PROSIDING

SEMINAR MATERIAL~96

Penanggung Jawab :

Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan Metalurgi

LEMBAGA ILMU PENGET AHUAN INDONESIA

Penilai : Or.Ir.

Rudi Subagja Dr.Ir.

Djusman Sajuti

Dr.Ir. F. Firdiyono Dr.Ir.

Bambang Prasetyo Or.

Achiar Oemri

Penyunting :

Eko Sulistiyono, S.T

Abdul Hadi Aviciena, S.T

Dr.Ir. Akskadi Djohari

Serpong, 18 - 19 Maret 1996

PUSLITBANG MET ALURG I

LEMBAGA ILMU PENGETAHUAN INDONESIA

KA T ALOG DALAM TERBIT AN

Seminar Material' 96 ( 1996 Maret 18 ~ 19 : Serpong )

Prosiding / Penyunting Eko Sulistiyono, Abdul HadiAviciena, Akskadi Djohari. - - Serpong : Puslitbang Metalurgi LIPI,1996.

v,234 Hal.

1. Materials - Congresses. 1. Sulistiyono, Eko. II. A viciena,

Abdul Hadi.Pengembangan

III. Djohari,Metalurgi.

Akskadi. IV. Pusat Penelitian dan

620.1

ISBN 979 - 8958 - 13 - 6

11

KATA PENGANTAR

Perkembangan industri yang semakin meningkat di Indonesia telah memberikan sumbangan yang besar bagi perkembangan perekonomian Indonesia. Perkembangan tersebut juga ditandai dengan semakin meningkatnya kebutuhan bahan atau material yang makin berkualitas. Material yang berkualitas ditandai dengan kandungan teknologi yang makin tinggi didalamnya. Sementara untuk meningkatkan nilai kandungan teknologi dalam suatu material, pada saat ini masih diperlukan akumulasi pengalaman. Oleh karena itu penguasaan teknologi dalam bidang material menjadi sangat penting didalam upaya untuk memupuk pengalaman yang dapat digunakan untuk mendukung pembangunan di Indonesia.

Faktor penting lainnya yang diperlukan oleh industri untuk meningkatkan kemampuan dan daya saing adalah ketersediaan informasi tentang material. Informasi tersebut sangat diperlukan baik untuk disain rancang bangun peralatan proses, pemilihan bahan baku, pemilihan proses maupun untuk menentukan umur peralatanya. Oleh karena itu adanya akumulasi informasi yang tersusun dalam proseding ini diharapkan dapat membantu menyelesaikan permasalahan yang sedang dialami olehIndustri.

Dalam seminar yang diberi tema Material'96 ini berbagai aspek pengolahan material dari mulai pengolahan bahan baku mineral yang ada di alam menjadi bahan logam atau bahan setengah jadi , kemudian proses pengolahan logam untuk dibuat menjadi material yang mempunyai nilai tam bah tinggi, proses pelestarian material, proses peningkatan kualitas bahan inorganik maupun bahan organik beserta cara penanggulangan limbahnya dibicarakan dan didiskusikan dengan harapan adanya saling tukar menukar informasi diantara para peneliti yang menekuni bidang kajian material di Lemaga Ilmu Perigetahuan Indonesia khususnya di kedeputian Ilmu Pengetahuan Teknik - LIPI.

Dari diskusi tersebut juga diharapkan akan muncul metoda-metoda baru yang dapat digunakan untuk memecahkan masalah dalam lingkup bidang pengolahan material, meningkatkanya akumulasi pengalaman dari para peneliti yang menekuni bidang kaj ian material dan tersusunya informasi tentang proses pengolahan material.

Basil dari diskusi tersebut kemudian disusun dalam suatu laporan dalambentuk prosiding dengan maksud sebagai laporan kepada para profesional dalam bidang material dan masyarakat ilmiah lainya tentang perkembangan penelitian dalam bidang material di Lembaga lImu Pengetahuan Indonesia khususnya di Kedeputian Ilmu Pengetahuan Teknik, LIPI. Harapan yang dapat kami sampaikan dari tersusunnya prosiding ini adalah semoga prosiding ini bermanfaat bagi para profesional dan masyarakat ilmiah Indonesia untuk dijadikan bahan acuan dalam penelitian lebihlanjut.

