Pengaruh Deformasi Terhadap Sifat Mekanik Wire Rod

Pengaruh Deformasi Terhadap Kekuatan Dan Kekerasan Baja Batangan

Proses penarikan kawat biasa dilakukan pada temperatur ruang atau cold drawing. Dengan demikian proses deformasi akan menyebabkan terjadinya efek pengerasan regang pada kawat. Pada penarikan kawat, total deformasi yang dialami oleh logam relatif besar. Sehingga proses penarikan selalu menggunakan beberapa tahapan reduksi atau pass atau draft. Besarnya reduksi untuk tiap tahapan akan sangat menentukan seberapa besar energi yang diperlukan. Selain itu wire rod mempunyai batas maksimum reduksi untuk satu kali reduksi. Batas maksimum reduksi penarikan kawat untuk satu kali reduksi dapat dihitung dengan persamaan berikut:

  • rmaks = 1 – exp(- η(n + 1))
  • η= efisiensi proses deformasi.
  • n   = koefisien pengerasan regang

Untuk kawat baja yang mengalami reduksi berulang pada sejumlah dies, maka nilai n akan berkurang menuju nol, dan reduksi yang dapat diterapkan akan menjadi berkurang. Karena nilai n berkurang, maka untuk dapat melewati tahap deformasi berikutnya, reduksi yang dipakai harus lebih kecil.

Besarnya reduksi per tahap dapat mempengaruhi jumlah total work hardening untuk total reduksi tertentu. Work hardening akan cenderung meningkat secara eksponensial dengan kenaikan total reduksi. Desain reduksi yang cukup sederhana namun banyak diterapkan di mesin drawing pada pabrik penarikan kawat adalah dengan menerapkan reduksi yang sama untuk setiap tahapnya. Dengan desain ini kawat akan menjadi lebih keras untuk setiap penambahan tahapan reduksi. Work hardening logam akan bertambah sesuai dengan reduksi yang dialaminya.

Beberapa industry membuat dan menerapkan desain reduksi dengan tujuan untuk menurunkan jumlah total work hardening pada total reduksi yang diinginkan dengan memakai suatu metoda yang disebut tapered draft. Pada Metoda ini tahapan pertama dirancang agar memberikan persentase reduksi yang relatif besar, kemudian persentase reduksinya dibuat menurun secara bertahap pada tahapan-tahapan berikutnya.

Karakteristik-Sifat Mekanik Baja Batangan

Tabel 1 menunjukkan sifat-sifat baja batangan seri 1020. Baja ini memiliki kandungan karbon sekitar 0,2 %. Baja batangan seri 1020 hasil hot roling umumnya memiliki fasa ferit dan perlit, dengan kekerasan antara 145 sampai 165 HV.

Karateristik Baja Batangan Seri 1020

Tabel 1.  Karateristik Baja Batangan Seri 1020

Pengaruh Deformasi Terhadap Sifat Mekanik Baja Batangan

Pengaruh reduksi area terhadap perubahan kekuatan Baja Batangan Seri 1020 dapat dilihat pada Gambar 1. di bawah.

Pengaruh Reduksi Terhadap Kuat Tarik Baja Batangan Seri 1020

Gambar 1. Pengaruh Reduksi Terhadap Kuat Tarik Baja Batangan Seri 1020

Pada Gambar 2 dapat dilihat perubahan kekuatan wire rod baja seri 1020 setelah mengalami deformasi dengan reduksi bertahap. Wire rod diameter 5,5 mm direduksi secara bertahap dengan enam dies. Diameter akhir kawat adalah 2,96 mm, sehingga total reduksi menjadi 71 %.

Semakin besar reduksi yang dialami oleh kawat semakin tinggi pula nilai kekuatannya. Meningkatnya kekuatan ini, juga diikuti dengan meningkatnya nilai kekerasas kawat. Perubahan nilai kekerasan yang dialami kawat setelah mengalami reduksi bertahap dapat dilihat pada Gambar 2. di bawah.

Pengaruh Reduksi Terhadap Kekerasan Baja Batangan Seri 1020

Gambar 2.  Pengaruh Reduksi Terhadap Kekerasan Baja Batangan Seri 1020

Peningkatan kekuatan dan kekerasan ini menunjukkan adanya efek pengerasan regang selama proses penarikan. Kawat akan mengalami peningkatan kekuatan dan kekerasan dengan regangan atau reduksi yang semakin besar.

