Secara umum proses pembentukan logam diklasifikasikan menjadi 2 bagian yaitu : 1. Proses pengerjaan panas ( hot working process) 2. Proses pengerjaan dingin ( cold working process) Proses pengerjaan panas didefinisikan sebagai perubahan bentuk secara plastis dari logam yang dibentuk pada saat logam tersebut mempuyai suhu diatas diatas suhu rekristalisasi. Pada Pada proses ini tidak terjadi terjadi perubahan kenaikkan terhadap tegangan lulur ( yield stress ) kekerasan ataupun penurunan terhadap keuletan bahan ( ductility). !eadaan seperti ini dapat dilihat pada grafik dibawah yang menunjukkan pengaruh temperatur terhadap sifat tarik dari baja karbon medium.
"ambar 2.1 Pengaruh#pengaruh temperatur terhadap sifat tarik baja karbon medium.
Secara umum proses pembentukan logam diklasifikasikan menjadi 2 bagian yaitu : 1. Proses pengerjaan panas ( hot working process) 2. Proses pengerjaan dingin ( cold working process) Proses pengerjaan panas didefinisikan sebagai perubahan bentuk secara plastis dari logam yang dibentuk pada saat logam tersebut mempuyai suhu diatas diatas suhu rekristalisasi. Pada Pada proses ini tidak terjadi terjadi perubahan kenaikkan terhadap tegangan lulur ( yield stress ) kekerasan ataupun penurunan terhadap keuletan bahan ( ductility). !eadaan seperti ini dapat dilihat pada grafik dibawah yang menunjukkan pengaruh temperatur terhadap sifat tarik dari baja karbon medium.
"ambar 2.1 Pengaruh#pengaruh temperatur terhadap sifat tarik baja karbon medium.
!eutungan yang diperoleh dari proses pengerjaan panas ini antara lain : $nergi yang diperlukan untuk membentuk lebih kecil dibandingkan dengan proses dingin. %empertinggi kemampuan untuk mengalir tanpa retako &iffusi yang cepat pada proses panas membantu mengurangi ketidak homogenan kimiawi dari struktur coran ingot. 'low hole dan porosity dapat dieliminir. 'utir#butir yang berbentuk kolom yang kasar dari coran dapat diubah menjadi butir#butir kristal yang lebih halus. %enaikan ductility dan toughness. &isamping itu ada pula kerugiaannya antara lain : imbul masalah karena adanya reaksi permukaan antara lagam dengan atmosfir dapur. erjadi oksidasi sehingga mengurangi sejumlah logam ( proses pembentukan dilakukan di udara terbuka ). &ecarburiation permukaan. oleransi yang diperlukan lebih besar dibandingkan dengan proses dingin.
Secara
umum struktur dan sifat logam tidak uniform pada penampang melintangnya. Perlu peralatan yang tahan panas. Proses pengerjaan dingin didefinisikan sebagai perubahan bentuk secara plastis dari logam dibawah temperatur rekristalisasinya. Pada umumnya setiap proses pengerjaan dingin dikerjakan pada temperatur kamar sedangkan pada kasus#kasus tertentu dikerjakan pada temperatur tinggi tetapi masih tetap dibawah temperatur rekristalisasinya. ujuan dari pemanasan ini adalah untuk menaikkan sifat ulet (ductility ) dari bahan logam tersebut. &ibandingkan dengan pengerjaan panas pengerjaan dingin mempunyai keuntungan#keuntungan keuntungan#keuntungan antara lain : 1. idak perlu pemanasan. 2. *asil permukaan 1ebih baik. +. !ontrol terhadap dimensi bisa lebih teliti. ,. %enaikan kekuatan.
!erugiannya antara lain : 1. Perlu energi yang lebih besar. 2. Perlu peralatan yang besar dan kuat. +. &uctility dari barang jadi menurun. ,. Permukaan logam yang akan dikerjakan harus bersih. -. erjadi penambahan kekerasan ( stain hardening ). ika proses pengerjaan dingin terjadi secara berlebihan maka logam akan pecah sebelum mencapai bentuk dan ukuran yang dikehendaki. /ntuk mencegahnya operasi harus dilakukan dalam beberapa langkah guna melunakkan material dan mengembalikan ductility dengan cara intermediate annealing. /rutan pengulangan antar proses annealing disebut sebagai 0old ork nneal 0ycle. 2.1. PROSES PENGERJAAN PANAS (HOT WORKING PROCESS)
Seperti sudah diuraikan di depan bahwa proses pengerjaan panas adalah suatu pembentukan pada : 1. &aerah plastis 2. emperatur diatas temperatur rekristalisasi
%isalnya pengerjaan panas pada logam : imbal dan timah pada temperatur kamar baja pada temperatur 1133 40 tetapi pada pengerjaan tungsten tidak dapat dikerjakan dengan proses panas walaupun temperatur pengerjaannya pada 1133 °0. Proses pengerjaan panas dapat diklasifikasikan menjadi bagian# bagian utama sbb : 1. 5olling. 2. 6orging : # smith # &rop # /pset # 5oll # Swaging +. Pipe elding : # 'utt # 7ap ,. Piercing -. &rawing 8. $9trusion . Spinning "ambar dibawah memperlihatkan diagram alir perubahan bentuk logam dari bentuk bahan baku ( ingot.) menjadi barang jadi maupun setengah jadi.
