Logam Metalurgi

TEKNIK PEMBENTUKAN LOGAM
MODUL PRAKTIKUM

Oleh :

ABRIANTO AKUAN, ST., MT.

LABORATORIUM TEKNIK PRODUKSI
JURUSAN TEKNIK METALURGI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS JENDERAL ACHMAD YANI
BANDUNG
2009

PETUNJUK PRAKTIKUM

I. MAKSUD DAN TUJUAN
Praktikum teknik pembentukan logam merupakan penerapan
teori-teori yang pernah diberikan dalam perkuliahan. Tujuan utama
dari praktikum ini adalah sebagai berikut:
 Mengetahui beberapa proses atau teknik pembentukan logam
dalam pembuatan produk logam.
 Mengetahui besaran-besaran atau parameter proses yang
terlibat dan berpengaruh terhadap kualitas produk yang
dihasilkan.
 Merencanakan dan membuat barang jadi melalui teknik
pembentukan logam.
 Mengetahui cacat-cacat yang terjadi dalam proses pembentukan
logam.
 Mengetahui cara-cara pengujian sifat mampu bentuk
(formability) dalam proses pembentukan logam.
Dengan melakukan praktikum ini, diharapkan peserta (praktikan)
memiliki pengalaman praktek dalam proses produksi/manufaktur
melalui proses pembentukan logam.

II. PERATURAN PRAKTIKUM
2.1 Tata Tertib
 Tidak dibenarkan memakai sandal, sepatu sandal dan
sejenisnya.
 Tas dan barang-barang yang digunakan selama praktikum harus
disimpan ditempat yang telah disediakan.
 Dilarang melakukan praktikum tanpa seijin instruktur yang
bersangkutan.

@@ Teknik Metalurgi – UNJANI 1

 Selama berada dilaboratorium dilarang merokok, makan dan
minum.
 Praktikum harus menjaga keamanan dan ketenangan selama
berada dilaboratorium.
 Diwajibkan memakai jas laboratorium dalam setiap melakukan
praktek.

2.2 Kehadiran
 Praktikan yang tidak mengikuti satu kali praktikum dianggap
gagal dan harus mengulang seluruh mata kuliah praktikum pada
kesempatan berikutnya.
 Waktu pelaksanaan praktikum diatur oleh jadwal yang
ditentukan kemudian. Praktikan diharuskan menyerahkan
formulir kehadiran kepada instruktur pada setiap melakukan
praktek.

2.3 Pemakaian Alat
 Periksa kelengkapan alat sebelum melakukan praktek.
 Setiap pemakaian alat harus seijin instruktur.
 Kehilangan atau kerusakan alat adalah tanggung jawab satu
kelompok peserta praktikum.
 Setiap akhir praktikum, ruangan dan alat-alat yang digunakan
harus dibersihkan.
 Sebelum meninggalkan laboratorium, praktikan harus lapor
pada instruktur untuk memeriksa alat-alat yang telah
digunakan.

2.4 Tugas dan Laporan
 Laporan praktikum diisi pada logbook yang telah disediakan.
 Sebelum dan sesudah praktikum akan diadakan responsi dan
ujian akhir praktikum. Adapun waktu dan tempat ditentukan
kemudian.


 Setiap praktikum harus mengumpulkan dan mengisi logbook
praktikum secara perorangan setelah seluruh praktikum
diselesaikan.
 Logbook praktikum diisi dengan tulisan tangan.

2.5 Penilaian
Sistematika penilaian mengikuti aturan sebagai berikut:
1. Nilai Ujian = 15 %
2. Nilai Kehadiran = 25 %
4. Nilai Laporan = 20 %
5. Nilai Presentasi = 40 %

III. KESELAMATAN KERJA
3.1 Ringkasan Umum
Keselamatan kerja merupakan target pertama dalam setiap
proses produksi terutama proses penempaan logam, karena dalam
proses ini kita akan berhadapan dengan bahaya-bahaya yang mungkin
terjadi diantaranya:
 Terkena percikan scale dari benda kerja.
 Terkena jilatan api atau panas dari pembakaran tungku
pemanas.
 Risiko terjadinya kebakaran.
Bahaya potensial ini diharapkan tidak akan menjadi bahaya riil apabila
semua peraturan keselamatan telah diikuti dengan seksama dan
selalu bekerja menurut prosedur serta tata cara yang aman dan
benar. Dengan demikian kita akan terhindar dari bahaya dan tempat
kita bekerja menjadi tempat yang aman.


