Menguasai Operasi Pembentukan Bahan: Proses dan Mekanisme Utama

Pendahuluan

Kami telah memberikan deskripsi dan analisis singkat dari setiap operasi pembentukan dasar yang berbeda. Diperharapkan pembaca telah sampai saat ini memperoleh beberapa ide tentang proses-proses ini, terutama tentang mekanisme yang terlibat. Namun, ada banyak variasi kecil dan besar dari proses-proses tersebut. Dalam artikel ini, kami akan membahas beberapa diantaranya beserta aspek teknologis yang terkait.

Proses Pembentukan: Operasi Pembentukan Bahan

Operasi #1. Penggulingan

Jarang mungkin untuk mencapai penampang akhir dalam satu langkah. Secara umum, penggulingan dilakukan dengan sejumlah lulus, menggunakan berbagai alat penggulingan, secara berkelanjutan. Seluruh bengkel biasanya disebut pabrik penggilingan. Saat menggulirkan strip datar, mungkin untuk melakukan tahapan berturut-turut, menggunakan pasang rol yang sama.

Rol atas biasanya disesuaikan untuk mengontrol celah setelah setiap lulus. Untuk menghindari masalah penanganan materi yang luas, diinginkan untuk memiliki penyediaan membalikkan arah rotasi rol. Akibatnya, benda kerja bergerak maju mundur dalam lulus berturut-turut. Terkadang, ruang dapat dioptimalkan dengan menggunakan pabrik penggilingan tiga-tinggi.

Selama penggulingan panas, waktu yang berlalu harus diminimalkan karena pekerjaan terus pendingin. Ini harus menjadi salah satu pertimbangan utama dalam tata letak pabrik penggilingan. Secara normal, gerakan pekerjaan diwakili dengan menyediakan rol pendukung. Jika pekerjaan cukup panjang dan fleksibel, pabrik penggilingan tiga-tinggi dapat dilengkapi dengan beberapa pengaturan untuk menyediakan lulus kedua bahkan sebelum lulus pertama selesai. Ini dicapai dengan apa yang biasa dikenal sebagai pabrik looping.

Looping dapat dilakukan secara mekanis dengan menggunakan tabung lengkung atau bak, dikenal sebagai repeater. Penggulingan multipass berkelanjutan juga dapat dilakukan untuk pekerjaan fleksibel dan panjang dengan menyusun alat penggiling dengan satu lulus rol di dekat yang lain.

Untuk pengurangan area tertentu, biasanya dikenal sebagai draft, gaya pemisahan rol, yang cenderung membengkokkan rol, meningkat secara linier dengan radius rol R yang diberikan oleh persamaan (3.20).

Dengan demikian, defleksi bengkok rol tidak dapat dikendalikan dengan sangat efektif dan ekonomis dengan menggunakan rol penggerak besar. Cara yang lebih baik dan lebih ekonomis untuk mengurangi defleksi rol adalah dengan menggunakan rol pendukung.

Pada gambar ini, dua metode berbeda dalam menggunakan rol pendukung ditunjukkan. Karena gaya pemisahan rol bergantung pada radius rol penggerak, selalu dijaga ukurannya kecil, sedangkan rol pendukung diberikan radius yang lebih besar untuk meningkatkan kekakuan.

Namun, sejumlah bengkok rol tertentu tidak dapat dihindari, tetapi ini dapat diatasi dengan memiliki rol yang tidak silindris (Gambar 3.36a) yang, di bawah gaya pemisahan rol, membengkok, sehingga menyediakan celah yang seragam antara rol (Gambar 3.36b). Rol yang ditunjukkan pada Gambar 3.36a disebut rol dengan cembung camber. Dengan rol tanpa camber, tebal strip yang digulir lebih tebal di tengah, seperti dijelaskan pada Gambar 3.36c. Dengan mempertimbangkan rol sebagai balok tebal, pendek yang didukung sederhana di ujung, defleksi di tengah dapat diekspresikan sebagai-

Nilai tipikal λ₁ dan λ₂ adalah 1,0 dan 0,2 untuk strip dengan lebar l, dan 0,5 dan 0,1 untuk strip dengan lebar l/2.