"ambar 2.2 &iagram skematis perubahan bentuk baja benda jadi dan setengah jadi
2.1.1. Rolling
5olling selalu digunakan sebagai langkah pertama dalam mengubah ingot dan billet menjadi produk akhir. 'entuk#bentuk profil merupakan salah satu contoh hasil roll panas sedangkan sheet paltes dan strip adalah produk akhir yang merupakan material;bahan masukan bagi proses lainnya seperti proses pembentukan dingin (cold forming) dan permesinan (machining). Proses hot rolling ini dilakukan dengan cara menekan bahan dasar yang digunakan diantara dua buah roll yang berputar dengan arah yang berlawanan. arak antara kedua buah roll itu selalu lebih kecil dibandingkan tebal bahan dasar yang digunakan dan juga lebih kecil dari hasil proses ini.
"ambar 2.+. Skematis pengerolan panas.
Pada umumnya proses rolling ini hanya mengubah dua dimensi (perubahan peampang ) saja yang selalu kita perhatikan. 6aktor utamanya adalah sudut gigitan ( angle of bite) yang akan menentukan perbandingan dan t. ngle of bite yang dibentuk oleh + buah titik yaitu : itik silinder ( roll ). itik singung antara benda kerja yang masuk dengan roll. itik singgung antara benda kerja yang keluar dengan roll. Perlu diketahui bahwa susdut gigitan ( α) tidak boleh terlalu besar misal sampai <34 karena roll tidak akan bekerja atau dapat menimbulkan keretakan dan sebaliknya bila terlalu kecil segi ekonomisnya tidak menguntungkan. 5=77>?" %>77S Proses rolling dilakukan pada mesin yang disebut dengan rolling %ills. Susunan roll#roll pada rolling mills stand dapat dilihat pada.gambar berikut. Susunan tersebut mermpunyai fungsi dan tujuan tertentu susunan tersebut adalah : 1. wo# high non re@ersing stand : mempunyai dua buah roll dengan arah putaran yang tetap terhadap sumbu horiontal.
2. wo#high re@ersing stand : mempunyai roll pertama akan berputar pada satu arah yang kemudian akan berputar kembali untuk mengerol benda kerja pada arah yang berlawanan. Pengerolan pada mesin ini dilakukan berkali#kali dengan memperkecil jarak antara kedua roll pada setiap jalan. +. hree#high stand : mempunyai tiga buah roll yang arah putarannya tetap dan disusun menurut bidang @ertikal. %esin ini dan juga two#high re@ersing stand biasanya digunakan untuk mengerol ingot menjadi blooms atau bentuk datar lainnya. ,. 6our high dan 0luster roll pada proses panas digunakan untuk mengerol benda#benda yang mempunyai lebar yang cukup besar. %esin ini digunakan pula pada proses pengerjaan dingin. 5oll yang kecil yang mengalami kontak langsung dengan benda kerja akan lebih cepat aus dan harganyapun lebih murah dibandingkan dengan roll yang besar. 5oll besar berfungsi sebagai pendukung roll kecil sehingga roll kecil tidak terdefleksi sewaktu proses pengerolan berlangsung. &engan demikian ketelitian dari ukuran produk dapat didekati dengan baik. -.
Sendimer planetary mills selain digunakan untuk benda yang sangat lebar juga daya reduksinya sangat besar.
Pada kebanyakan pengerolan dingin biasanya menggunakan , high cluster atau planetary roll mills dengan tujuan untuk mendapatkan produk dengan kehalusan permukaan yang baik dari ketelitian dimensi yang tinggi.
"ambar 2.,. !onfiguarsi rol pada mesin rolling
THRESD ROLLING
hread adalah proses pembentukan ulir dengan cara mengerol benda kerja diantara kedua die sehingga logam mengalir ke arah radial mengikuti bentuk Proses ini tidak diikuti terjadinya geram ( chip). Pada proses dingin produk akan mengalami penambahan kekuatan permukaannya sangat halus dan tahan aus. /ntuk pembuatan ulir yang besar#besar digunakan proses roll panas. hreud rolling merupakan proses yang sederhana dan berjalan sangat cepat. da dua metode dasar pada proses ini yaitu : 1. Aang menggunakan dua buah rolling die yang datar yang satu tetap sedang yang lain bergerak. 0ara kerja 'enda kerja diletakan pada posisi diatas die tetap gerakan dari die yang dapat bergerak menyebabkan kerja di roll diantara die dan terbentuklah ulir. Seperti terlihat pada gbr. a). Pembuatan ulir baru mulai. b). Pembuatan ulir sedang berjalan ( die yang bergigi sudah terbenam ke dalam ke benda kerja;penetrasi ) c). Pembuatan ulir ke semua bagian sudah selesai.
