Senin, 29 November 2010

PROSES PEMBENTUKAN LOGAM 2

PROSES PEMBENTUKAN LOGAM


PENGENALAN

Di dalam bab ini satu lagi kategori proses pembuatan akan diterangkan iaitu proses-proses
menukar rupa bentuk atau proses pembentukan logam. Proses-proses pembentukan di dalam
pembuatan barangan ialah operasi-operasi di mana bentuk bendakerja diubah dengan cara
membekalkan daya-daya luaran untuk mengherotkan atau mengubahkan bentuk logam tersebut
secara ubah bentuk plastik. Proses-proses ini boleh dilakukan samada dalam keadaan sejuk atau
panas. Jadual 1 menunjukkan sebilangan daripada proses-proses yang biasa digunakan dalam
kerja-kerja pembentukan logam seperti menempa (forging), menggelek (rolling), menarik
(drawing) dan menyemperit (extrusion).

Proses pembentukan ini tidak sama dengan proses, pemesinan kerana logam tidak di
mesin/dipotong, sebaliknya hanya diubahkan bentuknya sahaja mengikut saiz, tebal, panjang
dan lain-lain. Struktur logam yang terhasil juga adalah lebih kuat jika dibandingkan dengan
proses pemesinan. Rajah 1 menunjukkan satu contoh struktur yang dihasilkan, melalui proses
memesin dan menggelek.

Pengerjaan logam biasanya dikelaskan kepada dua jenis iaitu pengerjaan panas dan pengerjaan
sejuk. Pengerjaan panas ialah kerja-kerja mengubah bentuk logam di atas dari suhu
penghabluran semula dan pengerjaan sejuk pula di bawah suhu tersebut. Suhu penghabluran
semula ialah suhu tertentu di mana bijian sesuatu logam akan bertukar kepada bentuk asal
selepas pengerjaan. Jadual 2 menunjukkan contoh suhu penghabluran semula bagi beberapa
jenis logam dan Rajah 2 menunjukkan proses menggelek panas di mana struktur bijian logam
berubah ke bentuknya yang asal selepas gelekan dilakukan.

Kedua-dua proses pengerjaan ini mempunyai kebaikan dan kelemahannya. Berikut disenaraikan
beberapa kebaikan dan kelemahan untuk kedua-dua jenis pengerjaan tersebut.


Kebaikan proses pengerjaan panas

• Daya dan tenaga yang diperlukan adalah sedikit, maka mesin dan peralatan yang bersaiz
kecil dapat digunakan (kos yang murah) dan logam bersaiz besar dapat dikerjakan.

• Berlaku penghalusan bijian logam (lihat Rajah 2) dimana beberapa sifat mekanikal
seperti keliatan, kemuluran dan ketahanan menerima hentaman dapat diperbaiki.
Disamping itu saiz dan taburan bijian logam adalah seragam.

• Tidak berlaku pengerasan terikan/kerja (strain/work hardening).

• Untuk sesetengah proses pembentukan seperti tuangan, kecacatan dapat dikurangkan
seperti keliangan(porosity) dan lubang gas (gas holes).

Kelemahan proses pengerjaan panas

• Permukaan yang dihasilkan kurang baik kerana berlaku pertumbuhan karat, kerak
(scaling), dan oksida disebabkan berlakunya pengoksidaan pada suhu yang tinggi.

• Had terima (close tolerence) yang kecil sukar diperolehi kerana masalah pengecutan
(shrink) logam berlaku semasa proses penyejukkan.

• Kos modal alat-alat seperti relau adalah mahal.
• Takat guna alat yang digunakan berkurangan disebabkan sentiasa bekerja pada suhu
yang tinggi.

Kebaikan proses pengerjaan sejuk

• Dimensi dapat dikawal dengan baik/tepat kerana pengecutan dimensi adalah kecil.

• Hasil permukaan adalah halus dan tidak berlaku pengoksidaan.

• Kekerasan dan kekuatan logam yang dihasilkan akan bertambah. Ini sangat berfaedah
untuk logam yang tidak dapat dikenakan rawatan haba.

• Hasil daripada pengerjaan sejuk lazimnya tidak memerlukan kerja-kerja penyudahan.

Kelemahan proses pengerjaan sejuk

• Tegasan baki (residual stress) perlu dihilangkan dengan rawatan haba.

• Ianya lebih sesuai untuk logam-logam yang bersifat mulur sahaja.

• Berlaku pengherotan bentuk bijian logam yang menyebabkan logam bersifat rapuh dan
mengurangkan sifat mulur.

• Peralatan dan kuasa yang lebih besar diperlukan, iaitu terpaksa menggunakan
mesin/peralatan yang lebih besar untuk mengerjakan benda kerja bersaiz kecil.

PROSES-PROSES MENEMPA (FORGING PROCESSES)

Menempa adalah satu proses ubah bentuk plastik iaitu dengan mengenakan daya atau tekanan
mampatan atau hentaman. Proses ini merupakan salah satu proses pengerjaan logam yang
paling tua, mula digunakan pada tahun 5000 SM. Ia digunakan untuk menghasilkan pelbagai saiz
dan bentuk komponen dari berbagai jenis logam. Antara komponen-komponen yang lazimnya
diperbuat ialah seperti aci engkol, rod penyambung untuk enjin, cakera turbin, gear, roda, kepala
bolt, perkakas tangan dan sebilangan komponen struktur untuk peralatan mesin dan
pengangkutan.

