< Previous 617logam yang diproses. Dengan patokan bahwa temperatur rekristalisasi adalah sekitar 0,4 – 0,5 kali titik cair (dalam K), maka batas antara pengerjaan panas dan pengerjaan dingin menjadi jelas. Temperatur rekristalisasi baja adalah sekitar 500 – 723 0C, tembaga 250 – 400 0C, dst. Timah putih (Sn) yang dideformasi pada temperatur kamar sudah berarti diproses dengan pengerjaan panas, meskipun tidak panas pemanasan. (Surdia & Kenji,1984) Proses ini dapat dijelaskan bahwa temperatur kamar yang 25 0C untuk timah putih sudah di atas temperatur rekristalisasinya, yaitu : Trek = 0,5 x (253 + 273) K = 263 K = -10 0C. Disisi lain, proses deformasi terhadap wolfram pada temperatur 1000 0C masih dikatakan proses pengerjaan dingin.Ilustrasi tersebut jelaslah bahwa batas bawah temperatur pengerjaan panas adalah temperatur rekristalisasi. Deformasi di atas temperatur rekristalisasi akan disertai oleh peristiwa pelunakan, yaitu terdiri dari mekanisme recovery, rekristalisasi (termasuk pertumbuhan butir). Besarnya pelunakan dari masing-masing mekanisme tersebut tergantung pada jenis logamnya, temperatur pengerjaan, serta kecepatan proses deformasi atau laju regangannya. Logam yang dideformasi pada temperatur tinggi akan mengalami rekristalisasi selama proses deformasi dan setelah proses deformasi. Hal ini masing-masing dinamai rekristalisasi dinamis dan rekristalisasi statis. Istilah rekristalisasi statis dipakai untuk yang terjadinya setelah proses deformasi dan kata dinamis dipakai untuk yang terjadi selama berlangsungnya proses deformasi. Hal ini terjadi pada logam-logam yang mempunyai energi salah tumpuk (stacking fault energy) yang kecil, misalnya tembaga. Fenomena ini secara skematis diungkapkan pada. pada logam energi yang tumpuknya kecil, mekanisme recovery hanya sedikit peranannya dalam pelunakan, sehingga energi pendorongnya akan cukup besar, sehingga terjadi rekristalisasi. Logam yang tinggi energi salah tumpuknya, misalnya aluminium, meskipun dideformasi pada temperatur tinggi seringkali mempunyai strukktur butir memanjang yang tidak mengalami rekristalisasi. Meskipun demikian, sifatnya lunak. Hal ini disebabkan oleh begitu besarnya peranan pelunakan oleh mekanisme recovery, khususnya recovery dinamis, sehingga energi pendorongnya rendah, dan tidak cukup untuk mendorong terjadinya rekristalisai dinamis. Struktur mikro penampang memanjang suatu batang aluminium yang diektrusi menunjukkan butir-butir yang memanjang di dalam. Pada bagian permukaan nampak butir-butir mengalami rekristalisasi, dalam hal ini rekristalisasi statis. 618 Batas atas temperartur pengerjaan panas adalah sekitar 50 -100 0C di bawah titik cairnya. Biasanya proses pengerjaan panas dilakukan secara berurutan, misalnya proses pengerolan panas dan diproses tempa yang bertahap. Maka perlu diusahakan agar tahap terakhirnya masih berada di atas temperatur rekristalisasi. Bahkan temperatur tahap pengerjaan panas yang terakhir ini sebaiknya tidak terlalu jauh dari temperatur rekristalisasi. Maksudnya adalah untuk mendapatkan produk dengan butir yang halus yang lebih kuat dan lebih ulet. Uraian mengenai mekanisme pelunakan pada deformasi panas tersebut di atas telah menjelaskan mengapa pada temperatur tinggi mengapa logam bersifat lunak dan tetap lunak meskipun dideformasi. Inti penjelasan adalah tidak adanya pengerjaan regangan, serta bahkan terjadinya peristiwa pelunakan yang harus terus menerus selama proses deformasi panas. 