/lir terbentuk bila benda kerja sudah mencapai ujung lain dari die tetap (seperti pada proses + ). Pada waktu benda kerja di roll benda kerja akan bergerak melintang terhadap die paralel dengan sumbunya. /ntuk proses ini diameter dari benda kerja sama dengan diameter pitch ulir sedang diameter luar ulirnya lebih besar.
"ambar 2.- &iagram skematis pembuatan ulir dengan pengerolan %enggunakan dua atau tiga die berbentuk roll. %etode ini sering memakai dua roll yang terutama digunakan untuk memproduksi ulir luar dalam jumlah yang besar secara otomatis. &ie yang berbentuk roll tersebut e9sentrik dan prosesnya hanya dalam satu kali putaran roll dapat terbentuk ulir.
Pada metode + roll roll#roll tersebut disusun membentuk suatu segitiga selama proses pembuatan ulir berlangsung benda kerja akan ikut berputor# putar dan tertarik masuk ke dalam roll. Sebagian besar ulir#ulir yang diroll dilakukan pada produk yang berbentuk tabung tipis. /ntuk hal semacam ini diperlukan roll luar dan roll dalam. Sebagai contoh adalah ulir pada bola lampu.
"ambar 2.8 %etoda pengerolan ulir dengan tiga cetakan dan tiga cetakan rol pada mesin otomatis. ISOTHERMAL ROLLING
/ntuk material benda kcrja dengan kekerasan tinggi seperti : titanium stainless steel dll dan dengan tebal pelat dibawah +B mm (31-3 inchi ) sangat sulit untuk diproses
karena panas pada lembar pada lembaran dipindahkan secara cepat sekali dan cepat dingin sehingga diperlukan tool;peralatan yang masif dan dengan panas yang konstan. 0ara ini dapat dilakukan dengan pemberian arus listrik pemanas ke masing#masing roll sehingga benda kerja dan roll tetap dalam keadaan panas. Proses pembuatan ulir secara otomatis seperti gambar 1. 'enda kerja (1) dimasukkan lewat perantara (pengarah) (2) setelah benda kerja ada diantara dua rol maka benda kerja mulai dikikls oleh rol ulir (+) kemudian terbentuklah ulir oleh rol ulir (+) kemudian penngikisan oleh rol ulir (,) sehingga terbentuklah ulir satu putaran. !emudian proses tersebut berulang#ulang seperti sebelumnya.
"ambar 2. %etode pengerolan ulir otomatis dengan menggunakan dua cetakan rol
Proses isotherma rolling seperti dibawah adalah sbb : !edua rol tersebut diberi sumber arus listrik sehingga kedua rol tersebut panas. Pada gambar dibawah terlihat bagian yang panas didekat rol bagian yang pans atas hal ini disebabkan karena aliran listrik mengalir lewat rol bagian atas.
"ambar 2.B Skematis proses pengerolan isotermal 2.1.2. ORGING
6orging adalah suatu proses pengerjaan logam secara plastis dengan memberikan gaya kompresi pada logam yang akan dibentuk baik secara manual (tenaga manusia) tekanan mesin ataupun mesin#mesin forging khusus. 6orging merupakan suatu proses pembentukan logam yang tertua yang dapat dikerjakan dengan cara panas ataupun dengan cara dingin.