Akhirnya kepada para peserta seminar yang telah dengan sungguh-sunguh mempersiapkan makalahnya, kemudian kepada pihak pamtia yang telah mempersiapkan pelaksanaan seminar ini dan kepada pihak-pihak yang telah membantu terlaksananya seminar ini kami sampaikan penghargaan dan hormat yang setinggi- tingginya.

PANrrIA SEMINAR MATERIAL '96

1ll

14 Studi pembuatan paduan master Al-Si skala laboratorium melalui prosesreduksi pasir silika eli dalam tungku busur listrik 142

15 Perencanaan pembuatan poros engkol sepeda motor dengan proses tempa.. 154

DAFTARISI

I-Ialaman

HALAMAN JUDUL

KA T ALOG DALAM TERBIT AN

KA T A PENGANT

AR DAFTARISI

II

111

lV

I.PENGOLAHAN MATERIAL

Pelindian Bauksit Bintan dengan larutan Natrium Hidroksida pada tekanan atmosfer .

2 Karakterisasi konsentrat zirkon asal Bangka ~.................. 14

3 Pernbuatan papan partikel tahan api dari bambu tali dan kayu karet 274 Percobaan pendahuluan ekstraksi Si02 dari tanah Diatome 395 Pemanggangan metalisasi kerak baja untuk pembuatan serbuk logam besi. 486 Percobaan pendahuluan pemurnian konsentrat Zirkon dengan cara flotasi.. 597 Studi ekstraksi Zr02 dari zirkon dengan metode pelelehan kostik pada ...

ternperatur 800 o

C 69

8 Proses hidrolisis terrnal Ti02 pada larutan hasil pelindian terak pasirbesi titan 78

9 Studi pengaruh temperatur dan penarnbahan NaOI-I untuk dekornposisizirkon 91

10 Studi perilaku pelarutan nikel laterit dalam larutan as am 100

11 Pemilihan proses pengolahan dalam pemanfaatan pasir besi Titan 112

II. MATERIAL LOGAM

12 Korosi lokal paduan AI-Si pada komponen mesin otomotif .... ~................... 12113 Pengaruh penambahan unsur strontium terhadap struktur mikro dan

kekerasan pada paduan Al-Si 133

IV

Halaman

III. MATERIAL POLIMER

16 Studi pelapukan polimer oleh cuaca 17217 Polimer Biodegradabel 17918 Pengaruh komposisi larutan polimer terhadap sifat membrane 18519 Pemanfaatan tannin sebagai bahan dasar adhesive ~.................. 19320 Pembuatan karakterisasi perekat fenol - formaldehida (PF)· dari lignin

lirnbah pabrik kertas ~............................................ 203:

IV. MATERIAL KERAMIK

21 Pengembangan gelas keramik berbasis p-kuarti~ dan t-zirkonik _....... 21122 Pembuatan keramik teknis berbasis a-A1203 untuk bahan refraktori suhu

tinggi • 221

v. PENGOLAI-IAN LlMBAH

23 Recovery logam berharga dari sludge industri elektroplating 227

v

PERENCANAANPEMBUATANPOROSENGKOL

SEPEDA MOTOR DENGAN PROSES TEMPA

Toni Barnbang Romijarso

Puslitbang Metalurgi - LIPI, Serpong.

INTISARI

Paras engkol sebagai komponen penggerak merupakan bagian yang terpenting dari molar bakar. Untuk membuat paras engkol, diperlukan data yang

digunakan sebagai gambaran perencanaan pembuatannya. Data tersebut diperoleh dari pemeriksaan terhadap paras engkol sepeda molar yang asli. Pemeriksaan yang dilakukan, ditekankan pada analisa komposisi kimia, pemeriksaan struktur makro

dan mikro, uji keras. Juga dilakukan proses anneling untuk mengetahui struktur awal dari bah an tersebut Data dari penelitian tersebut kemudian dijadikan

bahasan lint uk menunjang perencanaan pembuatan paras engkol yang menggunakan

bahan A lSI /SA E 1055. Pembuatannya dilakukan dengan proses tempo yang terdiri dari empat' tahap disertai dengan proses penghilangan strip (trimming)

.menggunakan mesin berkapasitas 500 ton. Pada waktu proses ini gaya yang bekerja pada strip adalah 25 Ion karena tebal sirip adalah 2,8 mm dan lebarnya ada loll 8 mm, sedangkan bahan yang terouang adalah 15% dariproduk./ad/

ABSTRACT

Crankshaft is an important part of combustion engine as (/ moving part. For the

manufacturing of crankshaft data is needed to he used in tnanufacturing process. It's data was obtained from observation of the original crankshaft o] the motor cycle.

