Zona Deformasi Proses Wire Drawing

Pengertian Zona deformasi adalah daerah dimana gaya-gaya yang terlibat pada pembentukan akan menyebabkan logam berubah bentuk atau dimensi. Gaya pembetukannya merupakan resultan dari semua gaya yang terlibat pada daerah deformasi. Agar terjadi perubahan bentuk  yang permanen, maka deformasinya harus deformasi plastik, Besar gaya yang diberikan terhadap logam harus mencapai tegangan alirnya, Gaya yang diberikan ini harus menghasilkan kondisi luluh pada logam, tetapi  tidak  menyebabkan logam mengalami perpatahan setempat.

Skematika Zone deformasi pada proses penarikan kawat dapat dilihat pada Gambar 1. Gaya luar yang diberikan pada proses wire drawing adalah gaya tarik. Gaya yang menarik wire rod ke luar dari dies. Gaya ini akan menimbulkan gaya tekan tak langsung akibat reaksi antara wire rod dengan dies. Kombinasi gaya-gaya ini menyebabkan wire rod mengalir sepanjang daerah deformasi melalui dies berdiameter D2. Perbandingan antara diameter rata-rata, D2 dengan panjang daerah deformasi, L disebut Delta Factor.

Zona Deformasi Wire Drawing
Gambar 1. Zona Deformasi Wire Drawing

Cara Menghitung Delta Factor (Faktor Delta, )

Delta Factor  ∆  merupakan perbandingan antara diameter rata-rata terhadap panjang daerah deformasi. Pada penarikan kawat besarnya nilai delta factor ∆  dapat ditentukan dengan persamaan berikut:

Formula Delta Factor Untuk Deformasi Pada Wire Drawing

 

 

 

  • ∆  = Delta Faktor
  • D2  = diameter kawat
  • L  = Panjang kontak permukaan kawat dan dies.
  • α  = setengah sudut reduksi, radian
  • r  = reduksi area (%)

Sudut reduksi biasa juga disebut sebagai sudut dies. Setengah sudut reduksi (α) akan menentukan besarnya geometri daerah deformasi. Namun untuk deformasi yang sederhana besarnya factor delta dapat dinyatakan dengan  delta factor, ∆= D2//L.

Pada penarikan kawat karbon rendah umumnya menggunakan sudut reduksi antara 16 sampai 20 derajat untuk reduksi 20%. Dengan nilai  delta factor, ∆ biasanya berkisar antara 2 – 3. Sedangkan untuk penarikan kawat karbon tinggi biasanya menggunakan sudut reduksi 10 sampai 16 derajat dengan reduksi per pass atau dies antara16 – 25 %. Nilai delta factor, ∆ yang lebih tinggi akan  sesuai untuk reduksi yang lebih tinggi dan sudut reduksi yang lebih rendah.

Untuk menurunkan delta factor, ∆, dapat dilakukan dengan memperkecil sudut reduksi (α),  memperbesar L atau dengan menaikan reduksi r yang akan menurunkan D2. Makin kecil D2/L makin besar pengaruh gesekan pada antar permukaan wire rod  dan dies. Ini artinya akan menaikan temperatur deformasi.

Nilai delta factor dapat dihitung dengan menggunakan lembar kerja di bawah. Masukan data diameter awal, D1 atau diameter masuk, D2 atau diameter keluar dan sudut reduksi yang digunakan. Kemudian klik update.



Besarnya sudut reduksi  yang digunakan untuk penarikan agar pemakaian energi deformasi menjadi minimum dapat ditentukan dengan persamaan berikut:

Formula Sudut Reduksi Untuk Energi Deformasi Minimum.