'ila dikerjakan secara dingin untuk proses#prosesnya telah mempunyai nama sendiri. &engan demikian istilah forging selalu diartikan sebagai proses pengerjaan pans (hot forging) yang dikerjakan diatas temperatur bahan benda kerja. 7ogam yang dibentuk dengan cara ini akan mengalami salah satu dari ketiga hal berikut : 1) &rawn out : yaitu adanya pertambahan panjang dan berkurangnya penampang melintang. 2) /p set : kebalikan dari hal yang diatas yaitu adanya penambahan penampang melintang dengan berkurangnya panjang. +) SCueeed : penekanan di dalam cetakan tertutup sehingga menimbulkan aliran logam ke segala arah. Secara umum proses forging dapat dikelompokkan menjadi : 1. *ammer atau smith forging 2. &rop forging +. Press forging ,. /pset forging -. 5oll forging 8. Swaging
HAMMER ORGING
Prinsipnya sama dengan yang digunakan oleh pandai besi bedanya disini menggunakan cara mekanis. 'entuk umum dari landasan (an@il) dan hammer adalah datar oleh karena itu dalam cara ini dituntut keahlian operator untuk memutar balikkan benda kerja pada setiap pukulan sehingga diperoleh bentuk yang diinginkan. !adang#kadang dipakai perkakas bantu dengan bentuk khusus guna memperoleh bentuk#bentuk bulat cekung cembung membuat lubang ataupun memotong. DROP ORGING (DIE ORGING)
&ibandingkan dengan hammer forging mesin ini lebih kompleks karena perlu die (cetakan). /ntuk produksi masa (mass production) mesin ini adalah pilihan utama. Proses forging ini lebih dikenal sebagai closed die forging. &ie selalu terbuat dalam dua bagian yang satu melekat pada hammer sedang yang lain melekat pada an@il. Pada parting line ( garis pemisah ) selalu kita dapatkan flash yaitu suatu kelebihan benda kerja yang tidak berguna yang akan dibuang setelah fase forging berakhir. !elebihan ini memang sengaja ditambahkan berdasarkan atas keharusan akan penuhnya die pada fase akhir.
6aktor yang sangat perlu diperhatikan adalah arah aliran logam agar diperoleh suatu susunan serat#serat logam yang menguntungkan. Pembuatan tebal#tipisnya benda kerja tergantung pada arah kekuatan yang kita kehendaki. 5usuk ( ribs) biasanya perlu ditambahkan pada benda kerja guna menambah kekuatan. %esin#mesin tipe steam atau air hammer biasa digunakan dalam proses drop forging karena mampu bekerja lebih cepat mudah dikontrol dan bisa pula otomatis. ipe dari board hammer masih pula digunakan. 6orging ini prosesnya berulang#ulang. /pper die dan ram digerakan ke atas oleh gesekan antara board den kedua roll. ika board dilepas ram akan jatuh bebas dan memukul benda kerja kemudian dengan cepat ram naik kembali untuk langkah berikutnya. umlah berkisar 83 # 1-3 kali;menit tergantung ukuran dan kapasitas. >mpact forging merupakan bagian yang cukup besar dari proses closed die fDorging. %esin ini mempunyai 2 buah hammer horiontal yang bekerja bersamaan. !euntungan yang diperoleh dibandingkan dengan drop forging adalah berkurangnya getaran yang timbul tidak banyak tenaga yang hilang tidak memerlukan an@il dan prosesnya lebih tenang. 6orging jenis ini kebanyakan digunakan untuk logam#logam non ferrrous dan benda kerja yang agak kecil.
&ie untuk forging terbuat dari baja campuran yang berisi chrom# nickel#molydenum chrom#nickel atau kombinasi dari chrom#molybdenum. &ie ini bersifat sangat keras dan mempunyai titik lebur yang sangat tinggi. pabila sebuah die telah aus maka die itu akan dikikis lagi sehingga dapat digunakan untuk fase sebelumnya.
"ambar 2.< >mpression drop#forging dies and the product resulting from each impression. he flash is trimmed from the finished connecting rod in a separate trimming die. he sectional @iew shows the grain fiber resulting from the longing process.
Persyaratan yang diperlukan dalam pembuatan die adalah : 1. &iusahakan agar parting line terletak pada suatu bidang. 2. Parting line diusahakan memberi die menjadi 2 bagian yang simetris. +. &raft angle berukuran kira#kira o atau lebih. ,. 5adius dari benda kerja diusahakan cukup besar -. 5ibs diusahakan agar rendah dan lebar. 8. *arus diperhatikan dan diperhitungkan sedemikian rupa untuk mencegah aliran logam yang terlalu banyak ke satu arah. . liran logam diatur sehingga arak serat dapat menambah kekuatan benda kerja. B. Perlu adanya toleransi dimensi pada benda kerja.
"ambar 2.13 *oriontal >mpact forging machine
PRESS ORGING
&idalam impact forging sebagian besar energi yang diberikan diserap oleh logam ( benda kerja ) dekat permukaannya dan fondasi mesin. =leh karena itu hammer forging tidak memungkinkan untuk menempa bagian#bagian yang besar. &alam press forrging kerja mesin ini adalah menekan dengan perlahan#lahan penutupan die hanya satu kali dengan tekanan yang tinggi dan menembus seluruh logam. !arena kemampuannya maka mesin ini digunakan untuk menempa bagian#bagian yang besar. !apasitas mesin besar sekali berkisar 1B.333 # -3.333 ton. 'enda kerja yang dihasilkan memerlukan draft angle yang lebih kecil dibandingkan dengan. drop forging sehingga mempunyai kelelitian yang tinggi. UPSET ORGING
/pset forging merupakan proses pembesaran diameter dari ujung atau bagian tengah dari batang logam dengan menekan ke arah panjangnya. Proses ini dapat dilakukan baik delam keadaan dingin maupun panas. Sebagai contoh produk yang dihasilkan dengan cara ini antara lain adalah kepala baut kopling katup keling dsb.