Chemical analysis, macro and micro structure (1/1£1hardness testing of original part

has been observed. Annealing process is used to show the original structure of

the raw materials. Observation result is necessary to support the plannins; of

crankshaft manufacturing. using AI,)'//SAI:' 1055 (IS /'(/11' tncucials. Their

manufacturing is carried out through the ji)rgillg !JlDCeSS wih 500 ton nutclti ne

capacity, consisting offou: phase ji)rgillg proces.\oIi)/IrJll'ed hy trimming, Because o]

flash thickness and width (Ire 2.8 mill (111£18II/m durins; trimming . [orcc against

the flas is25 ton. Dispose materials after trimming process, is about 15 % offinal

product.

154

1. PENDAHULUAN

Perkembangan dunia otomotif di Indonesia sa'at ini cukup baik, dalam arti pembuatan komponen untuk otomotif mulai banyak dibuat di Indonesia,meskipun ada beberapa peralatan at au bagian dari mesin yang sampai sekarang masih diimport, baik bahan bakunya maupun bara jadinya.Salah satu bagian dari mesin yang masih diimport (khususnya mesin motor dua langkah roda dua), adalah poros engkol. Poros engkol ini pada mesin mempunyai tugas yang penting yaitu, untuk mengubah gerakan lurus torak yang diperoleh pada silinder dalam gerak kerja menjadi gerak putar dengan melalui batang torak, dan juga menjaga pergerakan torak di dalam langkah-langkah selanjutnya Maka dari itu, karena poros engkol merupakan salah satu komponen yang penting pada bagian mesin, sebaiknya dapat dibuat di Indonesia. Untuk hal tersebut di atas sebagai contoh pembuatan poros engkol yang direncanakan ini adalah untuk mesin motor roda dua. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk merencanakan pembuatan poros engkol motor roda dua dari bahan yang pada umumnya digunakan AISI/SAE 1055. Pembuatan poros engkol ini direncanakan dengan proses tempa yang prabentuknya dibantu dengan proses roll forging. Proses tempa yang direncanakan adalah empat tahap dan proses selanj utnya adalah perencanaan pemesinan serta proses pengerasan permukaan.

Pembatasan masalah yang dilakukan pada perencanaan poros engkoI ini, hanya gaya-gaya yang terjadi pada tahapan, sehingga selanjutnya dapat dipakai untuk perencanaan awa) pembuatan cetakan (dies).

2. PROSEDUR PENELITIAN

Penelitian yang dilakukan adalah pengukuran dimensi dan berat poros engkol yang asli, analisa komposisi kimia, pemeriksaan struktur makro dan mikro serta pengujian kekerasan. Untuk lebih jelasnya garnbar 1 menunjukkan skema penelitian dari poros engkol asli yang diteliti. .

Poros engkol

J

Pengukuran dimensi dan berat

IPengujian :

- Komposisi kimia- Struktur makro,• Struktur mikro- Kekerasan ,

Pcrcncanaan :

- Tahapan pruscs• Gayn pembcntukan

- Gaya trimming- Pcmcsinan

- Proses pcugerasan pcnnukaan

J

Data dan pcmbnhasan

IKesimpulan dan saran.

Gambar 1. Skcma penclitian pcmbuatan poros cngkol

155

~

I

II

2.1. Pengukuran Dimensi

Pekerjaan ini bertujuan umtuk mengetahui dimensi dan berat awal dari poros engkol asli seperti yang ditunjukkan pada gambar 2, karena hal tersebut dijadikan salah satu dasar dalam perencanaan pembuatan poros engkol. Alat yang digunakanadalah mistar ingsut, alat ukur radius, alat ukur ulir I timbangan.

1 Gambar 2. Poros engkol sepeda motor yang orisinil.

2.2. Komposisi Kimia

Analisa komposisi kimia ukan deakan dua alat, yaitu C/SA (Carbon/Sulfur Analyzer) untuk pengujian unsur karbon dan belerang, sedangkan rcps (Induction Couple Plasma Spectrometer) untuk analisa unsur-unsur yang lainnya.

