Cold Working Dijelaskan: Teknik, Perbedaan dengan Hot Working, dan Manfaat Utama
Dalam artikel ini kita akan mempelajari tentang Cold working proses, Metode, Perbedaan antara hot working dan cold working, kelebihan dan kekurangan.
Apa itu Cold Working ?
Cold working adalah proses pembentukan logam di mana deformasi logam terjadi di bawah suhu rekristalisasinya.
Cold forming, juga dikenal sebagai cold working, adalah proses pengolahan logam mana pun di mana logam dibentuk di bawah suhu rekristalisasinya, biasanya pada suhu kamar. Teknik hot working seperti hot rolling, forging, welding, dan sebagainya dikontras dengan proses-proses ini.
Ini adalah teknik yang sering digunakan pada logam non-leleh dengan titik leleh yang sangat tinggi. Metode ini dapat digunakan untuk memperkuat berbagai polimer. Di sisi lain, bagian logam yang di-cold-work lebih rentan terhadap korosi karena konsentrasi dislocation yang meningkat.
Apa itu Suhu Rekristalisasi ?
Suhu di mana butir bebas stres baru terbentuk dalam logam dikenal sebagai suhu rekristalisasi.
Efek Cold Working
Cold-working terutama digunakan sebagai operasi finishing, setelah pemformatan logam oleh hot-working. Ini juga mengontrol sifat mekanis baja dalam ukuran yang besar. Ini meningkatkan kekuatan tarik, kekuatan luluh, dan kekerasan baja, tetapi menurunkan duktilitasnya. Peningkatan kekerasan yang dihasilkan dari cold-working disebut sebagai work hardening.
Secara umum, cold-working menghasilkan efek berikut :
Stres internal dibangun yang tetap dalam logam kecuali jika dihapus dengan perlakuan panas yang tepat.
Distorsi struktur butir diciptakan
Kekuatan dan kekerasan logam meningkat tetapi duktilitas berkurang.
Permukaan halus dihasilkan.
Dimensi yang akurat dari bagian dapat dipertahankan.
Proses Cold Working
Cold working adalah proses bekerja pada suhu di bawah suhu rekristalisasi atau pada suhu kamar.
Bahan baku logam ditempatkan di belakang pasang dua roller selama proses ini.
Bahan baku logam pada suhu kamar atau sedikit di atas suhu kamar tetapi di bawah suhu rekristalisasi saat melewati roller.
Karena bahan baku logam dilewatkan pada suhu kamar, metode ini umumnya memerlukan gaya kompresi tinggi.
Struktur butir logam berubah dan membentuk bentuk baru akibat gaya kompresi tinggi. Logam rapuh di-cold-worked.
Metode Proses Cold Working
Metode utama cold-working adalah sebagai berikut :-
Cold rolling
Cold forging
Cold drawing
Cold bending
Cold spinning
Cold extruding
Cold Squeezing
Cold peening
Sizing, coining, hobbing
1. Cold Rolling
Batang semua bentuk, batang, lembar, dan strip umumnya diselesaikan oleh cold rolling. Foil terbuat dari logam yang lebih lembut dengan cara ini. Dua alasan utama cold-rolling logam adalah untuk mendapatkan permukaan halus dan cerah serta sifat fisik yang ditingkatkan. Jika tujuannya hanya untuk memberikan permukaan bersih dan halus pada logam, hanya jumlah rolling yang permukaan saja yang diperlukan.
Di sisi lain, di mana diinginkan agar kekuatan tarik, kekakuan, dan kekerasan meningkat secara signifikan, dan ketebalan penampang berkurang secara signifikan, maka tekanan roller yang lebih tinggi dan pengadukan yang lebih dalam diperlukan. Cold-rolling juga meningkatkan kemesinan dengan memberikan sifat kelehahan, kondisi yang kondusif untuk permukaan alat yang halus dan chip yang terpecah dengan baik.