Baja batang yang dideformasi dengan proses  wire drawing akan kehilangan sifat keuletannya. Keuletan kawat direpresntasikan dengan nilai elongasi.  Pada Gambar 3 ditunjukkan perubahan elongasi setelah mengalami reduksi. Nilai elongasi wire rod berkurang tajam setelah mengalami reduksi pertama. Nilai awal elongasi wire rod  adalah 22 – 27 %, setelah deformasi tahap pertama turun menjadi kurang daripada 5 %. Nilai elongasi pada tahap reduksi berikutnya tidak menunjukkan adanya perubahan yang berarti. Hal ini menunjukan bahwa pada reduksi berikutnya, efek pengerasan regang tidak lagi berpengaruh terhadap penurunan nilai elongasi. Nilai ini merupakan nilai elongasi yang dimiliki kawat namun masih dapat dideformasi.

Pengaruh Reduksi Terhadap Elongasi Baja Batangan Seri 1020

Gambar 3. Pengaruh Reduksi Terhadap Elongasi Baja Batangan Seri 1020

Data ini mengkonfirmasi bahwa elongasi bukan sifat material yang dapat menunjukkan kemampuan baja untuk di bentuk dengan teknologi drawing. Atau dengan kata lain drawability atau mampu tarik baja tidak dipengaruhi oleh nilai elongasi wire rod-nya.

Pengaruh Deformasi Terhadap Struktur Mikro Baja Batangan

Selain terjadi perubahan pada sifat mekanik, besarnya reduksi area juga berpengaruh terhadap struktur mikro. Perubahan yang terjadi tampak jelas melalui pengamatan secara mikroskopik. Struktur awal baja batangan seri 1008 memiliki bentuk butiran relatif bulat atau  equiaxial grains. Setelah mengalami deformasi dengan derajat reduksi yang semakin besar, maka bentuk butir berubah semakin memanjang, pipih atau elongated grains. Gambar 4 menunjukkan perubahan struktur baja seri 1008 yang mengalami deformasi dengan derajat reduksi berbeda-beda.

Pengaruh Reduksi Terhadap Struktur Mikro

Gambar 4. Pengaruh Reduksi Terhadap Struktur Mikro Baja Seri 1008

Pustaka:

Pengaruh Desain Reduksi Terhadap Sifat Mekanik

Pengaruh Jumlah Tahap Reduksi Terhadap Sifat Mekanik Pengaruh Keausan Dies Terhadap Perubahan Delta Factor . Desain Reduksi tiap tahap yang diterapkan...

Pengaruh Parameter Wire Drawing Terhadap Cacat Kawat

Pengaruh Delta Factor Pada Proses Wire Drawing Keberhasilan proses wire drawing sangat ditentukan oleh variabel proses penarikannya.  Dua variable ...

Produk Yang Menggunakan Proses Wire Drawing.

Contoh Produk Yang Menggunakan Proses Wire Drawing . Proses wire drawing umumnya digunakan sebagai proses antara, salah satu tahapan proses sebelum...

Zona Deformasi Proses Wire Drawing

Daerah Deformasi Pada Proses Wire Drawing Zona deformasi adalah daerah dimana gaya-gaya yang terlibat pada pembentukan akan menyebabkan logam berubah...

Pengaruh Deformasi Terhadap Sifat Mekanik Wire Rod

Pengaruh Deformasi Terhadap Kekuatan Dan Kekerasan Baja Batangan Proses penarikan kawat biasa dilakukan pada temperatur ruang atau cold drawing. ...

Rancangan Reduksi Pada Penarikan Kawat, Wire Drawing

Salah satu rancangan reduksi atau draft design untuk proses penarikan kawat adalah dengan menerapkan besarnya reduksi yang sama pada tiap-tiap tahapnya....

Baca Artikel Terkait Proses Wire Drawing, KLIK Judul Di Bawah

1. Proses Penarikan Kawat, Wire drawing

2. Zona Deformasi Proses Wire Drawing, Penarikan Kawat

3.  Parameter Proses Penarikan Kawat, Wire Drawing

4.  Strain Hardening, Pengerasan Regang Pada Logam

Pustaka:

  1. Thomas Maxwell, 2001, “Maintenance, Design, Measuring And Pressure Lubrication Of The Wire Drawing Die”,Wire Journal International, Vol. 34, Number 5. May.
  2. Pearce, R., 1991, “Sheet Metal Forming,” The Adam Higler Series on New Manufacturing processes and Materials,
  3. Hosford, W. F., 1993, “Metal Forming, Mechanics & Metallurgy”, Second edition, Printice-Hill, Inc., New Jersey.
  4. Lange, K. 1985, “Handbook of Metal Forming”, MC Graw-Hill, New Jersey
  5. Backofen, W. A., 1972, “Deformation Processing”, Addison-Willey Publishing Company, Massachusett.
  6. Dieter, G.E., 1986,”Mechanical Metallurgy”, Mc. Graw-Hill, New Jersey

Gambar:

  1. http://ardra.biz