Bahan masukan ke pabrik penggiling biasanya berupa penampang persegi panjang, disebut bloom atau billet tergantung pada ukuran. Untuk mendapatkan penampang yang berbeda setelah penggilingan, pekerjaan harus melalui beberapa lulus, menggunakan rol bentuk dengan geometri yang bertahap berubah. Misalnya- Gambar 3.37 menunjukkan bagaimana geometri celah antara dua rol berubah saat menghasilkan bat tipis lingkar dari billet persegi.

Rol biasanya terbuat dari baja cor atau baja ta forg. Besi cor legas kadang digunakan untuk menurunkan biaya. Karakteristik kekuatan dan kekakuan yang superior dapat diperoleh dengan menggunakan baja legas khusus yang, jelasnya, lebih mahal. Rol panas dibuat kasar (kadang dibuat goresan) untuk memberikan gigitan yang baik pada pekerjaan, sedangkan rol dingin digiling untuk memberikan permukaan halus untuk memberikan finishing yang baik pada produk akhir.

Parameter utama penggilingan meliputi – (i) rentang suhu (dalam penggilingan panas), (ii) jadwal kecepatan penggilingan, dan (iii) alokasi pengurangan ke berbagai lulus. Semuanya, pada gilirannya, mempengaruhi akurasi dimensi produk dan juga sifat fisik dan mekaniknya.

Operasi #2. Pengecoran

Ada banyak variasi dari operasi pengecoran dasar, dan yang paling sering dilakukan adalah:

(i) Pengecoran Pandai Besi:

Pengecoran pandai besi mungkin merupakan proses pengolahan logam paling kuno. Di sini, benda kerja panas diberikan bentuk yang diinginkan dengan menggunakan alat tangan dan palu. Kini, palu berdaya digunakan untuk memberikan pukulan berulang. Bidik dan palu sebagian besar datar dan bentuk yang diinginkan (tentu saja dengan variasi terbatas) diperoleh dengan manipulasi pekerjaan di antara pukulan.

(ii) Pengecoran Jatuh:

Dalam pengecoran jatuh, beban pukulan (pukulan) diterapkan pada benda kerja untuk menyebabkan aliran logam untuk mengisi rongga yang dibentuk oleh dua belahan cetakan tertutup. Untuk memastikan pengisian lengkap, biasanya jumlah berlebihan materi disediakan. Kelebihan materi ini mengalir ke sekeliling untuk membentuk flash yang kemudian dipotong. Ketika geometri produk rumit, serangkaian cetakan mungkin diperlukan untuk mendapatkan bentuk akhir.

(iii) Pengecoran Tekan:

Alih-alih pukulan berulang, gaya bertahap diterapkan dalam pengecoran tekan. Namun, tergantung pada kompleksitas pekerjaan, serangkaian cetakan mungkin diperlukan untuk mendapatkan produk akhir. Jelas bahwa di sini penyelarasan dua belahan cetakan menimbulkan masalah yang lebih kecil daripada dalam pengecoran jatuh. Karena operasi selesai dalam satu gerakan, harus disediakan untuk udara dan pelumas cetakan berlebih untuk keluar.

(iv) Pengecoran Mendorong:

Dalam banyak kasus, hanya sebagian pekerjaan yang perlu dicor. Contoh umum adalah pengecoran kepala bout di satu ujung batang. Operasi pengecoran lokal ini biasanya dikenal sebagai mendorong. Operasi mendorong dapat tertutup dan terbuka, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.38a dan 3.38b, masing-masing. Jelas, operasi melibatkan kompresi longitudinal dari stok batang.

Maka, untuk mencegah lentur, aturan berikut diperhatikan mengenai panjang yang tidak didukung yang akan dicor:

(a) Dalam operasi terbuka, panjang bagian yang tidak didukung (l) tidak boleh melebihi 3d, d adalah diameter pekerjaan.

(b) Jika l melebihi 3d, operasi tertutup harus dilakukan dengan diameter cetakan D ≤ 1,5 d.

(c) Jika, selama operasi tertutup, panjang yang tidak didukung melampaui rongga cetakan (Gambar 3.38c) dengan jumlah l₁, maka l₁ ≤ d.

