mengubah bentuk dan atau ukuran dari logam yang dikerjakan.Proses forging dapat dikerjakan dengan dua cara yaitu'
•
. proses pengerjaan panas ($T H$>E=5 P>$3)
•
2. proses pengerjaan dingin (%$JD H$>E=5 P>$3)
•
proses pengerjaan panas dilakukan untuk bahan yang keras,dan proses pengerjaan dingin dilakukan untuk bahan yang lunak,pada proses pengerjaan ini tidak terjadi kenaikan tegangan lulur,kekerasan dan penurunan keuletan bahan.
•
4orging dapat dikerjakan dengan cara manual atau dengan cara auto ( dengan mesin hidrolis yang menghasilkan tekanan tinggi ).jika menggunakan tenaga pneumatik tenaga yang dihasilkan relati;e kecil,maka hasil yang akan dicapai pun tidak akan sempurna oleh karena itu proses forging membutuhkan tenaga yang besar.
•
Pencapaian produksi yang dituntut semaksimal mungkin serta mengurangi loss time seminimal mungkin merupakan tuntutan dari pengusaha sehingga untuk mensupport proses forging maka dibutuhkan proses!proses sebelumnya seperti cutting ,karena untuk produk masspro tersedianya material yang banyak merupakan salah satu syarat supaya proses forging berlangsung secara continue,untuk itulah proses cutting sangat diperlukan sehingga dimensi material yang dipakai harus sesuai dengan dimensi produk yang dibuat,inilah salah satu tantangan bagi para engineer dewasa ini yaitu pemanfaatan material yang seefisien mungkin guna untuk mereduce cost produksi .
• • • • •
!A! " PEM!A#ASAN •
•
•
Pengertian 4orging
•
4orging atau penempaan merupakan penekanan pada logam dengan daya tekan yang tinggi sehingga dapat dikatakan penempaan merupakan proses penumbukan pada benda kerja sehingga membentuk produk,karena penempaan merupakan proses merapatkan butir atau serat pada bahan baku (material),maka proses penempaan mempunyai kekuatan untuk ratio berat sehingga sangat baik untuk digunakan sebagai komponen!komponen mesin (pesawat angkat).dapat diartikan juga forging adalah suatu proses deformasi yang dilakukan dengan menekan benda kerja diantara dua cetakan (die),baik menggunakan beban tiba!tiba (impact) atau ditekan secara gradual hingga diperoleh bentuk akhir benda kerja yang diinginkan.
•
ecara umum metode forging dapat dapat dikategorikan menjadi dua macam yaitu'
•
1.forging hammer adalah metode atau cara pembentukan produk dengan cara menumbuk secara berulang,proses yang digunakan secara open die,sehingga produk yang dihasilkan mempunyai toleransi yang kurang baik
•
.forging press adalah metode forging dengan menggunakan mesin press yang mempunyai daya tekan tinggi,secara umum proses forging dengan mesin press dapat digunakan secara open die maupun close die.
• • • •
Open die
Kekurangan Laju produksi rendah Mempunyai toleransi kurang baik
kelebihan Tersedia berbagai ukuran yang Cetakan yang relative murah Proses
pengerjaan
yang
simple Close die
Cetakan
mahal
Toleransi
dan kepresisian yang relative baik Dihasilkan sifat yang baik Produktivitas yang baik
• •
erdasarkan proses pengerjaan dibedakan menjadi dua macam yaitu proses pengerjaan panas (hot working)dan proses pengerjaan dingin (cold working)
•
ot working adalah proses pembentukan dengan cara memanaskan benda kerja sampai diatas suhu rekristalisasi,kemudian diberikan gaya luar sehingga terjadi perubahan bentuk yang diinginkan.
•
>ekristalisasi adalah suatu proses dimana butir logam yang terdeformasi digantikan oleh butiran baru yang tidak terdeformasi yang intinya tumbuh sampai butiran asli
termasuk didalamnya .atau perubahan struktur ristal akibat pemanasan pada suhu krisis sehingga terbentuknya struktur butiran baru melalui tumbuhnya inti dengan pemanasan . •
euntungan pengerjaan panas.
•
•
Porositas dalam logam dapat dikurangi
•
•
etidakmurnian dalam bentuk inklusi terpecah!pecah dan tersebar dalam logam
•
•
truktur butir lebih halus
•
•
ifat!sifat fisis yang meningkat
•
•
0umlah energi yang dibutuhkan untuk mengubah bentuk relati;e kecil.
•
erugian pengerjaan panas.
•
•
Terjadi oksidasi dan pembentukan kerak pada permukaan benda kerja sehingga
penyelesaian permukaan kurang bagus. •
•
Dimensi benda kerja yang dihasilkan kurang akurat
•
•
Peralatan pengerjaan panas dan biaya pemeliharaan yang mahal.
•
Proses pengerjaan dingin atau cold ( working ) adalah merupakan pembentukan logam secara plastis dibawah suhu rekristalisasi pada umumnya dilakukan disuhu kamar tanpa pemanasan benda kerja .suhu rekristalisasi yang dimaksud adalah suhu dimana logam akan mengalami perubahan struktur mikro.
•
euntungan pengerjaan dingin
•
•
Tidak dibutuhkan pemanasan
•
•
9kuran atau dimensi yang didapat baik
•
•
asil permukaan lebih halus karena tidak ada proses oksidasi terhadap material
•
•
ekerasan dan kekuatan logam yang dihasilkan meningkat.
