proses deformasi

7/24/2019 PROSES DEFORMASI

1/9

PROSES DEFORMASI

Dasar-dasar Pembentukan Logam

Tujuan utama proses manufacturing adalah membuat komponen dengan

mempergunakan material tertentu yang memenuhi persyaratan bentuk dan ukuran

serta struktur yang mampu melayani kondisi lingkungan tertentu.

Melihat, faktor-faktor di atas maka faktor membuat suatu bentuk tertentu

merupakan faktor utama. Ada beberapa metoda atau membuat geometri (betukdan ukuran) dari suatu bahan yang dikelompokan menjadi empat kelompok dasar

proses pembuatan (manufacturing processes) Yaitu: enge!oran (Casting),

emesinan (Machining), roses konsolidasi dari beberapa bahan menjadi satu

(Consolidating, misalkan : Powder Metallurgy, Mechanical fastener, Bonding,

Weldingdsb) dan proses deformasi.

roses pemesinan atau lebih spesifik lagi material removal process (proses

pembuangan material), memberikan ketelitian yang sangat tinggi dan fleksibilitas

(keuletan) yang besar.

roses konsolidasi mampu membentuk benda yang kompleks dari komponen-

komponen yang sederhana dan merupakan proses yang sangat umum dipakai.

roses deformasi memanfaatkan sifat beberapa material yaitu kemampuannya

mengalir se!ara plastis pada keadaan padat tanpa merusak sifat-sifatnya. "engan

manggerakan material se!ara sederhana ke bentuk yang di inginkan, maka sedikit

atau bahkan tidak ada material yang terbuang sia-sia.

"ari proses penge!oran, stranda dan slabs direduksi ukurannya dan diubah

kedalam bentuk-bentuk dasar seperti plates, sheets dan rod. #entuk-bentuk dasar

ini kemudian mengalami proses deformasi lebih lanjut sehingga diperoleh ka$at

(wire)dan myriad (berjenis-jenis) produk akhir yang dihasilkan melalui tempa

(forging), ekstrusi,sheet metal formingdan sebagainya.


2/9

"eformasi yang diberikan dapat berupa aliran !urah (bulk flow)dalam % dimensi.

&eser sederhana , tekuk sederhana dan gabungan ataupun kombinasi dari

beberapa jenis proses tersebut. Tegangan yang diperlukan untuk mendapatkan

deformasi tersebut dapat berupa tarikan (tension), tekan (compression), geseran

(shear)atau kombinasi dari beberapa jenis tegangan tersebut.

Pengertian deformasi elastis dan deformasi plastis

'e!ara makroskopis, deformasi dapat dilihat sebagai perubahan bentuk dan

ukuran. erubahan bentuk yang terjadi dapat di bedakan atas deformasi elastis dan

deformasi plastis.

Meskipun hakekat proses pembentukan logam adalah mengusahkan deformasi

plastis yang terkontrol, namun dalam berbagai hal pengaruh deformasi elastis

!ukup besar sehingga tidak dapat diabaikan begitu saja. ntuk itu perlu dibahas

lebih dahulu pengertian deformasi elastis dan deformasi plastis.

erubahan bentuk dapat dipisahkan menjadi dua, yaitu deformasi elastis

dan defomasi plastis. "eformasi elastis adalah perubahan bentuk yang terjadi bila

ada gaya yang berkerja, serta akan hilang bila beban ditiadakan. "engan kata lain

bila beban ditiadakan, maka benda akan kembali kebentuk dan ukuran semula. "i

lain pihak, defomasi plastis adalah perubahan bentuk yang permanent, meskipun

bebannya di hilangkan. 'e!ara diagramatis menunjukan pengertian deformasi

elastis dan deformasi plastis pada suatu diagram tegangan-regangan.

#ila suatu material dibebani sampai daerah plastis, maka perubahan betuk yang

saat itu terjadi adalah gabungan antara deformasi elastis dengan deformasi plastis

(penjumlahan ini sering juga disedut deformasi total). #ila beban-beban

ditiadakan, maka deformasi elastis akan hilang pula, sehinga perubahaan bentuk

yang ada hanyalah deformasi plastis saja.


