Bayangkan mengubah sebongkah logam menjadi komponen mesin yang sangat penting, yang dirancang untuk tahan terhadap kondisi ekstrem. Inilah esensi dari penempaan, sebuah proses penting dalam manufaktur yang meningkatkan sifat material dan membentuk logam dengan presisi. Dari penempaan panas hingga penempaan cetakan, artikel ini mengeksplorasi teknik dan manfaatnya, memandu Anda melalui hal-hal penting dari metode pengerjaan logam yang kuat ini. Selami lebih dalam untuk mengetahui bagaimana penempaan dapat menghilangkan cacat serta meningkatkan kekuatan dan daya tahan komponen logam, memastikan komponen tersebut bekerja dengan baik di lingkungan yang paling sulit.
Penempaan adalah metode pemrosesan logam yang menggunakan mesin tempa untuk memberikan tekanan pada logam kosong, menghasilkan deformasi plastis yang menghasilkan tempa dengan sifat, bentuk, dan ukuran mekanis tertentu. Ini adalah salah satu dari dua komponen penempaan, bersama dengan stamping.
Penempaan menghilangkan cacat seperti porositas tuang dalam proses peleburan, sekaligus mengoptimalkan struktur mikro. Selain itu, karena kelurusan logam secara keseluruhan dipertahankan, sifat mekanis tempa umumnya lebih unggul daripada coran yang dibuat dari bahan yang sama.
Kecuali untuk pelat canai, profil, atau lasan dengan bentuk yang sederhana, tempa sebagian besar digunakan untuk komponen penting yang mengalami beban tinggi dan kondisi kerja yang berat pada mesin yang relevan.
Suhu rekristalisasi awal baja adalah sekitar 727 ℃. Namun, 800 ℃ biasanya dianggap sebagai ambang batas untuk penempaan panas. Penempaan di atas 800 ℃ disebut sebagai penempaan panas, sedangkan penempaan antara 300 ℃ dan 800 ℃ disebut sebagai penempaan hangat atau semi-panas. Penempaan suhu kamar disebut penempaan dingin.
Penempaan panas adalah metode yang paling umum digunakan untuk membuat tempa di sebagian besar industri. Sebaliknya, penempaan hangat dan dingin terutama digunakan dalam industri otomotif, mesin umum, dan industri produksi suku cadang lainnya. Metode-metode ini dapat menghemat bahan secara efisien.
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, penempaan dapat diklasifikasikan menjadi penempaan panas, penempaan hangat, dan penempaan dingin berdasarkan suhu. Selain itu, dapat dikategorikan ke dalam penempaan bebas, penempaan cetakan, penggulungan cincin, dan penempaan khusus berdasarkan mekanisme pembentukannya.
Penempaan bebas adalah metode pemrosesan yang melibatkan penggunaan alat universal sederhana atau secara langsung menerapkan gaya eksternal untuk mengubah bentuk blanko di antara landasan atas dan bawah peralatan penempaan, untuk mendapatkan geometri dan kualitas internal yang diperlukan.
Tempa yang dihasilkan melalui metode ini dikenal sebagai tempa bebas dan biasanya diproduksi dalam jumlah kecil.
Untuk menciptakan tempa yang berkualitas, berbagai peralatan tempa, seperti palu tempa dan pengepres hidrolik, digunakan untuk membentuk dan memproses blanko.
Proses dasar penempaan bebas meliputi pengacauan, penarikan, pelubangan, pemotongan, pembengkokan, puntiran, dislokasi, dan penempaan. Metode ini biasanya menggunakan teknik penempaan panas.
Penempaan cetakan dapat dikategorikan ke dalam dua jenis utama: penempaan cetakan terbuka dan penempaan cetakan tertutup. Selama proses ini, blanko logam dideformasi dan ditekan di dalam ruang cetakan tempa dengan bentuk tertentu untuk membuat tempa.
Biasanya, die forging digunakan untuk memproduksi komponen dengan bobot kecil dan dalam jumlah besar. Proses ini dapat dibagi lagi menjadi tiga jenis: penempaan cetakan panaspenempaan hangat, dan penempaan dingin.