•
•
iaya perawatan dan pemeliharaan lebih murah
•
erugian pengerjaan dingin
•
•
Dibutuhkan gaya yang besar untuk membuat suatu produk yang berukuran kecil.
•
•
anya bahan yang lunak yang bisa diproses
•
•
Porositas dalam logam tetap
•
•
euletan menurun
• • •
Perbedaan pengerjaan dingin dan pengerjaan panas
Pengerjaan panas Pengerjaan dingin Dilakukan diatas suhu rekristalisasi baja sekitar Dilakukan diba&ah suhu rekristalisasi !"""#$"""C% Diperlukan gaya yang lebih rendah Diperlukan gaya yang lebih besar membuat produk yang bersi'e ke(il
untuk
Perubahan sifat mekanik ke(il) *euletan meningkat *etahanan terhadap impa(t meningkat
Perubahan sifat mekanik besar) *euletan menurun *ekuatan dan kekerasan meningkat
• •
Pada proses pengecoran juga dapat
dikatakan
sebagai
penempaan
karena
pembentukan logam cair tersebut dibentuk dalam cetakan dan cetakan tersebut mendapat tekanan atau tempaan dari luar.meskipun penempaan terdapat masalah dalam prosesnya akan tetapi dapat diatasi dengan berbagai cara yakni menaikan temperature tempa dan menaikan tekanan tempa. •
Produk penempaan memiliki kekuatan dan ketangguhan yang lebih baik dibanding produk lain.sehingga sangat baik untuk komponen yang mempunyai tegangan tinggi
*"* / P')"" /. 3"+" P'4"+"$ ". P$6'6 P'M*'+3" )/4/ ogam pada umumnya mengalami pengerjaan dingin pada suhu ruang, meskipun perlakuan tersebut mengakibatkan kenaikan suhu. Pengerjaan dingin mengakibatkan timbulnya distorsi pada butir. Pengerjaan dingin dapat meningkatkan kekuatan, memperbaiki kemampuan permesinan, meningkatkan ketelitian dimensi, dan menghaluskan permukaan logam. 6ecara umum, proses pengerjaan dingin berakibat 1. +erjadinya tegangan dalam logam, tegangan tersebut dapat dihilangkan denagn suatu perlakuan panas. 2. 6truktur butir mengalami distorsi atau perpecahan. 7. 3ekerasan dan kekuatan meningkat, hal ini seiring dengan kemunduran dalam keuletan. 8. 6uhu rekristalisasi baja meningkat. 5. Penyelesaian permukaan lebih baik. 9. )apat diperoleh toleransi dimensi yang lebih ketat. *. P$6'6 P'4'$!"" )/4/ 6ecara umum, yang dimaksudkan dengan proses pengerjaan dingin adalah penggilingan, penarikan, dan ekstruksi. perasi pengerjaan dingin secara menyeluruh, yaitu 1. Penarikan a. bahan tebuk #blanks% b. tabung c. cetak-timbul d. kawat e. putar-tekan :. 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 :. pembuatan ulir dan alur g. pengelingan h. staking 7. Pelengkungan a. pelengkungan sudut b. pengerolan c. pelengkungan pelat d. “curling e. kampuh 8. Pengguntingan a. bahan tebuk b. pons c. pemotongan d. pemangkasan e. perlubangan :. takik g belah h. tusuk i. serut 5. *erenergi tinggi a. ledakan b. hidroelektrik c. magnetic 9. obb ;. 'kstruksi a. dingin b. impak <. Penumbukan peluru
*"* // /6/ /. P'M*""6" ". P'4'$+/" P$6'6 P'M*'+3" )/4/ Proses pembentukan logam secara plastis dengan temperatur pengerjaan di bawah temperatur rekristalisasi. ogam pada umumnya mengalami pengerjaan dingin pada suhu ruang, meskipun perlakuan tersebut mengakibatkan kenaikan suhu. Pengerjaan dingin mengakibatkan timbulnya distorsi pada butir. Pengerjaan dingin dapat meningkatkan kekuatan, memperbaiki kemampuan permesinan, meningkatkan ketelitian dimensi, dan menghaluskan permukaan logam. Pada proses pembetukan logam dengan menggunakan pembentuka dingin tedapat keuntungan dan kerugian antara lain. 3euntungan menggunakan proses pembentukan dingin pada pembuatan logam -tidak memerlukan pemanas -hasil permukaan akhir lebih baik
-kontrol dimensi baik -kontaminasi dapat dikurangi -si:at strenght, :ati=ue dan wear meningkat 3erugian menggunakan proses pembetukan dingin pada pembuatan logam -gaya tekan yang dibutuhkan lebih besar -peralatan mesin berat -si:at ductility menurun -permukaan logam harus bersih -tegangan sisa yang tidak diinginkan terjadi *. M">"M-M">"M P$6'6 P'M*'+3" )/4/ 3lasi:ikasi proses pengerjaan dingin dapat dibagi menjadi 1. 6=uee?ing # pengecoran% 2. 6hearing #pemotongan% 7. )rawing #penarikan% 8. *ending #pembengkokan% 5. .'.$ #membentuk dengan energi tinggi% 1. 