10.4 Tempa Menempa merupakan salah satu proses pembentukan yang dilakukan pada benda kerja dalam kondisi panas. Panas yang dimaksukan adalah sebelum dilakukan proses pembentukan benda logam dipanaskan terlebih dahulu sampai mencapai tempratur tempa yang diinginkan. Tempratur tempa yang diharapkan pada proses ini berkisar di atas daerah temperatur rekristalisasi bahan logam yang akan di tempa. Baja mempunyai temperatur rekristalisasi berkisar 723 º C. Pemanasan yang dilakukan pada benda kerja bertujuan untuk merobahan kekerasan logam menjadi bersifat lebih lunak . Sifat lunak dari benda kerja ini memudahkan untuk pembentukan. Baja yang mengalami proses pemanasan akan memberikan sifat lunak dan tidak mudah pecah apabila dilakukan pembentukan. Proses penempaan bahan logam ini dilakukan dengan menggunakan peralatan pengepres/pukul dan penahan atau landasan/anvil. Benda kerja diletakkan diantara landasan dan pemukul. Proses pemukulan dapat dilakukan dengan palu tempa secara manual atau juga dapat dilakukan dengan mesin pemukul hammer sistem hidrolik atau dengan menggunakan pemukul mekanik dengan motor listrik. Prinsip dasar menempa secara mekanika mempunyai komponen pembentukan pengepresan atau tekan, peregangan atau tarik, dan pemotongan/geser. Penerapan proses penempaan di industri biasanya digunakan untuk pembuatan komponen yang menggunakan bahan baku pejal dengan bentuk profil kombinasi. Bahan dasar untuk proses penempaan ini selain berbentuk pejal juga mempunyai tingkat kekerasan bahan yang relatif lebih keras. Kerasnya bahan ini menjadi lebih sulit untuk dikerjakan dengan proses yang lain. Logam yang mengalami proses pemanasan akan meningkatkan keliatan bahan hal ini dapat diketahui dari proses uji impact (tumbukan) dengan 619memvariasikan temperatur sepecimen pengujian. Hasil pengujian impact ini memperlihatkan bahwa nilai impact sangat dipengaruhi oleh temperatur bahan saat pengujian. Semangkin rendah temperatur bahan logam menunjukkan bahwa semangkin tinggi tingkat kegetasan bahan tersebut dan nilai impactnya menjadi lebih kecil. Penempaan yang sering dilakukan pada industri rumah tangga di daerah umumnya dilakukan untuk proses pembuatan alat-alat pertanian seperti parang, cangkul, sabit, bajak, kampak dan sebagainya. Proses penempaan untuk pembuatan alat-alat pertanian ini diikuti dengan proses Quenching atau pendinginan cepat ( lihat gambar 9.1). Proses quenching ini bertujuan untuk memberikan kekerasan permukaan benda pada daerah yang didinginkan cepat. Hal ini diaplikasikan untuk pengerasan permukaan mata parang, mata cangkul, mata sabit, dimana bagian alat-alat yang tajam ini menjadi lebih keras. Bagian yang tajam akan memberikan permukaan yang keras dan bagian alat yang belakang berbentuk tebal dan tidak diquenching, sehingga alat-alat pertanian yang dihasilkan memiliki sifat kombinasi keras dan liat sesuai dengan kebutuhan petani. Gambar 10.1 Grafik Kecepatan Pendinginan (Hubungan Suhu dengan waktu Pendinginan) (Surdia & Kenji,1984) Pada gambar grafik 10.1 di atas memperlihatkan bahwa apabila benda dipanaskan sampai mencapai temperatur tempa dan dilakukan pendinginan cepat maka struktur mikro bahan logam yang didinginkan cepat ini membentuk bainit. Bainit ini menyebabkan benda menjadi lebih keras. Peralatan utama yang diperlukan