Dasar Pembentukan Logam, Metal Forming

Pengertian Definisi Deformasi  Pada  Logam

Prinsip Dasar Metal Forming

Prinsip dasar pembentukan logam, metal forming  adalah melakukan perubahan bentuk pada benda kerja dengan cara memberikan gaya luar sehingga terjadi deformasi plastik. Dengan gaya luar ini akan terjadi perubahan bentuk benda kerja secara permanen. Pembentukan umumnya bertujuan untuk mendapatkan suatu produk logam sesuai dengan bentuk yang diinginkan. Selain itu pembentukan memungkinkan diperoleh sifat-sifat mekanik tertentu sesuai dengan yang dibutuhkan atau yang dipersyaratkan.

Pembentukan logam selalu  mengunakan perkakas yang berfungsi sebagai pemberi gaya luar dan pengarah bentuk yang diinginkan.

Deformasi Secara Makroskopis

Secara makroskopis, deformasi dapat dilihat sebagai perubahan bentuk dan ukuran.. Perubahan bentuk yang terjadi dapat dibedakan atas deformasi elastis dan deformasi plastis. Deformasi elastis  adalah perubahan yang terjadi pada material bila ada gaya yang bekerja, serta akan kembali kebentuk dan ukuran semula bila gayanya ditiadakan. Sedangkan deformasi plastik adalah perubahan bentuk yang permanen, meskipun gayanya telah dihilangkan.

Bila suatu material diberi gaya sampai daerah plastis, maka perubahan bentuk yang terjadi adalah gabungan antara deformasi plastis dengan deformasi elastis atau biasa disebut deformasi total. Bila gaya dihilangkan, maka deformasi elastis akan hilang pula, sehingga perubahan bentuk yang ada hanyalah deformasi plastis.

Konsep Dasar Pembentukan Logam

Gambar 1.  Konsep Dasar Pembentukan Logam

Deformasi Secara Mikroskopis

Perubahan mikroskopik yang terjadi setelah logam mengalami deformasi dapat diamati melalui observasi mikroskop. Pada Gambar 2 dapat dilihat perubahan struktur mikro baja karbon rendah setelah mengalami deformasi plastis. Perubahan tampak pada bentuk butir yang semula cenderung bundar dengan sumbu yang sama atau equiaxial grains, menjadi butiran berbentuk pipih memanjang atau elongated grains. Semakin besar deformasi yang dialami oleh logam, semakin pipih struktur butirannya.

Struktur Mikro Sebelum dan Setelah Deformasi

Gambar 2. Struktur Mikro Sebelum dan Setelah Deformasi

Deformasi Secara Atomik

Secara mikro, perubahan bentuk, baik deformasi elastis maupun deformasi plastis, terjadi dengan adanya pegeseran kedudukan atom-atom dari tempatnya yang semula. Pada deformasi elastis, adanya gaya luar akan menggeser atom-atom ke tempat kedudukkan atom yang baru, dan  atom-atom tersebut akan menempati kedudukan atom semula bila tegangan dihilangkan. Pada deformasi ini pergeseran kedudukan atom-atom relatif kecil, sehingga deformasi elastis yang terjadi juga relatif  kecil.

Pada deformasi plastis, atom-atom yang bergeser akan menempati kedudukan atom baru yang stabil. Ini berati atom-atom tersebut akan tetap berada pada kedudukan yang baru walaupun gaya dihilangkan. Secara mikroskopis perubahan bentuk yang terjadi adalah permanen.

Deformasi Secara Atomik

Gambar 3.  Deformasi Secara Atomik

Pembetukan Panas, Pengerjaan Panas, Hot Forming, Hot Working

Proses pengerjaan panas merupakan proses pembentukan logam yang dilakukan di atas temperatur rekristalisasi.  Di atas temperatur rekristalisasi biasa juga disebut dengan daerah temperatur tinggi. Jadi pengerjaan panas sering disebut dengan deformasi pada temperatur tinggi. Selama deformasi akan terjadi pelunakan secara terus menerus, yang disebabkan terjadinya rekristalisasi secara dinamik. Rekristalisasi terjadi selama proses pembentukan.

Pada dasarnya logam pada temperatur tinggi bersifat lunak. Hal ini merupakan salah satu keuntungan proses pembentukan pada temperatur tinggi. Dengan demikian deformasi yang dapat diberikan pada logam menjadi besar. Hot forming biasa dilakukan untuk proses pembentukan primer yang memerlukan deformasi besar seperti hot rolling untuk mereduksi tebal  slab 200 mm menjadi lembaran panas dengan tebal  kurang daripada 20 mm.

Pengerjaan Dingin,  Pembentukan Dingin, Cold Forming, Cold Working.

Pengerjaan dingin dilakukan pada temperatur di bawah temperatur rekristalisasi. Biasanya dilakukan pada temperatur ruang. Jadi tidak ada proses untuk memanaskan logam. Namun, selama proses deformasi timbul panas. Selama proses pembentukan terjadi strain hardening. Logam menjadi lebih keras dan kuat yang diikuti dengan penurunan keuletan. Deformasi yang dapat diberikan menjadi terbatas.

Biasanya deformasi dingin dilakukan terhadap produk-produk hasil pembentukan hot working. Cold rolling merupakan tahap pembentukan setelah benda kerja dibentuk dengan hot rolling. Wire drawing dilakukan terhadap rod batangan logam dari hasil hot rolling. Proses pembentukan seperti Stamping, pressing, deep drawing dilakukan terhadap plat hasil hot rolling atau cold rolling.

Baca Artikel Terkait Proses Pembentukan Logam, KLIK Judul Di Bawah

1. Strain Hardening, Pengerasan Regang

2. Proses Penarikan Kawat, Wire Drawing

3. Zona Deformasi Proses Wire Drawing, Penarikan Kawat

4. Parameter Proses Penarikan Kawat, Wire Drawing

5. Proses Deep Drawing, Penarikan Dalam

Pustaka:

  1. Hosford, W. F., 1993, “Metal Forming, Mechanics & Metallurgy”, Second edition, Printice-Hill, Inc., New Jersey.
  2. Lange, K. 1985, “Handbook of Metal Forming”, MC Graw-Hill, New Jersey
  3. Backofen, W. A., 1972, “Deformation Processing”, Addison-Willey Publishing Company, Massachusett.
  4. Dieter, G.E., 1986,”Mechanical Metallurgy”, Mc. Graw-Hill, New Jersey.

Gambar:

  1. http://ardra.biz