3/9

Klasifikasi berdasarkan temperatur pengeraan

engaruh temperatur terhadap proses-proses pembentukan adalah hal

mengubah sifat-sifat dan prilaku material. 'e!ara umum kenaikan temperatur akan

mengakibatkan turunnya kekuatan material, naiknya keuletan dan turunnya laju

pengerasan regangan yang mana perubahannya tersebut mengakibatkan

kemudahan material untuk deformasi.

#erdasarkan temperatur material pada saat deformasi ini, proses

pembentuka logam dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok besar, yaitu:

. engerjaan panas (Hot working)

*. engerjaan dingin (Cold working)

ada a$alnya batasan kedua kelompok tersebut hanyalah didasarkan atas

ada atau tidaknya proses pemanasan benda kerja. +amun bila ditinjau dari segi

metalurgis, hal ini tidak sepenuhnya benar.

#atasan yang berlaku lebih umum adalah yang didasarkan pada temperatur

rekristalisasi logam yang diproses. al ini memang berkaitan dengan ada atau

tidaknya proses pelunakan selama proses berlangsung.

igure !ontoh gambar proses deformasi


4/9

Proses pengeraan panas

engerjaan panas adalah proses pembentukan logam yang mana proses

deformasinya dilakukan diba$ah kondisi temperatur dan laju regangan dimana

proses rekritalisasi dan deformasi terjadi bersamaan.

roses pengerjaan panas dapat didefinisikan sebagai proses pembentukan

yang dilakukan pada daerah temperatur rekristalisasi logam yang diproses. (agar

lebih singkat daerah tamperatur diatas temperatur rekristalisasi untuk selanjutnya

disebut sebagai daerah temperatur tinggi). "alam proses deformasi pada

temperatur tinggi terjadi periti$a pelunakan yang terus menerus, khususnya akibat

terjadinya rekristalisasi. Akibat yang konkret ialah bah$a logam bersifat lunak

pada temperatur tinggi. enyataan inilah yang memba$a keuntungan-keuntungan

pada proses pengerjaan panas. Yaitu bah$a deformasi yang diberikan kepada

benda kerja dapat relati/e besar. al ini disebabkan karena sifat lunak dan sifat

ulet, sehingga gaya pembentukan yang dibutuhkan relati/e ke!il, serta benda kerja

mampu menerima perubahaan bentuk yang besar tanpa retak. arena itulah

keuntungan proses pengerjaan panas biasanya digunakan pada proses-proses

pembentukan primer yang dapat memberikan deformasi yang besar, misalnya:

proses pengerolan panas, tempa dan ekstrusi.

Akibatnya adalah kur/a tegangan 0 regangan sebenarnya se!ara garis

besar berupa garis mendatar pada regangan diatas titik luluh. al ini merupakan

perbadaan yang jelas apabila perbandingan dengan kur/a tegangan 0 regangan

sebenarnya yang naik keatas pada deformasi diba$ah temperatur rekristalisasi.

"engan demikian proses pengerjaan panas se!ara drastis mampu mengubahbentuk material tanpa akan timbulnya retak pembentukan yang berlebihan.

"isamping itu, temperatur tinggi mema!u proses difusi sehingga hal ini

dapat menghilangkan ketidak homogenan kimia$i, pori-pori karena efek

pengelasan dapat tertutup atau ukurannya berkurang selama derformasi

berlangsung serta struktur metalurgi dapat diubah sehingga diperoleh sifat-sifat

akhir yang lebih baik. "ilihat dari segi negatif, temperatur tinggi dapat


5/9

mengakibatkan reaksi yang tidak dikehendaki antara benda kerja dengan

lingkungannya.