Operasi menempa ini boleh dilakukan dalam keadaan sejuk atau pun panas. Seperti yang
ditunjukkan dalam Jadual 1, proses menempa ini terdiri dari beberapa jenis. Berikut diterangkan
jenis-jenis proses tersebut satu-persatu.


Tempaan dai terbuka (Smith forging)

Merupakan jenis proses pengerjaan logam yang paling tua. Dahulunya proses ini dilakukan
secara manual, tetapi sekarang ini mesin dan peralatan mekanikal digunakan. Biasanya penukul
dan andas (anvil) berbenruk rata digunakan (lihat Rajah 2). Penggunaan tempaan Smith di
industri pada hari ini biasa dilakukan dalam keadaan panas untuk mendapatkan bentuk dan saiz
yang kasar atau untuk mengurangkan saiz sesuatu objek sebelum proses pembentukan
selanjutnya dilakukan.

Tempaan Jatuh (drop forging)

Tempaan jatuh adalah serupa dengan tempaan Smith kecuali bentuk tukul dan andas yang
berbeza (tidak rata). Rajah 4 menunjukkan contoh jenis acuan dan barangan yang boleh
dihasilkan dengan menggunakan tempaan jatuh.

Tempaan jatuh menggunakan acuan berturutan dimana barangan pada mulanya dibentuk secara
kasar, separuh siap dan siap. Satu ataupun lebih hentaman dikenakan untuk setiap peringkat
bagi mendapatkan bentuk yang dikehendaki. Setelah itu barangan tadi dipindahkan keperingkat
selanjutnya sehinggalah turutan tersebut selesai. Rajah 4 menunjukkan lima peringkat yang
dilalui semasa menghasilkan aci engkol.

Struktur bijian semasa operasi menempa adalah sangat baik dimana ciri-ciri seperti kekerasan,
kemuluran, kebingkasan (resiliency), keliatan dan ciri-ciri lain yang serupa dapat diperbaiki. Rajah
5 menunjukkan contoh struktur bijian yang terbentuk setelah ditempa dimana ianya menjadi
lebih kuat.

Acuan yang digunakan dalam operasi ini mestilah daripada bahan yang sangat kuat dan liat
supaya ia dapat menahan daya hentaman dan suhu yang tinggi semasa operasi. Acuan biasanya
diperbuat dari pelbagai jenis keluli alat (tool steels).

Tempaan Hentaman

Juga merupakan proses ubahbentuk plastik bagi logam. Perbezaannya dengan tempaam jatuh
hanyalah pada alat pelantak yang membawa tukul dalam keadaan mendatar menghentam
bendakerja dari kedua-dua belah. Rajah 6 menunjukkan perbezaan antaratempaan hentaman
dan tempaan jatuh konvensional. Proses ini boleh dilakukan dalam keadaan panas ataupun
sejuk. Ianya sesuai untuk menghasilkan komponen bersaiz kecil secara massa dan mudah
digabungkan dengan barisan asembli di dalam syop pengeluaran.

Tempaan Terbalik

Proses yang serupa dengan tempaan hentaman dimana pelantak memacukan tukul lazimnyz
bergerak dalam arah mendatar. Boleh dilakukan dalam keadaan panas dan sejuk. Terdapat dua
ciri yang membezakannya dengan tempaan hentaman iaitu;
Biasanya cuma satu pelantak dan tukul sahaja yang digunakan, dan
objek diubah bentuk dengan dianjakkan (displacing) atau diubah bentukkan dimana
objek berbentuk selinder atau batang bulat dijadikan berbentuk berongga (cavity) serupa
dengan tempaan jatuh.
Tukul pelantak dan acuan, kedua-duanya mempunyai bentuk tertentu. Tetapi dalam sesetengah
keadaan tukul dan pelantak tidak memepunyai bentuk (permukaan yang rata).

Operasi ini boleh digunakan untuk menghasilkan kepala bolt, rivet, injab enjin dan lain-lain
barangan di mana dibahagian kepala adalah lebih besar/lebar daripada batangnya. Rajah 7
menunjukkan contoh proses penghasilan kepala bolt. Biasanya bolt diperbuat pada keadaan
sejuk untuk membaiki struktur dan kekuatannya. Ianya juga boleh digunakan untuk
menambahkan ketebalan sesuatu aci bulat sebelum ianya dimesin.

Tempaan Tekanan

Proses yang serupa dengan tempaan jatuh kecuali penghimpitan yang perlahan digunakan tanpa
hentaman.. Kebaikannya operasi ini ialah ia dapat memberikan masa yang secukupnya pada
bahan untuk mengalir ke bentuk yang dikehendakki. Bentuk tertentu yang hendak dihasilkan
boleh dihasilkan dengan hati-hati dan cermat seperti membengkokkan satu komponen yang
besar seperti pada Rajah 8. Tempaan tekanan ini biasanya dilakukan dengan menggunakan
acuan dan tukul yang berbentuk rata. Akan tetapi sesetengah bentuk seperti bulat dan empat
segi boleh juga digunakan sebagai operasi kasar/awal sebelum bentuk yang lebih tepat dilakukan
pada mesin/peralatan yang lain.

