PENEMPAAN (FORGING) : Penempaan adalah proses deformasi yang dilakukan dengan menekan bendakerja diantaraduacetakan(die),baikmenggunakangayakejut(impact)atauditekan secara gradual hingga diperoleh bentuk akhir bendakerja yang diinginkan. Klasifikasi tempa : Tempadapatdiklasifikasikandenganberbagaimacamcara,diantaranya berdasarkan temperatur kerja : 1)Tempapanasatauhangat;carainipalingbanyakdigunakanbiladiperlukan deformasiyangcukupbesar;denganmemanaskankekuatanlogamdapat dikurangi dan keuletannya bertambah. 2)Tempadingin;carainijugaseringdilakukanuntukpembuatanproduk tertentu. Keuntungan dari tempa dingin adalah dapat meningkatkan kekuatan yang dihasilkan dari pengerasan regang. Berdasarkan cara pemberian gaya untuk mendeformasikan bendakerja, tempa dapat diklarifikasikan atas : 1)tempa dengan beban impak (impact), 2)tempa dengan beban gradual. Mesintempayangdigunakanuntukpenempaandenganbebanimpakdisebut forging hammer, sedang yang digunakan untuk penempaan beban gradual disebut forging press. Caralainuntukmengklasifikasikanprosestempaadalahberdasarkan derajataliranlogamkerjayangdidesakolehdies,sepertiditunjukkandalam gambar 1 Gambar 5.10Tiga jenis operasi penempaan (a)tempa cetakan terbuka (open-die forging), (b) tempa cetakan tertutup (impression-die forging), (c) tempa tanpa sirip (flashless forging). Open-die forging; bendakerja ditekan diantara dua buah cetakan (die) yang datar (hampir datar) sehingga logam mengalir dalam arah lateral tanpa dihambat olehpermukaancetakan.Operasipenempaaninidikenalsebagaiupset forging yaitu mengurangi tinggi bendakerja dan menambah diameternya. Analisa open-die forging Tempa cetakan terbuka melibatkan membentuk bagian logam dipanaskan antara mati atas melekat pada domba jantan dan bagian bawah mati melekat pada landasan palu atau tempat tidur tekan. Bagian logam yang bekerja di atas suhu rekristalisasi mereka-mulai dari 1900 F sampai 2400 F untuk baja-dan secara bertahap dibentuk menjadi konfigurasi yang diinginkan melalui terampil memalu atau menekan dari benda kerja. Sementara kesan atau tertutup mati penempaan batas logam dalam mati, mati terbuka penempaan dibedakan oleh kenyataan bahwa logam tidak pernah benar-benar tertutup atau menahan diri dalam mati. Tempa mati paling terbuka diproduksi pada mati datar. Namun, meninggal swaging bulat, V-mati, Mandrels, pin dan alat longgar juga digunakan tergantung pada konfigurasi bagian yang diinginkan dan ukurannya. Meskipun proses penempaan cetakan terbuka sering dikaitkan dengan yang lebih besar, sederhana berbentuk bagian seperti bar, kosong, cincin, cekungan atau gelendong, sebenarnya dapat dianggap sebagai pilihan utama dalam "dirancang khusus" komponen logam. Kekuatan tinggi, tahan lama bagian dioptimalkan baik dari segi sifat mekanik dan integritas struktural saat ini diproduksi dalam ukuran yang berkisar dari beberapa pound untuk ratusan ton berat. Selain itu, toko-toko menempa canggih sekarang menawarkan bentuk-bentuk yang pernah berpikir mampu dihasilkan oleh proses penempaan mati terbuka.Karakter Open-die forging-1 tidak membatasi aliran logam.Operator harus