3.2 Ketentuan dan Prosedur Keselamatan
 Siapkanlah bahwa keadaan lingkungan kerja dan peralatannya
siap untuk dipakai, dan periksa kembali peralatan sebelum
bekerja.
 Pakailah pakaian kerja dengan alat pelindung diri (APD) lainnya
yang diperlukan.
 Bekerjalah sesuai petunjuk yang ada.
 Tanyakanlah pada instruktur/asistant anda, bila kurang jelas
dalam bekerja.
 Berhati-hatilah dalam penggunaan alat-alat perlengkapan serta
posisi dalam bekerja.
 Usahakan nyala api dalam kondisi yang baik.
 Jauhkan bahan-bahan yang mudah terbakar dari api.
 Usahakan benda kerja yang akan ditempa, dalam keadaan
bersih bebas dari air oli dan bahan lainnya yang dapat
menyebabkan percikan atau ledakan.
 Bersihkan lantai pasir tempat proses penempaan dari air,
kotoran dan sebagainya.
 Jaga jarak aman anda dengan tungku pemanas dan peralatan
lain pada saat penempaan benda kerja.
 Gunakan selalu alat pelindung diri (APD): sarung tangan kulit,
apron, helm, kacamata, sepatu kerja, masker tang jepit, ear
plug dan lain sebagainya.
 Tidak diperbolehkan memegang peralatan dan produk tempa
tanpa alat pelindung diri (APD) selama proses penempaan
sedang berjalan.


MODUL 1
PENEMPAAN LOGAM

Menempa adalah suatu pekerjaan membentuk, memendekkan
atau memanjangkan dan melengkungkan benda kerja logam dalam
keadaan panas dengan jalan pemukulan atau dengan cara penekanan
lain. Tujuan dari pemanasan ialah agar benda itu menjadi lunak,
sehingga mudah dibentuk atau dikerjakan. Pada umumnya bahan-
bahan yang dapat ditempa adalah paduan ferro (besi baja) serta
logam-logam non ferro.
Bahan bakar diperlukan untuk memanaskan benda kerja dalam
Dapur Tempa. Pemakaiannya tergantung dari jenis Dapur Tempa yang
digunakan. Faktor-faktor dalam memilih bahan bakar adalah:
- Nilai pembakarnya tinggi (lihat tabel).
- Debu dari sisa pembakaran yang terjadi sedikit sekali.
- Bahan bakar harus ekonomis dan mudah didapat.
- Efisiensi dalam melakukan pengerjaan.
Bahan bakar padat yang biasa digunakan adalah arang kayu, batu
bara dan kokas. Sedangkan bahan bakar gas yang sering digunakan
adalah gas elpiji atau gas minyak bumi yang dicairkan.
Tabel nilai kalori bahan bakar.
Bahan Bakar Nilai Kalori/gram
Arang Kayu Rata-rata: 7.200
Batu bara 5.650-8.200
Gas elpiji 10.400-10.800

Yang paling utama untuk menimbulkan panas dalam bahan bakar
adalah hidrogen, nilai kalori pembakarannya bisa mencapai 34.000
kalori/gram. Sedangkan Karbon bisa mencapai 5.100 kalori/gram.
Makin banyak kadar Hidrogennya makin besar pula kesempatan untuk
membakar secara cepat.