6@''A/4 #pengecoran% 6ebagian besar dari proses ini identik dengan pengerjaan panas. "lasan utama dalam pembentukan dingin adalah keakuratan dimensi dan peningkatan permukaan akhir. ".6B"4/4 >old swaging selalu dilakukan dengan menggunakan mesin putar yang mempunyai sederetan rol-rol yang ber:ungsi sebagai hammer yang menggerakkan anCil berikut die ke pusat perputaran. Proses ini untuk mengurangi diameter, membentuk taper,tube. *.$/D'+/4 $/D'+/4 adalah proses pengelingan. beberapa macam proses pengelingan tergantung dari mekanisme pembentuknya. *ila menggunakan mesin press, prosesnya hanya sekali tekan sedangkan bila menggunakan hammer, bisa beberapa kali pemukulan. >. 6+"3/4 &ungsinya hampir sama dengan riCeting, yaitu menyambung dua buah komponen yang satu lebih menonjol melalui sebuah lubang. 3arena adanya tekanan dari punch maka timbul de:ormasi ke arah radial dan ini akan mengunciEmengikat dua komponen tadi. ).>//4 Proses ini digunakan untuk membuat medali dan mata uang yang memerlukan ketelitian yang tinggi dna ukuran yang tepat. +ekanan yang dibutuhkan dalam proses ini tinggi sekali dan tidak ada kelebihan logam yang mengalir dari die. Pengukuran yang teliti dari Colume logam sangat diperlukan untuk menghindari kerusakan dari die '. >) 'F+$6/ #/MP">+'F+$6/% )alam proses ini dapat dibagi 2 jenis tipe, yaitu tipe :orward dan tipe backward. )imana pada masing-masing tipe ini menggunakan open die maupun closeddie.Pada mulanya cold e(trusion digunakan untuk logam-logam yang kekuatannya rendah, seperti timah putih, timah hitam, seng dan aluminium sehingga menghasilkan produk, misalnya tube yang bisa dilipat pasta gigi, obat maupun cream. >old e(trusion memungkinkan untuk mengekstruksi logam yang bersi:at brittle, seperti halnya molybdenum
&. $ 'F+$6/ )igunakan untuk membentuk dinding silinder yang tipis dari dinding silinder tebal denganmenggunakanrol.Prinsip memaksakan logam mengalir keluar dari daerah antara rol dan die akibat penekanan dari rol yang berputar. 2. 6'"$/4 6'"$/4adalah proses pemotongan bahan tanpa pembentukan chip atau tanpa menggunakan burning atau melting. !ika cutting blade lurus dinamakan shearing sedangkan jika cutting blade berbentuk lengkungan, bisa dinamakan blanding, piercing, notching dan trimming Proses shearing dapat dibagi 2 kelompok besar, yaitu shear :orming dan shearing ". 6'"$ &$M/4 *entuk-bentuk seperti kerucut, setengah bola sering kali dibentuk dengan shear :orming atau :low turning, yaitu merupakan modi:ikasi dari proses spinning dimana tool :ormernya berputar dan bergerak maju.
*. 6'"$/4 6ewaktu punch turun mengenai benda kerja, logam terde:ormasi plastis didalam die. 3arena kelonggaran diantara punch dan die hanya 5-10G dari tebal benda kerja maka de:ormasi terlokalisir di daerah itu saja
1. 6/++/4 Proses shearing yang menggunakan rol pemotong asepanjang benda kerja dengan lebar pemotongan sama dengan jarak antar rol. Proses slitting ini merupakan proses kontinu dan dapat melakukan operasi secara cepat dan ekonomis 2. P/'$>/4 )" *"3/4 Piercing dan blanking adalah operasi shearing dimana benatuk pisau merupakan lengkungan yang tertutup. Perbedaan blanking dan piercing dapat ditinjau dari be nda kerja dan skrapnya. *ila hasil yang dipunch adalah benda kerja sedangkan bentuk yang tidak diinginkan tertinggal pada plat sisa adalah skrapny, ini dinamakan proses blanking. *ila hasil yang dipunch adalah skrapnya sedangkan bentuk yang tertinggal pada plat sisa adalah benda kerja, ini dinamakan proses piercing. 63'M"+/3 P'$*')"" *"3/4 H P/'$>/4 Piercing dan blanking biasanya dikerjakan dengan menggunakan mesin press mekanis. 6ecara teoritis, punch seharusnya dapat masuk dengan tepat ke dalam die dengan kelonggaran merata hampir mendekati nol dan punch tidak perlu masuk ke dalam die. Pada prakteknya kelonggaran ini diperlukan berkisar antara 5-12G dari ketebalan bahan, sedang yang umum dipakai sekitar 5-;G dan punch masuk sedikit ke dalam die. 6yarat-syarat piercing dan blanking 1.6udut benda kerja pada blanking harus merupakan radius yang tepat 2.ebar dari slot yang dibentuk IJ 1.5 tebal 7.)iameter piercing IJ tebal sheet dan minimum 0.025 inch. 8. !arak kedua lubang atau lubang dengan tepi IJ tebal logam )alam pengertian piercing dapat dijumpai istilah seperti lancing, per:orating, nibbling,