(v) Swaging:

Swaging adalah variasi khusus dari pengecoran dampak di mana pukulan berulang diperoleh oleh gerakan radial cetakan berbentuk. Operasi ini biasanya digunakan untuk mengurangi diameter dan meruncing batang dan tabung.

(vi) Pengecoran Rol:

Pengecoran rol dilakukan dengan dua rol setengah lingkaran beralur yang dipegang oleh dua sumbu paralel. Proses ini digunakan untuk mengurangi diameter batang. Benda kerja panas ditempatkan antara cetakan dalam posisi terbuka. Setelah setengah putaran rol, benda kerja digulir keluar. Kemudian dimasukkan ke dalam alur yang lebih kecil dan operasi dilanjutkan hingga dimensi yang diinginkan tercapai.

Jelas bahwa cetakan adalah salah satu komponen paling kritis dari operasi pengecoran, dan oleh karena itu keberhasilan proses ini sangat bergantung pada desain cetakan.

Fitur dasar yang harus dimiliki cetakan pengecoran adalah sebagai berikut (lihat juga Gambar 3.41):

(i) Untuk memudahkan aliran logam di sekitar sudut, jari-jari fillet yang tepat harus selalu disediakan. Ini juga membantu dalam mencegah keausan berlebihan cetakan dan kerugian logam di dekat sudut.

(i) Seperti dalam pola cetakan, semua permukaan vertikal harus diberi draft yang sesuai untuk memudahkan pengeluaran pekerjaan dari cetakan.

(iii) Seperti yang telah disebutkan, ruang di sekitar tepi cetakan harus disediakan untuk mengakomodasi materi berlebih, dikenal sebagai flash. Untuk menerima flash ini, disarankan agar saluran flash disediakan.

Dalam pengecoran panas, dimensi cetakan harus mencakup allowance penyerutan (untuk mengkompensasi penyerutan produk setelah pendingin) karena produk pengecoran biasanya tidak diberlakukan finishing keseluruhan kemudian. Cetakan pengecoran biasanya terbuat dari baja karbon tinggi atau medium legas karena ia diterapkan pada beban kerja yang besar. Kerasnya (R_c) cetakan biasanya dalam rentang 45-60.

Operasi #3. Penarikan

Operasi penarikan terutama digunakan untuk mengurangi diameter batang dan kawat. Kecepatan penarikan bervariasi dari 10 m / menit untuk diameter besar hingga 1800 m / menit untuk kawat yang sangat tipis. Untuk memulai operasi, ujung awal stok di-swaged ke diameter yang lebih kecil untuk memasukkan ke dalam cetakan dengan mudah.

Selain itu, untuk mencegah tindakan dampak, operasi dimulai dengan kecepatan lambat. Dalam pengurangan besar, operasi dapat dilakukan dalam sejumlah lulus. Karena panas cukup dihasilkan karena pekerjaan dingin berkelanjutan, mungkin perlu untuk pendingin cetakan dengan air. Terkadang, tabung juga ditarik melalui cetakan penarikan, dan dalam hal ini, operasi disebut pengeboran dalam.

Secara normal, cetakan besar terbuat dari baja karbon tinggi atau baja kecepatan tinggi, sedangkan karbida tungsten digunakan untuk cetakan ukuran menengah. Untuk menarik kawat halus, cetakan terbuat dari berlian.

Operasi #4. Penarikan Dalam

Jelas dari deskripsi kami tentang mekanika proses penarikan dalam bahwa upaya harus dilakukan untuk menarik lembar logam ke dalam cetakan sebanyak mungkin. Ini membantu dalam meminipikan penipisan dinding cangkir. Akibatnya, lingkaran luar lembar kosong berkurang, menyebabkan tekanan lingkaran tekanan yang, ketika melebihi batas, dapat mengakibatkan keriput plastis pada flange cangkir. Keriput ini tidak dapat dihaluskan kemudian tetapi dapat dihindari dengan menggunakan penahan lembar kosong.