Tabel Komposisi unsur bahan bakar.
Karbon Hidrogen Oksigen
Bahan Bakar
(C), % (H), % (O2), %
Arang Kayu 56 12 2
Batu Bara 54 6 10
Elpiji 54 14 2

Selain bahan bakar, udara merupakan unsur yang penting
dalam proses pembakaran, karena gabungan dari unsur tersebut
merupakan faktor terpenting untuk kelangsungan dari hidupnya nyala
api. Kekurangan ataupun kelebihan udara dapat mengakibatkan
pembakaran tidak sempurna, sehingga nilai kalori dari
pembakarannya juga dapat berkurang. Oleh karena itu
penghembusan udara secara mekanis akan lebih baik karena dapat
memperoleh/menghasilkan udara yang konstan dan bisa diatur sesuai
yang dibutuhkan. Sedangkan yang secara manual, udara yang
dihembuskan kurang dapat menjamin untuk sesuai yang dibutuhkan.
Kalau kita perhatikan pada Tabel komposisi bahan bakar, maka
penghembusan udara secara manual ini kurang cocok/sesuai. Bila
yang digunakan batubara sebagai bahan bakar, karena kadar hidrogen
yang terkandung relatif sedikit, maka otomatis kecepatan
pembakarannya akan berkurang dan api dapat mudah mati/padam.

1.1 Prosedur Percobaan
1. Siapkan bahan baku yang akan digunakan, dengan ukuran
tertentu.
2. Timbang benda kerja sebelum dan setelah proses pemanasan
sehingga akan didapatkan data prosentase kehilangan beratnya.
3. Tentukan temperatur pengerjaannya sesuai dengan jenis benda
kerja dan prosesnya.


4. Bahan baku dimasukkan kedalam dapur pemanas.

5. Panaskan bahan hingga mencapai temperatur prosesnya.
6. Lakukan penempaan secara bertahap sampai bentuk yang
diinginkan tercapai (lihat subbab rencana kerja).
7. Catat lamanya pemanasan dan besarnya deformasi pada setiap
tahapan proses tempanya.
8. Setelah bentuk tercapai, benda kerja dicelup ke air/oli dan
panaskan kembali (temper) diikuti pendinginan di udara
terbuka.


1.2 Langkah Pemanasan Benda Kerja
Setelah segala persyaratan keselamatan kerja terpenuhi, serta
semua peralatan-peralatan yang akan dipergunakan telah siap untuk
dipakai, maka pekerjaan menempa sudah dapat dimulai. Dibawah ini
adalah langkah-langkah dalam menyalakan api tungku:
 Bila batubara/kokas atau arang kayu yang tersedia dalam
bentuk yang relatif besar, Sebaiknya dipecah menjadi bentuk
yang lebih kecil kurang lebih 1 inch3.
 Letakkan majun yang sudah dibatasi minyak tanah ditengah
tungku.
 Letakkan arang kayu secukupnya diatas majun tersebut.
 Hidupkan blower utama untuk penghisapan asap/debu dan
kemudian api mulai dinyalakan, dengan membakar majun
tersebut.
 Hidupkan blower untuk penghembusan udara pada proses
pembakaran kedalam tungku. Buka blower handle serta atur
kebutuhan udara yang diperlukan.
 Bila arang kayu telah membara, kita mulai meletakkan kokas
(batubara) diatasnya sambil memperhatikan ”Udara” dengan
mengatur blower handle, karena batubara akan mati atau
padam bila udara terlalu besar ataupun kecil.
 Setelah kokas/batubara membara maka kita sudah dapat
memanaskan Benda Kerja pada tungku tersebut.
 Hati-hatilah dalam pengambilan dan peletakkan benda kerja
pada tungku Usahakan NYALA API yang KONSTAN !!!.


Posisi benda kerja

1.3 Temperatur Pemanasan Ideal Benda Kerja
Suhu benda kerja dapat dikira-kira/dibandingkan dengan Tabel
dibawah ini.
Tabel warna nyala benda kerja.
Temperatur (oC) Warna Nyala Benda Kerja
1300 Putih
1200 Kuning keputih-putihan
1100 Kuning kemerah-merahan
1000 Merah terang
900 Merah Jambu
800 Merah
600 Merah gelap
500 Coklat

Pada dasarnya proses pemanasan benda-benda kerja (baja)
dapat mengakibatkan perubahan struktur didalam baja itu sendiri.
Maka harus betul-betul diperhatikan atau temperatur idealnya. Suhu
terlalu tinggi dapat mengakibatkan benda kerja mengelupas dan


retak-retak, sehingga permukaannya akan menjadi kasar. Sebaliknya
bila suhunya terlalu rendah, benda kerja akan sulit
dikerjakan/ditempa, karena benda kerja tersebut masih dalam
keadaan keras.

