Makalah Cold Rolling [PDF]

Citation preview

  



COLD ROLLING



-Pengerjaan dingin logam Pengertian secara umum Pengerjaan dingin adalah suatu proses deformasi pada yang dilakukan pada temperature di bawah temperature rekristalisasi. Pada temperature ini, deformasi akan menyebabkan benda kerja mengalami pengerasan regang dan perubahan struktur butiran. • Logam umumnya mengalami pengerjaan dingin pada suhu ruang, meskipun perlakuan tersebut mengakibatkan kenaikan suhu. Pengerjaan dingin mengakibatkan timbulnya distorsi pada butir. Sehingga meningkatkan kekuatan, memperbaiki kemampuan permesinan, meningkatkan ketelitian dimensi, dan menghaluskan permukaan logam.• Akibat proses pengerjaan dingin, secara umum : 1) Terjadinya tegangan dalam logam, yang dapat dihilangkan dengan suatu perlakuan panas. 2) Struktur butir mengalami distorsi / perpecahan. 3) Kekerasan dan kekuatan meningkat, hal ini seiring dengan kemunduran dalam keuletan. 4) Suhu rekristalisasi baja meningkat. 5) Penyelesaian permukaan lebih baik. 6) Dapat diperoleh toleransi dimensi yang lebih ketat. Secara umum, , proses pengerjaan dingin adalah : penggilingan, , penarikan, , dan ekstruksi Operasi pengerjaan dingin secara menyeluruh



memerlukan ketelitian dimensi, permukaan mulus, , dan sifatfisik yang baik dilakukan dengan penarikan dingin atau dengan mereduksi tabung. yang dibentuk dengan penggilingan panas dibersihkan dengan asam lalu dicuci sampai bebas dari kerak. . Sebelum penyelesaian, , tabung diberi pelumas untuk mengurang gesekan dan untuk    



  



meningkatkan kehalusan permukaan, , kemudian dilakukan penarikan dingin yang dilakukan pada bangku tarik Gambar berikut ini.



Batang kawat, dengan diameter 6 mm, berasal dari billet yang digiling kemudian dibersihkan dalam larutan asam untuk menghilangkan kerak dan karat. Batang kawat diberi lapisan pelindung untuk mencegah terjadinya oksidasi, menetralkan sisa-sisa asam dan sekaligus merupakan pelumas atau lapisan tempat melekatnya lapisan berikutnya. Proses penarikan dapat bersifat bertahap atau kontinyu. Gambar 13.5



   



  



penampang die yang digunakan untuk menarik kawatProses penarikan bertahap Suatu gulungan kawat dipasangkan di mesin dan salah satu ujungnya dimasukkan ke lubang penarik. Bila ril penarik berputar, kawat ditarik melalui lubang die sambil digulung. Langkah ini diulang beberapa kali, setiap kali digunakan die yang lebih kecil,sampai diperoleh ukuran kawat yang diinginkan. Proses penarikan kontinu Kawat yang ditarik melalui beberapa die dan ril penarik disusun secara seri. Sehingga kawat dapat mengalami deformasi maksimal sebelum memerlukan anil. Jumlah die tergantung pada jenis logam atau paduan yang sedang ditarik. Die umumnya terbuat dari karbida tungsten, kadang-kadang digunakan die intan mesin penarik kawat kontinuPembuatanLembaranTipis kadang--kadang ± 0.02 cm dibuat dengan cara pengerolan dingin. . Bahan baku berupa logam murni atau paduan, , memerlukan pengendalian yang sangat ketat. . Logam murni atau campuran logam murni dimasukkan secara kontinu ke dalam tanur peleburan, , didinginkan lalu dirol langsung secara kontinu menjadi lembaran tipis. . Ketebalan diatur oleh tekanan rol dan tegangan tarik dalam bahan. . Permukaan mungkin halus dan mengkilap keduanya atau salah satunya kusam. . Efek kusam diperoleh dengan mengerol sepasang lembaran sekaligus. . Permukaan yang bersentuhan dengan rol akan mengkilap danProses Putar – Tekan Benda ditekankan pada cetakan yang berputar berbentuk simetris dan dibuat dari kayu keras dan untuk menghasilkan jumlah yang banyak digunakan cetakan dari baja licin. Bahan tebuk dapat berupa lingkaran datar atau benda hasil linyuk ( deep drawing ). Pekerjaan putar tekan umumnya pada permukaan luar meskipun dapat diputar tekan dari sisi dalam. Proses ini sering diterapkan untuk membuat alat-alat musik, alat-alat penerangan, reflector,