Sebagai langkah awal operasi cold-rolling, lembar, strip, dll. baja yang telah dihot-rolled direndam dalam larutan asam untuk menghilangkan skala dan dicuci dengan air lalu dikeringkan. Baja yang bersih dilewatkan berulang kali melalui serangkaian roller sehingga menghasilkan pengurangan sedikit di setiap lulus hingga ketebalan yang diperlukan dicapai.
2. Cold Forging
Cold forging adalah proses mendeformasi material logam pada suhu kamar menggunakan tekanan sangat tinggi. Slug ditempatkan dalam cetakan dan dikompresi oleh press hingga sesuai dengan bentuk yang diinginkan. Tergantung pada kompleksitas geometris komponen, beberapa operasi mungkin diperlukan untuk secara bertahap mendefomasi logam.
3. Cold Drawing
Operasi Cold drawing melibatkan paksaan logam melalui cetakan oleh gaya tarik yang diterapkan pada sisi keluar cetakan. Sebagian besar disebabkan oleh gaya kompresi yang timbul dari reaksi dengan cetakan. Biasanya logam memiliki simetri lingkaran, kebutuhan mutlak.
Batang, tabung, dan extrusion sering diberikan operasi cold-finishing untuk mengurangi ukuran, meningkatkan kekuatan, memperbaiki finishing, dan memberikan akurasi yang lebih baik.
4. Cold Bending
Bending adalah proses di mana panjang lurus diubah menjadi panjang lengkung. Ini adalah salah satu proses pembentukan yang paling banyak digunakan untuk mengubah plat (atau lembar) menjadi drum, saluran lengkung, dll. Batang, batang, kawat, tabung, dan bentuk struktural serta lembar logam dibentuk menjadi banyak bentuk dalam kondisi dingin melalui cetakan.
Dalam semua pengelauan logam, logam yang ditekan di luar batas elastis berada dalam tarik di luar dan kompresi di dalam lenturan. Peregangan logam di luar membuat bahan baku lebih tipis, Pengelauan strip logam datar biasanya dilakukan dengan roll forming.
5. Cold Spinning
Cold-spinning adalah operasi pembentukan logam tipis dengan menekannya terhadap bentuk saat berputar. Metode ini sama persis dengan hot spinning, kecuali kondisi logam. Dalam cold spinning, logam dikerjakan pada suhu kamar.
Peralatan yang diperlukan untuk spinning terdiri dari bubut, alat pembentukan, dan bentuk logam atau kayu yang sesuai dengan bentuk yang diperlukan. Lembaran lingkaran dipotong dan diposisikan terhadap bentuk oleh pengikut. Alat bundar digunakan dan saat bubut berputar, lembaran dipaksa ke bentuk.
6. Cold Extrusion
Prinsip cold extrusion sama persis dengan hot extrusion. Dari berbagai proses extrusion, impact extrusion pada dasarnya adalah metode cold extrusion.
6. Impact Extrusion
Impact extrusion terutama terbatas untuk membuat pekerja kecil dari logam yang lebih duktil. Bahan kerja ditempatkan dalam posisi ke dalam cetakan buta dan ram punch dengan jarak tendeikan dipaksa ke dalam cetakan, menyebabkan logam mengalir plastis di sekitar punch. Diameter luar tabung sama dengan diameter cetakan, dan ketebalan dikontrol oleh jarak tendeikan antara punch dan cetakan. Gaya ekstrusi biasanya disuplai oleh press mekanis. Tabung obat runtuh dan tabung pasta gigi dibuat dengan cara ini.
7. Cold Squeezing
Cold squeezing adalah operasi pemerasan yang dilakukan pada suhu jauh di bawah titik leleh untuk menyelesaikan permukaan pekerja untuk akurasi dimensi dan finishing permukaan yang ditingkatkan.
Pemerasan adalah cara cepat dan umum untuk membentuk logam duktil. Dari berbagai proses pemerasan, cold heading dan rotary swaging sangat umum.