1.4 Rencana Kerja
a. Pengerjaan membentuk silinder dari benda kerja berbentuk segi
empat (balok) dengan menggunakan palu pembulat. Diperlukan
tenaga yang cukup besar untuk pemukulannya.

b. Pengerjaannya dilakukan tanpa palu pembulat.
 Benda kerja berbentuk blok dirubah menjadi bentuk octagonal

 Dari octagonal, garis-garis sikunya secara halus untuk dibentuk
menjadi silinder.

c. Langkah-langkah membentuk segi empat dari benda kerja
berbentuk silinder.


d. Pemotongan, untuk memotong logam-logam yang panas pada
benda kerja tempa, biasanya dikerjakan dengan Hardie & Hot set
sedangkan untuk logam-logam yang dingin biasanya menggunakan
”Cold set”.
1. Hardie
- Lekukkan sekeliling tepinya diatas sisi hardie.
- Selanjutnya dipatahkan diatas sisi anvil.

2. Cold set
- Sudut ketajamannya ± 60o


3. Hot set
- Sudut ketajamannya ± 30o

e. Meregangkan
 Biasanya untuk meregangkan bentuk balok. Dikerjakan dengan
menggunakan palu peregang, seperti terlihat dalam gambar.
 Perlu diperhatikan yaitu selain tenaga peregangan, penjepitan
juga harus kuat. Dan posisi palu peregang atas dan bawah
harus sejajar berimpit guna mencegah terjadinya loncatan
benda kerja yang diakibatkan oleh gaya kopel.

√

X

X


 Untuk menghaluskan permukaannya, dapat dikerjakan dengan
menggunakan palu perata.

f. Perataan
 Posisi palu perata waktu digunakan untuk menghaluskan
permukaan yang kasar.

 Untuk menghaluskan permukaan batang silinder, bisa juga
digunakan palu pembulat yang diameternya sesuai dengan
diameter batang silindernya.


g. Langkah kerja membuat penitik
 Bentuklah ujungnya menjadi segi empat runcing yang pendek.

 Perhatikan sudut antara benda kerja dan permukaan anvil.

 Bentuk segi empat yang runcing dibuat lebih panjang lagi
(sesuai dengan yang diperlukan).
 Untuk membentuk suatu bentuk runcing, cukup dipukul secara
lemah.

 Dibentuk menjadi Octagonal.


 Dari Octagonal dibentuk menjadi bentuk bulat.

 Pecah akibat pemukulan yang salah.

h. Membentuk sebuah lingkaran
 Ukur panjang benda kerja sepanjang ∏ D yang diminta dari
salah satu ujungnya dan ditandai dengan penitik.

 Bengkokkan menjadi sisi persegi panjang.

 Lengkungkan sisi ujung atas dari ukuran 1D pada ujung Anvil.


 Lengkungkan secara terus menerus.

 Lengkungkan sisi ujungnya hingga membentuk sebuah
lingkaran.

 Penyambungan sisi ujungnya hingga membentuk sebuah
lingkaran.

 Terbentuklah sebuah lingkaran.


i. Menggulung dan melilit
 Setelah benda kerja dipanaskan lalu dipanjangkan diatas tanduk
Anvil.

 Lakukan perataan dan ujungnya dilancipkan pada permukaan
Anvil.

 Mulailah proses penggulungan dengan melekukkan ujungnya
pada sudut permukaan Anvil.


 Selanjtnya penggulungan dapat dilakukan diatas permukaan
Anvil.

 Untuk lebih lengkap lagi, penggulungan dapat dikerjakan
dengan cara seperti ini:
 Menggunakan Horn

 Menggunakan Scroll Tacil


j. Twisting
 Bagian yang akan dikerjakan harus dipanaskan secara merata.