Namun, tekanan berlebih dari penahan lembar kosong menahan penarikan mudah materi ke dalam cetakan. Jika rasio penarikan (didefinisikan sebagai r_j / r_d) tidak lebih dari 1,2, operasi dapat dilakukan bahkan tanpa penahan lembar kosong. Nilai yang lebih tinggi dari rasio penarikan dapat dicapai tergantung pada tebal lembar kosong dan profil cetakan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.43.

Ketika rasio diameter lembar kosong dan diameter cangkir akhir terlalu besar, operasi dilakukan dalam lebih dari satu tahap. Operasi penarikan berturut-turut setelah yang pertama dikenal sebagai penarikan ulang. Gambar 3.44a dan 3.44b menunjukkan dua operasi penarikan ulang tipikal. Operasi yang ditunjukkan pada Gambar 3.44b disebut penarikan ulang terbalik, karena, dalam ini, cangkir yang ditarik awalnya dibalik. Operasi ini tampak melibatkan pekerjaan materi yang lebih parah daripada operasi penarikan ulang konvensional.

Namun, situasi sebenarnya sebaliknya, seperti dijelaskan sekarang. Dalam penarikan ulang konvensional (Gambar 3.44a), materi membengkok ke arah yang berlawanan di sekitar penahan lembar kosong dan sudut cetakan. Di sisi lain, dalam penarikan terbalik (Gambar 3.44b); materi membengkok hanya dalam satu arah, yaitu, di sepanjang sudut cetakan luar dan dalam. Dalam kasus ekstrim, cetakan dapat disediakan dengan tepi bundar, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.44c, menghasilkan pekerjaan materi yang lebih parah.

Karena sejumlah strain hardening terjadi selama operasi awal, pemanasan biasanya disarankan (untuk mengembalikan kelembutan) sebelum memulai operasi penarikan ulang.

Secara umum, aliran logam tidak seragam di seluruh benda kerja dan dalam sebagian besar kasus bagian yang ditarik harus dipotong untuk menghilangkan materi yang tidak diinginkan. Pemotongan seperti itu dapat dilakukan dengan operasi yang diarahkan tangan atau dengan menggunakan cetakan pemotongan terpisah.

Pengupasan pekerjaan dari pukulan dapat dicapai dengan memasin sedikit reses di bagian bawah cetakan penarikan. Pada gerakan kembali, tekanan pukulan dihapus dari cangkir; akibatnya, cangkir yang ditarik cenderung kembali. Karena tindakan ini, reses mencegah cangkir yang ditarik bergerak bersama dengan pukulan selama gerakan ke atasnya.

Operasi #5. Pengliukan

Analisis operasi pengliukan yang kami berikan berlaku hanya ketika sudut diperlukan untuk dihasilkan dalam lembar logam. Namun, bentuk yang lebih rumit juga dapat dihasilkan oleh operasi ini. Secara umum, operasi seperti itu mungkin membutuhkan lebih dari satu tahap. Untuk menghasilkan bentuk kompleks, operasi pengliukan dilakukan secara berkelanjutan, menggunakan serangkaian rol kontur. Rol idle digunakan jika perlu untuk menekan pekerjaan dari sisi selama produksi bentuk tersebut.

Tabung dan bagian rongga lainnya juga dapat dilingkarkan dengan melingkarkan pekerjaan di sekitar blok bentuk melalui penggunaan rol pengusap. Jika rol pengusap memiliki kurvatur konstan, ia dapat disilangkan di pusat kurvatur yang akan dihasilkan. Gambar 3.48 menjelaskan operasi tersebut untuk melingkarkan tabung. Tabung dapat dicegah dari runtuh dengan mengisi ruang dalam dengan beberapa bahan pengisi, misalnya, pasir. Diagram yang menjelaskan sendiri operasi pengliukan tabung.

Operasi #6. Ekstrusi

Ekstrusi adalah salah satu proses pengolahan logam yang paling potensial dan berguna dan memiliki sejumlah besar variasi dalam mode aplikasi. Ini dapat dilakukan dalam kondisi panas dan dingin. Ekstrusi panas membantu mengurangi beban kerja (terutama untuk bahan dengan kekuatan tinggi) tetapi menimbulkan lebih banyak masalah seperti pengaturan pendingin dan keausan cetakan yang cepat.