dalam proses penempaan ini diantaranya: 620 10.4.1. Dapur pemanas Dapur pemanas atau dikenal juga dengan istilah dapur tempa berfungsi untuk memanaskan benda kerja sampai temperatur tertentu sesuai dengan jenis benda kerja yang akan ditempa. Proses pemanasan di dapur tempa ini menggunakan bahan bakar arang kayu atau batu bara. Proses pembakaran berlangsung di dalam tempat pembakaran dimana bahan bakar arang atau batu bara dibakar dengan menambah hembusan udara yang dihasilkan dari blower (penghembus). Aliran udara ini diharapkan dapat mempercepat proses pembakaran arang kayu atau batu bara. Aliran udara ini di salurkan memlalui lobang aliran yang langsung bersentuhan dengan bahan bakar. Dapur pemanas ini dilengkapi dengan bagian-bagian utama diantaranya tempat pembakar, motor listrik dan blower, air pendingin, cerobong asap. Dapur pemanas ini terdiri dari tempat pembakaran, bodi, cerobong asap, motor penggerak, blower, dan bak pendingin. Tempat pembakaran adalah tempat yang digunakan untuk pembakaran bahan bakar dengan dengan menggunakan Gambar 10.2 Dapur Tempa 621hembusan udara dari blower. Proses kerja pada dapur ini biasanya dilakukan dengan memanaskan terlebih dahulu bahan bakar berupa batu bara atau arang kayu sampai mencapai warna merah membara (lihat gambar tungku pemanas). Setelah terlihat warna merah pada pembakaran batu abar atau arang kayu ini benda kerja dimasukan kedalam bara api. Benda kerja yang dimasukan kedalam bara api ini setelah beberapa menit akan terlihat memerah. Warna bahan logam yang mengalami proses pembakaran ini berdasarkan pengalaman mempunyai kisaran temperatur tersendiri tergantung dari jenis bahan logamnya. Untuk baja dapat diperkirakan temperaturnya menurut warna hasil pembakaran: Tabel. 10.1 Warna Pembakaran dan Temperatur No Warna Pembakaran Perkiraan Temperatur 1 Merah Kebiruan 550 ºC - 850 º C 2 Merah Menyala 850 ºC - 1050 º C 3 Merah Jingga (orange) 1050 ºC - 1250 º C 4 Orange Kekuningan 1250 ºC - 1450 º C 5 Kuning 1450 ºC - 1725 ºC 6 Kuning Keputihan 1725 ºC - T maxºC (www.forging.com) Proses pemanasan benda kerja untuk penempaan ini kisaran warna pembakaran yang mucul adalah warna merah jingga atau orange. Setelah warna ini muncul pada bagian benda yang akan ditempa selanjutnya benda kerja diangkat dengan menggunakan smeed tang. Smeed tang ini berguna untuk me-megang benda kerja dalam keadaan panas. Selanjutnya benda kerja diletakkan pada landasan dan dilakukan proses penempaan dengan membentuk benda kerja sesuai dengan gambar atau bentuk yang diinginkan. Proses penempaan dilakukan secara berulang-ulang. Artinya proses penempaan tidak bisa dilakukan sekaligus, sebab pada saat proses 622 Gambar 10.3 . Dapur Tempa sederhana penempaan berlangsung benda kerja akan mulai mengalami pendinginan sehingga setelah benda dingin dengan penandaan perobahan warna benda yang menghitam kembali. Benda kerja dibakar kembali sampai berwarna orange. Selanjutnya dilakukan pembentukan kembali. Begitulah seterus-nya sampai benda kerja mencapai bentuk yang dinginkan sesuai dengan gambar kerja. Kesulitan yang sering muncul pada proses pengerjaan tempa ini adalah proses penandaan benda kerja sebelum dipanaskan. Sebab akibat proses pembakaran benda kerja akan mengalami perobahan warna dan tanda yang diberikan pada benda kerja tidak terlihat. Di samping itu pembentukan tempa secara manual ini memunyai akurasi pengerjaan yang rendah. Pengalaman kerja akan dikuti dengan peningkatan akurasi pekerjaan yang lebih baik. Dapur tempa manual dapat diperlihatkan pada gambar 9.2, dimana tempat pembakaran benda kerja terlihat arang kayu yang terbakar. Hembusan udara dihasilkan dari blower yang di putar secara manual dengan tangan. Kapasitas dapur tempa ini relatif kecil. 