Tempaan Gelek

Di dalam proses ini luas keratan lintang batang dikurangkan dan ditukarkan kepada bentuk
tertentu denagn melalukannya pada sepasang penggelek yang mempunyai alur tertentu (Rajah
9). Operasi ini biasanya digunakan sebagai proses akhir setelah sesuatu komponen telah melalui
berbagai-bagai proses lain seperti untuk meniruskan aci, menajamkan pisau dan lain-lain. Proses
ini boleh juga digunakan sebagai operasi awal sebelum proses tempaan lain seperti membuat aci
engkol dan lain-lain komponen automotif. Rajah 10 menunjukkan beberapa contoh komponen
yang telah ditempa gelek.

Satu lagi jenis tempaan gelek ialah tempaan gelek pencong (skew) (Rajah 11). Ianya digunakan
untuk menghasilkan bebola galas. Dawai atau batang bulat diulurkan ke ruang penggelek di
mana bentuk spiar akan terbentuk secara berterusan bilamana penggelek tersebut berputar.

Proses Penyilingan

Operasi ini biasanya dilakukan dalam keadaan sejuk untuk komponen yang kecil. Komponen
dianjakkkan dengan daya dan hentaman di dalam rongga acuan. Disebabkan rongga adalah
tertutup sepenuhnya maka isipadu bendakerja yang hendak disyilingkan perlulah dikawal dengan
rapi. Proses penyilingan tidak dapat dilakukan sekiranya bahan yang berlebihan digunakan
dalam rongga acuan. Ini akan merosakkan mesin atau barangan yang dihasilkan mempunyai
kecacatan. Operasi ini lebih sesuai khususnya untuk menghasilkan bendakerja yang kecil yang
memerlukan perincian dan kemasan permukaan yang sangat halus. Rajah 12 mengilustrasikan
contoh proses penyilingan ini.

Proses Pengehoban (Hobbing)

Proses ini hampir sama dengan proses penyilingan. Ia digunakan untuk menyediakan acuan.
Lekukan (indentation) dilakukan pada komponen yang lebih besar supaya logam yang
dianjakkan ditolak keluar kesekeliling corak (pattern) yang telah dibekaskan pada komponen
tersebut. Rajah 13 menunjukkan keadaan tersebut. Pengehoban sesuai untuk membentuk
bahagian yang kecil dimana permukaan yang halus diperlukan dimana acuan-acuan tersebut
digunakan untuk menghentak bahan-bahan yang lebih lembut atau menghasilkan tuangan
plastik.

Proses Penggerumitan

Penggerumitan ialah suatu proses yang digunakan untuk mengurangkan garispusat sesuatu
objek bulat samada pada batang yang pejal ataupun berongga dengan mengenakan hentakan
yang berulang. Proses ini juga dikenali sebagai penggerumitan berputar atau tempaan jejarian.
Rajah 14 menunjukkan bagaimana acuan-acuan yang berputar dihentakkan pada bendakerja
bilamana penggelek-penggelek berputar bertentangan dengan perumah acuan (die housing).

Proses ini boleh juga digunakan untuk menghasilkan bentuk kon , mengurangkan bahagian
dalaman atau luaran sesuatu bahagian bendakerja. Rajah 15 menunjukkan beberapa contoh
barangan yang dapat dihasilkan melalui proses ini.

PROSES-PROSES MENGGELEK

Proses menggelek mula dibangunkan pada penghujung tahun 1500an. Ianya adalah proses
mengurangkan ketebalan atau menukar keratan lintang sesuatu bendakerja dengan mengenakan
daya-daya mampatan ke atasnya oleh sepasang penggelek yang berputar. Operasi asas
menggelek adalah jenis menggelek rata dimana plat dan kepingan logam dihasilkan. Daripada
operasi asas ini proses menggelek telah dimajukan kepada beberapa operasi lain seperti
menggelek bentuk, menggelek gelang, menggelek ulir dan gear dan menebuk tiub secara
gelekan untuk menghasilkan tiub yang tidak berkelim.

Bahan-bahan asal yang akan digelek biasanya didapati dalam bentuk ingot daripada foundri.
Terdapat tiga bentuk asas bagi barangan yang dihasilkan daripada gelekan pertama iaitu’ bloom’
yang berbentuk empat segi dimana saiz yang lazim ialah 150 × 150mm hingga 400 × 400mm,
bilet bersaiz antara 50 × 50mm hingga 400 × 400mm dan papak (slab) yang bersaiz antara 50 ×
350mm hingga 300 × 1800mm (lihat Rajah 16). Daripada bentuk asas inilah bentuk-bentuk lain
seperti bentuk I, L, T, H, plat, batang dan sebagainya dihasilkan samada melalui proses
menggelek juga ataupun proses-proses lain. Rajah 17a dan 17b menunjukkan sebilangan
daripada bentuk-bentuk barangan yang dihasilkan.