Dari analisis untuk proses ekstrus maju sederhana yang kami berikan sebelumnya, jelas bahwa, dalam proses langsung ini, seluruh billet harus bergerak ke depan, menghasilkan kerugian gesekan yang besar dan beban kerja yang tinggi. Akibat beban kerja tinggi ini, wadah tunduk pada tekanan radial yang tinggi.

Kesulitan yang disebutkan di atas dapat dihindari dengan menggunakan proses ekstrusi mundur di mana billet tetap diam. Dengan demikian, gaya gesekan tidak ada antara billet dan wadah dan hanya bertindak di antara antarmuka cetakan-wadah. Besarnya yang terakhir jauh lebih kecil daripada gaya gesekan yang dihadapi dalam proses ekstrusi maju. Oleh karena itu, beban kerja berkurang dan juga tidak tergantung pada panjang billet.

Bagian tabung juga dapat diekstrusi dengan menggunakan mandrel bersama dengan ram, seperti diilustrasikan pada Gambar 3.51. Produk ujung terbuka (Gambar 3.51a) dan tertutup (Gambar 3.51b) dapat diperoleh tergantung pada bentuk lembar kosong awal. Mandrel dapat dipasang pada ram atau pada badan terpisah, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.51c.

Kalung berdinding tipis dapat diperoleh dengan menggunakan ekstrusi dampak. Proses ini terbatas pada bahan lunak dan duktile dan biasanya dilakukan dalam kondisi dingin.

Alih-alih menerapkan beban pada billet secara langsung oleh ram, medium fluida dapat digunakan, seperti diilustrasikan pada Gambar 3.53a. Proses ini dikenal sebagai ekstrusi hidrostatis; di sini, kerugian gesekan di antarmuka billet-wadah dihilangkan.

Variasi sedikit dari proses ini menawarkan kemungkinan untuk diekstrusi bahan yang relatif rapuh. Dalam ini, selain tekanan hidrostatis besar yang diterapkan pada billet, produk di ruang penerima dipelihara di bawah tekanan yang lebih rendah (sekitar setengah dari tekanan yang diterapkan pada billet). Seperti ditunjukkan pada Gambar 3.53b, materi tunduk pada gradien strain yang lebih rendah. Dalam proses ini, mungkin untuk menghasilkan objek yang sangat besar. Namun, karena proses ini secara inheren lambat, aplikasinya terbatas.

Untuk menghasilkan pekerjaan yang memiliki bentuk kompleks dengan penampang tidak seragam, ekstrusi rongga tertutup dengan cetakan terpisah dapat digunakan. Proses ini mirip dengan pengecoran cetakan tertutup dan diilustrasikan pada Gambar 3.53c.

Semua billet biasanya dilapisi lapisan oksida. Selama proses ekstrusi normal, lapisan oksida ini dapat ditarik ke dalam inti produk (mengurangi karakteristik kekuatannya) kecuali aliran laminar selama deformasi plastis dijamin. Pelumas harus digunakan antara billet, cetakan, dan wadah tidak hanya untuk mengurangi beban kerja tetapi juga untuk menjaga aliran tetap laminar. Akibatnya, permukaan luar billet membentuk kulit produk. Prinsip memelihara lapisan permukaan ini juga digunakan dalam ekstrusi panas dari bahan dengan kekuatan tinggi dan produk berlapis seperti yang sekarang dibahas.

Rentang suhu billet selama ekstrusi panas baja adalah 1200-1500°C. Cetakan harus dijaga pada suhu yang lebih rendah (sekitar 200°C) untuk menghindari laju keausan yang berlebihan. Serat kaca (atau bubuk) biasanya digunakan sebagai pelumas karena viskositas kaca sensitif terhadap suhu. Dengan demikian, viskositas tinggi di permukaan cetakan, memberikan perlindungan yang baik terhadap keausan cetakan dan memfasilitasi pembentukan kulit kaca (tebal sekitar 0,025 mm) . pada produk. Pada saat yang sama, beban kerja berkurang karena viskositas kaca jauh lebih rendah di antarmuka billet-wadah.

