Ciptakan sains populer.

Penempaan Penempaan mengacu pada penggunaan mesin tempa untuk memberikan tekanan pada billet logam guna mendorong deformasi plastis, sehingga diperoleh sifat mekanik tertentu, bentuk dan ukuran tempaan yang spesifik. Ini adalah salah satu dari dua komponen utama penempaan (termasuk penempaan dan pencetakan). Melalui penempaan, dapat dihilangkan cacat seperti peleburan logam, dan dioptimalkan struktur mikronya. Pada saat yang sama, karena aliran logam yang utuh dipertahankan, sifat mekanik tempaan biasanya lebih baik daripada pengecoran material yang sama. Dalam mesin terkait, untuk bagian-bagian penting dengan beban tinggi dan kondisi kerja yang ketat, kecuali untuk bentuk yang relatif sederhana yang dapat menggunakan pelat gulung, profil, atau bagian las, sebagian besar akan menggunakan tempaan.

1. Suhu deformasi

Suhu rekristalisasi awal baja sekitar 727℃, tetapi 800℃ umumnya digunakan sebagai garis pemisah, di atas 800℃ adalah penempaan panas; antara 300 dan 800℃ disebut penempaan hangat atau penempaan semi-panas, penempaan pada suhu ruang disebut penempaan dingin. Hasil tempaan yang digunakan di sebagian besar industri adalah penempaan panas, dan penempaan hangat serta penempaan dingin terutama digunakan untuk penempaan mobil, mesin umum, dan bagian-bagian lainnya. Penempaan hangat dan penempaan dingin dapat secara efektif menghemat material.

2. Kategori tempa

Seperti yang telah disebutkan di atas, berdasarkan suhu penempaan, dapat dibagi menjadi penempaan panas, penempaan hangat, dan penempaan dingin. Berdasarkan mekanisme pembentukannya, penempaan dapat dibagi menjadi penempaan bebas, penempaan cetakan, cincin gerinda, dan penempaan khusus.

1) Penempaan bebas

Istilah ini merujuk pada metode pemrosesan dengan menggunakan alat universal sederhana atau menerapkan gaya eksternal secara langsung pada benda kerja di antara landasan atas dan bawah peralatan tempa untuk mengubah bentuk benda kerja dan mendapatkan geometri serta kualitas internal tempaan yang dibutuhkan. Tempaan yang dihasilkan dengan metode tempa bebas disebut tempaan bebas. Tempaan bebas terutama didasarkan pada produksi tempaan dalam jumlah kecil, menggunakan palu tempa, mesin pres hidrolik, dan peralatan tempa lainnya untuk membentuk dan memproses benda kerja, serta mendapatkan tempaan yang berkualitas. Proses dasar tempa bebas meliputi penempaan tekan, pemanjangan, pelubangan, pemotongan, pembengkokan, puntiran, pergeseran, dan penempaan. Tempaan bebas sepenuhnya dilakukan dengan metode penempaan panas.

2) Penempaan cetakan

Penempaan cetakan dibagi menjadi penempaan cetakan terbuka dan penempaan cetakan tertutup. Batang logam dikompresi dan dideformasi di dalam ruang cetakan tempa dengan bentuk tertentu untuk mendapatkan bagian tempa. Penempaan cetakan umumnya digunakan untuk produksi bagian dengan bobot ringan dan jumlah besar. Penempaan cetakan dapat dibagi menjadi penempaan cetakan panas, penempaan hangat, dan penempaan dingin. Penempaan hangat dan penempaan dingin merupakan arah pengembangan penempaan cetakan di masa depan, dan juga mewakili tingkat teknologi penempaan.

Berdasarkan bahan yang digunakan, penempaan cetakan juga dapat dibagi menjadi penempaan cetakan logam hitam, penempaan cetakan logam non-ferrous, dan pembentukan produk bubuk. Sesuai namanya, bahan yang digunakan adalah logam besi seperti... Baja Karbonl, logam non-ferrous seperti tembaga dan aluminium, dan bahan metalurgi serbuk.

Ekstrusi harus dikaitkan dengan penempaan cetakan, dan dapat dibagi menjadi ekstrusi logam berat dan ekstrusi logam ringan.

Penempaan cetakan tertutup dan penempaan kepala tertutup termasuk dalam dua proses canggih penempaan cetakan. Karena tidak ada tepi yang terbang, tingkat pemanfaatan material tinggi. Penyelesaian tempaan kompleks dapat dilakukan dalam satu proses atau beberapa proses. Karena tidak ada tepi yang terbang, area tegangan tempaan berkurang, dan beban yang dibutuhkan juga berkurang. Namun, perlu diperhatikan bahwa billet tidak boleh sepenuhnya dibatasi, sehingga volume billet harus dikontrol secara ketat, posisi relatif cetakan tempa dan pengukuran tempaan, dan diupayakan untuk mengurangi keausan cetakan tempa.

3) Raih cincinnya

Penggilingan cincin mengacu pada produksi bagian cincin dengan diameter berbeda melalui peralatan khusus berupa mesin penggiling cincin, yang juga digunakan untuk memproduksi bagian roda seperti roda mobil dan roda kereta api.

