Rumah >

Penempaan

Penempaan dapat meningkatkan sifat mekanik bagian logam, dan larutan pembentuk logam digunakan pada bagian penting karena keandalannya untuk aplikasi yang sangat tertekan dan kritis. Proses penempaan dapat dengan cepat menghasilkan geometri produk akhir, biasanya dalam satu atau beberapa pukulan palu. Ada dua jenis: penempaan dingin memampatkan logam pada suhu kamar, sedangkan penempaan panas memerlukan tingkat suhu yang sangat tinggi, dan penempaan panas dapat menghasilkan bentuk yang lebih rumit daripada penempaan dingin.

Keterangan

Penempaan dapat meningkatkan sifat logam termasuk struktur, konduktivitas, dan umur panjang, dan sering kali dikategorikan menurut suhu saat penempaan dilakukan. Proses pembuatannya adalah memalu, menekan atau menggulung logam menjadi bentuk dengan peralatan seperti palu, pengepres atau cetakan. Penempaan dapat mengubah aliran logam dan struktur butiran material, dan oleh karena itu bagian logam yang ditempa memiliki kekuatan dan ketangguhan yang luar biasa untuk aplikasi yang sangat tertekan dan kritis.

Jenis Penempaan

Penempaan logam adalah proses manufaktur penting yang melibatkan pembentukan benda kerja logam dengan gaya tekan, dan dapat menghasilkan komponen yang kuat, tahan lama, dan andal dengan menyempurnakan struktur butiran logam. Metode penempaan terutama dikategorikan berdasarkan suhu pengerjaan logam dan desain cetakan yang digunakan.

Hot Forging

√Penempaan Panas

Ini adalah metode tradisional di mana logam dipanaskan melebihi suhu rekristalisasinya, yang untuk baja bisa lebih dari 1.200 derajat. Temperatur yang tinggi ini membuat logam lebih mudah dibentuk dan ulet, sehingga memungkinkannya dibentuk menjadi geometri kompleks dengan gaya yang lebih kecil. Suhu tinggi mencegah pengerasan regangan dan mendorong pembentukan butiran halus baru, yang meningkatkan kekuatan dan keuletan material. Ini memiliki manfaat sebagai berikut:

1. Meningkatkan keuletan, suhu tinggi membuat material lebih lentur, menyederhanakan pembentukan bagian-bagian yang rumit.
2. Penghapusan pengerasan kerja, logam sering kali mengeras dan menjadi rapuh karena penempaan dingin, sedangkan penempaan panas sepenuhnya menghindari masalah ini, sehingga ideal untuk bagian yang memerlukan deformasi plastis tinggi.
3. Penyempurnaan struktur mikro, struktur butiran disempurnakan, sehingga meningkatkan sifat mekanik.
4. Bentuk yang rumit, proses ini ideal untuk membuat komponen yang besar dan kompleks karena sifat mampu bentuk logam yang tinggi.

Karena fitur-fitur di atas, penempaan panas banyak digunakan di industri otomotif, dirgantara, minyak dan gas, dan mesin berat untuk memproduksi komponen penting seperti poros engkol, batang penghubung, roda gigi, bilah turbin, pengencang, dan bagian struktural.

√Penempaan Hangat

Penempaan hangat dilakukan pada suhu antara suhu kamar dan suhu rekristalisasi logam. Untuk baja, kisaran ini biasanya antara 400 derajat hingga 950 derajat). Metode ini berfungsi sebagai jalan tengah antara penempaan panas dan dingin. Billet logam dipanaskan dengan pemanas induksi dan kemudian ditempa dalam cetakan tertutup, dan proses ini memerlukan lebih sedikit tenaga dibandingkan penempaan dingin dan menawarkan presisi yang lebih baik daripada penempaan panas. Ini memiliki keuntungan sebagai berikut:

1. Sifat seimbang, dapat menawarkan keseimbangan antara keakuratan dimensi penempaan dingin dan kemudahan pembentukan penempaan panas. Tidak seperti penempaan panas, di mana panas ekstrem dapat menurunkan sifat material, penempaan hangat menyeimbangkan sifat mampu bentuk dengan integritas mekanis.
2. Mengurangi beban perkakas, beban perkakas dan pengepresan lebih rendah dibandingkan dengan penempaan dingin, sehingga biaya pemeliharaan perkakas juga berkurang. Hal ini meningkatkan kualitas permukaan dan memperpanjang umur cetakan tempa, sehingga mengurangi biaya perkakas.
3. Peningkatan permukaan akhir, dapat menghasilkan permukaan akhir yang lebih halus dibandingkan dengan penempaan panas karena berkurangnya kerak dan oksidasi.
4. Efisiensi energi, memanaskan material ke suhu yang lebih rendah memerlukan energi yang jauh lebih sedikit, dan ini berarti mengurangi biaya operasional dan jejak karbon yang lebih kecil.

Penempaan hangat sering digunakan untuk memproduksi suku cadang presisi seperti roda gigi transmisi otomotif, poros gandar, dan komponen mesin industri lainnya seperti bantalan, flensa, dan komponen struktural.

√Penempaan Dingin

Penempaan dingin membentuk logam pada atau mendekati suhu kamar menggunakan tekanan tinggi, dan dikenal menghasilkan komponen dengan kekuatan tinggi dan akurasi dimensi yang sangat baik. Ini memiliki fitur berikut:

1. Presisi tinggi, dapat mencapai toleransi yang ketat dan menghasilkan komponen dengan permukaan akhir yang unggul.
2. Peningkatan kekuatan, proses ini dapat meningkatkan sifat mekanik logam dengan menyempurnakan struktur butirannya, sehingga meningkatkan kekerasan dan daya tahan.
3.Efisiensi biaya, dapat meminimalkan pemborosan material dengan memproduksi komponen yang bentuknya hampir-bersih-yang memerlukan sedikit atau tanpa finishing. Ditambah lagi, proses pembentukan logam ini tidak memerlukan pemanasan sehingga dapat menghemat energi.

Penempaan dingin biasanya digunakan untuk memproduksi komponen kecil yang memerlukan presisi dan kekuatan tinggi, seperti pengencang kecil (baut & mur di bawah M24, sekrup, paku keling), suku cadang otomotif (roda gigi, komponen motor starter), dan konektor listrik.

Jenis penempaan juga dapat diklasifikasikan berdasarkan desain cetakan, dan desain cetakan memainkan peran penting dalam proses penempaan, menentukan bentuk dan kompleksitas produk akhir.

√Terbuka-Penempaan cetakan, juga dikenal sebagai penempaan bebas, melibatkan pembentukan benda kerja di antara dua cetakan datar atau cetakan sederhana yang tidak menutupi logam sepenuhnya. Operator memanipulasi benda kerja untuk mencapai bentuk yang diinginkan melalui pemukulan atau penekanan berulang kali. Penempaan bebas tidak cocok untuk memproduksi komponen rumit dengan toleransi yang ketat dan sering kali memerlukan pemesinan berikutnya untuk mencapai dimensi akhir.

Proses ini dapat menghasilkan berbagai jenis suku cadang logam seperti tempa, suku cadang palu, dan tuang, serta suku cadang mekanis-berkekuatan tinggi dan-tahan lama seperti poros engkol, batang penghubung, dan bantalan.