dinking, dan notching. 7. )$"B/4 >old drawing merupakan proses pembentukan dingin secara plastis dari metal sepanjang sumbunya. Proses ini dapat dibagi 5 kelompok besar 1.*"$ ") +*' )$"B/4 2.B/$' )$"B/4 7.6+$'+> &$M/4 8.)''P )$"B/4 5.&$M/4 B/+ $**'$ ". *"$ ") +*' )$"B/4 asil dari bar drawing adalah pengecilan penampang melintang dan pemanjangan batang dengan konsekuensinya timbul strain. ardening pada umumnya proses ini dilakukan secara bertahap Proses bar drawing ini biasanya diikuti dengan proses annealing jika reduksi penampangnya melebihi 70-50 G Proses tube drawing digunakan untuk membuat pipa tanpa sambungan. *ahan dasar yang digunakan berbentuk pipa sehingga kualitas pipa yang dihasilkan memiliki permukaan yang halus, berdinding tipis dan keakuratannya tinggi serta kekuatannya naik. Mandrel dipergunakan dalam proses ini untuk diameter tube 1E2K-10K *. B/$' )$"B/4 Prinsipnya sama dengan bar drawing. anya saja diameternya lebih kecil, dan dikerjakan secara kontinu melalui beberapa die. !ika diperlukan kawat yang lunak, annealing dilakukan didalam dapur dengan mengontrol temperaturnya setelah proses drawing terakhir. Pada proses penarikan kontinu, kawat ditarik melalui beberapa die dan rol penarik yang disusun seri. >.6+$'+> &$M/4 Pada proses ini, die #:orm block% hanya dikenai tegangan kompresi, benda kerja yang diikat dengan grip dan ditarik ke arah horisontal. )ie umumnya terbuatEdapat dibuat dari kayu atay plastik. 6tretch :orming merupakan proses yang dikembangkan dari aerospace dalam pembuatan penampang yang lebar dari sheet dan ditarik untuk membentuk lengkungan penampang. ). )''P )$"B/4 Proses ini ditujukan untuk membuat tangki dengan berbagai bentuk dimana kedalamannya lebih besar dibandingkan dengan ukuran diameter, dan disamping itu dikenal juga istilah shallow drawing. Pada dasarnya proses ini ada dua, yaitu 1. 6$/3 &$M/4 Pada proses ini terjadi kompresi melingkar selama proses dengan pengurangan diameter dan logam cenderung tipis. 3arena material cukup tebal maka pada dinding produk akan berakibat terjadi kerutan. 2. 6+$'+> &$M/4 Pada proses ini terjadi pengecilan benda kerja sebagi akibat tarikan melingkar yang
digunakan untuk memperbesar diameter. 4una mencegah kerutan dna ketebalan dinding yang tidak merata, aliran logam harus dikontrol. al ini dapat diatasi dengan memberikan ring penakan. Perhatikan gambar dibawah ini.
'.&$M/4 B/+ $**'$ Pada proses ini karet dipakai sebagai penekan, ditujukan untuk mengeliminir salah satu die aas atau bawah. Proses guerin :orming didasarkan pada kenyataan bahwa si:at konsisten dari karet dapat mentrans:er seluruh tekanan yang diberikannya secara uni:orm ke segala arah. Proses bulging didasarkan bahwa :luida atau karet diman:aatkan untuk memindahkan tekanan yang dibutuhkan untuk mengembangkan bahan baku ke arah luar sehingga menempel pada die. 8. *')/4 *ending adalah proses de:ormasi secara plastik dari logam terhadap sumbu linier dengan hanya sedikit atau hampir tidak mengalami perubahan perubahan luas permukaan. *ending menyebabkan logam pada sisi luar sumbu netral mengalami tarikan, sedangkan pada sisi lainnya mengalami tekanan. Proses bending dapat dibagi menjadi 9 bagian 1."4' *')/4 2.$ *')/4 7.$ &$M/4 8.6'"M/4 5.6+$"/4+'/4 9.&"4/4 ". "4' *')/4 "ngle bending untuk membuat lengkungan dengan sudut sampai L- 150o pada lembaran logam. *. $ *')/4 *iasanya digunakan untuk membentuk silinder. *entuk-bentuk lengkung atau lingkaran dari pelat logam. >. $ &$M/4 Proses ini digunakan untuk membuat bentuk-bentuk kompleks dengan bahan dasar lembaran logam . tebal bahan sebelum maupun sesudah pro ses pembenatukan tidak mengalami perubahan posisi roll dipasang sejajar dan prosesnya berjalan continu. >. 6'"M/4 6eaming adalah operasi bending yang digunakan untuk menyambung ujung lembaran logam sehingga membentuk benda kerja seperti kaleng, drum, ember,dsb. sambungan dibentuk dengan rol-rol kecil yang disusun secara berurutan. '. 6+$"/4+'/4 6+$"/4+'/4 merupakan proses yang berlawanan dengan bending ,digunakan untuk meluruskan lembaran logam . Pada umumnya straightening dilaksanakan sebelum benda kerja dibending. Proses ini menggunakan rol-rol yang dipasang sejajar dengan ketinggian sumbu rol yang berbeda.