mengatur arah dan posisi benda kerja antara tiupan untuk mendapatkan bentuk yang diinginkan. bentuk khusus dapat disisipkan untuk membantu membuat bentuk-bentuk sederhana (seperti bulatan, cekung atau cembung), pembentukan lubang atau operasi pemotongan.Karakter Open-die forging-2 Manipulator bisa digunakan untuk mengatur posisi benda kerja yang lebih besar, mungkin beberapa ton.open-die forging biasanya digunakan untuk pembentukan awal untuk operasi berikutnya.Open-die forging digunakan untuk menyebabkan aliran plastis terorientasi dan mengurangi jumlah proses pemesinan yang mengikuti. aliran material tak terbatasi dan pembentukan sebuah poros silindris multi diameter dan cincin tanpa sambungan dengan open-die forging. Proses Tempa Die TerbukaLangkah-langkah untuk menghasilkan bagian berbentuk gelendong yang khas:1. Kasar menempa billet sengit antara meninggal datar dengan dimensi diameter maksimum. 2. Sebuah "lengkap" alat menandai "langkah" mulai lokasi di benda kerja sepenuhnya bulat. 3. Memalsukan atau "menggambar" ke langkah pertama untuk ukuran. 4. Langkah kedua adalah ditarik ke ukuran. Perhatikan bagaimana bagian memanjang dengan setiap langkah proses sebagai bahan sedang mengungsi. 5. "Planishing" penempaan kasar untuk permukaan akhir yang halus dan untuk menjaga penyisihan persediaan untuk minimum. Bila open-die forgingdilakukanpada kondisiyang idealyaitu tidakada gesekan antarapermukaanbendakerjadancetakan,sehinggaterjadideformasiyang homogen, dan aliran radial logam seragam, seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Gambar 2 Deformasi homogen bendakerja silinder dalam operasi cetakan terbuka Padakondisiidealini,reganganyangsebenarnya(truestarin)dapatditentukan dengan : hh0ln e= dimana: h0 = tinggi awal bendakerja,in (mm) h = tinggi pada titik berilkutnya, in (mm) Pada akhir penekanan, h = tinggi akhir, hf Gaya yang dibutuhkan untuk meneruskan penekanan hingga tinggi h dicapai : .A Y Ff=dimana : F = gaya, lb (N) A = luas penampang lintang, in 2 (mm2) Yf = tegangan alir, lb/in2 (MPa). LuaspenampanglintangAsecara bertahapakanbertambahselamaoperasi,dan sebaliknyatinggihakanberkurang.TeganganalirYfjugabertambahsebagai akibatpengerasanbendakerja,kecualilogamtersebutplastissempurna (misalnya dalam pengerjaan panas). Pada kondisi ini, eksponen pengerasan regang n=0,danteganganalirYf=Y(kekuatanyieldlogam).GayaFakanmencapai harga maksimumpada akhirpenekanan,yaitu pada saatAdan Yfmemiliki harga tertinggi. Padaoperasiupsetforgingyangsesungguhnya,deformasiyangterjaditidak sepertidalamgambar5.11,karenaadanyagesekanantarabendakerjadengan permukaan cetakan, seperti ditunjukkan dalam gambar 5.12. Gambar3 Deformasi sebenarnya bendakerja silinder dalam operasi cetakan terbuka Gesekaniniakanbertambahbila pengerjaandilakukandalam keadaanpanasdan cetakan (die) tetap dalam keadaan dingin. Hal tersebut dapat mengakibatkan : (1)bertambahnya koefisien gesekan, dan (2)adanyatransformasi panasdaribendakerja kepermukaan/dekatpermukaan cetakan,sehinggabagianbendakerjayang berdekatandengancetakanlebih sulit dideformasi dibandingdengan bagian