√Tertutup-Penempaan Mati

Ini juga disebut penempaan cetakan-cetakan, proses ini menggunakan dua cetakan yang berisi cetakan-potongan akhir dari bagian akhir. Benda kerja ditempatkan di antara cetakan-cetakan ini, dan tekanan diterapkan, memaksa logam untuk mengisi rongga-rongga cetakan, dan ini mempunyai manfaat sebagai berikut:

1. Presisi dan konsistensi tinggi: Metode ini menghasilkan suku cadang dengan toleransi ketat dan bentuk kompleks dengan tingkat pengulangan yang tinggi.
2. Sifat mekanik yang unggul, menciptakan struktur butiran halus yang mengikuti kontur bagian, menghasilkan kekuatan, keuletan, dan ketahanan terhadap kelelahan yang unggul.
3. Biaya-Efektif, kelemahannya adalah biaya perkakas awal yang tinggi, namun merupakan proses-efektif biaya untuk proses produksi yang besar.

Penempaan cetakan-tertutup banyak digunakan dalam industri otomotif untuk suku cadang seperti buku jari kemudi, batang penghubung, dan poros gandar, serta di ruang angkasa untuk komponen struktural penting.

Roll Forging

√Penempaan Gulungan

Penempaan gulungan menggunakan dua gulungan silinder atau semi-silinder yang berlawanan dengan cetakan beralur untuk membentuk batangan atau billet yang dipanaskan. Ketika benda kerja melewati antara gulungan yang berputar, ketebalannya berkurang dan panjangnya bertambah. Ini memiliki keuntungan sebagai berikut:

1. Cocok untuk komponen yang panjang, solusi ini sangat efisien untuk menghasilkan komponen yang panjang dan ramping dengan penampang-yang bervariasi.
2. Struktur butiran yang sangat baik, dapat menghasilkan struktur butiran yang baik, sehingga menghasilkan sifat mekanik yang unggul.

Proses ini sering digunakan untuk pembuatan komponen industri otomotif, seperti gandar, pegas daun, dan poros tirus, serta perkakas tangan seperti pisau.

√Penempaan Kesal

Penempaan kesal, juga dikenal sebagai heading, meningkatkan diameter benda kerja dengan mengompresi panjangnya, dan proses ini dapat dilakukan dalam beberapa tahap untuk menciptakan geometri yang kompleks. Ini memiliki fitur berikut:

1. Tingkat produksi yang tinggi, ini adalah proses yang cepat dan efisien yang cocok untuk produksi-bervolume tinggi.
2. Peningkatan kekuatan, proses ini menciptakan aliran butiran yang berkelanjutan, yang meningkatkan kekuatan dan ketahanan lelah bagian tersebut.

Penempaan kesal biasanya digunakan untuk memproduksi pengencang seperti baut dan sekrup, serta katup mesin, kopling, dan batang piston untuk industri otomotif, dirgantara, dan konstruksi.

Cacat dalam Pengukuran Penempaan & Pencegahan

Proses produksi penempaan dan peralatan produksi disederhanakan, dan masih terdapat beberapa cacat umum yang ditemukan dalam produksi massal. Oleh karena itu, mengidentifikasi dan mengatasinya sangat penting untuk memastikan kualitas dan kinerja komponen kinerja dengan toleransi yang ketat bagi klien kami.

√Retakan, sering ditemukan pada permukaan bagian yang ditempa, yang mungkin disebabkan oleh suhu rendah atau tekanan yang berlebihan.
√Lap, terbentuk selama pelipatan, yaitu jahitan halus pada bagian tersebut. Hal ini sering kali disebabkan oleh aliran material yang tidak mencukupi dan desain cetakan yang buruk.
√Penutupan dingin, cacat ini dapat menyebabkan lapisan lemah yang sering kali disebabkan oleh kurangnya panas. Ini adalah salah satu jenis cacat putaran, yang berarti lemahnya ikatan atau sambungan yang disebabkan oleh aliran material yang tidak tepat.
√Kekosongan, sering kali disebabkan oleh desain yang buruk atau teknik pemanasan yang tidak tepat, yang sering kali menyebabkan gas atau udara terperangkap di dalam logam selama penempaan, berdampak pada kekuatan dan daya tahan benda kerja.
√Kilatan berlebih, selama penempaan, material mengalir keluar dari rongga cetakan.
√Kualitas permukaan yang buruk seperti terbakar, karena gesekan yang berlebihan pada proses penempaan, meninggalkan goresan atau lekukan pada permukaan bagian.
√Struktur butiran yang tidak memadai, hal ini dapat disebabkan oleh desain yang buruk, panas yang tidak mencukupi, kualitas bahan yang buruk, yang menyebabkan pola butiran yang tidak memadai sehingga melemahkan integritas struktur logam.