&. &"4/4 Proses &langing sama dengan seaming hanya saja ditunjukkan untuk melipat dan membentuk suatu permukaan yang lebih besar 5. /4 ''$4 $"+' &$M/4 P$/6/P Proses pembentukan logam secara plastis dengan menggunakan energy yang tinggi dalam interCal yang singkat . 6eringkali igh 'nergy $ate &orming disingkat dengan er:. 3euntungan dari er: 1. Memungkinkan membuat benda kerja besar dan sulit untuk dibentuk dengan peralatan yang lebih murah daripada yang lain 2. ampir tidak ada 6pring *ack er: dapat dilaksanakan dengan 5 metoda 1. nderwater '(plosions 2. +eknik 'lectrohydraulic 7. Pneumatic - Mechanical Mean 8. /nternal >ombustion o: 4aseous Mi(tures 5. +eknik 'lectromagnetik *"* /// P'+P ". 3'6/MP" )ari pembahasan yang kita lakukan di atas kita dapat memperoleh beberapa kesimpulan diantaranya 1. Pada proses pembentukan dingin kita dapat melakukannya dengan lima cara yaitu a. s=uee?ing b. shearing c. drawing d. bending e. high energy rate :orming 2. pada proses s=uee?ing kita dapat melakukannya dengan enam cara yaitu a. swaging b. reCeting c. staking d. coining e. cold e(trusion #impacte(trusion% :. roll e(trusion 7. pada proses shearing data dilakukan dengan dua cara yaitu a. shear :orming b. shearing 8. Pada proses drawing dapat dilakukan dengan lima cara yaitu a.bar and tube drawing b.wire drawing c.stretch :orming d.deep drawing e.:orming with rubber 5. pada proses bending dapat dikerjakan dengan menggunakan enam cara yaitu a. angle bending b. roll bending c. roll :orming d. seaming e. straightening :. :langing
9. Pada proses pengerjaan dengan igh 'nergy $ate &orming biasanya disingkat dengan er: dapat dikerjakan dengan menggunakan lima cara a. nderwater '(plosions b. +eknik 'lectrohydraulic c. Pneumatic - Mechanical Mean d. /nternal >ombustion o: 4aseous Mi(tures e. +eknik 'lectromagnetik
)"&+"$ /6/ 3"+" P'4"+"$ i )"&+"$ /6/ ii *"* / P')"" 1 ". 3ata pengantar 1 1. Proses pembentukan dingin 1 2. proses pengerjaan dingin 1 *"* // /6/NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN..7 *. Pembahasan 7 1.Pengertian proses pembentukan dingin 7 2.macam-macam proses pembentukan 7 *"* /// P'+P 1O ". 3esimpulan 1O !$" 21 )"&+"$ P6+"3" 22
M"3"" P$6'6 P$)36/ P$6'6 P'M*'+3" )/4/
)isusun oleh 1. /man uCi ". *. #0<0821100058% 2. "ndy dwi rahman. #0<08211000580% 7. gy "hmad #0<0821100058% 8. 3hoiri asyim #0<0821100008% 5. "bdul Baris #0<0821100098%
+'3/3 /)6+$/ &"3+"6 +'3/3 /D'$6/+"6 +$! 200O
3"+" P'4"+"$ 6egala puji bagi "lloh kami memuji, minta pertolongan dan ampunan kepada-ya. )an kami berlindungan kepada "lloh dari kejahatan dari kami dan dari keburukan amal perbuatan kami. 6iapa yang "lloh tunjuki maka tidak ada yang bisa menyesatkannya. )an siapa yang "lloh sesatkan maka tidak akan ada yang bisa menunjukinya. 6aya bersaksi bahwa tidak ada ilah yang berhak untuk disembah melainkan "llloh dan saya bersaksi bahwa Muhammad hamba dan utusan-ya. 6emoga "lloh melimpahkan sholawat dan salam yang banyak atas beliau. "dapun setelah itu 6esungguhnya ilmu yang paling mulia derajatnya dan paling tinggi sebutannya di sisi "lloh adalah membaca kitabulloh dan mengkajinya. /nilah seutama-utamanya waktu
yang di curahkan dan diberikan perhatian untuknya. "l =urQan merupakan sebaik-baiknya ilmu bagi yang mengerti haknya dan penghormatan kepadanya. 6iapa yang berpegang kepada "l =urQan maka idak akan sesat dan celaka. )an siapa yang berpaling dan meninggalkannya maka ia tempat kembalinya di akhirat kehidupan yang sempit. 4enerasi utama dari umat ini tidak melampaui sepuluh ayat dari "l =urQan sampai mereka mengetahui hukum-hukum dan penjelasan yang terkandung di dalamnya. 3emudian mereka menjadikannya konsep hidup mereka secara teori dan praktek, dengan di:ahami dan direnungkan. leh sebab itulah mere ka menjadi sebaik-baik umat sehingga mampu menaklukkan hati dan negeri dan melenyapkan darinya kegelapan. 6yukur tetap kami haturkan kehadirat "lloh 6B+ sehingga kami dapat menyelasaikan tugas makalah ini, walupun masih jauh dari kata sempurna namun kami beryukur dapat menyelsaikan makalah ini dengan secepatnya. leh karena itu kritik dan saran kami harap hadir untuk menjadi pelajaran buat kami, sehingg kami dapat lebih berkembang untuk ke depannya. Mungkin cukup sekian kata pengantar dari kami apabila ada katakata yang tidak berkenan di hati para pembaca sekalian kai mohon maa: yang sebesarbasarnya, dan akhir kalam, Penulis
)"&+"$ P6+"3" 1. www.metal :orming proses.com, diakses tgl 1OE5E200O 2. www.psoses pembentukan dingin.com diakses tgl 1OE5E200O 7. www.jurnal proses pembentukan dingin pada logam, diakses tgl 28 E5E200O