2.3. Pengujian Kekerasan.

Pengujian kekerasan dilakukan dengan menggunakan metoda mikro Vikers. Hal terse but perlu dilakukan karena kemungkinan ada pengerjaan pengerasan permukaan yang dapat diketahui melalui harga kekerasannya.

2.4. Pemeriksaan Struktur Makro dan Mikro.

Pemeriksaan struktur makro untuk mengetahui susunan butir dari poros engkol, agar diketahui pola aliran logamnya. Misalnya, untuk proses dengan penempaan atau proses pengecoran. Perneriksaan struktur mikro adalah untuk rnengetahui fasa-fasa dan butir yang ada, sehingga dapat memperkirakan proses pengerjaannya .

2.5. Proses Annealing.

Proses annealing yang dilakukan seperti garnbar 3, tujuan dari proses ini yaitu untuk mengetahui struktur awal dari material tersebut sehingga kita rnengetahui proses lanjutannya yang dapat dilihat dari hasil pcngujian struktur mikro bcrikutnya. Pernanasan pada suhu 8120 C selamaa dua jam, kernudian clidinginkan.

2 JUIll.

812 .

Pcnd1n81na.n didolarn tun g ku.

Woklu.L (Jam).

Gambar 3. Proses annealing untuk poros cngkol

3. DATA DAN PEMBAHASAN

3.1. Hasil Perncriksaan Analisa Kimia.

Hasil analisa kirnia pores cmngkol dapat dilihat pada tabc l T. dan dapat dikclornpokkan pada baja karbon tinggi yang scsuai dcngan standard SA[/A!SI 1055.

156

pemeriksaan struktur makro dapat dilihat pada gam bar 4, dimana terlihat adanya

pengerjaan pengerasan perrnukaan (ditunjukkan oleh anak panah) .

~

-

Tabel 1. Perbandingan hasil pengujian analisa kimia dengan standar

Unsur

C

Hasil Pengujian (% berat)

0,5823

AISIISAE 1055

0,5 - 0,6

Mn 0,5986 0,6 - 0,9

P 0,0148 0,04 (max)

S 0,0243 0,055 (max)

Si 0,2428

Cr 0,1201

3.2. Hasil Pengujian Struktur Makro.

Pengujian struktur makro dilakukan yaitu dengan eara membelah poros engkol menjadi dua bagian, kemudian dietsa dengan campuran satu liter HCI 37 % ditambah dengan satu liter air (H20) dan dipanaskan pad a suhu 70° C selama 45 menit. Hasil

setelah dilakukan pemotretan, terlihat adanya serat-serat garis yang menjalar terpotong-potong tetapi terarah. Disana terlihat bahwa garis-garis terse but menunjukkan proses pembuatan poros engkol adalah dengan proses tempa. Hasil

.i

... l: "...,

~ .oJ·

b \J ~ :~ b a :

,.... ""' I £ :" " " I.~

I

Gambar 4. I-/nsij pcngujian s1ru)\1ur 111:1).;/"0

157

. ~

3.3 Hasil Pengujian Kekerasan

Hasil pengujian kejerasan yang dilakukan tersebut adalah pada beberapa titik, daerah melintang dibagian tengah dari poros engkol. Jarak pengujiannya dilakukan lebih rapat, karena disana terdapat adanya pengerasan setempat. Gambar 5 A di bawah ini menunjukkan posisi pengujian kekerasan, sedangkan gam bar 5 B menunjukkan grafik hasil pengujian kekerasan pada posisi A dan D.

Posisi pe~gujian kekerasan.

Gambar 5 A. Posisi Uji kekerasan

Harga kekerasan ( H v )

400

300

200

r-'_-~ _j_I"I"~'~"~"""" ~ •• ; •••••••••••••~........... ••• II

100Posisi A

Posisi B •......................•

-0o 2 4 5 6 7 <) 10

jarak dari tcpi ( mm )

Garnbar 5 B. Hasil pcngujian kckcrasan posisi 1\ dan D

158

l

Harga kekerasan ( Hv)

~~700

600 ..1.\. Iv~ Posisi B:

500

400

300 ..

