TEKNIK PEMBENTUKAN( TMS 3134 )

PROSES-PROSES PEMBENTUKAN dan SIFAT LOGAM

NAMA : M. Anjar ArrohmanNIM : 1107111946TUGAS ke : 1TGL PENYERAHAN : 17 September 2013

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK MESINFAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU

2013

1. Bawa benda dan jelaskan proses pembentukannya?

Koin Logam

Proses pembuatannya dimulai dari proses melting.

Jadi materialnya (logam) ditempatkan di tungku pembakaran, setelah itu ditaruh

di permukaan datar sehingga menjadi flat juga.

gambar 1 1 proses melting gambar 1.2 Flat

Kemudian, material ini dimasukkan ke roller machine untuk mendapatkan

ketebalan yang kita inginkan (luar biasa ya ketebalan saja diatur dan diukur).

gambar 1.3 Roller machine

Setelah itu dimasukkan ke mesin yang sering disebut roller punching machine

sehingga menjadi koin tanpa angka atau sering disebut blank coin. Nah, setelah

proses ini baru ada proses smoothness dan juga pelicinan coin biar nggak lengket,

melihat kembali bentuk yang tidak rata, ataupun pinggiran yang masih tajam. Ada

mesin yang disebut mesin ronde.

2. Buat daftar benda dan jelaskan proses pembentukannya (minimal 10 benda)?

Jawab :

A. Pipa

Metode yang seringdigunakanmeliputiseamless, but-weldeddanspiral-

welded pipe manufacturing:

1. Seamless pipe dibuatdengancaramenusukbatangbaja yang

mendekatisuhucair (disebut billet) denganmenggunakansebuah mandrel

yangmanapipainitidakmemilikisambungan.Diagram

pembuatanpipaseamless (tanpasambungan) dapatdilihapada diagram

berikut:

2. Butt-welded pipe

dibuatdengancaramemasukkanpelatbajapanasmelaluipembentuk (shapers,

shape rollers) yang akanmerolnyakemenjadbentukbatanganpipa yang

berlubang.Penekanan yang sangatkuatpadakeduasisi-

sisipelatakanmenghasilkansambunganlas.Diagram

berikutinimenunjukkanpembentukanpipabutt-welded

daribahandasarpelathinggamenjadipipamelalui proses pengerolan :

3. Spiral-welded pipe dibuatdengancaramemuntir strip logam

(pelatpanjangdenganlebarsempit, seperti pita), menjadibentuk spiral,

sepertipolakritingrambut di salon, kemudiandilasdimanaujung-

ujungsambungansatu-sama lain membentuksebuahsambungan.Pipa-

pipajenisiniterbataspadasistempemipaan yang

menggunakantekananrendahkarenatebalpipa yang tipis.Diagram

berikutinimenunjukkanspiral-welded pipe sebelumdilas :

B. Sprocket.

Proses pembentukansprocket dengan cara Fine Blanking yaitu

menggunakan cetakan dan mesin frais.

Pada proses percetakan pelat/besi yang sudah diukur tadi dipanaskan

agar memudahkan pada saat proses percetakan. Setelah dipanaskan dengan

merata dan dengan perlahan-lahan hingga suhu kurang lebih 700°C atau

hingga berubah warna menjadi warna merah tua, kemudian suhu

ditingkatkan dengan cepat hingga menjadi 1050°C hingga berubah warna

menjadi kuning kemerah-merahan, kemudian diangkat dan dimasukkan ke

dalam cetakan.

Untuk membentuk seluruh giginya, lakukan menggunakan mesin frais

agar pengerjaan terlihat rapi dan bersih dari kerak – kerak akibat cetakan

tadi.

Agar hasil lebih maksimal, lakukan pengujian sesuai dengan standar

yang telah ditentukan.Gigi tarik (sprocket) kemudian dilakukan finishing

diberi oli agar tidak terjadi korosi pada saat disimpan di dalam gudang

hasil produksi.

C. Piston.

Pembuatan piston dilakukan dengan proses pembentukan logam jenis

forging. Di mana bahan baku dari pipa padat alias dalamnya tidak bolong.