corong, bejana besar untuk



proses-proses dan alat-alat dapur. proses putar tekanProses ini memiliki beberapa kelebihandibandingkan dengan proses pres.peralatan lebih murah,    



  



produk baru dapat dihasilkan lebih dini dan untuk produk yang sangat besar jauh lebih murah. Kerugiannya : upah tenaga terlatih yang lebih tinggi danlaju produksi lebih rendah. Proses putar tekan—geser Langkah langkah pada pembuatan bejanah konis: Mula mula pelat di tekan pada mandril oleh pemegang.Rol ditekan pada plat sehingga Terdesak Menyerupai mandril dan tebal. . Ketebalan nya mencapai 80% alat tekan yang hanya membentuk mandril tanpa mengakibatkan terjadinya aliran plastik atau reduksi ketebalan..Gambar 13.9 langkah--langkah pembuatan bejana konis dengan proses putar tekan—geser dan bahan tebuk berupa platKeuntungan prosesini:



-- Bahan benda lebih kuat -- Menghemat bahan -- Murah biayanya Pengaruh Pengerjaan Dingin Terhadap Struktur Mikro Bahan Logam



   



  



Gambar 2 menunjukkan pengaruh deformasi terhadap perubahan struktur mikro baja karbon seri 1008. Butir-butir awal yang semula adalah ekuiaksial (relative bulat) menjadi butir-butir yang memanjang atau pipih setelah dideformasi dengan tingkat reduksi 42 persen dan 64 persen. Semakin tinggi tingkat deformasinya, maka butir-butirnya menjadi semakin pipih. Apa itu pengerolan?? merupakan salah satu proses manufaktur yang sangat berperan dalam pembuatan beberapa produk teknik, misalnya dalam pembentukan plat. Untuk membentuk plat menjadi produk dengan menggunakan proses pengerolan diperlukan sebuah mesin untuk melaksanakannya. Mesin tersebut dinamakan dengan mesin roll. Mesin roll konvensional menggunakan tenaga manusia untuk melakukan pengerolan. Mesin roll ini memiliki beberapa kekurangan, misalnya waktu produksi yang lama serta kualitas produk yang dihasilkan rendah. Mesin roll jenis lainnya, menggunakan motor listrik sebagai sumber penggeraknya. Dalam industri manufaktur banyak digunakan mesin roll dengan motor listrik ini, bahkan telah mengalami perkembangan yang pesat, beberapa diantaranya telah dikendalikan secara otomatis.



A. Pengertian pengerjaan rolling dingin Cold Rolling adalah suatu proses pembentukan dengan cara reduksi, atau pengurangan luas penampang, atau pengurangan penebalan, atau proses pembentukan logam melalui deformasi dengan cara melewatkan logam pada satu pasang roll yang berputar berlawanan arah dengan kondisi logam tanpa pemanasan terlebih dahulu .



   



  



Pengerjaan dingin mengakibatkan timbulnya distorsi pada butir. Sehingga meningkatkan kekuatan, memperbaiki kemampuan permesinan, meningkatkan ketelitian dimensi, dan menghaluskan permukaan logam. Bahan awal untuk baja cold-rolled lembar kepingan besi breakdown hotrolled dari pabrik hot-strip terus menerus. Total pengurangan yang dicapai dengan pengerjaan dingin bergulir umumnya akan bervariasi dari sekitar 50 sampai 90%. • Pengurangan setiap stand harus terdistribusi secara merata tanpa jatuh di bawah pengurangan maksimum untuk setiap pengerjaan. • Umumnya persentase penurunan terendah terjadi di pass terakhir untuk kontrol yang lebih baik dari kerataan, pengukur, dan permukaan akhir.