Aplikasi berguna lain dari proses berlapis ini adalah dalam produksi batang bahan bakar nuklear radioaktif, misalnya- uranium dan torium. Batang dikemas dalam tembaga atau kuningan yang keduanya kurang reaktif terhadap gas atmosfer dan melindungi batang bahan bakar dari oksidasi dan jenis kontaminasi lainnya. Billet disiapkan dengan cover yang terbuat dari bahan berlapis.

Operasi #7. Pencetakan dan Pemotongan Cetak:

Meskipun pencetakan dan pemotongan cetak adalah operasi lembar logam yang paling umum yang melibatkan pemotongan lembar logam, ada operasi serupa lainnya seperti – (i) penggeratan, (ii) pelancaran, (iii) pelintasan, (iv) gigitan, dan (v) pemotongan akhir.

Dalam operasi penggeratan, materi dihapus dari sisi lembar logam, sedangkan pelancaran membuat potongan sebagian melalui logam tanpa menghasilkan sisa. Pelancaran sering digabungkan dengan pengliukan untuk membentuk tab. Pelintasan adalah operasi untuk memotong lembar logam gulungan secara panjang untuk menghasilkan strip yang lebih sempit.

Dalam operasi gigitan, bentuk rumit dipotong dari lembar logam dengan menghasilkan gigitan yang tumpang tindih yang dimulai baik dari batas luar atau dari lubang cetakan. Tanpa menggunakan alat khusus, pukulan bundar atau segitiga sederhana dengan dimensi kecil direkrutasi di lokasi tetap. Lembar logam diarahkan untuk mendapatkan bentuk potongan yang diinginkan. Pemotongan akhir merujuk pada penghapusan materi berlebih di flange atau flash.

Dalam mengurangi waktu operasi dan biaya, desain cetakan dan pukulan untuk pemotongan cetak memainkan peran yang sangat penting. Kombinasi cetakan-pukulan sederhana tipikal. Lokasi relatif yang akurat antara pukulan dan cetakan dipertahankan dengan bantuan serangkaian tiang panduan. Stripper membantu dalam menghapus pekerjaan lembar logam dari pukulan selama gerakan kembali, sedangkan pin dorong yang dilengkapi pegas membantu dalam menghapus cetakan dari muka pukulan. Stripper juga bertindak sebagai penahan lembar kosong untuk mencegah penarikan.

Untuk mengoptimalkan ruang dan waktu, lebih dari satu operasi dapat dilakukan dalam satu gerakan, menggunakan lebih dari satu set cetakan dan pukulan dalam rangkaian yang sama (Gambar 3.56). Rangkaian ini biasanya dikenal sebagai cetakan gabungan. Harus diperhatikan bahwa pukulan dan cetakan pemotongan cetak berada dalam posisi terbalik pada Gambar 3.56. Jelas bahwa pemboran lubang dalam harus dilakukan sebelum pemotongan cetak. Terkadang, kombinasi penarikan (atau pengliukan) dan pemotongan cetak juga digunakan untuk hemat biaya.

Dalam situasi yang disebutkan di atas, lebih dari satu operasi dilakukan di satu lokasi saja. Namun, juga mungkin untuk menggunakan serangkaian elemen cetakan-pukulan di lokasi yang berbeda. Di sini, satu operasi dilakukan di setiap stasiun dan stok logam diteruskan ke stasiun berikutnya. Dengan demikian, operasi berkelanjutan mungkin. Rangkaian cetakan ini disebut cetakan progresif.

Aspek penting lainnya dari operasi pemotongan cetak adalah untuk meminimalkan sisa dengan tata letak desain yang optimal (juga dikenal sebagai nesting). Ini direpresentasikan secara skematis pada Gambar 3.58. Pembatasan pada tata letak ditunjukkan pada Gambar 3.58b. Celah minimum antara tepi cetakan dan sisi strip diberikan sebagai g = t + 0,015h, di mana t adalah tebal strip dan h adalah lebar cetakan.