Persyaratan yang diperlukan adalah : 1) Panjang dari batang yang tidak mendapat dukungan tidak boleh melebihi tiga kali diameter batang). 2) Pembentukan batang lebih dari tiga kali diameter dapat dilaksanakan asalkan diameter benda kerja yang terjadi tidak rnelebihi satu setengah kali diameter mula. +) Pembentukan benda kerja yang membutuhkan panjang batang tiga kali diameternya sedang diameter maksimum benda kerja yang terjadi satu setengah kali diameter mula panjang batang diluar die yang tidak mendapat dukungan tidak melebihi diameter mula.
5oll yang digunakan berbentuk setengah silinder sebanyak dua buah dengan bentuk yang sama ( sepesang ). %asing#masing roll mempunyai groo@e (lekukan ) yang membentuk sudut sama besar dengan sumbu putaran. %esin ini digunakan untuk memperpanjang benda kerja berarti mengurangi luas penampangnya. 0ontoh produk antara lain : tangki tirus pegas daun poros#poros dll.
"ambar 2.12 Principle of roll forging SWAGING
Swaging adalah proses tempa untuk memperkecil bentuk tabung atau batang sesuai dengan bentuk die. &ie berfungsi sebagai hammer. Prosesnya berfase#fase dan dilakukan dalam keadaan panas. Pukulan hammer yang berulang#ulang menyebabkan logam mengalir kedalam die dan mengikuti bentuknya. Sebagai contoh adalah pembentukan leher silinder gas.
"ambar 2.1+ Steps in swaging a tube to form the neck of a cylinder (0ourtesy /nited State Steel 0orporation.) 2.1.!. PIPE WELDING
Pipe welding adalah proses pengerjaan panas pembuatan pipa yang dibentuk dari lembaran#lembaran logam dilengkungkan sehingga penampangnya merupakan sebuah lingkaran kemudian pada kedua sisi panjangnya dilas bersama#sama. 'ahan logam berbentuk skelp lembaran logam yang panjangnya sempit dan dengan ketebalan tertentu hasil pengrolan panas. Proses pengelasannya menggunakan cara butt dan lap. BUTT WELDED PIPE
&igunakan untuk pipa dengan diameter 1;B E + inchi (B E 8 mm). da beberapa cara yaitu : pertama dengan memasukkan bahan ( skelp ) ke dalam welding bell setelah mengalami pemanasan diatas suhu rekristalisasi.
/jung yang keluar dari welding bell diklem kemudian ditarik dengan menggunakan drawing chain. Aang kedua dengan cara continous butt welding menggunakan roll yang berputar untuk menjepit skelp yang suhunya diatas suhu rekristalisasi. /ntuk mengurangi gaya#gaya yang terlalu besar dapat digunakan , buah roll. Aang biasa dibuat dengan sistem continous adalah pipa#pipa yang tidak begitu tebal. Proses ini tergantung pada ketebalan skelp makin tebal makin lama waktu yang diperlukan. *asil benda kerja harus diperhatikan penyusutannya. adi setelah keluar dari proses perlu pendinginan perlahan#lahan agar benda kerja tidak mengalami perubahan lingkaran akibat dari penyusutan. LAP WELDED PIPE
&igunakan untuk pipa dengan diameter 2 # 18 inch ( -3 # ,33 mm ). Pada proses ini benda kerja sudah mempunyai bentuk sudut sepanjang kedua sisinya. 'ila dikerjakan dengan proses roll harus menggunakan mandrel guna mengatur bentuk sedang pada sambungan akan lebih tebal. 2.1.". PIERCING
Piercing merupakan proses pengerjaan panas untuk pembentukan pipa#pipa dengan bahan baku merupakan batang yang padat.
&engan demikian hasil dari proses ini tidak terdapat suatu garis penghubung sambungan ( garis sepanjang permukaan pipa yang sejajar sumbunya ). 'atang logam padat yang telah dipanasi dengan salah satu ujungnya berlubang ditengah#tengahnya sebagai penunjuk bagi mandrel dimasukkan ke dalam roll yang sumbunya membentuk sudut 8o terhadap sumbu benda kerja. 5oll berputar searah. 'entuk roll adalah cembung tirus jarak kedua roll lebih kecil dibandingkan dengan diameter bahan. Pada saat batang dimasukan batang akan terbawa oleh putaran dari roll dan karena adanya sudut kemiringan batang seakan#akan ditarik oleh kedua roll. !arena jarak yang semakin sempit (bentuk roll tirus) batang yang berputar akan terdeformasi dan penmpangnya ellip. 'entuk benda terjadi kemudian dimasukkan ke dalam rolling dengan mandrel sebagai pelurusnya sedang panjang pipa tergantung panjang mandrel yang digunakan. /ntuk pipa dengan diameter lebih kecil dari +33 mm ( 12 inchi ) dapat digunakan %annesmann ype %ills sedang pipa dengan diameter lebih besar dari +33 mm dipakai stiefel piercing %ills dengan prinsip sama seperti mannesmann mills hanya berbeda dalam proses rollingnya yang lebih besar demikian pula panjang mandrelnya.
"ambar 2.1, Producing butt# welded pipe. . &rawing skeip through a welding bell. ' Skelp being formed into a continuous bull#welded pipe.
"ambar 2.1- (7eft) Principle of the %annesmann process of producing seamless tubing. (0ourtesy he merican 'rass 0ompany) (5ight) %echanism of crack formation in the %annesmann process.
"ambar 2.18 Schematic digram of the %annesmann process of production of seeamless tubing by the %annesmann process. (0ourtesy merican >ron and Steel >nstitute) 2.1.#. HOT DRAWING
*ot drawing adalah suatu proses pengerjaan panas dengan membentuk lembaran logam menjadi bentuk tiga dimensi yang mempunyai kedalaman beberapa kali dari tebalnya dengan memberikan tekanan kepadanya melalui punoh dan die. Perlu diketahui bahwa penampang yang searah dengan arah pembentukan tidak boleh tertutup ( kedua ujungnya tidak bertemu ). !elonggaran puch dengan die harus leblh kecil dari dua kali tebal bahan yang akan diproses akan tetapi tidak boleh lebih kecil atau sama dengan tebalnya karena bahan seakan#akan digunting. %angkuk hasil hot drawing dapat pula diproses lebih lanjut pada die dan punch berikutnya dengan kelonggaran yang sesuai.
Proses tersebut dapat pula dilakukan dengan cara langsung yang menggunakan beberapa die yang dipasang seri dan satu punch. Proses hot drawing terutama digunakan untuk membuat tangki#tangki silindris berdinding tipis seperti tangki oksigen.
"ambar 2.1 &rawing thick#walled cylinders from heated plates
2.1.$. E%TRUSION
$9trusi adalah proses pengerjaan panas pada logam padat dipaksakan mengalir malalui die sehingga benda kerja yang diperoleh akan sesuai dengan bentuk die dan ukuran benda kerja lebih kecil ( diturunkan ). 'ahan benda kerja biasanyn timah kuningan perunggu tembaga %g lloy. 'ahan ferrous juga sering dibentuk dengan cara e9trusi. /ntuk e9trusi ferrous biasanya menggunkan at pelumas yang terdiri dari garam phosphat atau sejenis gelas yang akan bersifat sebagai cairan pada penekan yang tinggi. &ie biasanya terbuat dari baja keras dengan harga yang tidak terlalu mahal. /ntuk die yang sedang harganya sekitar F +33. oleransi dimensi sangat mudah didapat untuk ketelitian ± 333+G;1G atau toleransi minimum ± 333+G. Pada e9trusi logam#logam non ferrous sampai saat ini dihasilkan dimensi maksimum dari penampang melingkar sebesar +3H sedangkan untuk logam yang ferrous sekitar -G. Panjang benda kerja biasanya berkisar 23 # 2, ft tetapi panjang ini bukanlah merupakan suatu pembatasan maksimal untuk benda kerja e9trusi.
"br. 2.1B 'eberapa bentuk hasil ekstrusi. METODE E%&l&RUSI.
da tiga metode dasar yang digunakan dalam e9trusi yaitu : 1. $9trusi langsung ( direct e9trusion). 2. $9trusi (indirect e9trusion). +. >mpact $9trusion $9trusi langsung dan tidak langsung adalah panas sedangkan e9trusi >mpact adalah proses pengerjaan dingin. Pada e9trusi lannsung gesekan yang terjadi antara benda kerja dan dinding die ( container ) sangat besar sekali pengaruhnya terhadap tenaga yang diperlukan sedangkan beda e9trusi tak langsung pengaruh gesekan kecil sekali. /ntuk hasil e9trusi dengan bentuk#bentuk yang berlubang dapat digunakan beberapa cara.
Salah satu cara untuk menghasilkan sekitar hasilkan produk tabung dapat dilihat pada gambar sedangkan bentuk#bentuk lebih kompleks digunakan spider mandrel. =ngkos pembuatan die untuk bentuk#bentuk yang berlubang lebih mahal dibandingkan dengan die dan bentuk#bentuk yang pejal akan tetapi proses ini lebih menguntungkan karena dapat membuat bermacam bentuk yang tidak bisa dibuat dengan proses lain.