 Memulai pengerjaan dengan tekanan memutar seketika.


MODUL 2
PENARIKKAN KAWAT

Penarikkan kawat (wire drawing) adalah salah satu proses
pembentukkan logam untuk memperkecil diameter dengan cara
penarikkan kawat melalui lubang cetakan (dies).

Energi deformasi =Vol . ∫σ . δε
F1l1 = A1 . l1 ∫σ . δε
Gaya penarikan, F =A1 ∫σ . δε
Tegangan Penarikan , σi = F/Ai =∫σ . δε
Jika gesekan diperhitungkan dan dengan anggapan kondisinya adalah
plane strain, maka besarnya gaya penarikan adalah:

1  B    Dk  
2B

F  Ak  0  1    
 B    Dm  
 
1
0  ∫σ . δε
k m

B =  cot 
μ = koefisien gesek
 = semi cone angle


2.1 Prosedur Percobaan:
A. Persiapan Mesin
1. Bersihkan semua peralatan yang ada dan di daerah sekitar
mesin penarikkan kawat mesin.
2. Periksa oli di semua gear box dan bagian-bagian yang
memerlukan oli atau stempet (grease).
3. Pasang dies pada dudukan dies sesuai urutan rencana ukuran
dies.
4. Posisi pemasangan dies adalah bagian sudut yang lebih besar
berada di sebelah datangnya kawat (pay off), seperti gambar
berikut ini:

5. Masukkkan power listrik di panel dan jalankan mesin dalam
keadaan kosong, serta hidupkan lubricant selama 5-10 menit.
6. Periksa konsentrasi dan temperatur lubricant.

B. Persiapan Bahan
1. Siapkan kawat (baja/tembaga/alumunium) dengan panjang
2000 mm untuk percobaan penarikan kawat.


2. Ujung kawat sepanjang kira-kira 20-25cm dilakukan penyerutan
sampai diameter tertentu.

C. Proses Penarikkan Kawat
1. Siapkan mesin penarikan kawat.
2. Pasang cetakan untuk reduksi yang pertama.
3. Perkecil diameter salah satu ujung kawat (gunakan mesin
serut/roll), sehingga kawat dapat dilewatkan pada cetakan.
4. Ujung kawat yang telah diserut dimasukkan kedalam dies
sampai ujung kawat tersebut muncul dari dies minimal 20 cm.
5. Pasang bagian pengait rantai penarik di capstan ke kawat yang
akan ditarik.
6. Hidupkan mesin, dan lakukan penarikkan pelan-pelan sampai
rantai penarik menjepit kawat dan hidupkan lubricant.
7. Lakukan penarikan hingga 1500 mm, ukur besarnya gaya
penarikan dengan membaca dial indicator pada strain gauge
kemudian dikonversikan dengan menggunakan kurva kalibrasi.
8. Buka rantai penarik dan buka lilitan kawat pada capstan.
10.Ulangi tahap 1 sampai 9 tersebut diatas untuk mencoba reduksi
pada cetakan yang lainnya.

2.2 Standar Kerja Mesin Penarikkan Kawat
1. Mesin penarikkan kawat, mesin serut dan sekitarnya harus
bersih.
2. Oli di gear box dan grease pada mesin serut harus selalu
diperiksa.
3. Semua coil kawat harus diletakkan ditempat yang telah
ditentukan.
4. Bersihkan dies setiap akan mulai penarikan dari geram dan
pengotor lainnya. Perhatikan pemasangan dies jangan sampai
terbalik (sudut yang besar menghadap pay off).