Menggelek Rata

Rajah 18a mengilustrasikan secara skema bagaimana proses menggelek dilakukan. Logam
dimasukkan kepada penggelek melalui geseran dan kemudiannya dimampatkan untuk
mendapatkan bentuk akhir. Ketebalan logam yang dapat digelek bergantung kepada kekasaran
permukaan penggelek. Penggelek yang lebih kasar berkeupayaan untuk mengurangkan tebal
pada kadar yang lebih besar daripada penggelek yang licin. Pengurangan tebal untuk setiap
laluan juga bergantung kepada jenis bahan bendakerja dan kemulurannya. Untuk aloi yang
mempunyai kekuatan yang tinggi lazimnya dilakukan pengurangan yang kecil manakala untuk
logam yang lembut dan logam bukan feros, pengurangan yang besar boleh dilakukan. Suhu-suhu
untuk menggelek panas adalah serupa untuk menempa panas. Kebaikan menggelek panas ialah
daya-daya yang diperlukan adalah rendah dan kemuluran yang tinggi dapat dihasilkan..
Menggelak sejuk pula memerlukan daya yang tinggi tetapi dapat menghasilkan kemasan
permukaan yang lebih baik, lebih mudah mengawal had terima dan dapat menghasilkan plat dan
kepingan berkekuatan yang tinggi. Kepingan logam bukan feros seperti aluminium yang
digunakan untuk membalut rokok dan barang makanan boleh digelek kepada tebal 0.02mm.

Terdapat beberapa jenis peralatan yang digunakan untuk proses menggelek ini dimana susunan
penggelek adalah berbeza-beza. Jenis yang lazim didapati ialah seperti yang ditunjukkan pada
Rajah 18b. Penggelek dua tingkat atau tiga tingkat (diperkenalkan pada tahun 1800an)
digunakan untuk laluan/pas awal dimana ingot dipecahkan dan dikurangkan saiznya.. Garispusat
penggelek adalah disekitar 600 - 1400mm.

Adalah lebih baik mengunakan penggelek yang bergarispusat kecil kerana jejari penggelek yang
kecil akan mengurangkan daya yang diperlukan. Akan tatapi penggelek yang kecil mudah
terpesong terutama bila proses tersebut dilakukan dalam keadaan panas. Didalam keadaan ini
penggelek penahan digunakan.

Penggelek jenis berkumpul (clusters) adalah sangat sesuai untuk menggelek sejuk jalur (strips)
logam nipis berkekuatan tinggi. Satu contoh susunan penggelek jenis ini adalah seperti yang
ditunjukkan pada Rajah 19. Penggelek kerja boleh bersaiz sekecil 6mm garispusat dan lazimnya
diperbuat daripada tungsten karbida untuk mendapatkan ciri-ciri ketegaran, kekuatandan
rintangan kepada haus. Logam senipis 0.0025mm boleh dihasilkan denagn menggunakan
penggelek jenis ini.

Menggelek Bentuk

Bentuk-bentuk struktur seperti batang yang mempunyai berbagai-bagai bentuk keratan lintang,
saluran, rasuk I dan landasan keretapi boleh dihasilkan dengan menggunakan penggelek bentuk.
Ingot atau bloom dilalukan melalui penggelek yang mempunyai bentuk tertentu. Lazimnya
bendakerja akan melalui beberapa peringkat gelekan dimana pasangan penggelek-penggelek
mempunyai bentuk yang berbeza-beza disetiap peringkat sebelum bentuk akhir diperolehi. Rajah
20 menunjykkan contoh penggelek bentuk ini. Rajah 21 – rajah 23 selanjutnya menunjukkan
bagaimana sesuatu bentuk akhir terpaksa melalui banyak peringkat laluan.

Penggelek Gelang

Di dalam proses ini gelang yang bergarispusat kecil dikembangkan kepada garispusat yang lebih
besar dengan keratan lintang yang lebih kecil. Ini dapat dilakukan dengan meletakkan gelang
tersebut di antara dua penggelek (lihat Rajah 24). Tebal gelang dikurangkan dengan merapatkan
penggelek bilamana ianya berputar. Pengurangan tebal ini dipampaskan dengan penambahan
pada garispusat gelang.

Tatacara tipikal untuk menhasilkan gelang tak berkelim ditunjukkan pada Rajah 25 . Pelbagai
variasi keratan lintang boleh digelek gelang dengan menggunakan penggelek yang mempunyai
bentuk tertentu. Proses ini boleh dilakukan pada suhu bilik atau suhu yang lebih tinggi -
bergantung pada saiz dan kekuatan bendakerja.

Kebaikan proses menggelek gelang ini berbanding dengan proses-proses lain untuk
menghasilkan bahagian/komponen yang sama ialah - masa pengeluaran yang pendek,
menjimatkan bahan, had terima yang kecil dan aliran struktur yang baik. Penggunaan yang
tipikal untuk proses ini ialah untuk menghasilkan gelang-gelang yang besar untuk roket dan
turbin, rim roda gear, pemegang-pemegang galas bebola dan galas gelek, bebibir dan juga
‘pressure vessels’.