 

 

  • A1 = luas penampang kawat awal
  • A2 = luas penampang kawat keluaran dari dies
  • u = koefisien  gesekan

Nilai optimum delta factor ∆ akan menghasilkan energi deformasi yang digunakan selama penarikan kawat menjadi minimum. Nilai optimum delta factor ∆ adalah:

Formula Delta Factor Optimum

 

 

 

Nilai Delta Factor Kurang Daripada Dua

Delta factor optimum untuk proses wire drawing adalah antara 2 sampai 3.  Delta Factor yang terlalu rendah, kurang dari 2 akan menyebabkan luas kontak antar muka wire rod dan dies menjadi besar, zona deformasi menjadi besar. Ini akan menimbulkan efek gesekan menjadi besar pula. Pengaruh selanjutnya akan muncul cacat permukaan seperti goresan (scratch), material pick-up. Terkadang di ikuti dengan munculnya panas yang berlebihan. Panas berlebihan ini dapat berpengaruh terhadap sifat-sifat metalurgis permukaan material.

Contoh cacat yang terdapat pada permukaan kawat dapat dilihat pada Gamabr 2. Kawat ini di drawing dengan kondisi delta factor kurang dari dua.

Cacat Pada Permukaan Kawat Hasil Wire Drawing.
Gambar 2. Cacat Pada Permukaan Kawat Hasil Wire Drawing.

Nilai Delta Factor Lebih Daripada Tiga

Delta Factor yang terlalu tinggi, lebih daripada 3 dapat menyebabkan zona deformasi menjadi kecil. Daerah deformasi menjadi sangat terbatas. Hal ini menyebabkan permukaan kawat mendapat gaya tekan yang besar, sedangkan bagian tengah kawat akan menerima gaya tarik yang besar. Keadaan ini memberikan berkecenderungan terbentuknya cacat center burst, permukaan kawat yang lebih keras dan rendahnya keuletan. Sifat-sifat  ini tidak cocok untuk produk-produk yang dibentuk dengan melibatkan proses puntir seperti pada ikatan spring atau proses cold heading pada pembuatan kepala baut.

Contoh cacat terjadi pada kepala baud dapat dilihat pada Gambar 3.   Kawat ini di drawing dengan kondisi delta factor lebih daripada tiga.

Retak Pada Kepala Baud
Gambar 3. Retak Pada Kepala Baud

  

Pengaruh Desain Reduksi Terhadap Sifat Mekanik

Pengaruh Keausan Dies Terhadap Perubahan Delta Factor .  Desain Reduksi tiap tahap yang diterapkan pada suatu proses wire drawing harus memberikan ...

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 y...

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

Pengertian Zona deformasi adalah daerah dimana gaya-gaya yang terlibat pada pembentukan akan menyebabkan logam berubah bentuk atau dimensi. Gaya pembetukannya...

Pengaruh Deformasi Terhadap Sifat Mekanik Baja Karbon.

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....
  1. Betzalel Avitzur, 1983, “Handbook of Metal-Forming Process”, John Wiley & Sons Inc., New York.
  2.  Dieter, G.E., 1986,”Mechanical Metallurgy”, MC, Graw-Hill, New Jersey.
  3. Thomas Maxwell, 2001, “Maintenance, Design, Measuring And Pressure Lubrication Of The Wire Drawing Die”, Wire Journal International, Vol. 34, Number 5. May

Gambar:

  1. http://ardra.biz

Kata dalam artikel Pengertian Zona deformasi wire drawing adalah Gaya yang bekerja pada wire drawing. Gambar  Zona Deformasi Wire Drawing dan Cara Menghitung Delta Factor (Faktor Delta, ∆ ). Besar Sudut reduksi dan sudut dies wire drawing dengan Besarnya sudut reduksi wire drawing. Koefisien  gesekan pada wire drawing dan Pengaruh Nilai Delta Factor Kurang Daripada Dua.

Nilai Delta factor optimum pada cacat permukaan   goresan (scratch) dan material pick-up. Gambar Contoh Cacat Pada Permukaan Kawat Hasil Wire Drawing dengan Pengaruh Nilai Delta Factor Lebih Daripada Tiga. Contoh cacat center burst dan  Gambar  Retak Pada Kepala Baud. Rumus cara menghitung delta factor wire drawing dengan temperature pada wire drawing.