1. pendahuluan pembentukan...

25
1. Pendahuluan Pembentukan Logam Pembentukan logam adalah proses untuk mengubah benda kerja (work piece) dengan cara memberikan gaya luar sehingga terjadi deformasi plastis dan menjadi bentuk yang diinginkan. Contoh: rolling, forging, extrusion, wire drawing, tube drawing, cupping dll. Tujuan Utama Pembentukan Logam: mengubah bentuk benda kerja menjadi bentuk yang diinginkan, memperbaiki sifat benda kerja dengan cara memperbaiki struktur mikro, kekuatan mekanik dll. Posisi Pembentukan Logam terhadap proses produksi lainnya: 1. Pengecoran (casting) logam cairtuang ke cetakan isi ruang cetak coran dan sisa coran (saluran masuk dll.) 2. Pembentukan (forming) benda kerja (dipanaskan/tidak) dibentuk dg gaya luar terdeformasi plastik produk (tanpa geram, chipless) 3. Pemesinan (machining) benda kerja dimesin produk dan geram(chips) Proses Manufaktur II Proses Manufaktur II YudySuryaIrawan YudySuryaIrawan

Upload: trankiet

Post on 02-Mar-2019

272 views

Category:

Documents


12 download

TRANSCRIPT

Page 1: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

1. Pendahuluan Pembentukan LogamPembentukan logam adalah

proses untuk mengubah benda kerja (work piece) dengan cara memberikan gaya

luar sehingga terjadi deformasi plastis dan menjadi bentuk yang diinginkan.

Contoh: rolling, forging, extrusion, wire drawing, tube drawing, cupping dll.

Tujuan Utama Pembentukan Logam:mengubah bentuk benda kerja menjadi bentuk yang diinginkan, memperbaiki sifat benda

kerja dengan cara memperbaiki struktur mikro, kekuatan mekanik dll.

�Posisi Pembentukan Logam terhadap proses produksi lainnya:

1. Pengecoran (casting)

logam cair�tuang ke cetakan �isi ruang cetak �coran dan sisa coran (saluran masuk dll.)

2. Pembentukan (forming)

benda kerja (dipanaskan/tidak) �dibentuk dg gaya luar �terdeformasi plastik � produk

(tanpa geram, chipless)

3. Pemesinan (machining)

benda kerja � dimesin �produk dan geram(chips)

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Page 2: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

�Posisi Pembentukan Logam terhadap proses produksi lainnya (lanjt.):

4. Pengelasan (welding)

benda kerja + benda kerja +…. � dilas � sambungan las � produk

5. Perlakuan panas (heat treatment)

benda kerja (work piece) �heat treatment (quenching dll) �produk

(tidak terbentuk, bentuk tidak berubah)

6. Perlakuan permukaan (surface treatment)

benda kerja �perlakuan permukaan (carburizing, shot peening dll.) �

produk (tidak berubah bentuk).

Pembentukan Logam dikaji dalam tiga bidang:

1. Bidang teknologi proses : geometri, kondisi dan prosesnya.

2. Bidang mekanika : memperkirakan gaya, daya serta energi yang

pembentukan.

3. Bidang metalurgi: menyelidiki perubahan-perubahan sifat material akibat

proses pembentukan.

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Page 3: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

2. Klasifikasi Proses Pembentukan Logam

����Pengklasifikasian bertujuan untuk mempermudah analisa dan pengkajian

proses pembentukan logam pada berbagai aspek misalnya dalam segi

temperatur pengerjaan, gaya pembentukan, maupun tahapan produk serta

bentuk benda kerjanya.

���� Pengklasifikasian dapat berdasarkan:

1. Temperatur pengerjaannya (di atas atau di bawah suhu rekristalisasi)

2. Bentuk benda kerjanya

3. Tahapan produk

2.1 Klasifikasi berdasarkan Temperatur Pengerjaan

a. Proses pengerjaan panas (hot-working process)

Proses pengerjaan dengan temperatur benda kerja di atas suhu rekristalisasi (TR ≈ 0.4 ∼ 0.5 T cair). Tcair = suhu cair (Kelvin)

TR baja karbon=±537°C , TR aluminium=±250°C (Kelvin= °C +273)

b. Proses pengerjaan dingin (cold-working process)

Proses pengerjaan dengan temperatur benda kerja di bawah suhu rekristalisasi.