Cold heading :- Cold heading adalah proses cold forging, terutama untuk manufaktur baut, baut, baut, palu, dan item serupa.
Rotary Swaging :- Rotary swaging adalah proses yang digunakan untuk mengurangi area penampang silang batang dan tabung. Swaging sering dianggap sebagai operasi cold-forging, karena pembentukan logam terjadi di bawah pukulan palu bagian cetakan. Mesin swaging terdiri terutama dari spindle hollow yang membawa bagian cetakan dan roller.
8. Cold Peening
Cold Peening metode digunakan untuk menciptakan keadaan stres kompresi permukaan, menyebabkan bagian dalam anggota mengambil stres tarik sebaliknya. Karena kelelahan umumnya terjadi dari permukaan yang beban siklus dalam tarik, umur anggota yang semacam itu sering diperpanjang oleh shot peening. Metode ini kadang-kadang digunakan untuk mencapai efek hias.
Shot peening dilakukan dengan meledakan atau melemparkan hujan shot kecil dengan kecepatan tinggi terhadap pekerja untuk menyebabkan sedikit indensi. Gambar 7.15 menunjukkan shot peenig action pada pekerja.
9. Sizing, Coining and Hobbing
Bagian dari besi taul, baja taul, logam bubuk, aluminium, dan logam nonferrous duktil lainnya biasanya diselesaikan ke ketebalan dengan pemerasan operasi yang disebut sizing. Cetakan khusus diperlukan untuk hampir setiap pekerja, tetapi setiap bagian dapat diukur dalam sebagian kecil waktu pemesinan. Dengan demikian, sizing ekonomis di mana pun berlaku di industri produksi tinggi.
Operasi seperti sizing disebut coining, tetapi coining lebih benar melibatkan impresi dan pengangkat gambar atau karakter dari punch dan cetakan ke dalam logam. Logam dibuat mengalir, dan desain di sisi berlawanan dari bagian yang di-coin tidak selalu terkait seperti dalam embossing. Uang keras mungkin produk terpopuler dari coining.
Hobbing atau hubbing adalah metode pembuatan cetakan untuk industri plastik dan die-casting. Punch yang disebut hob atau hub, dipesan dari baja perkakas ke bentuk rongga, diperlakukan panas untuk kekerasan, dan dipolir. Kemudian ditekan ke dalam lembar baja lembut untuk membentuk cetakan. Keuntungan utama metode ini adalah satu hob yang diterapkan dengan baik dapat membuat sejumlah rongga dalam satu cetakan atau dalam serangkaian cetakan. Sizing, coining, hobbling, dll., diilustrasikan dalam Fig. 7.16
Perbedaan Antara Hot working dan Cold Working
HOT WORKING
COLD WORKING
1. Teknik untuk mendefomasi plastik logam di atas suhu rekristalisasinya dikenal sebagai hot working.
1. Teknik untuk memperkuat logam melalui deformasi plastik pada suhu di bawah suhu rekristalisasi dikenal sebagai cold working atau work hardening.
2. Hot working dilakukan pada suhu yang lebih tinggi dari suhu rekristalisasi logam.
2. Cold working dilakukan pada suhu yang lebih rendah dari suhu rekristalisasi logam.
3. Tidak ada stres internal atau residu dalam logam saat dikerjakan panas.
3. Stres internal dan residu berkembang dalam logam selama cold working.
4. Dalam hot working, logam dideformasi dan dipulihkan secara bersamaan.
4. Dalam cold working, tidak ada pemulihan logam yang signifikan.
5. Hot working dapat digunakan untuk menghilangkan retakan atau pori.
5. Cold working menyebabkan retakan berkembang dan retakan baru muncul.
6. Setelah hot working, homogenitas logam sangat tinggi.
6. Setelah cold working, homogenitas logam rendah.
Kelebihan Cold Working
Prosedur cold working menghasilkan finishing permukaan yang halus.
Ini menghasilkan dimensi bagian yang akurat.