Pengecoran 6=uee?e 6oejono +jitro )osen &akultas +eknologi /ndustri !urusan +eknik Mesin R niCersitas 3risten Petra &irdaus )osen !urusan +eknik Mesin R Politeknik egeri 6riwijaya "bstrak Pengecoran s=uee?e, yang juga dikenal dengan istilah penempaan logam cair, merupakan suatu istilah yang dipakai untuk menggambarkan suatu proses dimana logam cair didinginkan di dalam cetakan tertutup sambil diberi tekanan luar yang biasanya berasal dari tenaga hidrolik. +ekanan yang diberikan serta kontak langsung antara logam cair dengan dinding cetakan akan menyebabkan terjadi perpindahan panas secara cepat yang memungkinkan untuk menghasilkan produk cor dengan porositas rendah serta memiliki ukuran butir yang halus dengan si:at mekanik yang mendekati produk tempa umumnya. 3arya tulis ini mencoba mengkaji perkembangan terkini dari pengecoran s=uee?e serta keunggulan dan keterbatasan proses ini dibandingkan prosesproses lainnya. 3ata kunci pengecoran s=uee?e langsung, pengecoran s=uee?e tak langsung "bstract 6=uee?e casting, also known as li=uid metal :orging, is a term commonly used to describe a process by which molten metal solidi:ies under pressure within closed dies position between the plates o: a hydraulic press. +he applied pressure and instant contact o: the molten metal with the die sur:ace produce a rapid heat trans:er condition that yields a pore-:ree :ine grain casting with mechanical properties. Bhich is similar to those o: wrought products. +his papers reCiews aspect o: recent progress in the deCelopment o: current s=uee?e casting techni=ues, and address both the adCantages and limitations o: the Carious processes.3eywords direct s=uee?e casting, indirect s=uee?e casting 1. Pendahuluan Pengecoran s=uee?e pertama kali diperkenalkan di negara $ussia oleh >hernoC pada tahun 1<;<. Pengecoran s=uee?e sering digambarkan sebagai suatu proses dimana logam cair dibekukan di bawah tekanan eksternal yang relati: tinggi. Proses ini pada dasarnya mengkombinasikan keuntungan-keuntungan pada proses :orging dan casting. Pengecoran s=uee?e sering disebut juga pe nempaan logam cair #li=uid metal :orging%. Proses pemadatan logam cair dilaksanakan di dalam cetakan yang ditekan dengan tenaga hidrolis. Penekanan logam cair oleh ermukaan cetakan akan menghasilkan perpindahan panas yang cepat dan menghasilkan penurunan porositas seperti sering terjadi pada produk cor besi tempa #wrought iron%. asil proses penempaan logam cair adalah produk yang mendekati ukuran standarnya #near-net shape % dengan kualitas yang baik. 6edangkan struktur- mikro hasil pengecoran s=uee?e tampak lebih padat dibandingkan dengan hasil pengecoran dengan cara graCity #ue, 1OO9%. al ini terjadi karena kontak logam cair dengan permukaan die memungkinkan terjadinya perpindahan panas yang cukup cepat sehingga menghasilkan struktur-mikro yang homogen dengan si:at mekanik yang baik.
2. 3lasi:ikasi Pengecoran 6=uee?e *erdasarkan mekanisme pengisian logam cair ke dalam die, pengecoran s=uee?e dikategorikan menjadi 2 jenis, yaitu direct s=uee?e casting dan indirect s=uee?e casting. 2.1 )irect 6=uee?e >asting #)6>% )6> merupakan istilah yang diberikan untuk proses pengecoran dimana logam cair didinginkan melalui pemberian tekanan secara langsung yang diharapkan mampu mencegah munculnya porositas gas dan penyusutan. Proses ini dikenal juga dengan sebutan li=uidmetal :orging, s=uee?e :orming, e(trusion casting dan pressure crystallisation. 4ambar 1. Mekanisme direct s=uee?e casting Sue, 1OO9T 3euntungan utama proses )6> adalah sebagai berikut U Mampu menghasilkan produk cor tanpa porositas gas dan penyusutan. U +idak memerlukan gating system, sehingga tidak terjadi pembuangan material. U +idak begitu mempertimbangkan castability karena pemberian tekanan dapat mengeliminir kebutuhan akan high :luidity, baik untuk coran secara umum maupun paduan kasar. U Mikro-struktur coran dapat dimanipulasi dengan mudah melalui suatu proses control yang baik, seperti temperatur penuangan dan besarnya tekanan. ntuk mendapatkan si:at coran yang optimum dapat juga ditambahkan bahan inti tertentu, tetapi hal ini biasanya tidak begitu penting . U )ikarenakan tidak adanya cacat pada proses s=uee?e yang baik, biaya perlakuan setelah coran selesai dan biaya untuk pengetesan non destructiCe dapat dihemat atau tidak diperlukan. U 6i:at mekanik hasil coran dengan komposisi yang sama, bisa sebaik atau bahkan lebih baik dibandingkan produk coran dengan teknik yang lain melalui rekayasa perillaku isotropik. ntuk itu “casting :actor bahan tersebut harus dianggap satu kesatuan. U Pengecoran 6=uee?e merupakan salah satu teknik yang paling e:ekti: dan e:isien untuk menghasilkan komponen kompositEpaduan :errous maupun non :errous dengan bentuk mendekati kesempurnaan. +oleransi ukuran yang dapat dicapai proses ini 0,05 mm. 2.2 /ndirect 6=uee?e >asting #/6>% /stilah indirect dipakai untuk menggambarkan injeksi logam ke dalam rongga cetakan dengan bantuan piston berdiameter kecil dimana mekanisme penekan ini dipertahankan sampai logam cair membeku. 