Celah antara tepi dua cetakan berturut-turut (b) bergantung pada tebal strip t. Tabel 3.1 menunjukkan berbagai nilai b. Terkadang, arah relatif aliran serat (ketika strip yang digulirkan digunakan sebagai stok) terhadap cetakan ditentukan. Dalam hal ini, kebebasan nesting hampir hilang.

Dalam cetakan lingkaran, beberapa penghematan sisa mungkin hanya tercapai melalui pilihan beberapa baris.

Operasi #8. Proses Pembentukan Tingkat Energi Tinggi:

Dalam semua proses pembentukan logam yang telah kami bahas, sumber energi konvensional digunakan. Selain ini, sumber energi seperti kimia, magnet, dan deras listrik dapat digunakan. Karena, dalam semua proses tersebut, laju aliran energi berada dalam tingkat yang jauh lebih tinggi, ini biasanya disebut proses Tingkat Energi Tinggi (HER). Karena energi kinetik suatu benda yang bergerak proporsional dengan kuadrat kecepatannya, sejumlah besar energi dapat disediakan oleh benda yang relatif lebih kecil yang bergerak dengan kecepatan tinggi.

Misalnya- tekan dengan kapasitas 500 kN yang bergerak sejauh 0,15 m menghasilkan energi sebesar 75 kJ. Sekitar jumlah energi yang sama dapat disampaikan oleh palu yang beratnya 42 kN jika ia memukul benda kerja dengan kecepatan 6 m / detik. Namun, fond air, yang beratnya hanya 26 N, yang dibuat bergerak dengan kecepatan hingga 240 m / detik oleh muatan peledak, dapat menyediakan jumlah energi yang sama. Prinsip ini dapat digunakan dalam pembuatan mesin dan peralatan kecil.

Sekarang, mari kita pertimbangkan laju pelepasan energi dalam tiga kasus yang telah kami sebutkan. Dalam kasus pertama, waktu yang dihabiskan biasanya sekitar 0,5 detik, menunjukkan daya sebesar 150 kW. Palu jatuh membutuhkan waktu sekitar 0,06 detik untuk berhenti dan daya yang terlibat ternyata 1,25 MW. Operasi peledakan selesai dalam sekitar 0,0007 detik, mengindikasikan daya sebesar 107 MW. Ini menunjukkan bahwa kasus terakhir menghasilkan tidak hanya mesin yang paling kompak tetapi juga yang paling kuat. Operasi pembentukan kecepatan tinggi, yaitu pembentukan peledakan dan pembentukan deras listrik, didasarkan pada prinsip yang disebutkan di atas.

Kami sekarang membahas the tiga proses HER umum:

i. Pembentukan Peledakan:

Gambar 3.60 menunjukkan dua skema pembentukan peledakan. Dalam keduanya, gelombang kejut dalam medium fluida (biasanya air) dihasilkan dengan meledakkan muatan peledak charge.

Untuk bagian kecil, seluruh depan gelombang kejut dimanfaatkan dalam ruang terbatas, sedangkan untuk objek besar, hanya sebagian dari depan gelombang yang digunakan. Jelasnya, operasi terbuka kurang efisien. Namun, ada risiko yang lebih besar dari kegagalan cetakan dalam operasi tertutup karena kurangnya kontrol yang tidak terhindarkan dalam pembentukan peledakan.

Peledak tipikal meliputi TNT dan dinamit untuk energi yang lebih tinggi, dan barut untuk energi yang lebih rendah. Dengan peledak tinggi yang ditempatkan secara langsung di atas benda kerja, tekanan hingga 35 kN / mm² dapat dihasilkan. Dengan peledak rendah, tekanan terbatas hingga 350 N / mm².

Dengan air sebagai medium transmisi, tekanan puncak p yang didapatkan diberikan oleh –

Jarak antara muatan peledak dan permukaan bebas air (in
unconfined forming) harus setidaknya dua kali jarak stand-off. Jika tidak, banyak energi hilang, menurunkan efisiensi operasi. Dengan menggunakan berbagai jenis tooling, kita dapat membentuk berbagai bentuk. Secara umum, efek proses pada sifat materi mirip dengan yang ada dalam pembentukan konvensional.

ii. Pembentukan Elektrohidraulik:

Deras listrik dalam bentuk sparks, bukan peledak, juga dapat digunakan untuk menghasilkan gelombang kejut dalam fluida. Operasi yang menggunakan prinsip menghasilkan gelombang kejut ini disebut pembentukan elektrohidraulik. Karakteristik proses ini sangat mirip dengan pembentukan peledakan. Bank kapasitor diisi melalui sirkuit pengisian; kemudian, sakit ditutup, menghasilkan spark di dalam celah elektrode untuk meledakkan kapasitor.  

Tingkat energi dalam proses ini lebih rendah daripada dalam pembentukan peledakan. Tekanan puncak yang dikembangkan di atas benda kerja adalah fungsi dari jumlah energi yang dilepaskan (melalui spark) dan jarak stand-off.

iii. Pembentukan Elektromagnetik:

Sama seperti dalam pembentukan elektrohidraulik, demikian pula dalam pembentukan elektromagnetik, energi listrik pertama disimpan dalam bank kapasitor. Energi ini kemudian dilepaskan melalui kumplengan dengan menutup sakit. Kumplengan menghasilkan medan magnet; intensitas medan ini bergantung pada nilai arus. Karena benda kerja logam berada dalam medan magnet ini (yang bervariasi seiring waktu), arus diinduksi dalam pekerjaan yang menciptakan medan magnetnya sendiri.

Arah medan ini sedemikian sehingga kumplengan yang dipegang kencang mendorong benda kerja ke dalam cetakan. Benda kerja jelas harus dapat menghantarkan listrik tetapi tidak perlu magnetik. Umur pendek kumplengan adalah masalah utama dalam operasi seperti itu.

Operasi # 9. Pengecetakan:

Pengecetakan adalah operasi pengecoran cetakan tertutup yang memberikan variasi yang diinginkan pada ketebalan (karena batasan lateral) pada benda kerja tipis dan datar. Seperti namanya menunjukkan, proses ini banyak digunakan dalam produksi koin dan juga objek serupa lainnya yang membutuhkan cetakan wajah yang terdefinisi dengan baik.

Operasi # 10. Penggilingan Utas:

Untuk produksi massal objek berspesifikasi utas, misalnya, bout dan baut, dua cetakan datar yang bergerak maju mundur (atau gulungan utas yang berputar ke arah berlawanan) dapat digunakan untuk mendapatkan utas dalam benda kerja melalui deformasi plastis. Ini pada dasarnya adalah operasi penggilingan, dan dari sini nama penggilingan utas.   

Operasi # 11. Pengeboran Tabung:

Produksi tabung tanpa sambungan sangat penting dan biasanya dicapai dengan operasi pengeboran tabung. Dalam operasi ini, stok batang padak dipaksa untuk mengalir di atas mandrel di satu ujung melalui dua rol miring yang berputar ke arah berlawanan. Kecepatan dan jumlah kemiringan rol menentukan laju penyediaan. Operasi ini dilakukan dalam kondisi panas.  

Tindakan memeras dan memutar sekaligus dari rol membentuk materi menjadi bentuk elips dan mengembangkan retakan di sepanjang sumbu utama. Rotasi lebih lanjut dari materi yang terbentuk menyebabkan retakan melebar dan berubah menjadi lubang yang akhirnya dibentuk dan diukur oleh mandrel.

Operasi # 12. Spinning:

Dalam proses spinning, objek dengan permukaan revolusi dihasilkan dari lembar logam. Lembar kosong dipegang terhadap cetakan bentuk yang berputar dan lembar kosong lembar logam diletakkan di atas cetakan ini, menggunakan alat atau rol yang dibentuk khusus. Jika penipisan lembar logam yang bersamaan terjadi selama operasi, proses ini disebut shear spinning.

Operasi # 13. Stretch Forming:

Dalam operasi pengliukan lembar logam, tekanan kompresi selalu dikembangkan dan, dalam keadaan tertentu, ini mungkin cukup besar untuk menyebabkan lentur lokal atau keriput. Masalah seperti itu dapat dihindari dengan menjaga strip logam di bawah ten­sion selama operasi. Proses peregangan dan pengliukan yang bersamaan ini disebut stretch forming.