Toleransi menjadi rendah sebagai akibat adanya penyusutan 1pemuaian

thermal ataupun akibat pendinginan yang tidak seragam. 'e!ara metalurgis dapat

terjadi sehingga ukuran butir produk akan ber/ariasi tergantung pada basar

reduksi yang alami, temperatur deformasi yang terakhir, setelah doformasi dan

faktor-faktor lainnya.

eberhasilan dan kegagalan proses pengerjaan panas sering sangat

tergantung pada keberhasilan mengatur kondisi termal, karena hampir 234 energi

yang diberikan kepada benda kerja akan diubah menjadi panas maka temperatur

benda kerja akan naik jika deformasi berlangsung sangat !epat. Meskipun

demikian, pada umumnya pemanasan benda kerja dipanaskan pada temperature

yang lebih rendah.

anas banda kerja hilang melalui permukaan-permukaannya dan panas

paling besar melalui permukaan yang bersentuhan dengan dies yang

bertemperatur lebih rendah begitu permukaan benda kerja menjadi dingin ketidak

seragaman temperatur akan terjadi. Adanya aliran benda kerja yang panas dan

lunak pada bagian dalam akan mengakibatkan retakan pada permukaan benda

kerja yang dinging dan getas. 5leh kerena itu temperatur benda kerja perlu dijaga

agar kesseragam mungkin.

&una mendapatkan toleransi produk yang lebih baik maka temperatur dies

dinaikan dan $aktu kontak yang lebih lama (ke!epatan deformasi yang lebih

rendah). +amun dengan !ara seperti ini juga akan semakin memperpendek umur

dies. ada saat memproses forming produk yamg bentuknya rumit, seperti pada

hot forging, bagian tipis akan mendingin lebih !epat dari pada bagian yang tebal

sehingga hal ini akan semakin memperumit perilaku aliran benda kerja. 6ebih

jauh lagi ketidak seragaman pendinginan benda karja akan menimbulkan tegangan

sisa pada produk akhir hasilproses hot working


6/9

Proses pengeraan dingin

roses pengrjaan dingin didefinisikan sebagai proses pambantukan yang

dilakukan pada daerah temperatur diba$ah temperatur rekristalisasi. "alam

praktek memang pada umumnya pangerjaan dingin dilakukan pada temperatur

kamar, atau dengan lain perkataan tanpa pemanasan benda kerja.

Agar lebih singkat, untuk selanjutnya daerah temperatur diba$ah

temperature rekristalisasi disebut saja sebagai daerah temperatur rendah. ada

kondisi ini pada logam yang diderformasi terjadi peristi$a pengrasan regangan.

6ogam akan bersifat makin keras dan makin kuat tetapi makin getas bila

mengalami deformasi. al ini menyebabkan relatif ke!il deformasi yang dapat

diberikan pada proses pengerjaan dingin. #ila dipaksakan adanya suatu perubahan

bentuk yang besar, maka benda kerja akan retak akibat sifat getasnya.

Meskipun demikian, proses pengerjaan dingin tetap menempati kedudukan

yang khas, dalam rangkaian proses pengerjaan. 6angakah deformasi yang a$al

biasanya adalah pada temperature tinggi, misalnya proses pengerolan panas. #illet

ataupun slab di rol panas menjadi bentuk yang lebih tipis, misalnya pelat. ada

tahapan tersebut deformasi yang dapat diberikan adalah relatif besar. +amun

proses pengerolan panas ini tidak dapat dilanjukan pada pelat yang relati/e lebih

tipis. Memang mungkin saja suatu gulungan pelat dipanaskan terlebih dahulu

pada tungku sampai temperaturnya mele$ati temperatur rekristalisasi. Akan tetapi

bila pelat tersebut dirol, maka temperaturnya akan !epat turun sampai diba$ah

temperatur rekristalisasi. al ini disebabkan oleh besarnya panas yang berpindah

dari pelat ke sekitarnya. elat yang tipis akan lebih !epat mengalami penurunantemperatur dari pada pelat yang tebal.

"ari uraian tersebut jelaslah beh$a proses deformasi yang dapat dilakukan

pada benda kerja yang luas permukaan spesifiknya besar hanyalah proses

pengerjaan dingin. #eberapa !ontohnya adalah proses pembuatan pelat tipis

dengan pengerolan dingin, proses pembuatan ka$at dengan proses panarikan

(wire drawing), serta seluruh proses pembentukan terhadap pelat (sheet metal

forming).