3. Tahapan produk

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Page 4: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

2.1.1 Proses Pengerjaan Panas(Hot-working process, HWP)

Karakteristik:- Perlu energi pembentukan < energi pada proses pengerjaan dingin. (logam melunak pada

suhu tinggi)

- Butuh peralatan tidak terlalu berat seperti pada proses pengerjaan dingin

- Pembentukan dengan deformasi plastik yang besar tanpa menimbulkan retak dan strain

hardening (pengerasan dengan regangan)

- Digunakan pada proses-proses pembentukan primer

misalnya slabs �plates, blooms �rails, billets �bars

- Memperhalus dan memperbaiki struktur butir logam akibat adanya pemanasan.

HWP

- Memperhalus dan memperbaiki struktur butir logam akibat adanya pemanasan.

- Dapat menghasilkan berbagai macam bentuk dengan mudah

Macam-macam HWP yang umum digunakan:1. Pengerolan panas (Hot Rolling)

Prinsipnya: melewatkan logam panas di antara roll

yang berputar berlawanan dengan lebar celah <

tebal logam

Syarat pokok:

1. Suhu permukaan = suhu inti (±1204°C untuk Carbon Steel)

2. Suhu berhentinya hot working ±38~93 °C di atas suhu rekristalisasi

upper roll

lower roll

logam panas

2-high nonreversing roll

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Page 5: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

4-high rolling

logam panas logam panas

Cluster rolling

2. Penempaan panas (Hot Forging)Pembentukan logam dengan menggunakan gaya tekan terlokalisir yang

Contoh lain rolling: HWP

Pembentukan logam dengan menggunakan gaya tekan terlokalisir yang

dihasilkan secara manual atau dengan mesin.

a.Drop Forging (penempaan jatuh)

�Logam panas dibentuk oleh sepasang cetakan

tertutup. Cetakan bawah berada di landasan

hammer (anvil) sedangkan cetakan atas sebagai

pemukul yang menempa benda kerja hingga

menjadi produk.

�mampu menghasilkan produk dengan toleransi

dimensi yang baik.

Contoh: connecting rod dll.

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Page 6: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

b. Upset Forging (Tempa Lantak)

�Proses ini membentuk logam dengan

menempa benda kerja ke arah

memanjang (arah longitudinal)

�untuk logam diameter hingga ±10 inch

F

Benda kerja

c. Roll Forging (Penempaan dengan Rol)F

HWP

�Proses ini digunakan untuk membentuk penampang logam batangan

menjadi lebih panjang atau berkurang diameter atau ketebalannya.

�contoh: tuas(pengungkit), gandar, leaf spring (pegas daun)

FF

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Page 7: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

d. Swaging (penempaan=sistem palu)

�logam panas ditempa sementara bagian yang lainnya ditahan.

�biasanya digunakan untuk mengurangi diameter tabung atau batang.

3. Pipe Welding (pengelasan pipa)

�proses pembentukan pipa dari skelp � rolling dan welding �pipa

HWP

�proses pembentukan pipa dari skelp � rolling dan welding �pipa

(a) Butt-Welded Pipe : untuk pipa diameter 1/8 ~ 3 inch (76mm)

(Pipa Terlas Tumpu)

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Page 8: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

(b) Lap-Welded Pipe (Pipa Terlas Tindih)� Untuk produk pipa berdiameter besar mulai 2 ~ 16 inch

4. Piercing (menusuk tembus)

�proses pembuatan tabung tebal tanpa sambungan.

HWP

�proses pembuatan tabung tebal tanpa sambungan.

�Dibuat dari billet silinder yang dibentuk di antara dua roll convex

(cembung) dan ditekan dengan mandrel.

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Page 9: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

5. Hot Drawing (penarikan panas)

�proses untuk membentuk bagian-bagian yang relatif tebal dengan

membentuk silinder. Seperti bentuk cupping berikut :

HWP

6. Extrusion (penekanan)

�logam didorong melalui suatu cetakan yang menentukan bentuk akhir

dari produk.

�logam yang biasa diekstrusi: timah, brass, bronze, tembaga, Al paduan,

Mg paduan (karena tegangan luluh dan suhu ekstrusi rendah).

�ekstrusi baja terbatas pada bentuk lingkaran terkecil berdiameter 5 inch

�memungkinkan produksi jumlah yang sedikit karena penyetelan bentuk

cetakan baru perlu beberapa menit saja.

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Page 10: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

Macam-macam ekstrusi:

HWP

Billet:bongkah

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Page 11: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

6. Hot Spinning (pemutaran panas)

�pembentukan logam yang berawal dari piringan datar yang diputar

kemudian ditekan secara terkontrol pada satu sisi sesuai bentuk

cetakannya(die) hingga dihasilkan produk yang diinginkan.

�beberapa proses digunakan untuk membuat bejana tekan, kepala

tangki dari suatu plat tebal.

HWP

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Page 12: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

2.1.2 Proses Pengerjaan Dingin

(Cold-working process, CWP)�Proses pembentukan logam yang dilakukan di daerah suhu di bawah

temperatur rekristalisasi (temperatur ruang atau tanpa pemanasan).

CWP

�Pada proses ini terjadi peristiwa pengerasan regangan (strain hardening)

dimana logam terdeformasi plastis sehingga logam menjadi makin kuat,

keras namun makin getas (brittle).

�Deformasi yang diijinkan terjadi adalah relatif kecil agar tidak terjadi retak

karena sifat getas logam akibat pengerasan regangan.karena sifat getas logam akibat pengerasan regangan.

Keuntungan �

�Kondisi permukaan produk lebih baik karena tidak ada kerak/sisik akibat

oksidasi saat pemanasan seperti pada proses pengerjaan panas.

�Naiknya kekerasan dan kekuatan logam.

�Tanpa pemanasan.

�Kontrol dimensi lebih baik.

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Page 13: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

Kekurangan ����

�Perlu gaya yang lebih besar daripada proses HWP untuk membuat

benda kerja mengalami deformasi plastis.

�Perlu peralatan yang lebih kuat.

�Sebelum proses, permukaan harus bersih dari terak.

�Benda kerja (work piece) makin getas akibat pengerasan regangan

(penanggulangan dengan annealing/perlakuan pemanasan)

�Adanya tegangan sisa (residual stress).

Macam-macam CWP yang umum digunakan:1. Cold Rolling (pengerolan dingin)

CWP

1. Cold Rolling (pengerolan dingin)�Prosesnya sama dengan hot rolling namun tanpa pemanasan dan hasilnya

lebih akurat ukuran dimensinya.

2. Cold Swaging (pemukulan dingin)

�Proses ini biasanya menggunakan

mesin swaging rotary

�Yang mana benda kerja dimasukkan

dalam cetakan lalu ditekan hingga keluar

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Page 14: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

3. Cold Forging (penempaan dingin)

CWP

Contoh mesin swaging

standar:

(Sumber: ASM Handbook : Bulk

Metal Forming)

3. Cold Forging (penempaan dingin)���� Biasanya digunakan untuk memproduksi baut, paku dan keling dll.

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Page 15: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

CWP4. Cold Extrusion (penekanan dingin)

���� Biasa disebut impact extrusion dengan produk antara lain poros danrotor untuk kompresor pendingin, baut dll.

5. Bending (pembengkokan)5. Bending (pembengkokan)���� proses pembengkokan logam yang biasa dikenakan pada plat,

lembaran menjadi saluran, drum tangki dll.���� beberapa bentuk dies untuk membentuk roll bead

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Page 16: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

6. Shearing (pemotongan geser)���� Suatu metode pemotongan logam untuk plat/lembaran tanpa ada

geram maupun pembakaran.

CWP

7. Tube Drawing (penarikan tabung)

���� Penarikan dingin dari seamless tube

(tabung tanpa sambungan ) agar didapat

pipa/tabung dengan permukaan lebih halus,

berdinding lebih tipis dan lebih akurat

dimensinya.

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Page 17: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

���� Berupa penarikan dingin pada batang

logam menjadi diameter lebih kecil.

���� Biasanya diawali dengan batang

berdiameter ¼ inch lalu ditarik melalui

dies secara bertahap hingga mencapai

diameter yang diinginkan.

8. Wire Drawing (penarikan kawat)

9. Deep Drawing (penarikan dalam)���� Proses pembentukan logam menjadi bentuk-bentuk seperti mangkuk dari Proses pembentukan logam menjadi bentuk-bentuk seperti mangkuk dari

bahan-bahan lembaran-lembaran logam datar yang tipis.

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Page 18: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

10. Shear Forming / Flow forming(pembentukan geser)

���� Merupakan modifikasi dari proses spinning.

���� Mampu menghasilkan bentuk-bentuk konis, setengah bola, silinder

dengan ketebalan seragam/bertingkat sesuai dengan bentuk die dan

jalur alat penekanan.

11. Stretch Forming (pembentukan mulur)

���� Proses ini dikembangkan untuk

industri pesawat terbang dengan

produk seperti wing tip, penutup

mesin dll.

���� Dalam proses ini semua tegangan

tekan yang menyertai tegangan

bending normal selama pembentukan

dihindari sehingga spring back yang

terjadi sangat kecil

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Page 19: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

12. High Energy-Rate Forming(pembentukan energi dan kecepatan tinggi)

CWP

���� Proses ini memanfaatkan sifat logam yang lebih mudah terdeformasi/berubah

bentuk oleh beban besar dengan kecepatan sangat tinggi (beban kejut).

���� Gaya pembentukan didapat dari hasil ledakan dalam fluida yang mana dapat

menyalurkan gaya pembentukan secara merata.

Pembentukan Logam 2006/2007Pembentukan Logam 2006/2007Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Page 20: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

2.2 Klasifikasi berdasarkan Gaya Pembentukan

1. Pembentukan dengan gaya tekan:

a. Forging b. Rolling c. Extrusion d. Swaging

2. Pembentukan dengan tekanan dan tarikan

a. Wire drawing b. Tube drawing c. Deep drawing d. Spinning

e. Ironing (penipisan dinding)

3. Pembentukan dengan tarikan

a. Stretch Forming

b. Expanding

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Page 21: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

4. Pembentukan dengan Tekukana. Bendingb. Roll Forming

5. Pembentukan dengan geseran maupun puntiran5. Pembentukan dengan geseran maupun puntiran

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Page 22: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

2.3 Klasifikasi berdasarkan Bentuk Benda Kerja1. Pembentukan benda kerja pejal/masif

� forging, rolling, extrusion, wire drawing, tube drawing, ironing

2. Pembentukan benda kerja pelat

� deep drawing, bending, shearing

2.4 Klasifikasi berdasarkan Tahapan Bentuk

1. Proses Pembentukan Primer1. Proses Pembentukan Primer

� Menghasilkan produk-produk setengah jadi.� Misalnya:

Rolling pada slab dan billet � platpada ingot dan billet � batang, tabung, kawat

2. Proses Pembentukan Sekunder� Menghasilkan produk-produk lebih lanjut.� Misalnya:

plat � tabung, mangkukbatang kawat � kawat berdiameter kecil (wire drawing)

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Page 23: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Page 24: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Page 25: 1. Pendahuluan Pembentukan Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm01st.pdf · proses untuk mengubah benda kerja ... Proses ini membentuk logam dengan menempa

Sumber literatur untuk semua bahan di slide ini:

UcapanUcapanUcapanUcapan TerimaTerimaTerimaTerima kasihkasihkasihkasih kepadakepadakepadakepada Para Para Para Para PenulisPenulisPenulisPenulis sumbersumbersumbersumber

literaturliteraturliteraturliteratur untukuntukuntukuntuk slide slide slide slide iniiniiniini

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

1. Siswosuwarno, Mardjono, “Teknik Pembentukan”, FTI. ITB.

2. ASM International, 2005, ”ASM Handbook Vol.14A:

Metalworking: Bulk Forming”, ASM International