4) Penempaan khusus

Penempaan khusus meliputi penempaan rol, penempaan rol melintang baji, penempaan radial, penempaan cetakan cair, dan metode penempaan lainnya. Metode-metode ini lebih cocok untuk produksi beberapa bagian berbentuk khusus. Misalnya, penempaan rol dapat digunakan sebagai proses pra-pembentukan yang efektif untuk mengurangi tekanan pembentukan selanjutnya secara signifikan; penempaan rol melintang baji dapat menghasilkan bola baja, poros penggerak, dan penempaan radial dapat menghasilkan tempaan besar seperti laras senjata dan poros bertingkat.

5) Cetakan tempa

Menurut mode pergerakan cetakan tempa, penempaan dapat dibagi menjadi penempaan putar ayun, penempaan putar ayun, penempaan rol, penempaan melintang baji, cincin rol, dan penempaan miring. Penempaan putar ayun, penempaan putar ayun, dan cincin rol juga dapat diproses dengan penempaan halus. Untuk meningkatkan tingkat pemanfaatan material, penempaan rol dan penempaan melintang dapat digunakan sebagai proses pengolahan pertama untuk material yang ramping. Penempaan putar, seperti penempaan bebas, juga memiliki keunggulan bahwa dibandingkan dengan ukuran tempaan, dapat dibentuk dalam kasus gaya tempa yang kecil. Cara penempaan, termasuk penempaan bebas, memproses material dari permukaan cetakan ke permukaan bebas, oleh karena itu, sulit untuk memastikan akurasi, sehingga arah pergerakan cetakan tempa dan proses penempaan putar dengan kontrol komputer, dapat digunakan dengan gaya tempa rendah untuk bentuk yang kompleks, produk presisi tinggi, seperti berbagai macam produksi, tempaan bilah turbin uap berukuran besar.

Gerakan cetakan pada peralatan tempa tidak konsisten dengan derajat kebebasan. Berdasarkan karakteristik pembatasan deformasi titik mati, peralatan tempa dapat dibagi menjadi empat bentuk berikut:

Bentuk gaya tempa pembatas: tekanan oli secara langsung menggerakkan penekan oli geser.

Mode batas langkah semu: penekan minyak menggerakkan penekan minyak dari mekanisme penghubung engkol.

Batas langkah: mesin pres mekanis menggerakkan luncuran dengan engkol, batang penghubung, dan mekanisme baji.

Mode pembatasan energi: menggunakan mekanisme sekrup dari mesin pres spiral dan gesekan.

Untuk mencapai akurasi tinggi, perlu diperhatikan untuk mencegah kelebihan beban pada titik mati bawah dan mengontrol kecepatan serta posisi cetakan. Karena hal ini akan berdampak pada toleransi tempa, akurasi bentuk, dan umur pakai cetakan tempa. Selain itu, untuk menjaga akurasi, perlu juga diperhatikan penyesuaian jarak bebas rel pemandu slider, memastikan kekakuan, menyesuaikan titik mati, dan menggunakan perangkat transmisi tambahan serta langkah-langkah lainnya.

Terdapat pula pergerakan geser vertikal dan horizontal (untuk penempaan bagian ramping, pendinginan pelumasan, dan produksi penempaan bagian berkecepatan tinggi), penggunaan perangkat kompensasi dapat meningkatkan pergerakan ke arah lain. Metode-metode di atas berbeda, gaya tempa yang dibutuhkan, proses, pemanfaatan material, hasil, toleransi ukuran, dan metode pendinginan pelumasan juga berbeda, faktor-faktor ini juga merupakan faktor yang memengaruhi tingkat otomatisasi.

3. Bahan tempa

Bahan tempa terutama terdiri dari baja karbon dan baja paduan berbagai komponen, diikuti oleh aluminium, magnesium, tembaga, titanium, dan paduannya. Bentuk awal material adalah batangan, ingot, bubuk logam, dan logam cair. Rasio luas penampang logam sebelum deformasi terhadap luas penampang setelah deformasi disebut rasio tempa. Pemilihan rasio tempa yang tepat, suhu pemanasan dan waktu isolasi yang wajar, suhu awal dan akhir penempaan yang wajar, serta deformasi dan kecepatan deformasi yang wajar sangat berpengaruh terhadap peningkatan kualitas produk dan pengurangan biaya.

Umumnya, tempaan berukuran kecil dan menengah berbentuk batang bulat atau persegi sebagai bahan baku. Susunan butiran dan sifat mekanik material batang seragam, baik, bentuk dan ukuran akurat, kualitas permukaan baik, sehingga mudah untuk diproduksi secara massal. Selama suhu pemanasan dan kondisi deformasi dikontrol dengan wajar, tempaan dengan kinerja yang sangat baik dapat dihasilkan tanpa deformasi tempa yang besar.