Pipa-pipa tersebut kemudian dipotong-potong. Ukuran mendekati piston

yang sudah jadi. Supaya tidak banyak membuang bahan baku. Hasil

potongan pipa dipanaskan sampai benar-benar membara. Tetapi tidak

sampai mencair.

Bahan piston yang membara di dinginkan sebentar. Lalu di masukkan

ke cetakan dan di pukuli agar bentuknya sebesar lubang cetakan. Pemukul

juga di bentuk seperti pantat piston. Bentuk piston sehabis di pukul baru

pantatnya saja yang terbentuk. Namun sudah kelihatan bagian lumayan

tipis. Meski tipis tapi bisa kuat karena di pukul.

Tetap harus dilakukan proses finishing, supaya bentuk dan ukurannya

presisi. Proses finishing menggunakan alat pemesinan macam mesin bubut

CNC. Dibentuk juga lubang pen, ring piston, dan lubang oli sepresisi

mungkin.

Hasil dari proses pembentukan, bentuk piston forging serba tipis-tipis

namun bisa kuat, karena prosesnya aluminium padat yang dipukul atau

ditempa seperti bikin pedang. Bidang kontak dengan linear sedikit.

Gesekannya ringan, juga lebih enteng, sehingga putaran mesin lebih

enteng.

D. Connecting Rod.

Proses pembentukan connecting rod dilakukan dengan cara proses

forging. Pada proses forging terdapat cara lain yaitu cara

pemukulan/penekanan yang termasuk pada jenis proses Close Die

Forging. Tahapan dalam proses pembuatan Forged Connecting Rod antara

lain:

1. Bahan.

Connecting rod berawal dari batangan alloy steel sepanjang 2m.

Alasan digunakannya bahan alloy steel adalah lebih kuat, tahan karat

dan mudah dalam proses pemotongan. Kemudian batangan dipotong

menjadi batangan- batangan kecil.

2. Proses Forging.

Penekan dan cetakan dipanaskan, sementara bahan (billet)

dipanaskan didalam oven, Temperatur pemanasan sama dengan

temperatur penekan dan cetakan yaitu sekitar 11000°C – 12500°C.

Kemudian bahan alloy steel (billet) dikeluarkan dari oven dan

diletakkan di atas penekan. Proses penekanan dilakukan dengan besar

tekanan 2000 ton sehingga membentuk bentuk dasar dari connecting

rod.

3. Oven.

Setelah proses pendinginan, connecting rod dimasukkan kedalam

oven lagi sebanyak dua kali. Proses yang pertama bertujuan untuk

memperkuat logam dengan temperatur yangtinggi. Proses yang kedua

dilakukan untuk menstabilkan logam dengan temperatur rendah.

4. Proses Bubut.

Kemudian digunakan mesin bubut untuk memotong kelebihan

ukuran dari bentuk dasar dari connecting rod. Menjadikannya lebih

dekat ke ukuran akhir proses.

5. Proses Milling.

Mesin milling digunakan untuk mengurangi sampai beberapa mm

pada setiap sisi dari connecting rod. Ini bertujuan untuk mengurangi

berat keseluruhan dari connecting rod itu sendiri.

6. Finishing.

Proses finishing digunakan untuk memperhalus dan merapikan

bentuk connecting rod,bertujuan agar bentuk presisi saat digunakan.

Kemudian mesin menuliskan model dan informasi produk. Kemudian

seorang pekerja memperhalus sudut-sudut tajam dari connecting rod

yang terbentuk selama proses pembuatan. Lubang yang ada kemudian

dihaluskan dengan sebuah mesin agar connecting rod lebih presisi.

Akhirnya, connecting rod di semprot panas,deionisasi air,

menghilangkan pelumas yang tersisa atau oli yang tertinggal pada saat

proses pembuatan.

E. Pegas.

Pegas adalah benda elastis yang digunakan untuk menyimpan energi

mekanis. Pegas biasanya terbuat dari baja. Pada mobil, pegas memiliki

fungsi menyerap kejut dari jalan dan getaran roda agar tidak diteruskan ke

bodi kendaraan secara langsung.

