PROSES PEMILIHAN MATERIAL DAN MANUFAKTUR PEMBUATAN

RODA GIGI

1. Pemilihan material

a. Besi cor

- Paduan besi yang mengandung C 1,7 % dan 1-3 %Si. Unsur lain dapat

ditambahkan dengan maksud untuk meningkatkan sifat-sifat seperti

kekuatan, kekerasan atau ketahanan korosi. Unsur yang umumnya

ditambahkan yaitu Cr, Cu, Mo dan Ni.

- Besi cor memiliki selang temperature cair yang relaitf lebih rendah

daripada baja dan relatif lebih “encer” ketika cair.

a. Sifat mekanik :

45 -75 ksi (kekuatan tarik)

35 – 60 ksi (kekuatan luluh)

1 – 6% (perpanjangan)

b. Sifat matriks dan karakter grafit diperoleh dari :

Komposisi kimia

Derajat inokulasi

Laju pembekuan

Pengaturan laju pendinginan

b. Besi cor putih

- Besi cor putih terbentuk ketika unsur karbon (C) tidak mengendap

sebagai grafitselama proses pembekuan, akan tetapi tetap berkaitan

dengan unsur besi (Fe), krom (Cr) atau molibden (Mo) membentuk

karbida.

- Besi cor putih bersifat keras dan getas dan memiliki tampilan patahn

seperti kristal berwarna putih.

c. Besi cor kelabu

- Besi cor kelabu merupakan paduan dari unsur-unsur besi (Fe), karbon

(c) dan silicon (Si) yang mengandung “ karbon tak berkaitan” dalam

bentuk grafit. Nama besi cor kelabu didapat dari tampilan patahan

berwarna kelabu.

- Besi cor kelabu untuk keperluan otomotif dan konstruksi umum

lainnya dibagi menjadi 10 kelas/garde yang didasarkan pada kekuatan

tarik minimumnya.

- Kekuatan, kekerasan dan struktur mikro dari besi cor kelabu

dipengaruhi oleh beberapa factor seperti komposisi kimia, desain,

cetakan, karakteristik cetakan dan laju pendinginan selama dan setelah

pembekuan.

- Unsur Cu, Cr, Mo dan Ni seringkali ditambahkan untuk mengatur

struktur mikro matriks dan pembentukan grafit. Selain itu bertujuan

untuk meningkatkan ketahanan korosi besi cor kelabu pada beberapa

media.

- Besi cor kelabu dapat dikeraskan dengan proses quenching dan temperature sekitar 1600˚F (menjadi getas). Kombinasi dengan proses temper akan meningkatakan ketangguhan dan menurunkan kekerasannya.

2. Pemilihan prosesa. Pengecoran cetakan pasir (sand casting)

Operasi pengecoran dengan cetakan pasir melibatkan tahapan proses

perancangan produk cor, pembuatan pola dan inti, pembuatan cetakan,

penuangan logam cair dan pembongkaran produk cor.

Sebagai contoh pembuatan cetakan akan diuraikan pembuatan roda gigi

seperti gambar 2.1. Cetakan dibuat dalam rangka cetak (flask) yang terdiri

dari 2 bagian, bagian atas disebut kup dan bagian bawah disebut drag :

- Pertama-tama, belahan pola diletakkan di atas papan kayu yang rata.

Kemudian rangka cetak bawah (drag) diletakkan di atas kayu, lihat

gambar 6-4A. Drag diisi penuh dengan pasir, yang dimampatkan

secara manual atau mesin. Pemampatan pasir memerlukan

pengalaman. Bila pasir kurang padat, cetakan mudah rusak pada waktu pengecoran. Bila terlalu padat, gas dan uap

sulit menguap, hal ini dapat menyebabkan terjadinya cacat pada benda cor.

- Cetakan bagian bawah kemudian dibalik, dengan demikian kup dapat dipasangkan dan cetakan dapat diselesaikan. Sebelum dibalik, ditaburkan pasir kering dan di atasnya diletakkan papan. Drag dibalik dan alas cetakan diangkat dan tampaklah pola. Permukaan pasir diratakan dan ditaburi pasir kering. Pasir kering yang ditaburi adalah pasir silica kering yang halus dan tidak ada kekuatannya. Pasir ini mencegah melekatnya pasir dari kedua bagian cetakan.

Gambar 2.1 prosedur pembuatan cetakan pasir

b. Die Casting

Proses pemaksaan logam dengan ditekan oleh hydrolic atau pneumatic

sampai menjadi besi mati atau hasil cetakan. Tekanan yang digunakan

berkisar antara 80 - 40.000 psi. Mesin die-casting bisa digolongkan menjadi

(1) hot chamber (ruang panas) dan (2) cold chamber (ruang dingin).