Contoh gambar pengerjaan dingin



   



  



B. Proses Pengerjaan rolling Dingin Pada Industri 1. Cold Rolling Akurasi ketebalan cold rolling produk ditentukan oleh proses dingin bergulir. Bergulir kekuatan dan jalur ketegangan yang dikendalikan oleh komputer untuk meminimalkan penyimpangan ketebalan selama bergulir, berdasarkan pengukuran ketebalan strip pada entri dan sisi pengiriman dari pabrik. 2. Pembersihan Pembersihan Bergulir pada minyak strip canai dingin adalah dengan dibakar selama anil, yang proses selanjutnya setelah rolling dingin. Jenis minyak bergulir dihapus dengan membersihkan elektrolit sebelum anil. Secara khusus, elektrolit pembersihan digunakan adalah produk yang memerlukan permukaan yang bersih untuk memastikan baik paintability. 3. Proses Penguatan sifat mampu bentuk produk ditentukan oleh proses penguatan.Karena cold rolling secara signifikan meningkatkan materi kekerasan, membuat membentuk    



  



sulit, proses penguatan dilakukan untuk meningkatkan daktilitas dengan menginduksi struktur rekristalisasi dalam baja. Sebagai proses anil, kumparan ditumpuk dan ditutupi oleh kotak dan anil dan ini disebut bets anil. Yang lainnya adalah anil kontinyu proses, di mana gulungan terus dirawat. 4. Skinpass rolling Kumparan anil yang ringan digulung oleh pabrik untuk mencegah cacat yang disebut tandu ketegangan,untuk memperbaiki bentuk strip, dan menyesuaikan dengan sifat mekanik. Kulit Lulus bergulir juga digunakan untuk menghasilkan produk yang jadi tapi belum selesai dan produk yang telah selesai. 5. Finishing Setelah skinpass selesai bergulir, kumparan diproses di recoiling yang line, di mana mereka dipotong untuk menghasilkan suatu gulungan produk dari berat, atau di garis geser, di mana mereka dipotong untuk lembar dimensi tertentu. Ketebalan produk, lebar, bentuk, dan kualitas permukaan diperiksa, dan sifat mekanik diuji menggunakan spesimen yang diambil pada garis finish. Contoh Gambar :



   



  



Dari desainnya mesin roll secara umum dibagi menjadi 3 jenis yaitu : Mesin roll plat asimetris, mesin ini merupakan tipe yang paling sederhana, menggunakan 3 roll yang disusun secara asimetris yang mana 2 roll digunakan untuk menjepit dan satu roll untuk mengarahkan. Tenaga yang digunakakan bisa dari tenaga manusia, motor listrik maupun hidrolik. Mesin ini digunakan untuk mengerol plat plat tipis.



Mesin roll plat 3 roll, mesin ini rollnya disusun seperti segitiga, dua roll dipasang sejajar dibawah dan 1 roll dipasang diatas diantara 2 roll bawah tersebut. Mesin ini menggunakan tenaga motor listrik dan hidrolik. Mesin ini dipakai untuk mengeroll plat2 tebal dan dibeberapa merk ternama mesin ini bisa untuk membentuk conebending (kerucut), fungsi cone bending ini tidak selalu ada di mesin 3 roll, dan untuk diketahui membentuk cone bending membutuhkan kapasitas 2 kali lebih besar dari pada membentuk pipa atau tangki biasa



   



  



