8/9/2019 P/M Gear

1/8

8/9/2019 P/M Gear

2/8

5/15/2010

Metallurgy and Materials FTUI 2010

RAHMAWAN SETIAJI( 0706163735 ) ADHINUGROHO ( 0706268190) JURISTY( 0706268631 ) KENNEDI( 0706268644)

FABRIKASI GEARSDENGANMETALURGI SERBUK

8/9/2019 P/M Gear

3/8

Fabrikasi Gears dengan Metalurgi Serbuk

A. Latar belakang

Gear merupakan komponen yang sangat penting dalam industry

metalurgi serbuk di masa mendatang. Gear hasil metalurgi serbuk harus

mempunyai kekuatan bending mencapai 1000 MPa dan ketahanan RCF (

rolling contact fatique ) mencapai 2000 MPa agar memenuhi persyaratan

untuk aplikasi otomotif. Metalurgi serbuk merupakan proses yang

pembentukan logam yang sangat fleksibel untuk memproduksi gear. Proses

metalurgi serbuk mampu memproduksi gear dengan toleransi yang sangat

kecil dengan kekuatan mencapai 1240 MPa dalam jumlah besar dengan

harga yang murah. Jenis gear yang diproduksi dengan teknik metalurgi

serbuk sangat bervariasi seperti spur, helical, bevel, face, spur-helical, dan

helical-helical. Proses ini sangat menarik ketika gear yang dihasilkan

mempunyai depresi, lubang lewatan, tingkatan- tingkatan dan proyeksi.

Pada metode tradisional, pembuatan gear dilakuakan dengan bahan

dasar blank yang kemudian dilakukan casting, forging, dsb. Proses

sekundernya dilakuakan dengan shaving dan grinding hal ini dilakukan untuk

meningkatkan tingkat presisi dari produk yang dihasilkan. Dengan metode

ini banyak sekali kerugian yang didapat seperti :

a. Waktu proses yang lama dan biasanya kesulitan untuk memachining

paduan.

b. Tingkat efisiensi dari material sangat rendah

c. Control microstruktur sangat sulit dilakukan

Apabila dibandingkan antara teknologi metalurgi serbuk dengan

menggunakan metode pembentukan logam yang lainnya, metode ini

mempunyai banyak sekali kelebihan diantaranya sebagai berikut :

8/9/2019 P/M Gear

4/8

a. Kemampuan yang baik dalam membentuk dimensi yang kompleks

b. Memiliki sifat kekuatan yang baik

c. Memiliki nilai ratio yield yang sangat tinggi

d. Control microstruktur yang sangat baik

e. Tingkat presisi dari produk yang sangat baik

f. Kemampuan membentuk produk yang sangat kecil ukurannya.

A. Material Penyusun dan Komposisi

Aplikasi gear pertama menggunakan teknologi metalurgi serbuk adalah

untuk pompa oli pada tahun 1937/1938. Pompa gear merupakan jenis

aplikasi yang umum bergantung dari tingkat egangan yang diaplikasikan,

perbedaan material, dan berat jenis dari material yang digunakan. Sebagai

contoh, material Fe-Cu-C dengan densitas 6 6,8 g/cm3 digunakan untuk

gear pompa untuk aplikasi tekanan rendah seperti pelumas mesin dan

transmisi otomatis. Untuk aplikasi bertegangan tinggi mencapai 20 MPa, baja

paduan yang mempunyai densitas minimal sebesar 7,1 g/cm3 yang

digunakan. Pada tabel berikut ini diberikan beberapa jenis material yang

biasa digunakan sesuai dengan aplikasinya

B. Karakteristik dan Metode Fabrikasi Serbuk

8/9/2019 P/M Gear

5/8

Secara umum proses fabrikasi serbuk bisa dilakukan dengan 2 metode

proses yakni dengan proses konvensional dan proses lainnya. Pada proses

konvensional proses produksi gear dari campuran serbuknya dimulai dengan

dilakukan kompaksi, dilakukan sintering dan infiltrasi. Sedangkan untuk

metode lainnya setelah dikompaksi dilakukan CIP ( cold isostatic pressing )

atau HIP ( hot isostatic pressing ). CIP menggunakan membrane fleksibel

untuk memisahkan serbuk dari medium cair yang bertekanan sehingga

menyebabkan densifikasi dari serbuk. Pada CIP terjadi distorsi geometri dari

komponen yang ditekan karena pengeruh dari dimensi container dan

material yang terdistorsi. Sedangkan pada HIP distorsi geometri dari

komponen terjadi karena pengaruh tekanan dan siklus temperature saat

distorsi dan pengaruh desain container pada distorsi.

C. Proses Manufaktur Produksi

8/9/2019 P/M Gear

6/8

Tahap awal dalam proses metalurgi serbuk ini adalah pencampuran serbuk

material dasar dengan berbagai tambahan pelumas dan aditif. Selanjutnya

dilakukan kompaksi dari campuran yang dihasilkan dibawah tekanan yang

tinggi pada cetakan untuk membentuk komponen dasar yang cukup kuat

untuk dilakukan tahapan proses yang ketiga. Pada proses yang ketiga

dilakukan sintering. Sintering dilakuakan pada dapur, ketika temperature

kritis dicapai kesetimbangan dari energy permukaan dari partikel menjadi

aktif dan akhirnya terjadi ikatan antara partikel metal. Temperatur harus

dijaga tetap dibawah titik lebur supaya tidak terjadi kehilangan bentuk.

Setelah proses sintering produk masuk pada proses sekunder seperti coining

yang berfungsi untuk meningkatkan akurasi dimensi dan meningkatkan

densitas permukaan. Di lakukan juga proses heat treatment untukmeningkatkan kekuatan tarik dan kekerasannya. Contoh produk yang

dihasilkan adalah sebagai berikut :

8/9/2019 P/M Gear

7/8

D. Sifat sifat produk

Sifat sifat dari produk berkaitan erat dengan material yang digunakan

dan proses produksi yang dilakukan. Sifat dari gear ini akan berbeda- beda

sesuai dengan aplikasinya. Hal ini dapat terlihat jelas pada table berikut ini:

Selain itu perlu juga diketahui mekanisme kerusakan dari gear yang di

hasilkan biasanya dengan bending fatique dan juga fatik permukaan. Oleh

karena itu sifat mekanis dari gear yang dihasilkan harus baik. Skema dari

kerusakannya sebagai berikut :

8/9/2019 P/M Gear

8/8

E. Referensi

1. ASM Handbook volume 7. Powder Metallurgy.2. Hgans AB, 2007. Powder Metall .Published by Hgans AB for

North American Hgans, Inc.3. http://www.caddet-ee.org4. http://www.sewonpm.com/english/product_auto.html 5. P.W. Lee, Press and Sintered Parts and Their Applications,Powder Metallurgy

Applications Advantages and Limitations, Erhard Klar, Ed., American Society forMetals, 1983, p 82

6. S.D.K. Saheb and K. Gopinath, Powder Metallurgy Gears--A Brief Review,PowderMetall. Sci. Technol.,Vol 1 (No. 4), July 1990, p 43-66

http://www.caddet-ee.org/http://www.sewonpm.com/english/product_auto.htmlhttp://www.sewonpm.com/english/product_auto.htmlhttp://www.caddet-ee.org/