Penggelek Ulir dan Gear

Ini adalah proses pembentukan sejuk dimana ulir dihasilkan pada batang bulat dengan
melalukannya di antara acuan yang berputar atau bersalingan (reciprocating). Rajah 26
menunjukkan beberapa variasi bagi proses ini. Kebaikan proses ini ialah ulir dapat dihasilkan
tanpa membuang/memotong logam dan kekuatannya dapat diperbaiki kerana dikerjakan secara
sejuk. Kemasan permukaan adalah sangat licin. Gear taji (spur gear) dan gear heliks boleh
dihasilkan dengan menggunakan proses yang sama.

Penebukan Tiub Berputar

Proses ini dilakukan dalam keadaan panas dimana tiub yang panjang tak berkelim yang
berdinding tebal dihasilkan. Rajah 27 menunjukkan teknik pengerjaan ini. Prinsip bagi proses ini
adalah berdasarkan kepada pemerhatian dimana apabila sesuatu batang bulat dikenakan
mampatan jejarian seperti pada Rajah 27a, tegasan tegangan berlaku pada pusat batang
tersebut. Bilamana dikenakan tegasan mampatan berputar seperti pada Rajah 27b, rongga akan
terjadi di tengah-tengah batang tersebut.

Rajah 27c dan Rajah 28 menunjukkan contoh proses penebukan tiub berputar (Proses
Mannesmann, dibangunkan pada tahun 1880an) ini. Paksi bagi penggelek dipencongkan
(skewed) untuk membolehkan batang bulat ditarik melalui penggelek melalui tindakan
putarannya. Mandrel digunakan untuk membantu proses ini dimana lubang dapat dibesarkan lagi
dan mensaizkan garispusat dalaman tiubkepada saiz yang dikehendaki.

PROSES-PROSES PENARIKAN

Di dalam proses ini bahan dibentuk mengikut bentuk acuan yang digunakan. Penarikan biasanya
dilakukan pada kepingan yang nipis atau batang logam kepada bentuk dan saiz yang
dikehendaki.Antara contoh barangan yang boleh dihasilkan melalui proses ini ialah dinding
selinder, tangki gas mampat, sarung/kelonsong peluru dan barangan yang serupa. Kebanyakan
dari operasi ini dilakukan dalam keadaan plastik.

Penarikan Dalam/Cawan

Melalui proses ini satu contoh-kosong (blank) kepingan logam dibentuk kepada selinder atau
kotak dengan menggunakan penumbuk (punch) yang menekan contoh-kosong tersebut kepada
rongga acuan (lihat Rajah 29). Walaupun proses ini umumnya dikenali sebagai penarikan dalam
iaitu menghasilkan bahagian yang dalam, operasi asas juga dilakukan untuk menghasilkan
bahagian yang cetek. Beberapa parameter yang asas untuk proses ini dimana kepingan logam
dibentuk kepada bentuk cawan selinder ditunjukkan pada Rajah 30. Beberapa pembolehubah
yang penting diperhatikan semasa melakukan penarikan dalam ialah:


• sifat-sifat kepingan logam
• nisbah garispusat contoh-kosong kepada garispusat penumbuk
• Kelegaan di antara penumbuk dan acuan
• jejari sudut penumbuk dan acuan
• daya pada pemegang contoh-kosong
• geseran dan pelinciran pada antaramuka penumbuk, acuan dan bendakerja
• kelajuan penumbuk

Kesemua pembolehubah ini sangat penting dikawal untuk menghasilkan barangan/komponen
yang bermutu supaya tidak berlaku sebarang kecacatan atau kerosakan. Rajah 31 menunjukkan
beberapa contoh kerosakan disebabkan kawalan yang kurang memuaskan semasa proses
tersebut dijalankan.

Penarikan Kelompang

Proses ini juga merupakan proses penarikan dalam. Ianya digunakan untuk menghasilkan bentuk
konturan atau kontena dimana bentuk satu bahagian (one piece) pada tepi dan bawah
diperlukan. Proses ini biasanya dilakukan didalam beberapa peringkat sebelum bentuk akhir
diperolehi. Rajah 32 menunjukkan bagaimana contoh tangki gas oksigen dihasilkan. Peringkat-
peringkat penarikan boleh dilakukan dengan melakukan penarikan semula (redrawing). Terdapat
dua cara dimana penarikan semula boleh dilakukan iaitu cara konvensional dan cara terbalik.
Rajah 33 – rajah 34 menunjukkan kedua-dua cara tersebut.

Penarikan Batang dan Dawai

Penarikan batang lazimnya dilakukan dalam keadaan sejuk. Seperti yang ditunjukkan secara
skema pada Rajah 35a, ia digunakan untuk menghasilkanbatang berbentuk bulat. Akan tetapi,
proses ini boleh juga menghasilkan bentuk-bentuk keratan lintang yang kompleks dengan
menggunakan acuan berbentuk tertentu. Sekiranya pengurangan saiz yang besar perlu
dilakukan, beberapa peringkat/laluan perlu dilakukan. Proses ini hanyalah proses menarik bahan
yang melalui acuan. Penarikan sejuk dapat menghasilkan ketepatan yang tinggi, meningkatkan
keliatan dan mutu kekerasan.