~

vv-

Posisi c: •......................•

~ ••••••••··1

200

~ ~ ~ -

100

oo 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

Jarak dari tepi ( ~l m )

Gambar 5 C. Hasil Pengujian kekerasan posisi B dan C

Posisi Pcngujian

o Q 0_..,············:1-

5 ·

15 ~

.harga kekerasan ( Hv)~

200

100

20 ~14---4------~

25 '1..:

500 1000 1500 2000. Jarak duri tcpi ( ~l III )

Gambar 5 D. Hasil pcngujian kekcrusan setclah proses annealing

159

Hasil yang ditunjukkan pada posisi A dan 0 relatif sarna, sedangkan garnbar 5 C, rnenunjukkan posisi B dan C dirnana hasilnya adalah posisi C lebih tinggi sedikit dibandingkan dengan posisi A dan D. Pada posisi B kekerasan di daerah tepi adalah630,2 Hv, dan sernakin ke tengah sernakin rendah (252,8 Hv), artinya pada daerahterse but menandakan adanya proses pengerasan permukaan dengan kedalarnan 1100 urn, sedangkan panjangnya adalah 31.400 ~LIn (31,4 mm). Hasil pengujian kekerasan setelah proses annealing seperti ditunjukkan oleh 5. 0 adalah 205,3 Hv dan hal tersebut mendekati kekerasan AISIISAE 1055 yaitu 202 Hv.

3.4. Hasil Pemeriksaan Struktur Mikro.

Untuk pemeriksaan struktur mikro yang dilakukan pad a poros engkoI yang asli dapat dilihat pad a gambar 6 di bawah ini, gam bar 6.a sid 6.d rnernperlihatkan adanya struktur martensit dan martens it temper, sedangkan gambar 6.e adalah struktur mikro.

1 2.

sie« :

posioi pemotretan

25 fJ-Nital 2%

Struktur mikro poros engkol

(posisi 1).

(a)

Strllktur rnikro poros cngkol.

(posisi 2),

(b)

160

Eiso. :

I . NitaL 2%25 fJ-

Struktur mikro poros engkol.

(posisi 3).

(c)

Struktur mikro poros engkol(posisi 4).

(d)

Struktur mikro hasil annealing(e)

Gambar 6. Hasil Pcnguj inn struktur mikro

161

I .! ~

#'" I,' l . "'j '0

. .,1 O

If

a:

"

hasil annealing yang rnempcrlihatkan adanya struktur ferit dan peri.t. Jadi struktur mikro awal dari material tersebut adalah ferit dan perlit. Hasil pemeriksaan struktur mikro poros engkol asli adalah martensit temper. Struktur mikro martensit temper ini didapatkan setelah proses tempa berlangsung kemudian dilakukan proses quenching dan tempering. Sebagai gambaran untuk pembuatan produk tempa baja yang sudah dilakukan, dapat dilihat pada gambar 7 di bawah ini.

QUENCH AND TEMPERED STEEL PROCESSING

-,'I'· -. ,"';.,v • I; '1'

!.,i';',,::\ !~.'.~..

.' .'. tC •

.' ...

st"(S' nClI(VlHO

IronGeo PRODUCTSI

01 HEeT -.COOLED 51 EF\_,.".GIHO - •

~~ ._'.; ,:,.. .l

. U".II0.Al'

~a, tI' II)

(",IIIH,"'llllltl

ltA-u,,1

:.l ;_,

~t ' ..:'. \ ~\..' '0' 'h'·

'\;..

~.':.q'\.<.

,_ ., I

• • °0 'r,

l1ML

Garnbar 7. Skcma pcrcncanaan proses untuk quench dun temper pada baja

4. PERENCANAAN PROSES TEMPA UN'fUK POROS ENGKOL.

4.1. Pcrcncanaan Proses Tcmpa.

Skcma pcrcncanuan proses tcmpa untuk pcmbuaian porus cngkol dapat dilihatpada gambar 8.

4.2. Gaya-gaya Pcrnbcntukan.

Untuk mcncntukan luju rcgangan. rcgangan .. konstnnta dan scnsitivitus laju rcgangun bahan SAE fAlSI 1055, variasi tcrsebut dupat dilihat pada tabcl 2, scdungkun untuk mcncntukan jaruk bcbas dan tinggi bcnda tcmpa didasarkun pad.: hasil pcrhitungan tahupan proses yang dapat dilihat padu g.unbar (). Sclanjutny» untuk mcnghitung gaya-gaya pcmbcntukan padn waktu tcrjadinya proses tcmpa yang dircncanakan. data yang diperlukan daput dilihat pada label 3 di bawah ini. Data pada tabcl tcrscbut didasarkan pada ukuran dirncnsi dari prabcntuk hingg~l tnhap akhir (tahap IV + proses trimming). Bahan yang digunakun .ulaluh material S:\E/AISI1055.