Adapun tahap dan proses pembentukan dari pegas antara lain:

1. Proses Forging.

Pada proses ini kedua ujung benda kerja dipanaskan dengan merata

dan dengan perlahan lahan hingga suhu kurang lebih 700°C atau

hingga berubah warna menjadi warna merah tua, kemudian suhu

ditingkatkan dengan cepat hingga menjadi 1050°C hingga berubah

warna menjadi kuning kemerah-merahan, kemudian diangkat dan

ditempa dengan menggunakan mesin tempa atau pukulan sangat berat.

Pada waktu mengerjakan penempaan pada kedua ujung baja pegas

sebaiknya suhu berada pada kurang lebih 800, kedua ujung ditempa

kira-kira 25 – 30cm, kemudian didinginkan secara alami.

2. Proses Rolling.

Untuk menggulung bahan pegas secara berkesinambungan dari

panjang bahan pegas diperlukan mesin roll/gulung pegas. Setelah

bahan yang akan dijadikan pegas sudah melalui proses pemanasan

pertama kemudian bahan pegas tersebut di masukan ke mesin gulung

atau roll pegas sehingga bahan tersebut mengalami penggulungan

sehingga berubah bentuk menjadi pegas yang masih rapat. Proses ini

terjadi pada keadaan suhu sekitar 850°C, kemudian didinginkan secara

alami.

Setelah membentuk pegas, kemudian tahap akhir yaitu finishing,

dengan memberi cat pada pegas agar kelihatan menarik.

F. Koin Logam

Proses pembuatannya dimulai dari proses melting. Jadi materialnya

(logam) ditempatkan di tungku pembakaran, setelah itu ditaruh di

permukaan datar sehingga menjadi flat juga. Kemudian, material ini

dimasukkan ke roller machine untuk mendapatkan ketebalan yang kita

inginkan (luar biasa ya ketebalan saja diatur dan diukur lhoooo).

Setelah itu dimasukkan ke mesin yang sering disebut roller punching

machine sehingga menjadi koin tanpa angka atau sering disebut blank

coin. Nah, setelah proses ini baru ada proses smoothness dan juga

pelicinan coin biar nggak lengket, melihat kembali bentuk yang tidak rata,

ataupun pinggiran yang masih tajam. Ada mesin yang disebut mesin

ronde.

G. Velg

1. Spun-Rim, Flow-FormingatauRim Rolling Technology

Ini salah satu pengembangan dari  low pressure  casting; dengan

menggunakan sebuah mesin khsuus yang memutar casting awal;

memanaskan bagian terluar casting nya; kemudian menggunakan

tekanan roller baja sehinggga meenghasilkan bentuk akhir velg.

Kombinasi panas, tekanan dan pemutaran itu menghasilkan

penampang velg yang kuat — hampir mirip dengan forged, tapi

dengan biaya lebih murah. Banyak velg yang menggunakan metode ini

berhasil mencapai ‘cita-cita’ light wheel dengan cost yang masuk akal,

walau gak murah.

2. Forged

Inilah teknologi paling mutakhir dalam pengerjaan velg 1

piece.Forging merupakan proses memampatkan billet aluminium solid

dengan penekanan yang ekstrim. Hasilnya, sebuah produk aluminium

yang sangat padat, kuat dan bisa sangat ringan. Tapi faktor biaya

peralatan, pengembangan dan proses, membuat cara ini tidak banyak

yang mampu melakukannya. Maka jadilah ekslusifitas, harga

membumbung walaupun demand tetap tinggi.

H. Camshaft

Camshaft alias noken-as ataukemdibedakan jenisnya berdasarkan

proses produksi. Hasil dari dua proses produksi kem bisa dilihat secara

kasar mata. Tapi, proses pembuatan noken-as menentukan tingkat

kekuatannya. Sementara ini yang dianggap punya ketahanan tinggi noken-

as yang diproses dengan forging dingin.