Penarikan dawai (Rajah 35b) pula merupakan proses penarikan dawai yang lebih kecil. Lazimnya
batang yang bersaiz kurang dari 7mm (1/4 in) ditarik melalui acuan secara berturutan
sehinggalah saiz yang dikehendaki diperolehi. Saiz sekecil 0.025mm boleh dihasilkan melalui
proses ini. Seperti proses penarikan yang lain, pelincir yang bermutu tinggi perlu digunakan
untuk melincir dan menyejukkan acuan serta membaiki kecekapan proses tersebut. Daya dan
tenaga juga dapat dikurangkan sekiranya pelincir digunakan. Rajah 36 menunjukkan mesin yang
digunakan untuk proses penarikan dawai ini.

Penarikan Tiub

Tiub-tiub yang dihasilkan melalui proses penyemperitan atau lain-lain proses boleh dikurangkan
ketebalan atau garispusatnya dengan mengunakan proses penarikan tiub. Contoh-contoh proses
ini ditunjukkan secara skema pada Rajah 37 dimana mandrel yang mempunyai bentuk yang
berbeza-beza digunakan.


Proses Pemejaman

Pemejaman melibatkan pembentukan bahagian/komponen yang mempunyai simetri sepaksi pada
mandrel yang berputar dengan menggunakan perkakas atau penggelek yang tegar. Proses ini
dilakukan pada mesin larik dan boleh dilakukan dalam keadaan sejuk atau panas. Proses sejuk
lebih lazim digunakan. Bendakerja dan acuan yang berputar manakala alat pembentuk
diam/pegun dikenakan pada bendakerja untuk membentuknya. Terdapat 3 jenis asas bagi proses
pemejaman iaitu jenis kovensional (manual), ricih dan tiub.

Pemejaman Konvensional

Didalam proses ini satu contoh kosong rata yang bulat (berbentuk cakera) diletakkan pada
mandrel yang berputar manakala alat khas digunakan untuk merubahkan bentuk bendakerja
tersebut (Rajah 38). Operasi pemejaman melibatkan beberapa jujukan pas/laluan dan
menghendaki kemahiran yang tinggi. Contoh pada Rajah 39 menunjukkan dengan jelas akan hal
ini. Rajah 40 menunjukkan beberapa contohtipikal barangan yang boleh dihasilkan. Kos peralatan
secara relatifnya adalah rendah. Proses ini boleh dilakukan pada mesin larik. Ianya lebih ekonomi
untuk menghasilkan barangan berkuantiti sedikit sahaja.

Pemejaman Ricih

Proses ini juga dikenali sebagai pemejaman kuasa, melarik aliran atau tempaan mejam. Bentuk-
bentuk simetri sepaksi atau melengkung boleh dihasilkan, antaranya seperti pada Rajah 41.
Komponen yang selalunya dihasilkan melalui proses ini ialah seperti kelongsong motor roket dan
kon muncung luncur (missile).

Pemejaman Tiub

Dalam proses ini tiub-tiub dikurangkan ketebalannya dengan memejamkannya pada mandrel
dengan menggunakan penggelek khas. Operasi ini boleh dilakukan pada bahagian luaran atau
dalaman (Rajah 42). Bahagian yang berkaitan dimejam terus kehadapan atau kebelakang
(terbalik) sama seperti penarikan atau penyemperitan tidak langsung. Untuk kedua-dua kes
tersebut pengurangan pada tebal dinding menyebabkan tiub menjadi lebih pamjang. Pemejaman
tiub boleh digunakan untuk menghasilkan ‘pressure vessel’ , komponen automotif dan bahagian-
bahagian roket dan peluncur. Rajah 43 menunjukkan beberapa bentuk yang boleh dihasilkan.
Kadar pengeluaran yang agak tinggi dengan sedikit sahaja pembaziran bahan.

Pembentukan Regang

Didalam proses ini kepingan logam dikapitkan pada bahagian hujung/tepi dan diregangkan
dengan menggunakan acuan atau blok pembentuk yang bergerak ke atas (atau ke bawah,
bergantung kepada susunan) dan kadangkala (mengikut keadaan pengerjaan) rahang pengapit
bergerak ke sisi. Proses ini banyak digunakan dalam industri angkasa lepas dan automotif dimana
pelbagai bentuk komponen dapat dibentukkan. Bahagian-bahagian panel pintu, bingkai tingkap
automobil dan panel sayap kapalterbang boleh dihasilkan melalui proses ini.