10.4.2. Landasan (anvil) Landasan dikenal juga dengan istilah paron ini merupakan bagian komponen yang sangat penting dalam kerja tempa ini. Landasan ini dapat dilihat pada gambar-gambar landasan berikut. Landasan ini ada beberapa tipe sesuai dengan kebutuhan pekerjaan yang diinginkan. Seperti landasan rata, landasan profil, landasan paron. Landasan ini berguna untuk peletakan benda kerja pada saat dilakukannya proses pembentukan secara manual. 623Gambar 10.5 Landasan Datar dan Landasan Profil Landasan atau paron ini terdiri dari bagian-bagian: dasar (base), kaki (foot), badan (body), permukaan datar (face), meja (table), tanduk (horn). ` Landasan datar ini terdiri dari meja besi yang pejal dengan beberapa lobang pada permukaan meja. Lobang ini tembus sampai ke bawah. Landasan ini dilengkapi dengan batang tirus melengkung yang berguna untuk membentuk dan penjepit benda kerja pada meja. Landasan profil terdiri dari berbagai macam bentuk profil yang ada di sekitar landasan, baik berbentuk persegi, bulat, segienam dan segitiga. Landasan profil ini dapat dibolak-balik sesuai dengan kebutuhan bentuk yang diinginkan dari profil. Gambar 10.4 Landasan Paron 624 10.4.3. Smeed Tang Smeed tang berfungsi untuk memegang benda kerja pada saat dilakukannya proses penempaan. Smeed tang ini mempunyai tangkai yang cukup panjang berkisat 400 – 500 mm. Panjang tangkai ini berguna untuk mengurangi pengaruh panas benda kerja ke tangan. Smeed tang ini dibedakan menurut catok atau ujung pengapit benda kerja seperti catok rata, catok bulat, dan catok berkaki. Catok rata berguna untuk memegang benda kerja persegi, catok bulat berguna memegang benda-benda bentuk silinder, dan catok berkaki berguna untuk memegang benda yang ada lobangnya. 10.4.4. Palu Palu merupakan peralatan yang sangat penting pada proses penempaan ini. Palu ini berguna sebagai alat untuk membentuk benda kerja tempa. Palu tempa dibedakan berdasarkan bentuk kepalanya. Gambar 10.6 Macam-Macam Smeed Tang 625Gambar 10.7 Macam-macam Palu Tempa Ukuran palu ditentukan oleh berat dari kepala palu, seperti palu 250 gr, 500 gr, 1000 gr dan bahkan palu dengan berat 10 kg. Dengan demikian pemakaian palu sangat bervariasi sesuai dengan jenis kegiatan pekerjaan. Jenis palu dapat dibagi dua yaitu palu keras dan palu lunak. Palu keras adalah palu yang kepalanya terbuat dari baja dengan kadar karbon sekitar 0,6%. Proses pembuatannya adalah dengan jalan ditempa, kemudian dikeraskan pada bagian permukaannya agar menjadi keras. Pemakaian palu keras pada bengkel kerja bangku atau bengkel kerja mesin adalah sebagai pemukul pada kerja memotong dengan pahat, menempa dingin, pada pekerjaan assembling/perakitan, membengkokkan benda kerja, membuat tanda dan pekerjaan pemukulan lainnya. 626 Palu Kombinasi Picak dan BulatPalu Persegi Enam Rata Palu Kepala BolaPalu Kombinasi Bulat Silinder Palu Bulat KecilPalu PicakPalu Pipih TirusPalu Kombinasi Bulat Elip Palu Kombinasi Bulat &Setengah BolaPalu Kepala Bulat Besar Gambar 10.8 Beberapa Jenis Palu TempaNext >