Pelajaran 3.1MendeformasiBab 3 · Pembentukan massal

Penempaan (cetakan terbuka dan cetakan tertutup)

Peras logam panas di antara die datar atau berbentuk

Penempaan membentuk sepotong logam padat dengan menekan atau memukulnya, biasanya saat membara merah. Kunci pas, poros engkol mobil, dan komponen roda pendarat pesawat semuanya bermula dari sini. Logam tidak pernah dilelehkan, sehingga butirnya (pola mirip serat dari kristalnya) mengikuti kontur komponen, yang membuat hasil tempa sangat tangguh.

Foto: F. Broer, CC BY-SA 3.0, melalui Wikimedia Commons

Penempaan: panaskan, lalu bentuk di die terbuka atau die tertutupAngka dalam lingkaran sesuai dengan langkah-langkah di bawah: langkah 2 adalah jalur die terbuka, langkah 3 sampai 5 jalur die tertutup.

Penempaan (cetakan terbuka dan cetakan tertutup) dalam satu menit, oleh MecMade

Cara kerjanya

Panaskan billet. Billet (potongan batang) masuk ke tungku. Baja biasanya dipanaskan hingga sekitar 1.100–1.250 °C, hingga berpijar oranye-kuning dan cukup lunak untuk mengalir.
Penempaan die terbuka: peras, putar, ulangi. Die datar (blok baja yang dikeraskan) menekan atau memukul batang panas satu bagian pada satu waktu. Manipulator (penjepit mekanis besar) memutar dan memindahkan batang di antara pukulan. Sedikit demi sedikit, batang diregangkan, diratakan, atau di-upset (ditekan menjadi lebih pendek dan lebih gemuk).
Penempaan die tertutup: letakkan billet. Untuk produksi massal, billet panas berada di die bawah yang membawa separuh bentuk komponen sebagai rongga. Die atas membawa separuh lainnya.
Tutup die. Palu atau press menggerakkan die atas turun dalam satu hingga beberapa pukulan. Logam mengalir ke setiap sudut rongga. Kelebihannya terperas keluar di antara die sebagai flash (sirip tipis logam berlebih).
Pangkas dan selesaikan. Press pemangkas menggunting flash, yang didaur ulang. Komponen kemudian biasanya dibersihkan dari kerak (kulit oksida gelap), diberi perlakuan panas, dan dimesin di mana pun dibutuhkan suaian presisi.

Fakta kunci

Material: Baja karbon dan paduan, baja tahan karat, aluminium, titanium, paduan tembaga, superalloy nikel
Komponen khas: Poros engkol, batang penghubung, roda gigi, perkakas tangan, flensa, cakram turbin, poros kapal dan generator
Ukuran komponen: Die tertutup: dari beberapa gram hingga ratusan kilogram. Die terbuka: hingga poros dan cincin lebih dari 100 ton
Presisi: Die tertutup: sekitar ±0,5 mm. Die terbuka: beberapa milimeter, lalu dimesin
Hasil permukaan: Kulit kasar dan bersisik; dibersihkan dengan shot blasting, dengan permukaan kritis dimesin
Ukuran batch yang cocok: Die terbuka: satuan hingga beberapa lusin. Die tertutup: ribuan hingga jutaan
Biaya perkakas dan mesin: Set die tertutup: ribuan hingga puluhan ribu dolar. Press dan palu besar: jutaan
Kecepatan: Die tertutup: detik hingga sekitar satu menit per komponen. Die terbuka: menit hingga jam per komponen, dengan pemanasan ulang

Kekuatan dan batasan

Kekuatan

Sangat kuat dan tangguh: butir mengikuti bentuk dan tidak ada lubang tersembunyi
Pekerjaan die tertutup cepat dan berulang untuk seri besar
Die terbuka bisa membuat komponen raksasa yang hanya sedikit proses lain bisa
Hemat material: flash dan sisa potongan didaur ulang

Batasan

Toleransi longgar dan kulit kasar, sehingga sebagian besar hasil tempa butuh sedikit permesinan
Die tertutup mahal dan butuh berminggu-minggu untuk dibuat, sehingga batch kecil mahal
Pemanasan memakai banyak energi, dan pekerjaannya panas, bising, dan berat
Bagian dalam berongga, undercut (bentuk menggantung), dan dinding sangat tipis sulit atau mustahil

Di mana dipakai

OtomotifPoros engkol, batang penghubung, roda gigi, steering knuckle, hub roda
DirgantaraBalok roda pendarat, cakram turbin, dudukan mesin, fitting sayap
EnergiPoros generator dan turbin, cincin bejana tekan, bodi katup, flensa turbin angin
Perkakas dan perangkat kerasKunci pas, palu, tang, pahat
Minyak, gas, dan pertambanganBodi mata bor, flensa pipa, kait berat, mata rantai

Cara mengenalinya

Pita tipis di sekeliling komponen tempat flash dipangkas, sering sedikit kasar atau digerinda (garis pisah).
Tepi membulat dan sisi yang landai (draft, kemiringan kecil yang memungkinkan komponen keluar dari die).
Kulit gelap atau doff yang agak berlubang pada area yang tidak dimesin, dengan permukaan hasil mesin yang terang hanya di tempat komponen saling pas.
Huruf atau nomor komponen timbul, disalin dari tanda yang dipotong pada die.

Bandingkan dengan

Pengecoran pasir1.1pengecoran menuang logam cair ke cetakan; penempaan memeras logam padat, sehingga lebih tangguh tetapi kurang bebas dalam bentuk.Rolling3.2rolling memeras logam secara kontinu di antara rol berputar; penempaan membentuk satu komponen pada satu waktu.Cold heading3.5versi cepat dan dingin dari penempaan die tertutup untuk komponen kecil seperti sekrup dan baut.

Tonton

Scot Forge Company · Bagaimana bengkel tempa memanaskan, menekan, dan memutar logam di die terbuka

Shubham Kola · Jenis-jenis utama penempaan dijelaskan berdampingan

CFS Forge · Poros engkol ditempa di die tertutup, lalu dipangkas flash-nya

HBEPRESS · Skala besar penempaan die terbuka pada ingot yang berpijar

Lihat foto asli

Wikipedia: Forging — foto palu, press, dan hasil tempa panas
Pencarian foto Wikimedia Commons

Ingat

Penempaan memeras logam padat, biasanya yang membara merah, menjadi bentuk; tidak ada yang dilelehkan atau dipotong habis.
Die terbuka membentuk komponen besar atau satuan sedikit demi sedikit; die tertutup menyalin rongga dengan cepat untuk produksi massal.
Pilih penempaan ketika komponen tidak boleh patah: poros engkol, roda pendarat, perkakas tangan.