Tek Pem Mat

21
Makalah Teknik Pembentukan Material Kelompok 3: Danar Widonarko (21412677) Lukmanul Iksan (24412266) Deden Syahruddin Redha Sofian Oktaviardi

description

sifat material

Transcript of Tek Pem Mat

MakalahTeknik Pembentukan Material

Kelompok 3: Danar Widonarko (21412677) Lukmanul Iksan (24412266) Deden Syahruddin Redha Sofian Oktaviardi

Universitas Gunadarma 2014

1. DefinisiForging 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.Secara umum metode forging dapat dapat dikategorikan menjadi dua macam yaitu:

A.forging hammeradalah metode atau cara pembentukan produk dengan cara menumbuk secara berulang,proses yang digunakan secara open die,sehingga produk yang dihasilkan mempunyai toleransi yang kurang baikB.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 dieKekurangankelebihan

Laju produksi rendahTersedia berbagai ukuran

Mempunyai toleransi yang kurang baikCetakan yang relative murah

Proses pengerjaan yang simple

Close die Cetakan mahalToleransi dan kepresisian yang relative baik

Dihasilkan sifat yang baik

Produktivitas yang baik

2. SejarahForging adalah proses pembentukan logam tertua. Sejak jaman prasejarah manusia telah menemukan bahwa besi sponge dapat dipanaskan dan dipukul dengan batu menjadi peralatan berguna. Forging modern telah dikembangkan para pembuat perisai.Martil dengan daya tinggi dan press mekanis telah menggantikan kekuatan tangan, martil dan landasan. Lagipula, pengetahuan tentang metallurgy modern menambah ketrampilan dan seni para pengarjin dalam mengendalikan panas dan pembawaan logam.Berbagai variasi proses forging telah dikembangkan sehingga menawarkan kemampuan yang luas. Sebongkah bentuk bisa dibuat secara ekonomis dengan berbagai metode, sementara yang lain dapat memproduksi ribuan bagian yang identik.

3. Forging berdasarkan jenis operasi1. Operasi open-Die Forging

(1) fullering: mengurangi luas penampang dan meratakan logam, bentuk die convex(2) edging: mirip fullering, bentuk die concave(3) cogging: mengurangi luas penampang hingga ukuran yang dikendaki

Open-Die Drop-Hammer ForgingMula-mula digunakan oleh kaum Blacksmith Kemudian perangkat mekanis yang besar telah dipakai untuk memisahkan tiupan berulang. Martil uap atau udara, yang menggunakan tekanan untuk menaikkan dan melepaskan beban.Kelebihan martil uap:1. Tipe ini memberikan kecepatan hantam lebih tinggi, 2. gaya hantam yang lebih terkendali, 3. automasi yang lebih gampang, 4. dan mampu membentuk benda kecil sampai beberapa ton

Martil dikendalikan komputer bisa diprogram dapat menyediakan hembusan dengan kecepatan mendadak (energi) yang berbeda untuk setiap tahap operasi. Keunggulannya: menaikkan efisiensi proses, meminimalisasi jumlah kebisingan dan getaran, (yang merupakan hal umum akibat kelebihan energi yang tak terserap saat pembentukan benda kerja)Tahap:1. Logam pertama-tama dipanaskan ke suhu selayaknya dengan gas, minyak atau tungku listrik atau panas induksi listrik. 2. Beban kejut (Impact) disampaikan oleh berbagai tipe martil mekanis, yang paling sederhana adalah grafity drop atau martil luas.

Pada sistem mekanis: martil dilekatkan pada ujung bawah sebuah papan kayu keras, yang dinaikkan diangkat dengan pencengkeraman dua roda yang kasar, yang mana keduanya berpisah untuk melepaskan beban. Pada sistem martil uap/udara: uap atau udara, digunakan untuk menaikkan dan melepaskan beban.

Martil drop dengan rangka double dan skematis dari perkakas dasar

Karakter Open-die forging-1 tidak membatasi aliran logam. Operator harus mengatur arah dan posisi benda kerja antara tiupan untuk mendapatkan bentuk yang diinginkan. bentuk khusus dapat disisipkan untuk membantu membuat bentuk-bentuk sederhana (seperti bulatan, cekung atau cembung), pembentukan lubang atau operasi pemotongan.

Karakter Open-die forging-2 Manipulator bisa digunakan untuk mengatur posisi benda kerja yang lebih besar, mungkin beberapa ton. open-die forging biasanya digunakan untuk pembentukan awal untuk operasi berikutnya. Open-die forging digunakan untuk menyebabkan aliran plastis terorientasi dan mengurangi jumlah proses pemesinan yang mengikuti.

aliran material tak terbatasi dan pembentukan sebuah poros silindris multi diameter dan cincin tanpa sambungan dengan open-die forging.

2. Operasi Impression-Die Forging

(1) just prior to initial contact with raw workpiece(2) partial compression(3) final die closure, causing flash to form in gap between die plates

3. Operasi Flashless Forging

(1) just before initial contact with workpiece(2)partial compression(3) final punch and die closure

4. Operasi Upset & HeadingProses forging yang dikhususkan untuk pembesaran diameter pada ujung batang logam ditekan dalam arah memanjang.Pada dasarnya benda kerja yang diupset berupa bar bulat, wire ataupun benda kerja berbentuk silindris.

5. Operasi SwagingAdalah proses pengurangan diameter benda kerja yang berbentuk bulat baik solid maupun berongga dengan cara penempaan berulang kali. Proses swaging juga dapat membentuk bentuk kerucut dan mengurangi diameter dalam maupun diameter luar penampang.(a) Reduction of solid stock(b) Tapering a tube(c) swaging to form a groove on a tube(d) Pointing of a tube(e) Swaging of neck on a gas cylinder

6. Operasi Roll ForgingProses forging untuk mengurangi ketebalan dari bar yang berbentuk bulat atau datar sehingga mengalami perpanjangan ke arah sumbu axisnya. Roll forging biasanya memproduksi poros, batang taper dan pegas daun.

7. Operasi Hubbing

3. Kategori Forging berdasarkan SuhuBerdasarkan proses pengerjaan dibedakan menjadi dua macam yaitu proses pengerjaan panas (hot working) dan proses pengerjaan dingin (cold working).Hot working adalah proses pembentukan dengan cara memanaskan benda kerja sampai diatas suhu rekristalisasi,kemudian diberikan gaya luar sehingga terjadi perubahan bentuk yang diinginkan.Rekristalisasi 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 Kristal akibat pemanasan pada suhu krisis sehingga terbentuknya struktur butiran baru melalui tumbuhnya inti dengan pemanasan .Keuntungan pengerjaan panas. Porositas dalam logam dapat dikurangi Ketidakmurnian dalam bentuk inklusi terpecah-pecah dan tersebar dalam logam Struktur butir lebih halus Sifat-sifat fisis yang meningkat Jumlah energi yang dibutuhkan untuk mengubah bentuk relative kecil. Kerugian 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.Keuntungan pengerjaan dingin Tidak dibutuhkan pemanasan Ukuran atau dimensi yang didapat baik Hasil permukaan lebih halus karena tidak ada proses oksidasi terhadap material Kekerasan dan kekuatan logam yang dihasilkan meningkat. Biaya perawatan dan pemeliharaan lebih murahKerugian pengerjaan dingin Dibutuhkan gaya yang besar untuk membuat suatu produk yang berukuran kecil. Hanya bahan yang lunak yang bisa diproses Porositas dalam logam tetap Keuletan menurun

Perbedaan pengerjaan dingin dan pengerjaan panasPengerjaan panasPengerjaan dingin

Dilakukan diatas suhu rekristalisasi (baja sekitar 5000-7000C)Dilakukan dibawah suhu rekristalisasi

Diperlukan gaya yang lebih rendah Diperlukan gaya yang lebih besar untuk membuat produk yang bersize kecil

Perubahan sifat mekanik kecil:Keuletan meningkatKetahanan terhadap impact meningkatPerubahan sifat mekanik besar:Keuletan menurunKekuatan 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

4. Material yang biasa digunakan

CarbonAlloy Steel and Super AlloysStainless SteelAluminum AlloysHigh Temperature AlloysMagnetic SteelBrassCopperNickel based AlloysCobalt based AlloysTitaniumCore IronSilicon Iron5. Jenis Mesin ForgingBerdasarkan gaya penekanannya ada 2:1. HammerProses ini diprioritaskan untuk membuat benda kerja yang sederhana dan skala produksi kecil. Prosesnya lama dan hasilnya tergantung dari skill operator.2. PressUntuk benda kerja dengan penampang tebal dan besar digunakan press forgingPrinsip press forging : dilakukan penekanan secara perlahan-lahan pada benda kerja sampai menghasilkan aliran logam yang uniform.

6. Cacat pada proses ForgingKegagalan, disamping membuang biaya yang cukup besar juga memakan waktu perencanaan produksi yang dapat mengganggu jadwal (time schedule) produk lainnya. Dalam perancangan dengan menggunakan konsep metode klasik umumnya mempunyai tingkat kegagalan yang cukup tinggi dan membutuhkan biaya yang cukup besar karena dibutuhkan trial and error. Kegagalan ini dapat diperkecil apabila keahlian, pengalaman, intuisi, kreatifitas yang dimiliki oleh perencana tinggi dan melakukan prosedur-prosedur iterasi yang melibatkan usaha percobaan yang ekstensif. Secara garis besar kegagalan dibagi menjadi 2 yaitu kegagalan produk dan kegagalan cetakan yang mempunyai keterkaitan baik langsung maupun tidak langsung. Contoh kegagalan tidak langsung adalah produk gagal karena volume raw materialnya kurang, demikian juga gagal karena kesalahan penyetelan (bad setting) yang memungkinkan terjadinya benturan. Cacat produk (defect) ada 6 jenis yaitu Cacat lipatan (folds), Cacat geser (shear defect), Retak (craks), Cacat permukaan (surface defect), Cacat bentuk (form defect), Cacat struktur (structural defect).Kemungkinan-kemungkinan penyebab dari cacat tersebut khusus terkait cetakan (die/tool), cacat pada produk dapat disebabkan karena geometri, kondisi, permukaan dan material dari cetakan. Sedangkan kegagalan cetakan bisa dikarenakan karena proses pembuatan yang kurang baik seperti tingkat ketelitian geometri serta proses lanjut yang kurang/salah seperti tidak adanya proses pengerasan / proses meningkatkan ketangguhan cetakan.

KASUS PADA PROSES FORGING

Untuk kasus-kasus pada proses forging itu sendiri ada bermacam-macam tergantung dari proses tersebut dan material yang digunakan. Untuk kasus yang kali ini akan dibahas mengenai penempaan pada pembuatan housing pada busi.Proses pembuatan housing ini memiliki 6 tahapan penempaan. Proses ini disebut dengan proses cold forging karena didalam proses ini tidak dilakukan proses peleburan terlebih dahulu karena bahan material tersebut yang cukup lunak untuk di tempa walaupun material akan terasa panas jika disentuh dengan tangan kosong tetapi ini termasuk dengan penempaan dingin.

Penempaan pada material ini dilakukan dengan tekanan 750 ton untuk membentuk material tersebut. dengan punch sebagai pemukul dan membentuk cetakan dalam atau diameter luar dan die sebagai pembentuk cetakan luar material tersebut.

Housing Pada Busi

Proses Penempaan 1-6 Station

KASUS PADA PROSES FORGING

Pada hasil proses penempaan di station 5 material pada pembentukan dalam belum mengalami pelubangan sempurna karena masih ada sedikit material yang tersisa. Punch disini digunakan hanya untuk memotong sisa material agar proses pelubangan sempurna. Kasus disini yang akan dibahas adalah mengenai punch tersebut yang sering kali mengalami patah pada proses penempaan tersebut. Bisa di simpulkan bahwa ukuran punch yang berdiameter kecil dan bentuknya panjang bisa mempengaruhi punch tersebut patah karena dengan diberikan tekanan 750 ton dengan diameter punch yang kecil, dan juga kemungkinan patah pada punch tersebut bisa di karnakan tidak kesejajaran/tidak center antara lubang pada material dan pada penekanan punch tersebut

Material sisa 5/6 HOUSING 6/6PUNCH