Pembentukan regang tidak dapat menghasilkan komponen yang mempunyai konturan yang
tajam atau bersudut tajam. Bahan acuan biasanya diperbuat daripada kayu, aloi zink, keluli
ataupun plastik. Walaupun isipadu pengeluaran adalah kecil, proses ini adalah ekonomi untuk
digunakan. Rajah 44 menunjukkan proses pembentukan regang ini manakala Rajah 45 dan rajah
46 menunjukkan contoh mesin yang digunakan.
PROSES-PROSES PENYEMPERITAN

Penyemperitan adalah suatu proses dimana logam diletakkan di dalam rongga yang tertutup dan
dikeluarkan dengan mengalirkannya melalui satu laluan khas dimana logam tersebut akan
mengambil bentuk ruang atau keratan lintang laluan tersebut. Operasi ini adalah sama seperti
memicit ubat gigi keluar daripada tiubnya. Proses ini boleh dikelaskan seperti berikut:

Proses Penyemperitan
Penyemperitan Panas Penyemperitan Sejuk
Langsung Tidak Langsung Langsung Tak Langsung
Hidrostatik
Hentaman
Tempaan Sejuk

Proses penyemperitan yang tipikal ialah seperti yang ditunjukkan pada Rajah 47. Peralatannya
terdiri daripada satu kontena atau selinder dimana di dalamnya dimasukkan bilet logam. Pada
satu hujung selinder tersebut, plat acuan yang mempunyai bentuk tertentu diletakkan. Pada satu
hujung lagi pelocok (plunger) atau pelantak (ram) memampatkan bilet logam tersebut yang
menyebabkannya mengalir keluar melalui acuan dan mengambil bentuk acuan tersebut. Blok
semu (dummy) digunakan untuk melindungi pelantak daripada haba dan tekanan yang tinggi
ketika proses tersebut dilakukan.

Proses penyemperitan menghasilkan dimensi yang sangat baik. Sifat-sifat seperti kemasan
permukaan, penghalusan struktur bijian, kekuatan dan kemuluran dapat diperbaiki. Disebabkan
bilet dipaksakan keluar melalui acuan dengan pengurangan keratan lintang yang besar maka
corak aliran logam adalah penting. Rajah 5.48 menunjukkan ubahbentuk struktur bijian yang
tipikal dialami oleh logam semasa penyemperitan.

Rajah 49 menunjukkan sebahagian daripada komponen yang boleh dihasilkan dari proses
ini.Dengan menggunakan proses ini komponen yang mempunyai keratan lintang yang malar
sama seperti proses menggelek dapat dihasilkan. Bentuk yang kompleks boleh dihasilkan dengan
lebih banyak jika dibandingkan dengan proses menggelek kerana acuan yang digunakan adalah
ringkas dan mudah untuk diperbuat. Tidak seperti menggelek proses ini adalah proses satu
laluan/pas.

Proses Penyemperitan Panas

Penyemperitan Langsung

Proses yang ditunjukkan pada Rajah 47 dinamakan penyemperitan panas langsung dimana aliran
logam adalah sama arah dengan pelantak. Dalam proses ini masalah utama yang dihadapi ialah
geseran yang tinggi di antara bilet logam yang panas dengan dinding selinder terutama untuk
logam keluli kerana suhu penyemperitan yang tinggi. Untuk mengurangkan geseran ini bahan
pelincir biasa digunakan. Contohnya pada suhu yang rendah, minyak dan grafit digunakan. Untuk
mengurangkan kerosakan pada peralatan, penyemperitan dilakukan dengan cepat dan selinder
disejukkan sebelum proses selanjutnya dilakukan ke atasnya.

Penyemperitan Tak Langsung

Untuk mengurangkan masalah proses penyempertan di atas, penyemperitan tak langsung
digunakan seperti yang ditunjukkan pada Rajah 50. Ia dinamakan tak langsung kerana aliran
logam yang keluar adalah berlawanan dengan arah pelantak. Di sini bilet di dalam kontena tetap
pegun (tiada geseran). Walaupun terdapat kebaikan, proses ini kurang luas penggunaannya
kerana masalah pengendalian logam yang telah disemperitkan melalui pelantak yang bergerak itu
adalah lebih rumit.

Proses Penyemperitan Sejuk

Penyemperitan Langsung

Proses ini serupa dengan proses penyemperitan panas langsung kecuali nisbah penyemperitan
yang mugkin adalah lebih kecil (nisbah luas keratan lintang bilet/luas keratan lintang bahagian
yang disemperit) dan daya yang diperlukan adalah lebih tinggi.Ia biasanya digunakan untuk
menghasilkan bentuk-bentuk yang mudah yang memerlukan kemasan permukaan yang baik dan
untuk membaiki sifat-sifat mekanikalnya.

Contoh penggunaan proses ini adalah seperti untuk membuat tin, ‘bracket’ aluminium, selinder
penyerap hentakan, motor kepala roket dan lain-lain.

Penyemperitan Hentaman

Ini adalah satu lagi variasi proses penyemperitan tak langsung. Banyak digunakan untuk bahan-
bahan yang lebih lembut seperti aluminium dan aloi-aloinya. Rajah 51 menunjukkan secara
skema proses ini. Rajah 52 menunjukkan sebilangan bentuk bentuk komponen yang boleh
dihasilkan.

Penyemperitan Tempaan Sejuk

Proses ini adalah serupa dengan proses penyemperitan hentaman kecuali pada dinding tepi
barangan yang dihasilkan adalah lebih besar dan tidak tinggi/dalam (Rajah 53). Proses ini adalah
terhad untuk menghasilkan komponen-komponen yang kecil dan daripada bahan logam aloi
bukan feros sahaja.