“Forging dingin teknologi milik Musashi. Dibentuk langsung dari

material mentah dan diforging. Tapi, pro- sesnya lewat temperatur rendah,

bukan temperatur tinggi seperti bikin piston forging. Kekuatan noken-as

forging dingin diproduksi langsung dari material padat yang langsung

dibentuk dengan cara ditempa atau dipukul. Kemudian dilakukan proses

machining menggunakan CNC agar jadi kem sesuai spesifikasi. Rasio NG-

nya lebih rendah karena hardening dilakukan di semua bagian kem. NG

artinya satuan perbandingan resiko logam terhadap tingkat kekeroposan.

“Proses produksinya lebih singkat. Jadi harga bisa lebih murah. Bentuknya

kelihatan kem forging semua permukaannya halus.

I. Proses Pembentukan Samurai (Katana) DenganTeknik Forging

Peleburan Baja (Smelting steel) Pedang katana

tradisionaldibuathanyadaribajamurni.

a. PenempaanPedang (Forging the sword)

Setelahahlipembuatpedangmenghilangkansemuaampasdenganmen

empabajamurniberkali-kali, iamemanaskanbaja yang

kerasdanberkarbontinggilalumembentuknyamenjadipotonganpanjangdeng

ancelahpanjang di tengahnya. Lalumenempabajalainnya yang

kuatdanberkarbonrendah yang dibentuk agar bisa pas

dimasukkankedalamcelahbajasatunya,

danmenempakeduabajaygsudahdisatukantadi.

b. Melapisi Katana (Coating the katana)

Melapisibilahpedangbagianatasdanbagian yang

tumpuldenganlapisantebaldaricampurantanahlempungdanbubukarang,

sementaramatapedang yang tajamhanyadilapisi tipis saja,

untukselanjutnyapedangdipanaskanuntukterakhir kali.

c. Membentuk (melengkungkan) Katana (Curving the blade)

Selanjutnya,

pedangdikeluarkandariapilalumemasukkannyadengancepatkedalambak air

untukmendinginkannyadengansegera. Proses inidisebut

“pendinginancepat.”

Karenabagiandalamdanbelakangpedangmengandungkarbon yang

sangatsedikit,

makaakanlebihterkontraksisaatpemanasandibandingkandenganbagiandepa

n yang tajam yang mengandungkarbonlebihtinggi.

Perbedaankecepatandantingkatkontraksiantaraduajenisbajaini,

menyebabkanpedangmelengkungdanmenciptakanbentuklengkung yang

khas.

J. Kunci

Dies untuk penurunan tempa terbuat dari baja ditempa dikeraskan,

baja cor ataubesi cor dingin. Dies dibuat berpasangan, seperti ditunjukkan

pada gambar. Rendah mengandung kesan bagian bawah penempaan, dan

atas mengandung kesanpenekanan. Untuk beberapa tempa

permukaandieberisi penuh dan kesan kelancaranpenempaan.

Sebuah bar besi panjang yang nyaman untuk penanganan dan

penampang cukup untuk mengisi dies dipanaskan dalam minyak kecil atau

tungku gas di dekatnya. Operasi pertama adalah untuk menempatkan

ujung dipanaskan padabar sepanjang die rendah dan memberikan satu atau

lebih pukulan dengan palu untuk membentuk awaluntuk garis besar tempa

yang akan dibuat. Ini disebut mogok, dan kesan di tepidie berlawanan juga

digunakan untuk membantu dalam pekerjaan ini. Operasi ini segera diikuti

dengan menempatkan ujung jebol atas die dan menjatuhkan palu di

atasnya, biasanya sekitar dua kali. Logam ini dipaksa kepadakeduacetakan,

dan logam surplus dipaksa masuksedikit ke dalampenekanan sekitarnya

dies. Tapi untuk penekanan ini, cetakan bisa di gunakanbersama-sama dan

penempaan akan terlalu tebal. Sirip atau "flash" logam terbentuk sekitar

tempa yang ditampilkan pada kunci pas ditandai f.