3euntungan utama /6> adalah kemampuannya untuk menghasilkan produk cor dengan bentuk yang lebih kompleks dengan memberikan beberapa sistem pengeluaran inti #core pull%. Proses ini sebetulnya merupakan proses cangkokan antara low pressure dan high pressure die casting. Proses /6> ini tidak sebaik proses )6>. 6ecara khusus ada dua kelemahan /6> dibanding dengan )6> U Penggunaan bahan baku tidak e:isien karena adanya kebutuhan pembuatan runner dan gating system. ':isiensi pemakaian bahan hanya 2< G #Bakil, 1O, kalau pun bisa hasil coran tidak bebas dari cacat. 4ambar 2. Mekanisme /ndirect 6=uee?e >asting #u, 1OO< % &aktor kunci dalam /6> adalah memberikan proses pengisian ke rongga cetak secara mulus tanpa engakibatkan aliran turbulen. /ni berarti bahwa cairan logam mengalir secara laminer selama pengisian ke rongga cetak. Makin rendah kecepatan pengisian, menyebabkan makin tingginya kemungkinan untuk mendapatkan aliran laminer u, 1OO<%. "kan tetapi kecepatan pengisian yang terlalu rendah dapat menyebabkan kehilangan panas #heat loss% yang besar dan berakibat pada terjadinya premature
solidi:ication serta cold shuts #u, 1OO<%. leh karena itu perlu menentukan kecepatan pengisian yang optimal, sehingga aliran pengisian menjadi laminer dan tidak terjadi aliran turbulensi. >ara yang paling e:isien untuk mendapatkan kecepatan pengisian optimal ialah dengan menggunakan simulasi numerik yang dapat mengeliminasi kerja trial and error serta menghemat pemakaian bahan dan tenaga kerja. 6alah satu perangkat lunak yang dapat dipakai untuk keperluan tersebut adalah perangkat lunak >"' >asting M"4M"6&+. 7. Parameter Proses Pengecoran 6=uee?e ntuk memperoleh produk cor yang memenuhi syarat-syarat ideal bagi suatu sound R cast, ada beberapa Cariabel yang perlu diperhatikan, yaitu 1. Dolume >airan ogam #Melt Dolume% )iperlukan kontrol yang akurat ketika logam cair dituangkan ke dalam rongga cetak #die caCity%. 2. +emperatur +uang #>asting +emperature% +emperatur ini tergantung pada jenis paduan dan bentuk oranEkomponen. *iasanya temperatur tuang diambil 9R55o> di atas temperatur li=uidus. 7. +emperatur Perkakas #+ooling +emperature% +emperatur normal adalah 1O0R715o>. ntuk produk cor yang mempunyai penampang relati: tebal, rentang temperatur ini dapat diturunkan. *iasanya temperature punch diatur 15R70o> di bawah temperature die terendah untuk memungkinkan adanya kelonggaran atau Centilasi yang memadai di antara keduanya. 3elonggaran yang berlebihan antara punch dan die mengakibatkan erosi pada permukaan keduanya. 8. Baktu +unggu #+ime )elay% Baktu +unggu adalah lamanya waktu yang diukur dari saat pertama penuangan logam cair ke dalam rongga cetak hingga saat permukaan punch menyentuh dan mulai menekan permukaan logam cair. *entuk penampang yang komplek memerlukan waktu yang cukup bagi logam cair mengisi keseluruhan rongga cetakan untuk itu perlu adanya tenggang waktu yang cukup sebelum punch menyentuh dan menekan logam cair. al ini untuk menghindari terjadinya porositas akibat penyusutan #shrink porosity%. 5. *atas +ekanan #Pressure eCel% $entang tekanan normal adalah 50R180 MPa, tergantung pada bentuk geometri komponen serta si:at mekanis yang dibutuhkan. +etapi dimungkinkan tekanan minimum adalah 80 Mpa Su, 1OO
8. 3ontrol 3ualitas Pengecoran 6=uee?e ang dimaksud dengan kontrol kualitas meliputi antisipasi terhadap kemungkinan cacat yang dapat terjadi dan pengujian produk cor s=uee?e. 8.1 3ontrol 3ualitas terhadap 3emungkinan >acat >or 3ontrol kualitas yang akurat terhadap Cariabel proses yang telah dijelaskan di atas dapat mengurangi atau mencegah salah satu atau beberapa cacat cor yang mungkin terjadi. "dapun jenis cacat cor yang sering terjadi adalah o(ide inclusions, porosity, e(trusion segregation, centerline egregation, blistering, cold laps, hot tearing, sticking, case debonding serta e(trusion debonding. (ide inclusions adalah cacat yang disebabkan kegagalan dalam menangani kebersihan logam cair, khususnya pada waktu logam cair dipindahkan ke dalam rongga cetakan. ntuk itu perlu menggunakan saringan pada saat penuangan. 6elain itu perlu dijaga agar tidak terjadi aliran turbulen pada waktu pengisian rongga cetakan. Porosity adalah cacat yang disebabkan kurangnya tekanan s=uee?e yang diberikan pada waktu operasi. +ekanan ideal sekitar 50 R ;0 MPa merupakan best practice untuk memproduksi sound casting. >acat ini dapat dieliminir dengan menaikkan tekanan s=uee?e dimana Cariabel proses yang lain telah mencapai titik optimum. '(trusion segregation adalah cacat cor yang diakibatkan segregasi mikro. >acat ini sebetulnya sangat jarang terjadi pada pengecoran s=uee?e dibandingkan dengan jenis pengecoran lainnya. >acat ini dapat dihindari dengan melakukan desain dies secara tepat, menaikkan temperatur dies, menggunakan multiple gating system atau dengan mengurangi delay time sebelum penutupan dies. >enterline segregation adalah cacat cor yang terjadi pada pengecoran