Memahami Berbagai Metode Penempaan Logam

Forging By Tooling deretan die/tooling yang akan digunakan untuk menempa komponen otomotif Kata “die” dan “tooling” seringkali digunakan secara bergantian dalam industri forging. Mereka mengacu pada perangkat yang digunakan untuk membentuk billet, ingot, preform, atau bar (biasanya dipanaskan sebelumnya). Saat membandingkan penempaan berdasarkan perkakas yang digunakan, ada tiga metode utama: cetakan cetak, cetakan terbuka, dan cincin gulung.

Penempaan Die Kesan

Dengan cetakan cetakan tempa, logam diperas/dikompresi di antara dua cetakan khusus yang masing-masing memiliki profil/rongga (atau cetakan) yang telah dipotong sebelumnya dari bentuk bagian akhir.

Kemudian, dengan menggunakan berbagai jenis peralatan, seperti mesin press mekanis atau drop hammer, billet atau bentuk awal dikompresi saat mengalami deformasi plastis. Dalam setiap cetakan, benda kerja dipaksa masuk ke dalam rongga saat flash (logam berlebih) mengalir keluar ke dalam cetakan. Saat flash mendingin, tekanan terbentuk pada cetakan yang membantu memastikan komponen lebih seragam. Kemudian, lampu kilat dilepas secara manual atau dengan cetakan pemangkasan.

Penempaan cetakan cetakan terutama digunakan untuk pembuatan komponen tempa simetris dan asimetris yang kompleks. Metode ini juga dapat mencapai toleransi yang lebih dekat jika dibandingkan dengan open die forging.

Buka Die Forging

Dalam penempaan cetakan terbuka, benda kerja (ingot, batangan, billet, atau bentuk awal) diubah bentuknya antara cetakan bermuka datar atas dan bawah, dan pergerakan benda kerja itu sendiri sebagian besar membantu membentuk bagian akhir.

Selain cetakan dan palu (atau pengepres) bermuka datar, ada alat lain yang dapat digunakan dalam penempaan cetakan terbuka, termasuk pelana, balok, cincin, mandrel, dan pelubang.

Komponen yang dibuat pada penempaan cetakan terbuka biasanya berbentuk sederhana (panjang dan persegi panjang, datar dan bulat, dll.) dan dapat dikerjakan lebih lanjut setelah proses penempaan.

Penempaan cetakan terbuka digunakan untuk memproduksi komponen dengan berbagai ukuran, namun jika menyangkut kompleksitas, penempaan cetakan cetakan biasanya merupakan metode yang lebih disukai daripada penempaan cetakan terbuka.

Penempaan Cincin Gulung

Metode perkakas yang terakhir adalah penempaan cincin gulung. Berbeda dengan cetakan cetakan dan cetakan terbuka, metode penempaan gulungan tidak menggunakan cetakan, dan digunakan untuk membuat bentuk yang sangat spesifik: cincin.

Proses penempaan ini dapat digunakan untuk membuat semua jenis dan ukuran cincin mulus. Penempaan gulungan lebih disukai daripada pemesinan, pemotongan, dan pengecoran karena dapat menghasilkan komponen dengan toleransi yang ketat. Selain itu, penempaan menghilangkan porositas internal, tidak seperti pengecoran, yang mengurangi mulur, kelelahan, dan masalah lainnya.

Dalam penempaan gulungan, stok biasanya sudah dibentuk sebelumnya. Teknik preform yang digunakan dalam roll forging disebut punching. Sesuai dengan namanya, kaldu dilubangi sehingga membentuk bentuk donat. Kemudian, bentuk awal dijalankan melalui rolling mill hingga komponen akhir diproduksi.

Semua jenis komponen dapat dibuat dengan roll forging, termasuk bantalan mesin, bantalan roda, flensa, dan roda gigi.

Proses Penempaan Berdasarkan Suhu

Proses penempaan logam juga dapat dikategorikan berdasarkan suhu sebenarnya benda kerja. Temperatur yang berbeda mempengaruhi plastisitas logam, kualitas akhir potongan, dan dapat menentukan banyak sifat mekanik akhir komponen, termasuk kekuatan, keuletan, dan ketahanan terhadap benturan atau kelelahan.

Saat mengkategorikan penempaan berdasarkan suhu, ada tiga metode utama: panas, hangat, dan dingin.

Penempaan Panas

Dalam penempaan panas, biasanya cetakan/perkakas dipanaskan terlebih dahulu hingga suhu tertentu dan kemudian benda kerja itu sendiri dipanaskan hingga suhu yang telah ditentukan. Temperatur yang digunakan dalam penempaan panas bervariasi berdasarkan bahan mentah yang digunakan, komponen yang diproduksi, dan persyaratan aplikasi spesifik.

Dalam penempaan panas, panas membuat logam lebih ulet, dan tekanan konsisten dari cetakan yang menekan logam panas menghasilkan struktur butiran yang lebih halus sehingga komponen lebih kuat dan ulet.

Penempaan Hangat

Dalam penempaan hangat, benda kerja dipanaskan dalam rentang tertentu: di atas suhu pengerasan kerja, namun di bawah suhu pengerasan.

Penempaan hangat mencakup serangkaian produk tempa yang tidak memerlukan biaya dan toleransi ketat terhadap penempaan dingin atau hasil kekuatan yang lebih tinggi dari penempaan panas. Penempaan logam hangat biasanya digunakan untuk bagian yang sudah mendekati bentuk akhirnya, seperti poros dan roda gigi.

Penempaan Dingin

Seperti namanya, proses penempaan dingin dilakukan pada suhu yang lebih dingin (antara suhu ruangan hingga beberapa ratus derajat saja).

Penempaan dingin juga menggunakan proses lain termasuk pembengkokan, pembuatan koin, penggulungan, dan ekstrusi, tergantung pada jenis komponen yang diproduksi. Logam yang digunakan dalam proses ini juga biasanya dianil atau dilunakkan selama proses penempaan, dan pelumasan terus menerus diperlukan selama proses ini untuk mencegah panas gesekan.

Meskipun penempaan dingin sangat presisi, dan sering kali hanya memerlukan sedikit atau tanpa pekerjaan finishing, penempaan panas masih merupakan metode pilihan untuk penempaan khusus yang rumit. Selain itu, komponen yang ditempa dingin kemungkinan besar mengandung tegangan sisa, yang pada akhirnya dapat menyebabkan retak, bengkok, dan masalah lainnya.