Gambar 2.2 Hot Chamber dan Cold Chamber Die Casting

c. Metalurgi Serbuk (powder metallurgi)

Metalurgi serbuk adalah suatu kegiatan yang mencakup pembuatan benda

komersial, baik yang jadi atau masih setengah jadi (disebut kompak

mentah), dari serbuk logam melalui penekanan. Proses ini dapat disertai

pemanasan akan tetapi suhu harus berada dibawah titik cair serbuk.

Pemanasan selama proses penekanan atau sesudah penekanan yang

dikenal dengan istilah sinter menghasilkan pengikatan partikel halus.

Dengan demikian kekuatan dan sifat-sifat fisis lainnya meningkat. Produk

hasil metalurgi serbuk dapat terdiri dari produk campuran serbuk berbagai

logam atau dapat pula terdiri dari campuran bahan bukan logam untuk

meningkatkan ikatan partikel dan mutu benda jadi secara keseluruhan.

Kobalt atau jenis logam lainnya diperlukan untuk mengikat partikel

tungsten, sedang grafit ditambahkan pada serbuk logam bantalan untuk

meningkatkan kwalitas bantalan.

Proses :

- Serbuk ditekan dalam die baja dengan tekanan 20 – 1400 MPa. Karena

partikel yang lunak dapat ditekan dengan mudah, dan serbuk yang

bersifat plastic tidak memrlukan tekanan tinggi. Sedang untuk serbuk

yang lebih keras dengan berat jenis yang memadai memerlukan

tekanan yang lebih besar.

Gambar 2.3. susunan penekanan dan die untuk memadatkan serbuk logam

- Pada gambar 2.5. Tampak mesin pres untuk membuat roda gigi kecil

dari logam, berbagai alat peralatan dapat dibuat dengan proses tekan

tanpa pengerjaan lanjutan, cukup disinter. Diperkirakan bahwa

diperlukan tekanan sebesar 150 – 500 MPa untuk membentuk kompak

mentah. Proses sinter meningkatkan kekuatan dan memperbaiki

struktur kristal setelah itu.

Gambar 2.4. Susunan peralatan untuk menekan serbuk brons menjadi

bantalan

Gambar 2.5. Pembuatan roda gigi kecil dari serbuk logam

PROSES PEMILIHAN MATERIAL DAN MANUFAKTUR PEMBUATAN

POWER STEERING

Power steering adalah suatu tipe peralatan hidrolik yang digunakan untuk

memperingan kemudi, sumber tenaga penggerak pompa yaitu menggunakan tenaga

mesin. Jadi putaran pompa sesuai putaran mesin. Ada beberapa tipe power steering

tetapi masih mempunyai tiga bagian yang terdiri dari pompa, control valve, gear

housing. Banyak tipe yang telah di kembangkan tetapi untuk power steering

recirculating ball terdiri dari dua tipe dengan flapper valve dan rotari valve. Untuk

tipe recirculating ball ini mempunyai komponen-komponen yang penting yaitu

rumah roda gigi, control valve, dan vane pump.

Gambar power steering

1. Pemilihan material

a. Besi Cor Malleable

- Besi cor ini dihasilkan dari proses perlakuan panas besi cor putih yang

memiliki komposisi tertentu.

- Proses terbentuknya beis cor putih akibat :

Adanya unsur-unsur pembentuk karbida seperti Cr, Mo dan V.

Laju pendinginan dan pembekuan yang tinggi.

b. Besi Cor Nodular

- Besi cor nodular memiliki komposisi unsure yang sama dengan besi

cor kelabu. Unsur tersebut yaitu karbon dan silikon.

- Perbedaan besi cor nodular dan kelabu terletak pada bentuk grafit

(untuk menghasilkan bentuk grafit yang berbeda, digunakan proses

yang berbeda pula)

- Pembulatan grafit dicapai karena ditambahkan unsure magnesium

(Mg) dan cerium (Ce).

c. Baja (Baja Cor)

Salah satu jenis baja adalah baja karbon yaitu paduan besi-karbon yang

mengandung unsure karbon kurang dari 1,7 % (beberapa literature

menyebutkan kandungan karbon maksimum 2.0 %)

Sebagai tambahan selain karbon, baja cor mengandung :- Silikon (Si) : 0.20 – 0,70 %

- Mangan (Mn) : 0,50 – 1,00 %

- Fosfor (P)

- Sulfur (S)

Material diatas digunakan untuk proses pembuatan roda gigi pada gear

boks.