3. Daftar sifat metalurgi dan sifat mekanik dari berbagai logam?

Jawab :

A. Logam Baja.

SifatMetalurgiLogam Baja.

Baja Tahan Karat (Stainless Steel).

1. Memilikidayatahan yang baik terhadap panas, karat dan

goresan/gesekan.

2. Tahan temperatur rendah maupun tinggi.

3. Memiliki kekuatan besar dengan massa yang kecil.

4. Keras, liat, densitasnyabesardanpermukaantahanaus.

5. Tahan terhadap oksidasi.

High Strength Low Alloy Steel (HSLA).

1. Tensile Strength yang tinggi.

2. Anti bocor.

3. Tahan terhadap korosi.

4. Mudah dibentuk.

5. Ulet.

Baja Perkakas (Tool Steel).

1. Tahan pakai.

2. Tajam atau mudah diasah.

3. Tahan panas, kuat, dan ulet.

4. Tahan beban kejut dan repeat loading.

5. Sifatnya keras.

6. Tidak cocok untuk beban dinamis.

7. Tahan temperatur tinggi.

Baja dengan sifat fisik dan sifat kimia :

1. Baja tahangaram (Acid Resisting Steel).

2. Baja tahan panas (Heat Resisting Steel).

3. Baja tahan sisik (Non Scaling Steel).

4. Electric steel.

5. Magnetic steel.

6. Non magnetic steel.

7. Baja tahan pakai (Wear Resisting Steel).

8. Baja tahan karat/korosi.

SifatMekanikLogam Baja.

Kekuatan.

Kekuatanmerupakankemampuansuatu bahan

untukmenahanperubahanbentuk dibawahtekanan.

Elastisitas.

Elastisitasmerupakankemampuansuatu bahan untuk kembali

ke bentuk semula setelah pembebanan ditiadakan atau dilepas.

Plastisitas.

Plastisitasmerupakankemampuansuatu bahan untuk merubah

bentuk secara permanen setelah diberi beban.

KekuatanTarik.

Kekuatantarikadalahkemampuan suatu material untuk

menahan tarikan dua gaya yang saling berlawanan arah dan

segaris.

Keuletan.

Keuletanadalahkemampuansuatu material untuk diregang

atau ditekuk secara permanen tanpa mengakibatkan pecah atau

patah.

Kekerasan.

Kekerasan adalah ketahanan suatu bahan untuk menahan

pembebanan yang dapat berupa goresan atau penekanan.

B. Logam Aluminium.

Sifat Metalurgi Logam Aluminium.

Di udara aluminium langsung memiliki lapisan tipis

oksida aluminium pada seluruh permukaan.

Tahan terhadap korosi.

Ringan dan kuat.

Aluminiumtidakmenyerappanas matahari sehingga

tepat digunakan bahan penutup atap.

Titik lebur 660°C.

Titik didih 2519°C.

Modulus Young 70 GPa.

Modulus Geser 26 GPa.

Konduktivitas Thermal 237 W/m-K.

Berat jenis 2,7 gr/cm3.

Konfigurasi elektron 26.9815386 gr-mol-1.

Mampu didaur ulang tanpa mengalami sedikitpun

kehilangan kualitas dan dapat dilakukan berkali-kali.

Sifat Mekanik Logam Aluminium.

Kekerasan.

Elastisitas.

Plastisitas.

Kekuatan tarik.

Keuletan.

Ketangguhan.

Batas proporsionalitas.

C. Logam Tungsten.

Sifat Metalurgi Logam Tungsten.

Ekspansi thermal yang rendah.

Ketahanan terhadap korosi tinggi.

Meningkatkan kekuatan dengan membentuk larutan

padat di ferrit.

Meningkatkan ketahanan abrasi.

Meningkatkan ketangguhan dengan mengendalikan

bentuk inklusif.

Sifat Mekanik Logam Tungsten.

Kekerasan.

Kekuatan.

Ketahanan terhadap keausan.

Konduktivitas panas yang tinggi.

Resistance.

Elastisitas.

D. Logam Nickel.

Sifat Metalurgi Logam Nickel.