7/9

eunggulan proses pengerjaan dingin adalah kondisi permukaan benda

kerja yang lebih baik dari pada yang diproses dengan pengerjaan panas. al ini

disebabkan oleh tidak adanya proses pemanasan yang dapat menimbulkan kerak

pada permukaan.

eunggulan lainya ialah kekerasa dan kekuatan logam sebagai akibat pengerjaan

dingin. +amun hal ini diikuti pula oleh suatu kerugian, yaitu makin getasnya

logam yang dideformasi dingin.

'ifat-sifat logam dapat diubah dengan proses perlakuan panas (heat treatment).

erubahan sifat menjadi keras dan getas akibat deformasi dapat dilunakan dan

diuletkan kembali dengan proses anil (annealing)

"itinjau dari segi proses pembuatan (manufacturing), proses pengerjaan dingin

mempunyai sejumlah kelebihan yang jelas sehingga bebagai 7enis proses

pengerjaan dingin menjadi sangat penting dalam kehidupan sehari-hari. Apabila

dibandingkan dengan proses pengerjaan panas maka proses pengerjaan dingin

mempunyai beberapa keuntungan, yaitu:

. Tidak perlu pemanasan

*. ermukaan akhir lebih baik

%. engaturan dimensi lebih bisa terkendali, sehingga $alaupun ada sangat

sedikit sekali proses pemesinan lanjut

8. roduk yang dihasilkan mempunyai reproducibility(mammpu diproduksi

kembali dengan kualitas yang sama) interchangeability (mampu tukar)

yang lebih baik

9. ekuatan, kekuatan lelah (fatigue strength) dan ketahanan ausnya lebih

baik

. 'ifat-sifat terarah (directional properties) dapat dimun!ulkan

;. Masalah kotaminasi dapat dikurangi


8/9

Adapun kerugianya adalah

. "iperlukan gaya yang besar untuk melakukan deformasi

*. erlu peralatan yang berat dan berdaya besar

%. roduk menjadi kurang ulet

8. logam harus bersih dan bebas kerak

9. Terjadi pengeras regangan (strain hardening) sehingga perlu poses

pelunakan (annealing) antara proses bila digunakan proses deformasi

.


9/9

pengerjaan dingin. Apabila dibandingkan dengan proses pengerjaan dingin, proses

pengerjaan hangat mena$arkan beberapa keuntungan, yaitu turunya gaya pada

perkakas dan peralatan, menaikan keuletan material serta dapat menurunkan

jumlah proses pelunakan (annealing)karena turunnya efek pengerasan regangan.

roses pengerjaan hangat memperluas kemungkinan penggunaan proses forming

untuk bebagai jenis material dan berbagai bentuk dan ukuran.

Apabila dibandingkan dengan proses pengerjaan panas, maka pengerjaan

hangat melakukan sedikit lebih energi (enargi untuk pelumasan benda kerja),

metalurgi pembentukan kerak (scaling)dan dekarburisasi, memberikan ketelitian,

pengaturan deminsi dan surface finish yang lebih baik. mur pahat menjadi lebihpanjang, meskipun gaya pembentukan *9>34 lebih besar, kejutan thermal dan

fatigue termal yang lebih ke!il.

Meskipun demikian pengerjaan hangat masih merupakan bidang yang

sedang dan terus berkambang, meskipun ada beberapa kendala yang menghambat

pertumbuhannya, kendala-kendala tersebut antara lain adalah perilaku material

belum ter karakteristik dengan baik pada kondisi temperatur pengerjaan hangat,

pelumasan belum sepenuhnya dikembangkan untuk kondisi temperatur dan

tekanan operasi $orking dan teknologi peran!angan dies untuk pengerjaan hangat

belum begitu mapan. +amun demikian dorongan akan perlunya penghematan

energi dan keuntungan-keuntungan lain yang dita$arkan oleh proses ini sangat

mendorong pengembangan lebih lanjut

proses deformasi

Documents