paduan aluminium tempa #high-alloy wrought aluminum alloy% dengan temperatur lebih rendah. Pembekuan terjadi dimulai pada dinding dies dengan tem peratur logam cair yang rendah, :asa li=uid menjadi lebih terkonsentrasi dan terjebak di bagian pusat daerah ekstrusi atau daerah yang lebih padat dari coran. >acat ini dapat dihindari dengan menaikkan temperatur dies, meminimalkan atau mengurangi waktu penutupan dies atau mengganti paduan dengan alternatiCe bahan lain yang setara. *listering merupakan cacat cor yang terjadi akibat adanya udara atau gas yang berasal dari logam cair yang terjebak di bagian bawah permukaan dikarenakan aliran turbulen pada saat pengisian rongga cetakan. >acat ini terjadi dalam bentuk adanya pelepuhan #blister% pada permukaan coran pada waktu pelepasan tekanan atau proses perlakuan panas lanjut. >acat ini dapat dihindari dengan menghilangkan gas yang terdapat pada logam cair atau dengan melakukan preheating terhadap peralatan tuang #handling trans:er e=uipment%, memperlambat kecepatan penutupan dies, memperbesar celah antara dies dan punch serta menurunkan temperatur tuang #pouring temperature%. >old laps disebabkan oleh tidak sempurnanya ikatan antar lapisan tersebut. ot tearing terjadi pada paduan yang memiliki rentang temperatur pembekuan yang panjang. Pencegahan terjadinya hot tearing adalah dengan menurunkan temperatur tuang dan menaikkan tekanan serta meningkatkan sudut kemiringan #dra:t angle% pada penuangan. 6ticking merupakan cacat berupa adanya lapisan tipis pada kulit permukaan produk cor yang menempel pada permukaan cetakan #die sur:ace%. al ini disebabkan karena cepatnya proses penuangan tanpa diimbangi dengan sistem pendinginan dan pelumasan yang baik. ntuk menghindari sticking dapat dilakukan dengan mengurangi temperatur cetakan atau temperatur penuangan. >ase debonding adalah cacat yang ditemukan hanya pada paduan besi tinggi #high iron alloy%. >acat ini dapat diatasi dengan menaikkan temperatur perkakas #tooling temperature%, menurunkan temperatur penuangan serta menurunkan waktu penutupan cetakan. '(trusion debonding biasanya terjadi pada coran yang mempunyai bentuk geometri yang rumit dan dalam. )imana sebagian cairan logam pada die caCity tergenang menunggu sebagian cairan logam lainnya mengisi rongga yang dalam dan rumit tersebut pada saat cetakan dalam keadaan terbuka. al ini
menyebabkan timbulnya oksida di sekitar daerah padatan yang berakibat terhalangnya ikatan antar molekul logam. >acat ini dapat dicegah dengan menaikkan temperatur perkakas #tooling temperature% atau temperature penuangan mempersingkat waktu penutupan die dapat mengurangi pembentukan oksida pada semi-li=uid metal yang berada di dalam cetakan #die %. 8.2 Pengujian 3ualitas Produk >or 6=uee?e !enis-jenis pengujian yang dapat dilakukan pada produk cor s=uee?e meliputi F-$ay )+, hardness test, tensile test, 6'M #scanning electron microscope%, dan +'M #transmission electron microscope%. F-$ay )+ digunakan untuk memeriksa soundness daripada produk cor. 6elain itu dapat juga dipakai untuk mengetahui komposisi unsur paduan seperti yang dilakukan pada electron dispersiCe F-$ay #')F%. ardness +est digunakan untuk memeriksa kekerasan permukaan produk cor. Metode yang dapat dipakai yaitu *rinell, $ockwell, Dickers, 3noop dan 6cleroscope test. +ensile +est digunakan untuk emeriksa kekuatan tarik, perpanjangan #elongation%, regangan produk cor. 6'M dan +'M adalah jenis pengujian untuk melihat :oto mikrostruktur produk cor secara detail. 3etelitian ukuran mikrostruktur yang dapat dicapai oleh 6'M hingga 7 µm sedangkan untuk +'M hingga 0,5 µm Su, 1O<;T. 5. 3esimpulan 6udah lebih dari 10 tahun yang lalu, proses pengecoran s=uee?e telah terbukti sebagai suatu cara yang ideal untuk memproduksi komponen enjiniring dengan bentuk yang mendekati kesempurnaan serta kualitas yang tinggi khususnya bagi komponen otomoti:, baik untuk material cor konCensional maupun paduan tempa. Proses pengecoran s=uee?e membuka peluang untuk memproduksi coran yang mampu menahan stress yang tinggi. 6elain itu dimungkinkan untuk memproduksi coran yang dapat diperkuat dengan :iber. )a:tar Pustaka 1. Bakil, 6heri: ).'., Processes and )esign :o r Manu:acturing, p. 81-82, ew ork, Prentice all /nternational /nc., 1Oasting o: "l-6i->u- &e-Mn-Mg "lloy, !ournal o: Processing and &abrication o: "dCanced Materials D/, Dol. 1, 1OO<. 7. 3alpakjian, 6erope, Manu:acturing 'ngineering and +echnology, 7rd edition, ew ork "ddison Besley, 1OO5. 8. u, 6hu-Au, “+he Mechanism o: 6ilicon Modi:ication in "l-6i "lloy, !ournal o: Metallurgical +ransaction, Dol. 1< " o. 10, p. 1;21 R 1;77, 1O<;. 5. ue, +.M. and 4.". >hadwick, “6=uee?e >asting o: ight "lloys and +heir >omposites, !ournal o: Material Processing +echnology, Dol. 5< o. 2 R 7 . 1OO9. 9. VVVVVVV, Metal andbook, Oth ed., Dol. 15, "6M, p. 727 R 729, 1OO7.