PERENCANAAN PEMlJUATAN ponos ENGKOL(D~ngan _~r<?_~~_~ Tem:pa)

Bahan BakuAISl/SAl.~ .1 055

Dl pe nas ku n 12 \ 5· C

'l'ahupn u Prr.l!;~:l 'l'e mpn

Su rfa ce 'l'r e a LInen l

(Ind ue lion He rde nirig)

L Ullrasoniclest

1* 1)T ~]

- Ann lisu Kirn ia

Kekerusnn

- St r u kl.u r rnikro

,---Heject

Gambar 8. Skcma pcrcncunuan poros cngko]

163

f _-'.e._._._ .~I~~30

Roll Forging

~-------------302--------------~8

~ 23

Ups.eting

o2

_j~d 23

TrImming

...- fl

.~

--_ 1&

Gambar 9. Tahapan proses tcmpa yang dircncanakan

164

Contoh perhitungan pada tahap I

Tegangan alir (0"0) = C (s)"

= 5,23 (10,125) 0.178 = 7,9 kg/rnrrr'.

dimana:

C = konstanta

m = sensitifitas laju regangan.

Tekanan pada permukaan benda kerja :

dimana:

P = 0"0 [1 +{ 2~l (a-x)/h }]

~l = faktor gesekan

x = a = permukaan bebas

h = tinggi.

P = 7,9 [(106,911 00) - (0,61100) · x ]

Gaya pembentukan :

a

F =jP.dAa+

a+

F =[7,9 [(106,9/100) - {(0,61100)} ] x 1.1t.r. elr.

a

= 6.560,92 Kg 7 TOil.

syarat : x = r

r = jan-jan

Tahap II :

(Tcmpcratur tahap II diasumsikan lcbih rcndah dari tahap I)

Tcgangan alir : 9,,28 (16,,75) O.l'JI = 15..9

kg/mnr'. Gaya pcmbcntukan = 62.406..25 Kg -

()3 TOil.

Tahap III:

(Tcrnpcratur lahar II I diasumsikau Icbih rcndah dari tahap II)

Tegangan alir = 22,67 (23J75)u.07t, = lX ..X kg/nun".

Gaya pcmbcntukun = 221.553.5 Kg - 222 'Toil.

16)

Tahap IV :

(Temperatur tahap IV diasumsikan sarna dengan tahap III).

Tahap IV adalah, gaya pembentukan pada bendakerja ditambah gaya pembentukan

pada sirip.

Tegangan alir = 22,67 (30) 0.076 = 29,36 kg/rnrrr'.

Gaya pembentukan = 398.675,65 Kg - 399 Ton.

Perencanaan tinggi dan lebar sirip.

Berat benda yang sudah jadi = 1.650 gram.

Berat bahan yang terbuang, direncanakan 15% dari produk judi.

Berat bahan total (Q) = 1650 gram + (15% x 1650 gram)

= 1897,5 gram = 4,1745 lb.

Tebal sirip t = [1,13 + 0,89 V Q/2,2 - 0,017.Q/2,2] In

= 0,11 In 2,8 mOl,

Lebar sirip w = t {I ,25 -expo [ - 1,09 (Q/2,2)] + 3} in.

= 0,3476 in 9 mill.

Tegangan pada sirip :

Tegangan alir pada sirip (Go) = 22,67 (30)°·076 = 29,36 kg/rnnr'.

Gaya pembentukan untuk sirip (F) = 739,87 Kg. Q,75 Ton.

Judi gaya pernbentukan pada tahap IV (tahap akhir) adalah :

399 ton + 0,75 ton = 399,75 tOil.

Perhitungan gaya trimming:

Gaya trimming F = ao x L x t

= 29,36 Kg/rnnr' x 298,93 rnm x 2.8 rnm 24574.44 Kg - 25 Tnn.

dirnana :

L = kcliling.