5. Periksa motor penggerak setiap pertama mau menjalankan
mesin tarik, terutama shielspring dan karbon brass.
6. Tombol manual (jog) tidak boleh dimatikan sebelum capstan
berjalan satu putaran, terutama waktu mulai proses.
7. Bila ada perubahan bunyi di mesin, mesin secepatnya
dimatikan, dan mesin diperiksa.
8. Waktu proses penarikan berjalan lubricant harus dihidupkan dan
dipastikan mengenai semua permukaan capstan dan lilitan
batang kawat.
9. Konsentrasi lubricant 8-12% dengan temperatur kerja 35-45oC.
10.Jika ada kawat yang kusut, matikan mesin dan perbaiki serta
rapikan, baru kemudian mesin dapat dijalankan lagi, jangan
sampai dipaksakan mesin jalan terus.
11.Batang kawat yang keluar dari mesin penarikkan kawat harus
bersih dari sisa lubricant.
12.Perhatikan hasil penarikan, baik diameter, bentuk dan kondisi
permukaan batang kawat.
13.Setelah selesai penarikan coil kawat diikat sebanyak beberapa
lilitan, dan beri tanda spesimen.
14.Hati-hati jaga keselamatan kerja terutama waktu memasang
rantai penarik di awal proses dan waktu melepaskan lilitan di
capstan pada akhir proses.


MODUL 3
PEMBENGKOKKAN PELAT

Pada proses pembengkokkan pelat atau lembaran Logam, yang
menjadi ukuran keberhasilannya adalah radius bengkokan minimum
yang belum menimbulkan retakan pada daerah deformasi. Ukuran ini
sangat tergantung pada tebal dan keuletan lembaran tersebut.

Masalah lain yang perlu diperhatikan dalam proses bending yaitu
spring back. Deformasi yang terjadi pada benda kerja selama ditekan
pada dies terdiri atas deformasi elastis dan plastis. Bila benda kerja
tersebut dikeluarkan dari dies, maka deformasi yang terjadi hanyalah
deformasi plastisnya. Dengan demikian bentuk benda kerja tidaklah
persis sama dengan bentuk dies. Sehingga bentuk dies dan metoda
deformasinya perlu dikoreksi.

Fenomena spring back secara skematis ditunjukkan pada
Gambar dibawah ini yang besarnya spring back atau pemulihan
deformasi elastis tergantung pada:
 Kekuatan luluh dan tegangan alir
 Modulus elastisitas
 Deformasi total dan tebal pelat


Mekanisme spring back pada proses bending

Pengaruh kekuatan material yang berbeda terhadap besarnya
spring back yaitu material yang lebih kuat akan memberikan spring
back yang lebih besar. Sedangkan pengaruh modulus elastisitas,


material yang kurang kaku (modulus elastisitasnya lebih kecil) maka
spring back yang terjadi akan lebih besar, serta pengaruh besarnya
deformasi total dan tebal pelat terhadap spring back yang terjadi,
pelat yang lebih tebal atau proses deformasi yang besar, akan
mengalami deformasi total yang lebih besar dan akan memberikan
spring back yang lebih besar pula.

Prosedur Percobaan:
1. Siapkan spesimen pelat dengan ketebalan tertentu untuk proses
bending, catat geometri dan spesifikasi materialnya.
2. Lakukan proses bending dengan sudut: 45 dan 90.
3. Catat fenomena yang terjadi pada saat benda kerja dikeluarkan
dari cetakan, dan lakukan pengukuran sudut bending-nya.
4. Lakukan tahap 1 sampai 3 tersebut diatas untuk jenis atau
ketebalan pelat yang lainnya.


MODUL 4
PENGUJIAN DEEP DRAWABILITY

Proses deep drawing adalah proses pembentukan lembaran
logam dari bentuk 2 dimensi menjadi bentuk 3 dimensi melalui
penekanan lembaran pada suatu cetakan.

Geometri proses deep drawing, secara skematis dilukiskan pada
Gambar dibawah ini, proses deep drawing yang murni terjadi bila
ujung punch berbentuk datar sehingga bagian lembaran dibawah
ujung punch tidak mengalami deformasi, sedangkan bagian dinding
mengalami penarikkan. Dilain pihak bila ujung punch membentuk
bagian dari bola, maka proses keseluruhannya adalah gabungan
antara deep drawing dan stretching (Gambar dibawah).

Geometri proses deep drawing.

Tinjauan tahapan deformasi berikut ini didasarkan pada proses
deep drawing murni (Gambar dibawah ini).