"br. 2.23 &irect and indirect e9strusion
"br. 2.1< "rid pattern showing metal flow in direct e9trusion 'illet was sectioned and grid pattern engra@ed prior to e9trusion.
"br. 2.21 wo methods of e9struding III.
"br. 2.22 $9trusion of a hollow shape using a spider mandrel
2.1.'. HOT SPINNING
*ot spinning adalah proses pembentukan logam secara plastis dari bentuk datar dengan ukuran.tertentu menjadi bentuk yang sesuai dengan die dan dengan cara memutarnya dan memberikan tekanan secara lokal pada sisi lainnya. Spinning dapat juga dikerjakan dengan proses dingin. 'ahan benda kerjanya merupakan lembaran logam yang tipis dengan ketebalan sampai 8H ( ± 1-3 mm ) untuk pengerjaan panas.
%esin yang dipakai menyerupai mesin bubut. Setakan dipasang pada spindel mesin sedangkan ta#ilstock menjepit benda kerja dengan menekannya pada cetakan. Setelah mesin diputar penekan yang berupa roll akan melakukan fungsinya menekan metal mengikuti bentuk die ( cetakannya). 'ahan die dapat terbuat dari kayu yang keras bila digunakan untuk jumlah produksi yang sedikit sedangkan untuk jumlah yang besar den kontinyu die dibuat dari logam. 0ontoh produk hasil proses ini antara lain : reflektor lampu mangkuk lonceng berbagai macam instrumen.
"br. 2.2+ Progressi@e stages of forming a sheet of metal by spinning
2.2. COLD WORKING (PROSES PENGERJAAN DINGIN)
Pantas tidaknya suatu logam untuk proses pengerjaan dingin terutama ditentukan oleh sifat#sifat tariknya dan sifat ini dipengaruhi oleh struktur metallurgynya. &isini terlihat adanya hubungan langsung antara sifat#sifat tarik dengan pengaruh akibat proses dingin. !enyataan ini harus menjadi bahan pertimbangan bagi si perencana dalam memilih logam#logam yang diproses dingin. &alam grafik tegangan#regangan (stress#strain#cur@e) dibawah ini dapat dilihat sifat#sifat tarik suatu logam. %ulai dari titik 3 hingga titik a logam masih dalam daerah elastis. /ntuk mencapai daerah plastis guna mendapatkan deformasi permanen maka regangan harus melebihi 3 E 91 bila regangan melebihi 3 E 9, logam akan patah. &itinjau dari proses pengerjaan dingin ada dua faktor utama yang penting yaitu : 'esar tegangan lulur (yield point stress) menentukan gaya yang diperlukan guna mencapai deformasi permanen. 7uas daerah regangan dari 3 E 9, menunjukkan besar deformasi plastis atau ductility bahan. Suatu phenomena yang selalu terjadi pada operasi pengerjaan dingin adalah spring back. ika suatu logam dideformasi dengan dikenai beban maka sebagian dari total deformasi adalah elastis.
Sebagai contoh jika metal diregangkan sampai 91 kemudian beban dihilangkan maka bahan akan kembali ke bentuk dan ukuran semula karena deformasi masih dalam batas elastis. Sebaliknya bila diregangkan sampai 9+ dengan beban pada titik b dalam diagram tegangan#regangan total deformasi 3 E 9+ terdiri dari deformasi plastis dan deformasi elastis. &engan dihilangkannya beban pengurangan tegangan arah mengikuti garis 'J2 sedang sisa regangan adalah 3 E 92 yang merupakan deformasi plastis. Pengurangan regangan dari 9+ E 92 dikenal sebagai spring back. Spring back ini merupakan masalah dalam proses dingin akan tetapi hal ini bisa diatasi dengan suatu perencanaan yang baik.
"br. 2.2, 5elationship of the tensile properties of ametal to its suitability for cold working as shown by its stress#strain diagram.
!lasifikasi dari proses dingin dapat dibagi menjadi beberapa bagian utama berdasarkan operasinya yaitu : K SCueeing K Shearing K &rawing K 'ending K *igh $nergy 5ate 2.2.1. SUEEING PROCESSES
Sebagian besar dari proses ini dikerjakan dengan cara panas. lasan utama mengapa dilakukan dengan proses dingin adalah untuk memperoleh ketelitian dimensi dan hasil permukaan akhir. Proses ini meliputi : # 5olling # Swaging # 0old 6orging # Siing # $9strusion # Staking # 0oining # Peening # 'urnishing # &ie *obbing
SWAGING
0old swaging selalu dilakukan dengan menggunakan mesin putar ( rotary machine ) yang mempunyai sederetan rol#rol yang berfungsi sebagai hammer yang mengerakkan an@il berikut die ke pusat perputaran. Selain membentuk permukaan luar dari benda kerja mesin ini dapat pula membentuk permukaan bagian dalam dengan menggunakan mandrel sebagai die.