Penyemperitan Hidrostatik

Proses ini digunakan untuk pengerjaan yang lebih khusus. Bilet logam dimampatkan daripada
semua bahagian dengan menggunakan cecair dan bukannya pelantak. Kewujudan cecair di
dalam kontena menghapuskan sama sekali keperluan bahan pelincir pada semua bahagian.
Disebabkan perkara ini maka bahan-bahan yang sangat rapuh seperti besi tuang kelabu boleh
disemperitkan. Rajah 54 menunjukkan contoh proses ini secara skema.

Penyemperitan Tiub

Penyemperitan tiub atau geronggang (hollow) adalah variasi kepada proses penyemperitan yang
lazim. Untuk bahan-bahan yang lebih besar dan keras, proses ini dilakukan dalam keadaan
panas, sementara proses sejuk digunakan untuk bahan yang lebih kecil dan lembut. Rajah 55
menunjukkan dua variasi untuk menghasilkan tiub melalui penyemperitan iaitu dengan
menggunakan mandrel yang bergerak dan yang tidak bergerak. Rajah 56 menunjukkan satu lagi
variasi bagi proses ini. Mandrel diletakkan pada rongga acuan dengan menggunakan tiga
bahagian yang nipis seperti yang ditunjukkan pada rajah tersebut. Bahan yang disemperitkan
akan terpisah bilaman melalui keratan ini. Akan tetapi ianya akan terkimpal atau tercantum
kembali menjadi satu bahagian kerana daya dan tekanan adalah tinggi. Proses ini lazimnya
dilakukan dalam keadaan panas. Mandrel dan pemegangnya dikenali sebagai ‘spider’. Spider
boleh digunakan untuk menghasilkan bentuk-bentuk bulat atau geronggang.

PROSES-PROSES RICIHAN

Proses ini adalah proses yang dilakukan ke atas kepingan logam yang nipis. Proses ini melibatkan
pemotongan kepingan logam dengan mengenakan tegasan ricih ke atasnya. Biasanya proses ini
dilakukan di antara penumbuk dan acuan. Penumbuk dan acuan boleh berbentuk apajua seperti
membulat, konturan dan lurus. Pemboleh ubah utama didalam proses mericih ini adalah daya
penumbuk, kelajuan penumbuk, pelinciran, keadaan permukaan dan bahan bagi penumbuk dan
acuan serta jejari sudutnya dan kelegaan di antara penumbuk dan acuan.

Rajah 57 menunjukkan bagaimana proses ricihan dilakukan dengan menggunakan penumbuk
dan acuan. Manakala Rajah 58 menunjukkan kesan kelegaan di antara penumbuk dan acuan
terhadap zon ubah bentuk.

Proses Pengosongan

Ini adalah satu proses dimana penumbuk mengeluarkan sebahagian daripada kepingan logam
daripada kepingan yang lebih besar. Bahagian yang dipotong dinamakan contoh-kososng (blank)
dimana ia akan digunakan atau dilakukan proses lain selanjutnya. Lihat Rajah 59.

Proses Penebukan

Proses yang sama dengan proses pengosongan. Akan tetapi bahagian yang dipotong atau
ditebukkan biasanya adalah lebih kecil kerana bahagian ini akan dibuang. Satu contoh yang
tipikal bagi proses ini ditunjukkan pada Rajah 60.

Proses Mentrim

Operasi seperti menempa jatuh dan tuangan acuan terdapat sedikit logam yang terjulur keluar
[ada satah pemisahnya yang dinamakan ‘flash’] atau sirip nipis. Flash ini adalah tidak dikehendaki
dan perlu dibuang sebelium bendakerja tersebut dapat digunakan. Proses yang digunakan untuk
membuang bahan yang berlebihan ini dinamakan mentrim. Acuan yang digunakan untuk proses
ini adalah sama dengan acuan proses pengosongsn.

Proses Mencukur (Shaving)

Dalam proses pengosongan atau penebukan, tepi-tepi contoh kosong atau lubang tidak menjadi
betul-betulbersih keran terdapat gerigi (burr) selepas proses tersebut dilakukan. Untuk bahan
yang memerlukan basi yang kecil dan baik, ianya perlulah dicukurkan iaitu membuang gerigi
tersebut.

Proses Penakukan dan Penggaritan

Penakukan (notching) ialah satu cara memotong satu bahagian kecil pada tepi kepingan logam.
Manakala menggarit (nibbling) membuang logam dengan cara tokokan kecil (small increment).
Sekiranya satu konturan tertentu pada kepingan logam diperlukan, satu penumbuk yang kecil
digunakan dan ditumbukkan secara berulang-ulangan disepanjang konturan tersebut dimana
profil yang diperlukan dapat dihasilkan. Penumbuk yang digunakan boleh jadi berbentuk bulat
atau empat-segi - mengikut kesesuaian penggunaannya . Rajah 61 menunjukkan secara skema
proses-proses mentrim, menyukur, menakuk dan menggarit..

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar