proses pembentukan logam

MEMAHAMI PROSES–PROSESDASAR PENGECORAN

Pengecoran adalah membuat komponen dengan caramenuangkan bahan yang dicairkan ke dalam cetakan. Bahan disini dapatberupa metal maupun non-metal. Untuk mencairkan bahan diperlukanfurnace (dapur kupola). Furnace adalah sebuah dapur atau tempat yangdilengkapi dengan heater (pemanas). Bahan padat dicairkan sampaisuhu titik cair dan dapat ditambahkan campuran bahan seperti chrom,silikon, titanium, aluminium dan lain-lain supaya bahan menjadi lebihbaik. Bahan yang sudah cair dapat dituangkan ke dalam cetakan.

Pengecoran digunakan untuk membentuk logam dalam kondisi panas sesuaidengan bentuk cetakan yang telah dibuat. Pengecoran dapat berupa material logamcair atau plastik yang bisa meleleh (termoplastik), juga material yang terlarut airmisalnya beton atau gips, dan materi lain yang dapat menjadi cair atau pasta ketikadalam kondisi basah seperti tanah liat, dan lain-lain yang jika dalam kondisi keringakan berubah menjadi keras dalam cetakan, dan terbakar dalam perapian. Prosespengecoran dibagi menjadi dua, yaitu: expandable (dapat diperluas) dannonexpandable (tidak dapat diperluas).

1 Tanur tinggi

Kuntruksi Dapur tinggi

Konstruksi dan susunan dapur tinggi:1) Dinding dapur tinggi terdiri dari kerucut atas dan kerucut bawah dan bagian bawahnya dilapisi batu tahan api.2) Tebal dinding lapisan sampai 1 meter dan garis tengah dapur maksimum 6 meter3) Tinggi dapur 25 – 35 meter4) Mulut dapur dibuat dari pelat baja yang berbentuk cincin5) Pemasukan biji besi pada mulut sebelah atas berganti-ganti dengan bahan tambahan kokas yang digerakkan oleh alat pengangkat hidrolis6) Sebelum dipakai, dapur tinggi dipanasi lebih dahulu 8 sampai 14 hari lamanya.7) Gas panas (CO2) yang terjadi tidak dibuang, tetapi disalurkan untuk memanasi udara bakar yang akan

Logam cair sedang dituangkan ke dalam cetakan

Proses pengecoran logamPengecoran biasanya diawali dengan pembuatan cetakan dengan bahan pasir.Cetakan pasir bisa dibuat secara manual maupun dengan mesin. Pembuatan cetakan secara manual dilakukan bila jumlah komponen yang akan dibuat jumlahnyaterbatas, dan banyak variasinya. Pembuatan cetakan tangan dengan dimensi yangbesar dapat menggunakan campuran tanah liat sebagai pengikat. Dewasa inicetakan banyak dibuat secara mekanik dengan mesin agar lebih presisi serta dapatdiproduksi dalam jumlah banyak dengan kualitas yang sama baiknya.

Pengolahan Pasir Cetak

Pasir cetak yang sudah digunakan untuk membuat cetakan, dapat dipakaikembali dengan mencampur pasir baru dan pengikat baru setelah kotoran-kotorandalam pasir tersebut dibuang.

mesin-mesin yang dipakai dalam pengolahan pasir,

• . Penggiling pasirPenggiling pasir digunakan apabila pasir tersebut menggunakan lempungsebagai pengikat, sedangkan untuk pengaduk pasir digunakan jika pasirmenggunakan bahan pengikat seperti minyak pengering atau natrium silikat.

• Pencampur pasirPencampur pasir digunakan untuk memecah bungkah-bungkah pasirsetelah pencampuran. Jadi, pasir dari penggiling pasir kadang-kadang diisikanke pencampur pasir atau biasanya pasir bekas diisikan langsung ke dalamnya.

• PengayakanUntuk mendapatkan pasir cetak, ayakan dipakai untuk menyisihkan kotorandan butir-butir pasir yang sangat kasar. Jenis ayakan ada dua macam, yaituayakan berputar dan ayakan bergetar.

• Pemisahan magnetisPemisahan magnetis digunakan untuk menyisihkan potongan-potongan besiyang berada dalam pasir cetak tersebut.

• Pendingin pasirDalam mendinginkan pasir, udara pendingin perlu bersentuhan dengan butirbutirpasir sebanyak mungkin. Pada pendingin pasir pengagitasi, udara lewatmelalui pasir yang diagitasi. Adapun pada pendingin pasir tegak, pasir dijatuhkanke dalam tangki dan disebar oleh sebuah sudu selama jatuh, yang kemudiandidinginkan oleh udara dari bawah. Pendingin pasir bergetar menunjukkan alatdi mana pasir diletakkan pada pelat dan pengembangan pasir efektif.

MACAM PENGECORAN

• Pengecoran Cetakan Ekspandable (Expandable Mold Casting)

• Pengecoran dengan Pasir (Sand Casting• Pengecoran dengan Gips (Plaster Casting)

Pengecoran Gips, Beton, atau Plastik Resin• Pengecoran Sentrifugal (Centrifugal Casting)• Die Casting

. Kecepatan Pendinginan

Kecepatan di saat pendinginan cor mempengaruhi properti, kualitas danmikrostrukturnya. Kecepatan pendinginan sangat dikontrol oleh media cetakan.Ketika logam yang dicetak dituangkan ke dalam cetakan, pendinginan dimulai. Halini terjadi, karena panas antara logam yang dicetak mengalir menuju bagian pendingincetakan. Materi-materi cetakan memindahkan panas dari pengecoran menujucetakan dalam kecepatan yang berbeda

Pengelohan biji besi menjadi baja

Proses Pengerjaan Panas Proses pengerjaan panas merupakan proses pembentukan yang dilakukan pada daerah di atas temperatur rekristalisasi (temperatur tinggi) logam yang diproses. Dalam proses deformasi pada temperatur tinggi terjadi peristiwa pelunakan yang terus menerus. Akibat kongkritnya adalah bahwa logam akan mengalami perobahan sifat menjadi lebih lunak pada temperatur tinggi, kenyataan inilah yang membawa keuntungan-keuntungan pada proses pengerjaan panas, yaitu deformasi yang diberikan kepada benda kerja menjadi lebih relatif besar. Kondisi ini karena sifat lunak dan sifat ulet, sehingga gaya pembentukan yang dibutuhkan relatif kecil, serta benda kerja mampu menerima perubahan bentuk yang besar tanpa mengalami retak. Maka keuntungan itulah proses pengerjaan panas biasanya digunakan pada proses-proses pembentukan primer yang dapat memberikan deformasi yang besar, misalnya: proses pengerolan panas, tempa dan ekstrusi.

PERLAKUAN PANAS

Penyepuhan dan Pelunakkan Baja

Menyepuh baja adalah cara mengeraskan baja dengan jalan memanaskan baja pada suhu penyepuhan yang segera disusul oleh suatu pendinginaN yang mendadak.

SUHU PENYEPUHANSuhu penyepuhah untuk berbagai macam kadar zat arang (C) dalambaja telah tertentu misalnya:

1. Untuk baja dengan kadar 0,8% C suhu 750 oC2. Untuk baja dengan kadar 0,7% C suhu 800 oC3. Untuk baja dengan kadar 0,5% C suhu 900 oC

CATATAN

Makin tinggi suhu penyepuhan, makin keras hasil bajanya dan kristal baja yang terjadi makin besar, yang menyebabkan baja itu sangat rapuh dan mudah putus. Jadi, sebaliknya dalam penyepuhan kristal-kristal baja yang terjadi harus halus sehingga hasil bajanya menjadi keras dan kuat

ZAT PENDINGINAN Sebagai zat pendingin yang dapat dipergunakan adalah : 1. air, 2. garam, 3. cairan glaserin, 4. dan sebagainya.

BENDA YANG DI BENTUKMELALUI PERLAKUAN PANAS

Macam istilah perlakuan panas1. MenyemenMenyemen dimaksudkan menyepuh atau memperkeras

permukaan benda kerja yang bersifat kenyal. Misalnya

menyemen roda-roda gigi, poros-poros nok, batang antar dan

sebagainya.

1. Menyemen padat

Benda kerja dengan lebih kurang 0,2% C dimasukkandalam peti baja bersama sama rang kayu, tepung arangtulang atau bubuk semen spesial kemudian ditutup rapat.Peti lapis dengan tanah liat kemudian dipijarkan sampai9000C selama 6 – 8 jam. Setelah itu diambil dipijarkan lagipada suhu 7500C dan kemudian disepuh. Dengan demikianpermukaan benda kerja menjadi keras.

Bahan penyemen cairSebagai zat cair digunakan Cyankali dan racun berbahaya.Benda kerja dipijarkan kemudian dioleskan dengan zat cairtersebut

2. Menyemen Cair

Menyemen Gas

MENYEMEN GASSebagai bahan penyemen gas digunakan asetilyn, oksidarang yang bercampur amoniak. Menyemen dengan gashanya pada besi dengan kadar 0,4% C sampai 0,6% C.Benda kerja dipanaskan dengan gas asetylene sampai9000C kemudian disemprot dengan air.

MenitrirMenitrir adalah suatu cara menyepuh dari jenis baja yangmengandung Aluminium (Al), Chrom (Cr), dan Molibden (Mo).Caranya benda kerja dimasukkan ke dalam aliran amoniak(NH3) dan dipanaskan sampai 6000C selama kurang lebih 2 hari.Pada suhu 5000C, N2 dari NH3 terurai dan mengikat Al hinggapermukaan benda kerja menjadi keras.

MENYEPUH DENGAN CHROM

Cara penyepuhan ini dilakukan untuk melapisi permukaanbenda kerja dengan chrom agar tahan gesekan misalnya bidangsilinder motor dilapisi dengan chrom secara elektrolisa setebal0,1–0,4 mm, kemudian lapisan itu diambil lagi secara elektrolisa

UJIAN KD-21. Apa yang di maksud dengan perlakuan

panas?2. Jelaskan proses perlakuan panas secara

umum!3. Apa tujuan perlakuan panas?4. Apa yang dimaksud dengan menyemen dan

sebutkankan 3 jenis bahan semen!5. Berapa suhu penyepuhan jika dilhat dari

kadar Carbon yang dikandung bahan?

Perubahan bentuk yang terjadi dapat dibedakan atas

1. Deformasi elastis 2. deformasi plastis.

Deformasi elastis

Perubahan bentuk yang terjadi bila ada gaya yang bekerja, serta akan hilang bila bebannya ditiadakan.

Dengan kata lain bila beban ditiadakan, maka benda akan kembali ke bentuk dan ukuran semula.

Deformasi plastis

Perubahan bentuk yang permanen, meskipun bebannya dihilangkan

maka kondisi benda akan tetap berubah bentuknya sesuai dengan bentuk yang dikenakan pada benda tersebut.

Pengerjaan panas mempunyai beberapa keuntungan diantaranya :

1. Pada temperatur tinggi logam bersifat lunak dan ulet, sehingga

gaya pembentukan yang dibutuhkan menjadi relatif lebih kecil.

2.Deformasi yang dapat diberikan dari pemanasan ini adalah relatif

lebih besar.

3. Terjadinya perbaikan struktur mikro pada logam yang dideformasi

pada temperatur tinggi.

{

Apa itu menempa?Menempa merupakan salah satu proses pembentukan yang dilakukanpada benda kerja dalam kondisi panas. Panas yang dimaksudkan adalah sebelum dilakukan proses pembentukan benda logam dipanaskan terlebih dahulu sampai mencapai tempratur tempa yang diinginkan.Tempratur tempa yang diharapkan pada proses iniberkisar di atas daerah temperatur rekristalisasi bahan logam yang akan di tempa. Baja mempunyai temperatur rekristalisasi berkisar 723º C.

APLIKASI PEMBENTUKAN1. pengerolan (rolling),2. pembengkokan (bending),3. tempa (forging),4. ekstrusi (extruding), 5. penarikan kawat (wire drawing),6. penarikan dalam (deep drawing),7. dan lain-lain.

Tujuan proses pembentukan secara keseluruhan :

1. adalah mengubah tebal atau dimensi lateral benda kerja,

2. pada proses pembentukan lembaran, susut tebal hendaknya dihindarkan karena dapat terjadi penciutan dan kegagalan

3. Catatan terakhir 11-11-2011

{

UJIAN KD 31. Sebutkan apa yang di maksud dengan

pembentukan panas! 102. Jelaskan apa itu deformasi elastis dan plastis? 153. Sebutkan 4 macam bentuk aplikasi pembentukan

logam! 154. Sebutkan 3 macam keuntungan pembentukan

panas! 20

5. Jelaskan apa itu menempa dan sebutkan 4 macam alat yg digunakan dalam pekerjaan tempa serta fungsinya masing-masing 40

6. WAKTU S.D 17.00 WIB

PROSES PENGERJAAN DINGINProses pengerjaan dingin (cold working) yang merupakan pembentukan plastis logam di bawah suhu rekristalisasiPada umumnya dilakukan disuhu kamar jadi tanpa pemanasan benda kerja. Suhu rekristalisasi yang dimaksud adalah suhu pada saatbahan logam akan mengalami perobahan struktur mikro.

Pengaruh deformasi

logam yang dideformasi mengalami peristiwapengerasan regangan (strain-hardening).Logam akan bersifat makin keras dan makin kuat tetapi makin getas bila mengalami deformasi.

Keunggulan proses pengerjaan dingin

Keunggulan proses pengerjaan dingin adalah kondisi permukaan benda kerja yang lebih baik dari pada yang diproses dengan pengerjaan panas.

Hal ini disebabkan oleh tidak adanya prosespemanasan yang dapat menimbulkan kerak pada permukaan.

Keuntungan dari pembentukan dingin diantaranya:

• Tidak dibutuhkan pemanasan• Permukaan yang lebih baik• Ketelitian yang lebih baik• Ukurannya bisa seragam• Kekuatan tariknya akan lebih baik dari bahan asalnya

Persiapan cold working process

1. Harus bebas dari kerak2. Untuk mendapatkan ketebalan

yang sama dilakukan cold rolling ringan

3. Lakukan proses annealing ( pelurusan, peregangan)

Macam Proses pengerjaan dingin

proses blanking ataupenembukan. proses bending ataupembengkokan untuk pelat-pelat pada arah memanjangproses squeezing untuk berbagaiimacam keperluan . Aplikasi proses ini diperlihatkan pada gambaruntuk pembuatan tutup-tutup botol yang menggunakan lambang

Proses pengerjaan dingin menurut DeGarmo terbagi dalam 4 kelompok besar sebagai berikut:

1. Squeezing (mengepres)2. Bending (melengkungkan)3. Shearing (memotong)4. Drawing (menarik)

Di catat sampai slide ini.......18/11-11.

Pendekatan secara teori teknik pembentukan logam perlu dikaji dari 3 (tiga) bidang utama, yaitu: 1. Bidang teknologi proses yang

menyangkut geometri dan kondisi serta parameter proses.

2. Bidang mekanika yang diperlukan untuk memperkirakan gaya, daya serta energi pembentukan.

3. Bidang metalurgi yang membahas perubahan-perubahan sifat material akibat proses pembentukan.

PROSES PENEKUKAN

Secara mekanika proses penekukan ini terdiri dari dua komponengaya yakni: 1. Tarik 2. Tekan

MESIN TEKUK HIDRAULIK

PENGEROLANPengerolan merupakan proses pembentukan yang dilakukan denganmenjepit pelat diantara dua rol. Rol tekan dan rol utama berputarberlawanan arah sehingga dapat menggerakan pelat.Tipe pengerolan1. Tipe susunan rol2. Tipe jepit3. Tipe peramid4. Tipe kombinasi

Streching pada dasarnya merupakan proses pembentukan Rentangyakni proses pembentukan gaya tarik utama sehingga bahan tertarikpada peralatan atau blok pembentukan.

Proses penekanan atau blanking ini didasarkan pada prosespengguntingan. Pengguntingan kontur tertutup, dimana logamdidalam kontur adalah bagian yang diinginkan, dinamakanpenebukan

Deep Drawing merupakan proses penarikan dalam atau biasadisebut drawing adalah salah satu jenis proses pembentukan logam,dimana bentuk pada umumnya berupa silinder dan selalumempunyai kedalaman tertentu.

Mesin penekan (Squeezing) adalah suatu penekan aksi tunggal yangmempunyai landasan yang sempit dan sangat panjang. Kegunaanutama penekan ini adalah untuk membentuk benda-benda yangpanjang melengkung, seperti saluran dan lembaran bergelombang.Pembentukan-hydro karet (rubber hydroforming) adalah modifikasidari penumbuk dan cetakan konvensional, di mana bantal karetberfungsi sebagai cetakan. Pembentukan karet, atau proses Guerin.

Proses Spinning pada dasarnya merupakan proses pembentukanpelat dengan menekan bahan dasar pelat ke dies pembentuk sambilmaterial ditekan dengan tool penekan sampai membentuk sepertiyang ada pada dies

Gbr. Tipe pengerol

Tipe susunan rol piramide

Tipe kombinasi, jepit dan piramide

KERJA BANGKUAdalah pekerjaan perkakas tangan yang di gunakan untuk melakukan pembentukan, perbaikan sesuai dengan masing fungsi peralatan dan semua pekerjaan dilakukan di atas meja kerja

PROSES PERMESINAN

Adalah Proses pemotongan logam dengan berbagai cara menggunakan mesin- mesin perkakas

3 TIGA KELOMPOK PERMESINAN

Proses pemesinan dengan menggunakan prinsip pemotongan logam dibagi dalam tiga kelompok dasar, yaitu: 1. proses pemotongan dengan mesin

press. 2. proses pemotongan konvensional

dengan mesin perkakas, dan3. proses pemotongan

nonkonvensional.

RUANG LINGKUP PROSESProses pemotongan dengan menggunakan mesin pres meliputi pengguntingan (shearing), pengepresan (pressing) dan penarikan (drawing, elongating).

Proses pemotongan konvensional dengan mesin perkakas meliputi proses bubut (turning), proses frais

(milling), dan sekrap (shaping).

Proses pemotongan nonkonvensional contohnya dengan

mesin EDM (Electrical Discharge Machining) dan wire cutting.

Klasifikasi permesinanYaitu :Proses pemesinan untuk membentuk benda kerja silindris atau konis dengan benda kerja/pahat berputar, yaitu mesin bubut, mesin gurdi/bor, mesin frais dan gerinda.

proses pemesinan untuk membentuk benda kerja permukaan datar tanpa memutar benda kerja, yaitu meliputi proses sekrap (shaping, planing), proses slot (sloting),proses menggergaji (sawing), dan proses pemotongan roda gigi (gear cutting).

Terbentuknya BERAMHasil proses penyayatan yang terjadi pada saat mesin bekerja adalah beram. Hampir sama pada semua proses permesinan, dan telah diteliti ditemukan dapat menentukan :1. Berapa kecepatan (speed), 2. Gerak makan (feed), dan3. Temperatur4. Cairan pendigin5. Jenis bahan

proses pembentukan beram adalah sulit untuk dianalisa dan diketahui karakteristiknya diringkas sebagai berikut.

1. Pembentukan sangat tinggi dibandingkan dengan proses pembentukan yang lain.

2. Proses pembentukan beram tergantung pada bahan benda kerja, temperatur benda kerja, cairan pendingin, dan sebagainya.

3. Proses pembentukan beram juga tergantung pada material pahat, temperatur pahat, dan

getaran pahat.4. Proses pembentukan beram sangat

dipengaruhi oleh bentuk pahat (cutting tool).

Cara kerja mesin1. Mesin bubut

Mesin ini pada prinsipnya bekerja berputar, benda kerja yang berputar dipotong menurut komponen yang diinginkan dalam bentuk silinder atau kerucut

2.Mesin frisMesin fris ini pada prinsipnya tool atau pahat yang berputar mengurangi dimensi benda kerja. Mesin ini juga dapat untuk menghaluskan permukaan, membuat alur, roda gigi, dan bentuk lain yangdiinginkan sesuai kemampuan mesin.

3. Mesin SecrapPrinsip pengerjaan pada mesin sekrap adalah benda yang disayat atau dipotong dalam keadaan diam (dijepit pada ragum) kemudian pahat bergerak lurus bolak-balik atau maju mundur melakukan penyayatan

4. Mesin gurdi gurdidimaksudkan sebagai proses pembuatan lubang bulat dengan menggunakan mata bor(twist drill). Gurdi adalah sebuah pahat pemotong yang ujungnya berputar dan memiliki satu ataubeberapa sisi potong dan galur yang berhubungan continue di sepanjang badan gurdi.

5. Mesin gerindaadalah salah satu mesin perkakas yang digunakan untuk mengasah/memotong benda kerja dengan tujuan tertentu. Prinsip kerja mesin gerindaadalah batu gerinda berputar bersentuhan dengan benda kerja sehingga terjadi pengikisan, penajaman, pengasahan, atau pemotongan.

Bentuk pahat sekrap

Macam pahata) pahat sekrap kasar lurusb) pahat sekrap kasar lengkungc) pahat sekrap datar (Gambar 9.8)d) pahat sekrap runcing (Gambar 9.8)e) pahat sekrap sisi (Gambar 9.9)f) pahat sekrap sisi kasar (Gambar 9.9)g) pahat sekrap sisi datar (Gambar 9.9)h) pahat sekrap profil (Gambar 9.10)i) pahat sekrap masuk ke dalam atau pahat sekrap masuk ke luar lurus (lihat Gambar 9.11)j) pahat sekrap masuk dalam atau pahat sekrap masuk ke luar diteruskan

Jenis bahan pahata) H.S.S (Gambar 9.13.). Digunakan untuk

memotong material yang mempunyai tegangan tarik tinggi.

b) Carbide (Gambar 9.13). Digunakan untuk benda benda tuangan.