Dari pcrhitungan gaya-guya pcmbcntukun yang dipcrolch mulai dari tahnp ( sampai dcngun lahar IV" maku dibuat kurvanya scpcrti yang ditunjukkun pada gambar 10, dirnana gay a pcmbcntukkan pada lahar ini adaluh 399" 75 ton. Scdangkun hasil proses ternpa, mulai bahan baku hingga lahar IV yaitu scbclurn proses trimming .. yang dalam percobaan ini simulasinya dilukukan dcngan mcnggunakan - malum (sejcnis lilin yang mudah dibcntuk) ditunjukkan pada gambar II. Hasil pcrhitungun untuk tcgangan alir logam yang didaputkan, di bunt kurvanya yang dipcrlihatkun pada gambar 12.

166

'2 ~00·-."1

t:..

~4

A ~;";:;

399,7~

I

.. ",..\ .!c·_· -l·

I

-- ... Tail"!,ilil proses

ternpa

!JJ :"Y

Gambar 10. Kurva hasil perhitungan beban tempa terhadap tahapan proses tempa

Garnbar 11. lIasil proses tcrnpa dari bahan baku hingga tahap IV.

:wr

EE'-0'x_ .. 20

I.YL

·rc 11)

§.

j() 800 iOOO 1'200

S uhIJ, "'cGambar 12. Tcgangan alir legum hasi: pcrhitung.in

1()7

4.3. Mesin Pres yang Digunakan.

Setelah dilakukan perhitungan perencanaan untuk proses tempa ini maka penentuan mesin pres yang sesuai dengan proses pembentukan poros engkol, adalah berkapasitas di atas 399,75 Ton, untuk amannya maka digunakan mesin pres yang berkapasitas 500 Ton, dengan alasan karena untuk melaku kan kerja penempaan secara lengkap yang baik, gaya mesin yang tersedia harus melebihi beban yang dibutuhkan oleh proses. Demikian pula energi mesin yang tersedia harus lebih besar daripada energi yang diperlukan oleh seluruh langkah proses.

4.4. Perencanaan Bentuk Cetakan.

Pada proses tempa dengan upseting pada cetakan tertutup ini tentunya memerlukan cetakan yang disesuaikan dengan bentuk-bentuk yang diinginkan. Ukuran cetakan untuk proses pembuatan poros engkol ini ada beberapa ukuran,

karena prosesnya sendiri terdiri dari beberapa tahap, Pada proses ini ukuran benda yang dihasilkan sangat tergantung pada ketelitian dari cetakan yang digunakan, sehingga yang periu diperhatikan pada perencanaan cetakan adalah sebagai berikut :

- Tebal.sirip

- Lebar sirip

- Besar sudut tirus (draft)

- Tahapan proses

- Bahan untuk cetakan (dies).

Untuk menghindari pecahnya cetakan akibat beban tempa yang diberikan pada waktu. proses terjadi, maka perbandingan antara tinggi, panjang dan lebar cetakan, digunakan

ketentuan sebagaiberikut :

- Tinggi = 0,5 x lebar

- Tinggi = 0,3 x panjang

- Lebar = 0,7 x panjang.

Dengan menggunakan ketentuan di alas rnaka bcntuk cctakan yang dibuat untuk proses ternpa adalah scpcrti ditunjukkan pada gambar 13 eli bawah ini. Sedangkan besar sudut tirus (drt!fi) pada cctakan adalah 5". agar bcnda kcrja dapat dcngan mudah dikcluarkan dari cctakan,

4.5. Proses Akhir.

4.5.1 .. Proses Pcmcsinan,

Proses pcmcsinan yang dilakukan adalah : proses pcmbubutan. pcmhuatan alur dan pcnghalusan pcrmukaan dcngan gcrinda. Proses ini dilakukan pada pcrmukaan porus cngkol sctcluh jadi.

4.5.2. Proses Pcnggcrinduan llulus,

Proses ini bcrtujuan untuk mcnghaluskan hasil pcngerjaan pcmcsinan yang masih kasar schingga pcrmukaan bcnda kcrja tcrscbut mcnjudi halus,

168

I..~

lI

Cstakan at~ untuk tahap II, III dan IY .

C.taknn bnwah untu)c tahap fl. IIJ dan. JV.

1------ 886 nnn -1

I

--1- .rz«. Lr:;\- a~

I;:)

.