Tahapan deformasi pada proses deep drawing.

Bagian flens (flange) akan mengalami pengecilan diameter. Hal
ini dimungkinkan oleh tegangan tarik dalam arah radial (Gambar
dibawah ini). Selain itu muncul pula dengan sendirinya tegangan
tekan dalam arah tangensial. Tegangan tangensial tekan inilah yang
dapat menimbulkan buckling pada flens. Bila ini terjadi maka
terbentuklah keriput pada flens, dan proses deep drawing akan gagal.
Oleh karena itu maka keriput harus dihindari dengan jalan
memberikan tegangan tekan pada permukaan flens. Gaya tekan ini


diberikan oleh pemegang bakalan (blank holder). Pada saat proses
deep drawing berlangsung, dinding tabung mengalami penarikkan.

Drawability dari suatu lembaran logam dinyatakan dengan
perbandingan diameter bakalan, do maksimum yang masih bisa
diproses menjadi tabung berdiameter, di. Batas proses deep drawing
tersebut dikenal dengan nama LDR (limiting drawing ratio).

LDR = do/dimaks

Besarnya LDR dibatasi oleh gaya penarikan yang dapat ditahan oleh
dinding tabung. Secara teoritis, batas deep drawing adalah:

LDR = do/dimaks = e = 2,7

Jika pengaruh bending dan unbending serta pengaruh gesekan antara
benda kerja dengan perkakas diperhitungkan, maka persamaan diatas
dikoreksi menjadi:

LDR = e

dimana  menyatakan faktor efisiensi deformasi, bila radius dies kecil
ataupun koefisien gesekan cukup besar maka  akan mengecil. Harga
 yang diambil dari kondisi deep drawing yang wajar adalah 0,7.
Dengan angka tersebut maka LDR akan berkisar sekitar dua.

Persamaan lain untuk menyatakan LDR yang dihubungkan
dengan parameter rasio regangan plastis material, R yang
menunjukkan nilai ketahanan material terhadap penipisan adalah:

LDR =  do/di maks = exp  o,w/o,f  = exp  [(R+1)/2]

atau,

LDR =  do/di maks = exp [1/(1+)] .  [(R+1)/2]

dimana  adalah faktor proses, biasanya sekitar 0,2-0,3 yang
tergantung pada geometri proses atau perkakas dan kondisi
gesekannya.


Parameter sifat mampu bentuk lembaran logam adalah strain
hardening coefficient (n) dan plastic strain ratio (R) yaitu sifat-sifat
yang muncul bila logam dikenai deformasi plastis. Cara yang praktis
untuk mengamati sifat logam yang dideformasi plastis adalah dengan
pengujian tarik. Pengujian non simulasi ini hanya bersifat teoritis
karena hanya membandingkan keadaan tegangan dan regangan
material tanpa pendekatan pada kondisi proses yang sesungguhnya.

Harga strain hardening coefficient dapat diukur melalui
pengujian tarik dengan daerah pengukuran yang teliti terletak antara
ys dan uts. Kurva antara ys dan uts dapat didekati dengan
persamaan Y=aXn dengan harga n berkisar antara 0-1. Sehingga
bentuk persamaannya dapat dituliskan sebagai: =K n

persamaan ini disebut tegangan alir (flow stress) yang
memperlihatkan kenaikan kekuatan akibat deformasi plastis. Bila
persamaan tersebut dinyatakan dalam skala log  Vs log  maka
kemiringannya akan menunjukkan harga n.

log  = log K + n log 

n = d log  / d log 

Prosedur untuk mengukur dan menghitung harga n untuk lembaran
baja dapat dilakukan dengan menggunakan standar ASTM E.646-78.