Baik penempaan hangat maupun penempaan dingin dianggap sebagai arah masa depan penempaan cetakan dan mewakili kemajuan dalam teknologi penempaan. Penempaan cetakan juga dapat diklasifikasikan berdasarkan bahan yang digunakan, termasuk besi logam mati penempaan, penempaan cetakan logam nonferrous, dan pembentukan produk bubuk.
Logam besi, seperti baja karbon, logam nonferrous seperti tembaga dan aluminiumdan bahan metalurgi serbuk digunakan dalam proses ini.
Bacaan terkait: Logam Besi vs Logam Non-Besi
Ekstrusi adalah jenis dadu penempaan yang dapat dikategorikan ke dalam ekstrusi logam berat dan ekstrusi logam ringan.
Penempaan cetakan tertutup dan gangguan tertutup adalah dua proses lanjutan dari penempaan cetakan. Satu keuntungan signifikan dari proses ini adalah tingkat pemanfaatan material yang tinggi karena tidak ada flash.
Dengan satu atau beberapa proses, tempa yang rumit dapat diselesaikan.
Lebih jauh lagi, ketiadaan lampu kilat mengurangi area tegangan pada penempaan, yang pada akhirnya menghasilkan beban yang diperlukan lebih rendah.
Namun demikian, yang penting untuk diperhatikan yaitu, bahwa blank tidak bisa sepenuhnya dibatasi. Oleh karena itu, penting untuk secara ketat mengontrol volume blanko, mengelola posisi relatif forging die, dan mengukur penempaan untuk meminimalkan keausan forging die.
Penggerindaan cincin adalah proses produksi komponen cincin dengan diameter yang bervariasi menggunakan peralatan khusus, yang dikenal sebagai mesin gerinda cincin. Mesin ini juga digunakan dalam produksi suku cadang roda, termasuk hub mobil dan roda kereta api.
Teknik penempaan khusus meliputi penempaan gulunganpenggulungan baji silang, penempaan radial, penempaan cetakan cair, dan metode lain yang lebih cocok untuk memproduksi bagian berbentuk kompleks tertentu.
Roll forging, misalnya, dapat berfungsi sebagai proses pra-pembentukan yang efisien yang secara signifikan mengurangi jumlah tekanan yang diperlukan untuk operasi pembentukan selanjutnya.
Penggulungan baji silang digunakan untuk memproduksi bola baja, poros transmisidan komponen serupa lainnya.
Di sisi lain, penempaan radial digunakan untuk membuat barel besar, poros langkah, dan jenis penempaan lainnya.
Menurut mode gerakan cetakan tempa, penempaan dapat dibagi menjadi penempaan ayun, penempaan putar ayun, penempaan gulung, penempaan baji silang, penempaan cincin, dan penempaan silang.
Penempaan putar, penempaan putar, dan penggulungan cincin juga dapat diproses dengan penempaan presisi.
Untuk meningkatkan pemanfaatan material, roll forging dan cross-rolling dapat digunakan sebagai proses sebelumnya untuk material yang ramping.
Seperti halnya penempaan bebas, penempaan putar juga dibentuk secara lokal.
Keuntungannya, dibandingkan dengan ukuran tempa, ini juga dapat dibentuk apabila gaya tempa kecil.
Dalam metode penempaan ini, termasuk penempaan bebas, material mengembang dari dekat permukaan cetakan ke permukaan bebas selama pemrosesan.
Oleh karena itu, sulit untuk memastikan keakuratannya.
Dengan mengontrol arah gerakan cetakan tempa dan proses penempaan putar dengan komputer, produk dengan bentuk yang kompleks dan akurasi yang tinggi dapat diperoleh dengan gaya tempa yang rendah, seperti produksi tempa seperti bilah turbin uap dengan banyak variasi dan ukuran yang besar.