tengahnya. Keduafaktordiatasmenyebabkangayaupsetyangsebenarnyalebihbesar dibandingkandenganyangdiprediksikansebelumnya.Untukmenghitunggaya upset tersebut dapat digunakan rumus pendekatan sebagai berikut : .A .Y K Ff f= dimana : Kf= faktor bentuk penempaan (the forging shape factor) hDKf0,41 + = dimana : = koefisien gesekan D =diameterbendakerjaataupanjangbidangkontakdengan permukaan die, in (mm) h= tinggi bendakerja, in (mm) Contoh soal (untuk open-die forging): Bendakerjabentuksilinderditempadalamkeadaandingin.Tinggimula-mula3,0 indandiameter2,0in.Dalamoperasitersebuttinggiberkurangmenjadi1,5in. MaterialkerjatersebutmemilikikurvaalirdenganK=50.000lb/in2dann= 0,17. Bila koefisien gesekan 0,1 tentukan gaya : a)pada saat proses dimulai, b)pada tinggi 2,5 in dan 2 in, dan c)pada tinggi akhir 1,5 in. Jawab : 9,42642. 3.4.2 2= =||.|

\|= D h Vin3 Pada saat upper die baru menyentuh permukaan bendakerja : h = 3,0 indanF = 0 Pada saat mulur (yielding) dimulai, maka h sedikit lebih kecil daripada 3,0 in, dan bila dianggap regangan e = 0,002, maka : ( ) 17.384 0,002 50.0000,17 n= = e =K Yf lb/in2 Pada saat ini D~ 2,0 in (sedikit lebih besar daripada 2,0 in) 3,14242.42 2= = = D Ain2 ( )( )1,0273,02 0,1 0,410,41 = + = + =hDKf Jadi gaya tempa pada saat proses dimulai : ( )( ) 56.077 3.142 17.384 1,027 = = = .A .Y K Ff f lb. Pada saat h = 2,5 in 0,18232,53ln ln = = e=hh0 ( ) 37.438 0,1823 50.0000,17= = e =nfK Ylb/in2 Bila dianggap volume konstan : ( )( )3,772,53,142 3= = =h.A hA0 0 in2 4A2D. =2,194.3,77 4= = = .ADin ( )( )1,0352,52,19 0,1 0,410,41 = + = + =hDKf ( )( )( ) 146.102 3,77 37.438 1,035 = = Flb. Dengan cara yang sama, maka diperoleh :Untuk h = 2,0 in F = 211.894 lb Untuk h = 1,5 in F = 317.500 lb Kurva pembebanan ini dapat dilihat dalam gambar 5.13 berikut ini. Gambar 4Gaya upset sebagai fungsi tinggi dan reduksi tinggi Open-die forging dalam praktik : Dalamprosesindustriopen-dieforgingdilakukandalamkeadaanpanas.Bentuk-bentuk yang dihasilkan dalam operasi open-die forging ditunjukkan dalam gambar 5.14 yaitu fullering, edging, dan cogging. Gambar 5 Beberapa operasi penempaan cetakan terbuka (open die forging) (a)Fulleringadalahoperasitempayangdilakukanuntukmengurangibagian melintangdanmendistribusikanlogambendakerjasebagaipersiapan penempaan bentuk yang berikutnya. Permukaan cetakan berbentuk cembung. Ruangantarakeduacetakan(cavity)seringdidesaindenganberbagaijarak (multicavityimpressiondies)sedemikianrupasehinggaoperasidiawali dengan pembentukan kasar sebelum pembentukan akhir. (b)Edging(gambar6b)hampirsamadenganfullering,hanyadisinipermukaan cetakan berbentuk cekung. (d) Cogging (gambar 7) adalah operasi tempa yang dilakukan secara berturut-turutsepanjangpanjangbendakerjauntukmengurangibagianmelintang danmenambahpanjangnya.Coggingbanyakdigunakandalamindustribaja untuk membentuk ingot hasil pengecoran menjadi bloom dan slab. Biasanya digunakanopen-dieyangdatarataudenganpermukaanyangsedikit berkontour. Proses ini kadang-kadang juga disebut incremental forging. Macammacamprodukyangdihasilkanolehprosesopendie forging diantaranya adalah sbb:

hasil opw die forging BBS-RSGT-E46M3-1