Data elongation (e) dan reduction in area (q) menandakan
bahwa deformasi spesimen yang diuji tarik tidak hanya terjadi pada


arah memanjang, melainkan juga pada arah lebar dan tebal. Hal ini
berarti dari pengujian tarik, dengan sedikit modifikasi dapat dilakukan
pengukuran harga R. Plastic strain ratio, R diukur dan dihitung pada
daerah antara ys dan uts, harga R dapat dinyatakan sebagai berikut:

R = w/t = ln (wi/wo) / ln (ti/to)

Pengukuran regangan dalam arah tebal secara langsung akan
memberikan kesalahan yang besar, dan akan lebih teliti jika regangan
dalam arah tebal dihitung dari perubahan bentuk pada arah panjang
dan lebar dengan prinsip volume konstan, dengan demikian dapat
dituliskan:

t = ln (lo wo/li wi)

sehingga:

R = w/t = ln (wi/wo) / ln (lo wo/li wi)

Untuk menghitung harga rata-rata dari R, maka pengukurannya
dilakukan pada spesimen dengan arah 0o, 45o, dan 90o terhadap arah
pengerolan:

Rm = (R0+2R45+R90) / 4

Harga planar anisotropi dinyatakan dengan persamaan:

R = (R0-2R45+R90) / 2

Prosedur untuk mengukur dan menghitung harga R lembaran baja
dapat dilakukan dengan menggunakan standar ASTM E.517-74.


Salah satu orientasi spesimen untuk menentukan R.

Pengujian mampu bentuk lembaran logam, selain dilakukan
melalui pengujian non simulasi, dapat pula melalui pengujian simulasi
yang dilakukan dengan pendekatan terhadap kondisi proses dimana
hasilnya akan lebih memberikan gambaran mengenai mampu bentuk
material.

Berbagai macam pengujian simulasi sheet metal forming
dimaksudkan untuk mendapatkan koreksi (gambaran) antara
kenyataan proses sheet metal forming dengan pengujian simulasi
tersebut. Proses sheet metal forming yang dapat dipandang sebagai
gabungan proses bending, stretching dan deep drawing. Oleh karena
itu banyak dikembangkan metoda uji yang diharapkan dapat
mengungkapkan secara cepat sifat mampu bentuk dalam proses-
proses sheet metal forming tersebut.


Uji simulasi untuk deep drawing telah dikembangkan oleh Sachs
dalam pengujian wedge drawing test dan yang lebih sering dipakai
adalah Swift cup drawing test yang skemanya terlihat pada Gambar
dibawah ini.

Swift cup drawing test.

Metoda lainnya yang juga popular adalah Olsen, Erichsen dan
Fukui cup drawing test seperti yang ditunjukkan pada Gambar berikut
ini.

Fukui cup drawing test.

Pada simulasi Swift test, menggunakan punch yang ujungnya
datar yang berarti deep drawing murni, dan pada Fukui test dipakai
punch yang ujungnya merupakan bagian dari permukaan bola, yang
berarti gabungan antara deep drawing dan stretching. Yang menjadi
ukuran deep drawability dalam Swift test adalah LDR. Hal ini berarti
bahwa Swift test menggunakan blank dengan berbagai diameter.
Dalam Fukui test dipakai satu ukuran diameter blank, do. Ukuran yang
dipakai untuk menyatakan deep drawability adalah diameter benda uji
minimal sebelum terjadinya retakan. Dengan uji simulasi tersebut
diatas dapat dengan cepat dihasilkan data sifat mampu bentuk, tetapi


seringkali tidak memiliki korelasi yang baik dengan kenyataan press
forming di industri. Hal ini disebabkan oleh perbedaan dalam kondisi
gesekannya atau perbedaan dalam perbandingan tebal pelat atau
lembaran dengan ukuran benda kerja.

Prosedur Percobaan:
1. Siapkan peralatan/cetakan pengujian deep drawability dan
mesin pengujian tarik.
2. Berilah pelumasan pada peralatan/cetakan uji.
3. Buatlah keping lembaran logam (blank) dengan variasi
diameter: 40, 45, 50, 55 dan 60 mm.
4. Lakukan pengujian deep drawability untuk setiap keping yang
telah disiapkan.
5. Amati dan catat hasilnya.


Logam Metalurgi

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (11)

Similar to Logam Metalurgi

Similar to Logam Metalurgi (20)

More from Abrianto Akuan

More from Abrianto Akuan (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Logam Metalurgi