Untuk memeriksa cacat ini selama proses produksi, ada beberapa teknik NDT (pengujian non-destruktif) yang populer yang diterapkan di bawah ini:

1. Pengujian ultrasonik, gelombang suara melewati benda kerja untuk mengidentifikasi retakan, rongga, dan cacat porositas. Ini adalah solusi pengujian yang sangat sensitif, dan dapat memberikan hasil di lokasi kerja. UT terutama digunakan untuk mendeteksi cacat internal, mengukur ketebalan, dan menilai kualitas pengelasan, pengecoran dan penempaan, dan dapat mendeteksi cacat bawah permukaan secara akurat namun memerlukan operator dan kalibrasi yang terampil. Selain itu, sulit untuk mengerjakan benda kerja dengan permukaan kasar atau tidak beraturan.

2. Radiografi, mirip dengan sinar x-, juga digunakan untuk komponen logam yang ditempa oleh sinar gamma untuk menembus material dan menghasilkan gambar struktur internalnya. Solusi pengujian ini sering diterapkan pada komponen penting dalam industri medis, militer, dan penerbangan.

3. Pengujian partikel magnetik (MT atau MPI) adalah salah satu metode NDT yang digunakan untuk mendeteksi cacat permukaan dan dekat-permukaan pada bahan feromagnetik. I Dalam praktiknya, setelah magnetisasi, partikel magnet halus, baik bubuk kering atau tersuspensi dalam pembawa cair, diterapkan pada permukaan komponen. Ketika medan magnet menemui diskontinuitas (seperti retakan), maka akan timbul medan bocor pada cacat tersebut. Insinyur kualitas memeriksa komponen dalam kondisi pencahayaan yang sesuai untuk mengidentifikasi akumulasi partikel magnetik, yang menunjukkan adanya cacat. Setelah pemeriksaan, komponen mengalami kerusakan magnet untuk menghilangkan sisa magnet dan dibersihkan untuk menghilangkan partikel magnet yang tersisa. Solusi pengujian ini sangat sensitif dan hemat biaya-untuk mendeteksi retakan, lapisan, dan inklusi permukaan, dan hanya berlaku untuk material feromagnetik dengan batas cacat permukaan dan dekat-permukaan.

Magnetic Particle Testing on Forged Parts

4. PT, pengujian penetran pewarna melibatkan pengolesan pewarna cair ke permukaan komponen, dan pewarna menembus-kerusakan permukaan, dan setelah menghilangkan kelebihan pewarna, bahan pengembang diterapkan untuk mengeluarkan pewarna, sehingga ditemukan cacat tersebut. Ini dapat mendeteksi retakan permukaan, porositas, dan diskontinuitas lainnya dengan cukup efektif, sederhana dan murah dengan sensitivitas tinggi terhadap cacat permukaan. Perlu diingat, ini hanya sebatas cacat permukaan, namun membutuhkan permukaan yang bersih dan kering.

Penetration Test on Stainless Steel Forged Parts

Tidak semua penempaan memerlukan NDT yang disebutkan di atas, dan Fabmann dapat memberikan solusi pengujian ini untuk tujuan pengendalian kualitas. Insinyur kualitas kami dapat membantu klien kami mengidentifikasi kesalahan atau kekurangan desain pada suatu produk sebelum diproduksi secara massal. Tim kami berkomitmen untuk menawarkan layanan berkualitas tinggi untuk suku cadang palsu di berbagai industri termasuk minyak & gas sepertipengencang PED yang disisir, petrokimia, infrastruktur & konstruksi.