Ingot hanya untuk tempaan besar. Ingot adalah jaringan coran dengan kristal kolumnar yang lebih besar dan bagian tengah yang longgar. Oleh karena itu, perlu untuk memecah kristal silindris menjadi butiran halus dan melakukan pemadatan longgar untuk mendapatkan susunan logam yang baik dan sifat mekanik yang optimal.

Batangan pracetak metalurgi serbuk yang dipres dan dipanaskan dapat ditempa tanpa cetakan samping dalam keadaan panas. Serbuk tempa memiliki kepadatan yang mendekati kepadatan tempa cetakan umum, dengan sifat mekanik yang baik dan akurasi tinggi, yang dapat mengurangi proses pemesinan selanjutnya. Hasil tempa serbuk tersusun rapi tanpa segregasi dan dapat digunakan untuk pembuatan benda kerja seperti roda gigi kecil. Namun, harga serbuk jauh lebih tinggi daripada harga batangan umum, dan penerapannya dalam produksi agak terbatas.

Tekanan statis diterapkan pada logam cair yang dituangkan ke dalam ruang cetakan untuk pembekuan, kristalisasi, aliran, deformasi plastis, dan pembentukan di bawah tekanan, sehingga diperoleh bentuk dan kinerja yang diinginkan. Penempaan logam cair adalah metode pembentukan antara pengecoran cetakan dan penempaan cetakan. Metode ini sangat cocok untuk bagian berdinding tipis yang kompleks yang sulit dibentuk dengan penempaan cetakan umum.

Selain material biasa, seperti berbagai komponen baja karbon dan baja paduan, material tempa juga mencakup aluminium, magnesium, tembaga, titanium dan paduannya, paduan suhu tinggi berbasis besi, paduan suhu tinggi berbasis nikel, dan paduan suhu tinggi berbasis kobalt yang dibentuk melalui proses penempaan atau penggulungan. Namun, karena area plastisnya relatif sempit, maka tingkat kesulitan penempaannya relatif tinggi. Selain itu, suhu pemanasan, suhu penempaan, dan suhu akhir penempaan untuk berbagai material memiliki persyaratan yang ketat.

4. Alur proses

Metode penempaan yang berbeda memiliki proses yang berbeda pula, di antaranya proses teknologi penempaan cetakan panas adalah yang terpanjang, urutan umumnya adalah: pemberian bahan baku tempa; pemanasan tempa; persiapan penempaan rol; penempaan cetakan; pemotongan tepi; pelubangan; koreksi; inspeksi antara, memeriksa ukuran dan cacat permukaan hasil tempa; perlakuan panas pada hasil tempa untuk menghilangkan tegangan tempa dan meningkatkan kinerja pemotongan logam; pembersihan, terutama untuk menghilangkan lapisan oksidasi permukaan; koreksi; inspeksi, hasil tempa umum harus melalui inspeksi penampilan dan kekerasan, dan hasil tempa penting harus diuji melalui analisis komposisi kimia, sifat mekanik, tegangan sisa, dan pengujian non-destruktif.

5. Ciri-ciri tempaan

Dibandingkan dengan hasil pengecoran, logam dapat meningkatkan struktur dan sifat mekaniknya. Jaringan hasil pengecoran setelah proses penempaan mengalami deformasi termal, karena deformasi logam dan rekristalisasi, membuat dendrit tebal dan butiran kolumnar asli menjadi butiran halus, ukuran seragam, dan susunan rekristalisasi aksial, sehingga pemisahan, kelonggaran, pori-pori, dan terak yang semula ada menjadi padat dan menyatu, susunannya menjadi lebih rapat, dan meningkatkan plastisitas serta sifat mekanik logam.
Sifat mekanik hasil pengecoran lebih rendah daripada hasil tempaan dari bahan yang sama. Selain itu, proses penempaan dapat memastikan kontinuitas susunan serat logam, sehingga susunan serat pada hasil tempaan dan bentuk hasil tempaan, serta aliran logam yang sempurna, dapat memastikan bahwa komponen memiliki sifat mekanik yang baik dan umur pakai yang panjang. Hasil tempaan yang diproduksi melalui proses penempaan cetakan presisi, ekstrusi dingin, ekstrusi suhu, dan proses lainnya tidak dapat dibandingkan dengan hasil pengecoran.
Penempaan adalah pembuatan benda di mana logam diberi tekanan untuk menciptakan bentuk yang diinginkan atau membentuk gaya kompresi yang sesuai. Gaya ini biasanya dicapai dengan menggunakan palu atau tekanan. Proses penempaan membangun struktur partikel halus dan meningkatkan sifat fisik logam. Dalam penggunaan sebenarnya dari bagian-bagian tersebut, desain yang tepat membuat partikel mengalir searah dengan tekanan utama. Pengecoran adalah pembentukan benda logam yang diperoleh dengan berbagai metode pengecoran, yaitu peleburan logam cair, dengan penuangan, pengepresan, penyedotan atau metode pengecoran lainnya ke dalam cetakan yang telah disiapkan, pendinginan setelah pemberian pasir, pembersihan dan perlakuan akhir, sehingga benda tersebut memiliki bentuk, ukuran dan kinerja tertentu.