Ini meningkatkan kekuatan dan kekerasan logam sambil mengurangi duktilitasnya.
Karena prosedur ini dilakukan tanpa panas, tidak ada oksida yang terbentuk pada permukaan, menghasilkan permukaan yang halus.
Metode ini terutama digunakan untuk produksi massal.
Kekurangan dalam proses ini mudah terdeteksi dan dapat diperbaiki.
Karena kekuatan tarik, titik luluh, dan duktilitas ditingkatkan, resistensi karat berkurang
Mencegah kehilangan logam karena korosi.
Tidak perlu memanaskan logam.
Ini menghemat uang karena tidak memerlukan pemanasan.
Strain hardening terjadi.
Kekurangan Cold Working
Cold working memerlukan permukaan yang bersih dan halus.
Logam rapuh tidak dapat di-cold-work dengan baik.
Butuh lebih banyak gaya untuk memulai dan menyelesaikan pekerjaan.
Memerlukan mesin yang lebih kuat.
Jumlah maksimum deformasi yang dapat diberikan terbatas oleh kemampuan press dan palu karena kekuatan luluh yang tinggi dan duktilitas rendah.
Aplikasi Cold Working
1. Cold working digunakan untuk membuat berbagai produk di industri seperti lembar datar besar, tabung logam, kepala baut, joint rebet, dan banyak lagi.
2. Digunakan dalam berbagai industri, termasuk penerbangan, besi dan baja, otomotif, dan sebagainya.
3. Paling banyak digunakan dengan logam duktil.
4. Proses ini juga digunakan setelah hot working logam karena memberikan finishing yang halus dan kekuatan.
5. Banyak produk dihasilkan melalui penggunaan berbagai metode cold working seperti sheering, cold rolling, dan cold extrusion.
Apa Tujuan Cold Working ?
Cold working merujuk pada proses memperkuat logam dengan mengubah bentuknya tanpa menggunakan panas. Menyerap logam pada stres mekanik ini menyebabkan perubahan permanen pada struktur kristal logam, menyebabkan peningkatan kekuatan.
Ini memperkuat material melalui proses yang disebut strain hardening (atau work hardening). Ini adalah saat logam duktil menjadi lebih keras dan lebih kuat saat dideformasi plastis. Biaya penguatan ini adalah pengurangan duktilitas.
Pertanyaan Umum
Cold working logam meningkat
1. Kekuatan luluh 2. Kekuatan tarik 3. Kekerasan 4. Semua di atas
Jawaban Benar adalah 4. Semua di atas
Penjelasan :- Work hardening adalah yang terjadi dalam proses pengolahan logam yang sengaja menginduksi deformasi plastik untuk mengubah bentuk. Proses-proses ini dikenal sebagai cold working atau cold forming processes. Cold working logam meningkatkan kekerasan, kekuatan luluh, dan kekuatan tarik
Apa yang ditingkatkan cold working
1. Duktilitas 2. Kekuatan dampak 3. Persentase elongasi 4. Kekuatan kelelahan
Jawaban Benar adalah 4. Kekuatan kelelahan
Sebagian besar waktu cold forming dilakukan pada suhu kamar dan material yang digunakan adalah Baja karbon rendah dan sedang, baja leguran rendah, tembaga dan logam ringan, Titanium dan berilium.
Cold working baja didefinisikan sebagai bekerja
1. Pada suhu rekristalisasinya 2. Di atas suhu rekristalisasinya 3. Di bawah suhu rekristalisasinya 4. Pada dua pertiga titik leleh logam
Jawab: Opsi 3
Yang mana di antara berikut ini tidak ditingkatkan oleh cold working logam?
1. Kekerasan 2. Ketahanan 3. Finishing permukaan 4. Resistensi korosi
Jawab : 4. Resistensi korosi
Cold working logam dilakukan pada
1. Di bawah suhu rekristalisasi 2. Di bawah suhu rekristalisasi 3. Suhu rekristalisasi 4. Salah satu dari di atas