2. Pemilihan proses

a. Pengecoran cetakan pasir (sand casting)

pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir. Proses pengecoran

meliputi: pembuatan cetakan, persiapan dan peleburan logam, penuangan

logam cair ke dalam cetakan, pembersihan coran dan proses daur ulang

pasir cetakan.

b. Closed-die Forging

Closed-die Forging dapat digunakan dalam prose pembuatan rumah gear

boks pada power steering. Proses Penempaan (Forging) adalah suatu

proses perlakuan panas yang diberikan kepada logam yang akan

digunakan dalam pembuatan kostruksi mesin atau komponen (elemen)

sebuah mesin. Jadi, dapat ditarik kesimpulan bahwa proses penempaan

melibatkan faktor suhu yag sangat tinggi. Dikarenakan faktor suhu sangat

berpengaruh besar nantinya pada sifat mekanis maupun sifat dasar benda

atau logam yang diberi proses Tempa (Forging). Pada dasarnya proses

tempa dibagi menjadi dua jenis yaitu : (1) proses tempa dengan cetakan

terbuka (Opened Die Forging ) dan (2) proses tempa dengan cetakan

tertutup (Closed Die Forging).

Gambar 2.1 Closed-die Forging

c. Extrusion

Proses extrusion merupakan proses pembentukan logam yang bertujuan

untuk mereduksi atau mengecilkan penampang dengan cara menekan

bahan melalui rongga cetakan. Pembentukan logam metode ini

menggunakan gaya tekan yang relative besar. Proses ini biasanya

digunakan untuk membuat batang silinder, tabung berongga, pipa atau

profil-profil tertentu. Ekstrusi dapat dibagi 3 jenis, yakni ekstrusi

langsung, ekstrusi tidak langsung dan impact extrusion.

Gambar 2.2 Proses Extrusion

PROSES PEMILIHAN MATERIAL DAN MANUFAKTUR PEMBUATAN

KOPLING

1. Pemilihan Material

a. Serbuk alumunium

Aluminium adalah logam yang berwaarna putih perak dan tergolong

ringan yang mempunyai massa jenis 2,7 gr cm –3.Sifat-sifat yang dimilki

aluminium antara lain :

- Ringan, tahan korosi dan tidak beracun maka banyak digunakan untuk

alat rumah tangga seperti panci, wajan dan lain-lain.

- Paduan Al dengan logam lainnya menghasilkan logam yang kuat

seperti Duralium (campuran Al, Cu, mg) untuk pembuatan badan

pesawat.

- Al sebagai zat reduktor untuk oksida MnO2 dan Cr2O3.

b. Logam tembaga

Bersifat keras dan mempunyai konduktivitas panas yang baik, sehingga

akan mudah untuk mengevakuasi panas dari hasil gesekan pada saat

kopling bersegesekan . Tembaga juga mempunyai sifat melepas panas,

sehingga sangat tepat untuk mengevakuasi panas dari permukaan gesek

kopling menjadi cepat dingin kembali. Dari pertimbangan-pertimbangan

di atas bisa dimanfaatkan sebagai bahan pembuatan kampas kopling clutch

kendaraan.

c. Resin phenolic

Merupakan salah satu resin yang sering dipakai sebagai bahan pengikat

atau matriks komposit, karena sifat kerekatannya serta tahan panas yang

cukup tinggi sampai 300ºC, mempunyai kemampuan berikatan dengan

serat alam tanpa menimbulkan reaksi dan gas.

2. Pemilihan Proses

a. Die casting

Proses pemaksaan logam dengan ditekan oleh hydrolic atau pneumatic

sampai menjadi besi mati atau hasil cetakan. Tekanan yang digunakan

berkisar antara 80 - 40.000 psi. . Setelah mencapai holding time yang

diinginkan, dies (cetakan) dimasukkan kedalam oven dan dilakukan proses

sintering dengan suhu 800 C selama 40 menit dan specimen dikeluarkan

dari cetakan.

b. Metalurgi serbuk

Metallurgi serbuk merupakan proses pembentukan logam tanpa adanya

pelelehan / pengecoran. Powder Metallurgy adalah proses dimana

sejumlah kecil komponen dihasilkan dengan pengepresan dan sinter

serbuk logam dan serbuk keramik bersama-sama.

c. Screw mesin

Pembuatan dengan menggunakan proses ini direkomendasikan untuk

logam-logam alloy/paduan berkekuatan tinggi (tegangan tinggi), dalam

kopling pada bagian plat kopling biasanya dibuat dengan proses

permesinan

Gambar 2.1. Screw Machine