"br. 2.2- >llustrating the operation of dies in a swaging machine
&ie sebagai an@il membentuk benda kerja seperti gambar B ke arah radial sedang roller adalah penekan die yang selalu berputar. Swaging merupakan metode terbaik untuk membuat ketirusan pada las#lasan pipa tanpa sambungan atau drawn tube memperkecil penampang batang# batang kawat rod.
"br. 2.28 Proses swaging dengan memberikan tambahan mandrel benda kerja diam mandrel bergerak ke dalam benda kerja sedangkan cam die (die pembentuk bagian luar).
Sebagai contoh adalah silinder las karbit tangkai tongkat golf tangkai pancing dan kadang#kadang juga digunakan untuk mengikat ujung dari kabel pipa dan kawat#kawat.
COLD ORGING
'iasanya benda kerja yang dibentuk oleh proses dingin ini lebih sederhana dibandingkan dengan proses panas. Pembukaan yang umum biasanya adalah pembuatan baut paku keling dll. Pada pembuatan baut dilakukan dalam beberapa fase sedangkan pada pembuatan paku biasanya dilakukan satu fase saja. 'agian logam pada busi (spark plug) juga terbuat dari proses dingin ini. RI*ETING
Proses ini adalah proses penglingan beberapa macam proses pengelingan tergantung dari mekanisme pembentuknya seperti : dengan proses penekanan hammer mesin press atau cara pneumatic hammer yang dapat dibawa dengan tangan. 'ila menggunakan mesin press prosesnya hanya satu kali tekan sedang yang menggunakan hammer harus dipukul berulang#ulang. /ntuk diameter keling yang kecil bahan tidak perlu dipanaskan. Sebaliknya untuk keling yang besar#besar ( seperti keling jembatan) perlu pemanasan. ipe lain adalah yang menggunakan bahan peledak ( e9plosi@e type).
STAKING
6ungsi staking hampir sama dengan ri@eting yaitu menyambung dua buah komponen yang satu lebih menonjol melalui sebuah lubang dari komponen lainnya. Proses penekanan hanya satu kali dengan menngunakan punch bentuk yang diperlukan. Staking dilakukan terutama pada bentuk# bentuk poros untuk mainan anak#anak.
"br. 2.2 Steps in a cold heading operation
"br. 2.2B %ethod for upsetting the center portion of a rod 'oth dies grip the stock
"br. 2.2< %ethod of lastening by ri@eting during upsetting
"br. 2.+3 6astening by staking
"br. 2.+1 0oining process
COINING
Proses ini digunakan untuk membuat mata uang (coin) dan medali#medali serta bentuk#bentuk semacam yang memerlukan ketelitian yang tinggi dan ukuran yang tepat. ekanan yang diperlukan untuk proses ini tinggi sekali walaupun demikian tidak ada suatu kelebihan logam yang mengalir keluar dari die. *al ini disebabkan oleh posisi logam yang terkurung tanpa ada parting line (bidang pemisah) langkah punch yang tepat dan pengukuran yang teliti dari @olume bahan. Aang terakhir ini diperlukan sekali guna mencegah agar die atau press tidak pecah. COLD E%TRUSION
0old e9trusion dapat dibagi dalam dua tipe yaitu : >mpact e9strusion dan hydrostatic e9trusion.
Proses impact e9truction dibagi menjadi dua : tipe forward dan tipe backward dimana pada proses ini digunakan open dan closed die. Sedangkan tipe hydrostatic e9strusion menggunakan fluida dengan tekanan yang tinggi menekan billet keluar dari die. Produk yang keluar dari die masih berada di dalam tempat yang berisi fluida dengan tekanan yang rendah sekitar 1- kali tekanan disekitarnya dan tekanan ini membanyu dalam meluruskan dan memperkuat produk hasil e9trusi. Proses e9strusi ini memungkinkan untuk menge9trusi logam yang bersifat relatip brittle seperti molybdenum. Pada impact e9strusion mulanya digunakan untuk logam#logam liat dengan kekuatan yang rendah (non ferrous) seperti : timah hitam timah putih dan aluminium untuk dijadikan produk#produk antara lain tabung tapal gigi dan sejenisnya mangkuk#mangkuk yang digunakan untuk pelindung listrik kaleng untuk makanan dan minuman. Pada masa sekarang cold e9trusion lebih diperluas lagi pemakaiannya dengan membentuk komponen#komponen dari baja medium dikombinasikan dengan cold heading. ROLL E%TRUSION
&igunakan untuk membentuk dinding silinder yang tipis dari dinding silinder tebal dengan menggunakan roll.
