14

Kelompok :1. Lazwar Irhami PN 66120400372. Yanuar Fendikanata66120400533. Dea Aqmarina6612040064

FORGING

1.1. DefinisiProses pembentukan material akibat beban impac atau tekanan tinggi dengan menggunakan cetakan atau tidak. Atau proses deformasi yang dilakukan dengan menekan benda kerja diantara dua cetakan (die), baik menggunakan gaya kejut (impact) atau ditekan secara gradual hingga diperoleh bentuk akhirbenda kerja yang diinginkan.

1.2. Pembagian forgingSecara umum penempaan terbagi atas : Proses mereduksi penampang dan menambah panjang Proses mereduksi panjang dan memperbesar penampang (upset) Proses aliran kompleks (dies), material mengalir dalam banyak arahberdasarkan temperatur kerja : Tempa panas atau hangat; cara ini paling banyak digunakan bila diperlukan deformasi yang cukup besar; dengan memanaskan kekuatan logam dapat dikurangi dan keuletannya bertambah. Tempa dingin; cara ini juga sering dilakukan untuk pembuatanproduk tertentu. Keuntungan dari tempa dingin adalah dapatmeningkatkan kekuatan yang dihasilkan dari pengerasan regang.

Berdasarkan cara pemberian gaya untuk mendeformasikan bendakerja,tempa dapat diklarifikasikan atas : tempa dengan beban impak (impact) tempa dengan beban gradual.

JENIS JENIS FORGING

1. Open Dies Forging / Hammer Forging2. Impression Die Drop Forging3. Flashless forging4. Roll forging5. Upset forging6. Orbital forging7. Swaging8. Hobbing9. Trimming

2.1. Open Dies Hammer Forging

Benda kerja ditekan diantara dua buah cetakan (die) yang datar(hampirdatar) sehingga logam mengalir dalam arah lateral tanpa dihambat oleh permukaan cetakan. Operasi penempaan ini dikenal sebagai upset forgingyaitu mengurangi tinggi benda kerja dan menambah diameternya.

Analisa open-die forging

Bila open-die forging dilakukan pada kondisi yang ideal yaitu tidak ada gesekan antara permukaan benda kerja dan cetakan, sehingga terjadi deformasi yang homogen, dan aliran radial logam seragam, seperti ditunjukkan dalam gambar. Gambar deformasi homogen bendakerja silinder dalam operasi cetakan terbuka.

Gambar beberapa operasi penempaan cetakan terbuka (open die forging)(a) Fullering(gambar a) adalah operasi tempa yang dilakukan untuk mengurangi bagian melintang dan mendistribusikan logam benda kerja sebagai persiapan penempaan bentuk yang berikutnya. Permukaan cetakan berbentuk cembung. Ruang antara kedua cetakan (cavity) sering didesain dengan berbagai jarak (multicavity impression dies) sedemikian rupa sehingga operasi diawali dengan pembentukan kasar belum pembentukan akhir.

(b) Edging(gambar b) hampir sama dengan fullering, hanya disini permukaan cetakan berbentuk cekung.

(c) Cogging(gambar c) adalah operasi tempa yang dilakukan secara berturut-turut sepanjang panjang benda kerja untuk mengurangi bagian melintang dan menambah panjangnya. Coggingbanyak digunakan dalam industri baja untuk membentuk ingot hasil pengecoran menjadi bloom dan slab. Biasanya digunakan open-die yang datar atau dengan permukaan yang sedikit berkontour. Proses ini kadang-kadang juga disebut incremental forging.

Open-die forgingdalam praktik :Dalam proses industry open-die forgingdilakukan dalam keadaan panas. Bentuk-bentuk yang dihasilkan dalam operasi open-die forgingditunjukkan dalam gambar yaitu fullering, edging, dan cogging

2.2. Open die hammer forging tradisionalPrinsip KerjaPalu digerakkan dengan tenaga manusia untuk membentuk produk diatas anvil/dudukan.

Peralatan :a. Pemanas (coal burner) b. Compressor.c. Palud. Anvil.e. Fuller (sejenis jig)

Kekurangan dari proses ini adalah1. Ketelitian rendah.2. Sulit untuk benda yang rumit3. Massa benda tempa terbatas (up to 90 kg)4. Operator skill.

2.3. Impression Die Drop Forging

Benda kerja ditekan diantara sepasang cetakan yang tertutup, sehingga aliran logam dalam arah lateral mendapat hambatan yang cukup signifikan. Dalam operasi tempa ini, sejumlah kecil logam kerja mengalir kedalam celah diantara kedua cetakan membentuk sirip (flash), seperti dapat dilihat dalam gambar (b). Flash yang terbentuk diantara keduacetakan tersebut harus dipotong dengan proses trimming.Impression-die forging kadang-kadang juga disebut penempaan cetakan tertutup (closed-die forging), dimana bentuk rongga cetakannya merupakan kebalikan bentuk benda yang akan dibuat.

Tahapan proses impression-die forgingditunjukkan dalam gambar.

Keterbatasan impression-die forging :

Dimensi produk yang dihasilkan kurang akurat. Bila diinginkan dimensi yang lebih akurat, penyelesaian akhir dapat dilakukan denganproses pemesinan. Biasanya geometri dasar dari produk yang dibuat dilakukan dengan proses tempa, dan bagian-bagian yang memerlukan ketelitian yang lebih baik dilakukan dengan proses pemesinan, misalnya lubang, ulir, dan permukaan-permukaan yang akan disatukan dengan komponen lainnya.

Kelebihan tempa dibandingkan dengan proses pemesinan:

- Laju produksi lebih tinggi- Pemakaian logam lebih hemat, dan-Orientasi butir kristal lebih baik (bandingkan aliran butir kristal hasil penempaan dan pemesinan dalam gambar).

Gambar aliran butir kristal (a) penempaan panas dengan penyelesaianakhir pemesinan, (b) hasil pemesinan

Proses tempa yang dapat menghasilkan produk di atas disebutprecision forging. Gambar dibawah memperlihatkan perbandingan antaraprecision forgingdengan conventional impression-die forging

Gambar (a) Penempaan konvensional (b) penempaan presisi (precision forging)

Forging diesBeberapa terminologi yang sering digunakan dalam desain cetakan ditunjukan dalam gambar.

Gambar terminologi untuk impression-die forging konvensional1. Parting line; adalah bidang yang memisahkan upper die dan lower die. Disebut flash line dalam impression-die forging1. Draft; adalah tirus pada sisi bagian benda kerja yang dibutuhkan untuk melepas benda kerja dari cetakan. Istilah ini juga digunakanuntuk tirus pada sisi rongga cetak1. Webs dan ribs; web adalah bagian tipis dari tempaan yang sejajardengan parting line, sedang ribs adalah bagian yang tipis dari tempaan yang tegak lurus terhadap parting line.1. Fillet dan corner radii; radius kecil yang cendrung membatasi aliran logam dan menambah tegangan pada permukaan die selama penempaan.1. Flash; adalah sirip yang terbentuk diantara celah die bagian atas danbagian bawah dalam impression-die forging, yang berfungsi untuk menghambat aliran logam keluar cetakan, sehingga tekanan mengarah ke dalam untuk mengisi rongga cetak.1. Gutter; saluran tempat terbentuknya sirip.

2.4. Flashless forging

Disebut juga true closed-die forging, yaitu proses tempa dengan cetakan tertutup dimana bahan baku benda kerja seluruhnya berada dalam rongga cetak selama proses penekanan, dan tidak ada sirip (flash) yang terbentuk, seperti ditunjukkan dalam gambar 5.18.

Gambar penempaan tanpa sirip (flashless forging)

Coining adalah penggunaan khusus dari flashless forging seperti ditunjukkan dalam gambar.

Gambar operasi pembuatan koin (coining operation)

Die tempa, palu, dan penekanPeralatan yang digunakan dalam penempaan terdiri dari mesin tempa dengan klasifikasi :1. palu (hammers) atau penekan (presses)1. cetakan/die tempa (forging die)peralatan pendukung lainnya, seperti : tungku untuk memanaskan bendakerja, peralatan mekanik untuk memasang dan mengangkat bendakerja, trimming untuk memotong sirip (flash).

2.5. Roll forging

adalah proses yang digunakan untuk mengurangi bagian melintang dari suatu bendakerja silinder (atau persegi) dengan cara memasukkannya melalui sepasang rol yang memiliki alur sesuai dengan bentuk akhir produk yang diinginkan. Operasi roll forgingditunjukkan dalam gambar berikut ini.

2.6. Upset forging

Penempaan yang bertujuan untuk memperbesar ukuran penampang dari panjangnya Produk yang dihasilkan : Membuat kepala baut Kepala paku Pembuatan selongsong peluru

2.7. Orbital forgingdeformasi terjadi karena cetakan bagian atas (upperdie) yang berbentuk konis secara serempak berputar dan menekan benda kerja. Seperti ditunjukkan dalam gambar dibawah, benda kerja ditopang oleh cetakan bagian bawah (lower die) yang memiliki ronggacetak, sehingga akibat adanya tekanan dari upper die maka bagian bendakerja akan masuk mengisi rongga cetak tersebut. Karena sumbu konis miring, maka hanya luasan kecil dari permukaan bendakerja yang dapat ditekan dalam beberapa saat. Perputaran upper die menyebabkan permukaan di bawah tekanan akan ikut berputar, sehingga beban tekan yang dibutuhkan untuk mendeformasi benda kerja menjadi lebih kecil. Pada akhir dari proses ini, lower die mendorong bendakerja keluar dari cetakan.

2.8. SwagingAdalah proses penempaan yang digunakan untuk mereduksi diametertabung atau batang pejal. Swagingsering digunakan pada ujung benda kerja untuk menghasilkan bentuk tirus. Proses swaging seperti ditunjukkan dalam gambar menggunakan palu yang berputar untuk memukul benda kerja secara radial.

2.9. Hobbing Forging

adalah proses deformasi dimana pembentuk yang terbuatdari baja keras ditekan ke dalam balok baja lunak (atau logam lunak lainnya). Proses ini sering digunakan untuk membuat rongga cetak cetakan plastik dan cetak tekan, seperti ditunjukkan dalam gambarberikut ini.

2.10. Trimmingadalah operasi yang digunakan untuk memotong sirip (flash) pada bendakerja hasil dari impression-die forging. Dalam gambar 5.29 dapat dilihat bahwa punch ditekan ke benda kerja yang diletakkan di atas cetakan pemotong sehingga sirip akan terpotong oleh ujung tajam dari cetakan tersebut. Trimmingbiasanya dilakukan pada saat benda kerja masih dalam keadaan panas.

13