Pergerakan peralatan tempa mungkin tidak konsisten dengan tingkat kebebasan, yang dapat dikategorikan ke dalam empat jenis berikut:
Untuk mencapai akurasi yang tinggi, perhatian harus diberikan untuk mencegah kelebihan beban pada titik mati bawah, mengontrol kecepatan dan posisi die, karena faktor-faktor ini dapat berdampak pada toleransi penempaan, akurasi bentuk, dan umur die.
Selain itu, untuk mempertahankan akurasi, Anda harus menyesuaikan jarak bebas rel pemandu blok geser, memastikan kekakuan, menyesuaikan titik mati bawah, dan menggunakan perangkat transmisi tambahan.
Untuk menempa komponen yang ramping, melumasi pendinginan dan menempa komponen untuk produksi kecepatan tinggi, penggeser dapat bergerak secara vertikal atau horizontal. Perangkat kompensasi juga dapat digunakan untuk meningkatkan gerakan ke arah lain.
Metode di atas berbeda dalam hal gaya tempa yang diperlukan, proses, pemanfaatan material, output, toleransi dimensi, serta metode pelumasan dan pendinginan. Faktor-faktor ini juga memengaruhi tingkat otomatisasi.
The bahan tempa terutama mencakup baja karbon dan baja paduan dengan berbagai komponen, serta aluminium, magnesium, tembaga, titanium, dan paduannya. Bahan-bahan ini tersedia dalam bentuk batangan, batangan, serbuk logam, dan logam cair.
Rasio penempaan mengacu pada rasio luas penampang logam sebelum deformasi terhadap luas penampang setelah deformasi. Pemilihan rasio penempaan yang tepat, suhu pemanasan dan waktu penahanan yang wajar, suhu penempaan awal dan akhir yang wajar, serta kecepatan deformasi dan deformasi yang wajar sangat penting untuk meningkatkan kualitas produk dan mengurangi biaya.
Batang bulat atau persegi umumnya digunakan sebagai blanko untuk tempa berukuran kecil dan sedang. Batang ini memiliki struktur butiran dan sifat mekanik yang seragam dan baik, bentuk dan ukuran yang akurat, serta kualitas permukaan yang baik, sehingga nyaman untuk produksi massal. Dengan suhu pemanasan dan kondisi deformasi yang wajar, penempaan kinerja yang sangat baik dapat diproduksi tanpa deformasi penempaan yang besar.
Sebagai perbandingan, ingot hanya digunakan untuk tempa besar. Ingot memiliki struktur cor dengan kristal kolumnar besar dan bagian tengah yang longgar. Oleh karena itu, kristal kolumnar perlu dipecah menjadi butiran halus dan dipadatkan melalui deformasi plastis yang besar untuk mendapatkan struktur mikro dan sifat mekanik logam yang sangat baik.
Bentuk awal metalurgi serbuk dapat dibuat menjadi penempaan serbuk dengan penempaan cetakan non-flash dalam keadaan panas. Penempaan serbuk memiliki sifat yang mirip dengan penempaan cetakan pada umumnya, termasuk sifat mekanik yang baik dan presisi tinggi, dan dapat mengurangi pemotongan selanjutnya. Struktur internal penempaan bubuk seragam tanpa pemisahan, sehingga ideal untuk roda gigi kecil dan benda kerja lainnya. Namun, harga serbuk jauh lebih tinggi daripada harga batangan pada umumnya, sehingga membatasi aplikasinya dalam produksi.
Penempaan cetakan logam cair adalah metode pembentukan antara die casting dan die forging. Dengan menerapkan tekanan statis pada logam cair yang dituangkan ke dalam lubang cetakan untuk membuatnya mengeras, mengkristal, mengalir, deformasi plastis, dan membentuk di bawah aksi tekanan, tempa cetakan dengan bentuk dan sifat yang diperlukan dapat diperoleh. Metode ini sangat cocok untuk bagian berdinding tipis yang kompleks yang sulit dibentuk dengan penempaan cetakan pada umumnya.