Gambar 13. Bcntuk cctakan yang digunak.m

169

4.5.3. Proses Pengujian.

Proses pengujian ditujukan untuk mengontrol hasil dari proses yang dilakukan, apakah sesuai dengan perencanaan atau tidak. Pengujian tersebut meliputi antara lain:

a. Analisa kimia :

Analisa In! bertujuan untuk mengetahui unsur-unsur kimia yang terkandungpada poros engkol yang dibuat, untuk di sesuaikan dengan standar.

h. Pemeriksaan metalografi :

Pemeriksaan metalografi yang dilakukan, adalah dengan perneriksaan struktur makro dan struktur mikro, karena dapat melihat aliran logam dan struktur yang terjadi pada poros engkol yang dibuat.

c. Pengujian tidak merusak.

Pengujian .tidak merusak atau NDT (Non Destructive Testing), bertujuan untuk mengetahui cacat-cacat yang tidak dapat dilihat, yang terjadi sewaktu proses pembuatan poros engkol, misalnya retak atau terjadi lipatan dan juga dapat memilih apakah poros engkol tersebut dapat digunakan atau tidak (reject).

5. KESIMPULAN.

(1). Hasil komposisi kirnia poros engkol yang diteliti, masuk kedalam klasifikasi

SAE/AISI 1055.

(2). Bahan yang terbuang pada waktu proses trimming sebanyak 15 % dari produk

jadi,

(3). Proses pernbuatan poros engkol dircncannkan dalarn cmpat tahap :

Tahap I (rol/ forgin .(.!j, tahap II (lipSelillg), tahap III (j/alelling) dan tahap IV (edging), pada tahap ernpat ini ditarnbah dengan gaya pernbentukan sirip (tebal 2,8 mm dan lcbar 8 mm) dan trimming di mana gay a Irimmingnya adalah25 ton, dcngan dcmikian diharapkanpula kcmungkinan cacat mcnjadi lcbih kcci 1.

(4). Gaya pcmbcntukan pada tahap akhir adalah scbcsar 399 ..75 ton. Supaya

proses tcmpa dapat bcrlangsung dcngan baik, maka mcsin tcmpa

yangdigunakan minimum 500 ton.

(5). Agar tidak tcrjadi cacat akibat tcmpcratur dingin .. maka tcmpcratur pcngcrjaan

pcrtama adalah 1215° C .. agar didaput tcmpcratur tcrakhir yaitu ROO'l C.

(6). Supaya logam dapat mcngulir dcngan baik mcngisi rongga pada cctukan scrtamudah adalah

pcngamhilan5".

bcnda kerjanya .. maku sudut (d/"(~/i) yang dianjurkan

Kctcrungan : Dari hasil studi pcrcncanaan uu, pcrlu dilanjutkan dcng.mpcrcobaan-pcrcobaan pada cctakun yang scbcnarnya dcngun legum antaralain :

- Sn (timah putih) ..

- Ph (timah hitum) ..

170

dilakukan langsung pada mesin pres, agar dapat diteliti sifat mampu bentuk dari bahan yang sesuai dan parameter-parameter yang relevan sehingga dapat dipergunakan untuk pembuatan poros engkol.

6. DAFTAR PUSTAKA

1. Waldermar Naujoks, Donald c., Fabel, Forging Hand Book, The

American society for Metals, Cleveland, Ohio, November, 1953.

2. Sabroff A. M., Boulger F. W., Henning H. J., Forging MaterialandPractices, Reinhold Book Coporation, New York, 1968.

3. Altan T., Boulger F. ·W., Becker J. R., Agerman N., Henning H. J.,Forging

4. Equipment, Materials and Practice, Metal and Ceramics Information Center,

Ohio, 973.

5. Dieter G. E., Mechanical Metallurgy, 2"" Edition, Me. Graw-HillInternational Book Company, Auckland, 1981,.

6. Leslie \V. C., The Physical Metallurgy of Steel, Hemisphere Publishing

Cornporation, Washington, 1981.

7. Metals Halld Book, 8'11 Editioll, Vol. 1., ASM, Metal Park Ohio, 1964.

8. Yudin Bhakti., Siswosuwarno M., Perencanaan Proses Tempa untuk Membuat Batang Penghubung, Tugas Akhir, Jurusan Metalurgi, Sekolah Tinggi Teknologi Industri Bandung, 1988.

9. AICHI Steel \Vorks, L TO., Tokai City, Japan.

171