Berwarna putih ke perak-perakan.

Ringan.

Kuat dan anti karat.

Mempunyai daya hantar listrik dan panas yang baik.

Titik lebur 14530°C.

Titik didih 27320°C.

Resistance terhadap oksidasi.

Mudah ditarik oleh magnet.

Larut dalam asam nitrit.

Tidak larut dalam air dan amoniak.

Spesifik grafitinya 8,902.

Berat massa jenis 8,8 kg/m3.

Sifat Mekanik Logam Nickel.

Kekuatan tinggi.

Kemampuan kerja yang baik.

Kekuatan suhu tinggi.

Tahan karbonisasi baik.

Ketangguhan pada suhu tinggi.

Ketahanan korosi.

E. Logam Titanium.

Sifat Metalurgi Logam Titanium.

Logam transisi yang ringan.

Berkilau.

Tahan korosi (termasuk tahan terhadap air laut dan

klorin dengan warna putih ke perak-perakan).

Sifat Mekanik Logam Titanium.

Kekuatan lebih dari pada baja.

Kekuatan lelah (fatigue) yang lebih tinggi.

Tahan suhu tinggi.

Ketahanan korosi yang sangat baik.

Rasio berat – kekuatan yang lebih rendah dari pada

aluminium.

F. Logam Kuningan.

Sifat Metalurgi Logam Kuningan.

Memiliki kemampuan cor yang baik.

Warna kuningan sangat dipengaruhi oleh kandungan

Zn.

Keras, rapuh, dan ketermesinan rendah.

Alat penukar panas yang baik.

Sifat Mekanik Logam Kuningan.

Ketahanan terhadap korosi.

Meningkatkan kekuatan.

Sifat mampu mesin (Machinibility).

Ketahanan aus.

Memiliki keuletan.

G. Logam Tembaga.

Sifat Metalurgi Logam Tembaga.

Berwarna kuning seperti emas kuning.

Keras bila tidak murni.

Mudah ditempa (liat) dan bersifat mulur sehingga

mudah dibentuk menjadi pipa, lembaran tipis dan

kawat.

Konduktor panas dan listrik yang baik.

Tahan terhadap korosi.

Tembaga panas dapat bereaksi dengan uap belerang dan

halogen.

Tembaga tidak bereaksi dengan alkali, tetapi larut

dalam amonia adanya udara membentuk larutan yang

berwarna biru.

Tembaga tidak diserang oleh air atau uap air dan asam-

asam non-oksidator encer.

Berat jenis 8,9 kg/m3.

Titik cair 1083°C.

Sifat Mekanik Logam Tembaga.

Pengerjaan dingin akan mereduksi keuletan.

Proses perlakuan panas dapat meningkatkan keuletan.

Menurunkan kekerasan dan tegangan pada proses

perlakukan panas.

Ketahanan aus.

Creep Resistance.

Tahan terhadap getaran.

Thermal dan Electrical Conductivitas.

H. Logam Magnesium.

Sifat Metalurgi Logam Magnesium.

Reduksi penguapan dan pengembunan uap.

Peleburan kristal menjadi magnesium kasar.

Tergolong logam ringan.

Tahan terhadap karat berkat lapisan oksida magnesium.

Suhu leleh 111°C.

Rapat massa 1,738 gr/cm3.

Meredam getaran yang baik.

Sifat Mekanik Logam Magnesium.

Kekuatan tarik yang sangat rendah.

Modulus elastisitas yang rendah.

Tidak dapat dibentuk dengan pengerjaan dingin.

Kekerasan.

Fluidity (Keenceran).

Meningkatkan ductility.

Castability (mampu tuang).

Ketahanan stres.

4. Apa dan berapa dua tertinggi temperature cair logam?

Garis solidus = menunjukkan temperatur tertinggi suatu logam dalam

keadaan padat atau temperatur terendah dimana masih terdapat fasa cair.

Garis Solvus = menunjukkan temperatur tertinggi suatu logam dalam

keadaan fasa padat yang kedua atau temperatur terendah dimana masih

terdapat fasa padat yang pertama.