Terakhir, paduan tempa dari superalloy berbasis besi, superalloy berbasis nikel, dan superalloy berbasis kobalt juga dapat diselesaikan dengan penempaan atau penggulungan. Namun, paduan ini relatif sulit untuk ditempa karena zona plastisnya yang sempit. Oleh karena itu, ada persyaratan ketat untuk suhu pemanasan, suhu penempaan terbuka, dan suhu penempaan akhir dari bahan yang berbeda.
Berbagai metode penempaan menggunakan proses yang berbeda, dan di antaranya, penempaan cetakan panas memiliki alur proses terpanjang.
Urutan tipikal adalah sebagai berikut: pengosongan blanko penempaan → pemanasan blanko penempaan → persiapan blanko penempaan gulungan → pembentukan dengan penempaan cetakan → pemangkasan → pelubangan → koreksi → pemeriksaan antara untuk memeriksa ukuran dan cacat permukaan penempaan → perlakuan panas penempaan untuk menghilangkan stres dan meningkatkan pemotongan logam kinerja → pembersihan untuk menghilangkan kerak oksida permukaan → koreksi → inspeksi.
Biasanya, tempa menjalani inspeksi penampilan dan kekerasan, sementara tempa penting juga menjalani inspeksi untuk analisis komposisi kimia dan sifat mekanis, tegangan sisadan pengujian non-destruktif (NDT) lainnya.
Dibandingkan dengan pengecoran, penempaan dapat meningkatkan struktur mikro dan sifat mekanik logam.
Ketika logam dideformasi dan direkristalisasi dengan metode penempaan panas, struktur butiran dendritik dan kolumnar kasar yang asli berubah menjadi struktur rekristalisasi yang sama dengan butiran yang lebih halus dan seragam. Proses ini membuat pemisahan, porositas, inklusi terak, dan ketidaksempurnaan lainnya pada ingot menjadi lebih kompak dan dilas, sehingga meningkatkan plastisitas dan sifat mekanik logam.
Sifat mekanis coran umumnya lebih rendah daripada tempa dari bahan yang sama.
Selain itu, penempaan memastikan kesinambungan struktur serat logam dan menjaga konsistensi struktur serat dengan bentuk tempa. Proses ini melengkapi garis aliran logam dan menjamin bahwa komponen memiliki sifat mekanik yang baik dan masa pakai yang lama.
Tempa yang dihasilkan dengan penempaan cetakan presisi, ekstrusi dingin, ekstrusi hangat, dan metode lainnya lebih unggul daripada pengecoran.
Penempaan melibatkan penekanan logam ke dalam bentuk yang diinginkan atau menerapkan gaya tekan yang sesuai melalui deformasi plastis, biasanya menggunakan palu atau tekanan. Proses penempaan menyempurnakan struktur partikel dan meningkatkan sifat fisik logam. Dalam aplikasi praktis, bagian yang dirancang dengan benar dapat mengarahkan aliran partikel ke arah tekanan utama.
Pengecoran adalah proses untuk mendapatkan benda cetakan logam dengan menggunakan berbagai metode pengecoran. Logam cair cair disuntikkan ke dalam cetakan yang telah disiapkan melalui penuangan, injeksi, penyedotan, atau teknik pengecoran lainnya. Benda tersebut kemudian didinginkan, pasirnya dirontokkan, dibersihkan, dan menjalani perawatan setelah pengecoran untuk mencapai bentuk, ukuran, dan performa tertentu.
Sebagai pendiri MachineMFG, saya telah mendedikasikan lebih dari satu dekade karier saya untuk industri pengerjaan logam. Pengalaman saya yang luas telah memungkinkan saya untuk menjadi ahli di bidang fabrikasi lembaran logam, permesinan, teknik mesin, dan peralatan mesin untuk logam. Saya terus berpikir, membaca, dan menulis tentang subjek-subjek ini, terus berusaha untuk tetap menjadi yang terdepan di bidang saya. Biarkan pengetahuan dan keahlian saya menjadi aset bagi bisnis Anda.
ID 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO 
TR