Mesin roll plat 4 roll, mesin ini merupakan penyempurnaan dari mesin 3 roll, dimana 2 rollnya dipasang lurus atas bawah dan 2 roll lagi dipasang disamping kanan kirinya, mesin ini lebih memudahkan didalam pengoperasian, seperti memudahkan dalam penempatan plat karena bisa dipasang sejajar dengan meja atau side support. Fungsi cone bending juga lebih sempurna dikerjakan oleh mesin ini. Dalam melakukan pengerolan dikenal dengan istilah prebending, yaitu dimana ujung dari plat yang digulung menjadi sangat keras sehingga tetap lurus (tidak terbending dengan baik) hal ini dikarenakan beberapa faktor, seperti desain dari mesin roll itu sendiri (terutama 3 roll) dan keahlian dari operator. Dalam mesin 4 roll hal itu bisa diminimalkan sehingga hasil dari pengerolan tidak menyisakan plat yang masih lurus(yang biasanya musti dipotong untuk membuangnya), jadi hasilnya terbending sempurna dari ujung ke ujung tinggal mengelasnya saja, tentu saja tenaga yang digunakan untuk melakukan fungsi prebending(mengerol ujung) ini lebih besar daripada mengerol bagian tengah.



   



  



C. Keuntungan Cold Rolling 1. 2. 3. 4. 5.



Tidak dibutuhkan pemanasan Permukaan yang lebih baik Ketelitian yang lebih baik Ukurannya bisa seragam Kekuatan tariknya akan lebih baik dari bahan asalnya



Proses pengerolan dapat terjadi apabila besarnya sudut kontak antara rol penjepit dengan pelat yang akan dirol melebihi gaya penekan yang yang ditimbulkan daripenurunan rol pembentuk.Besarnya penjepitan ini dapat mendorong pelatsekaligus pelat dapat melewati rol pembentuk. Proses pengerolan biasanya dilakukan secara berulang-ulang. Aplikasi proses pengerolan berulang ini bertujuan untuk meringankan beban pengerolan. Pengerolan dengan sistem berulang ini akan memberikan pemerataan pembentukan pada seluruh bidang pelat yang mengalami proses pengerolan. Khusus-nya ujung-ujung sisi pelat yang bersentuhan dengan rol pembentuk. Diagram Tegangan Regangan di bawah memperlihat-kan baja karbon rendah yang menjadi bahan dasar pelat lembaran ini memiliki regangan yang besar jika dibandingkan dengan baja carbon tinggi. Regangan ini dapat di putus-putus dengan pengulangan sistem pengerolan. Keuntungan Menghasilkan radius pembentukkan yang menyeluruh Proses kerja pengerolan sederhana sehingga biaya yang dibutuhkan relatif lebih murah. Dapat mengerol berbagai bentuk silinder kecil maupun yang besar.    



  



Tenaga pengerolan lebih ringan karena dapat dilakukan secara berulang-ulang Mampu mengerol kerucut secara bertahap Hasil pengerolan merata diseluruh lembaran pelat dan kondisi pelat yang terbentuk tanpa cacat. Finishing proses pengerolan dilakukan dengan berbagai cara. Pengerolan pelat dilakukan untuk menghasilkan bentuk-bentuk silinder sesuai dengan bentuk yang dikehendaki. Proses selanjutnya setelah pelat di rol dilakukan proses penyambungan pelat yang sudah terbentuk kelengkungannya. Penyambungan ini sangat tergantung dari besar kecilnya silinder yang diinginkan. Finishing peroses pengerolan ini menggunakan proses pengecatan pada bagian dinding yang sudah menjadi silinder atau tabung-tabung. Pengecat ini berfungsi untuk antisipasi proses pengkaratan pada dinding tabung atau silinder. Aplikasi penggunaan dari produksi pengerolan ini sangat banyak terutama dalam pembuatan tangki-tangki besar untuk tempat penyimpanan berbagai macam cairan. Bahkan untuk pembuatan boiler bertekanan tinggi juga dapat dihasilkan dari proses pengerolan ini. Pada gambar berikut ini diperlihatkan hasil pengerolan di Industri yang ada di industri. Tangki-tangki yang ada umumnya digunakan sebagai tempat penyimpanan cairan, baik berupa minyak maupun air, atau bahan kimia.



   



  



D. Kerugian Cold Rolling 1. diperlukan gaya lebih besar 2. diperlukan perangkat lebih berat dan lebih kuat 3. kurang keuletan 4. permukaan logam harus bersih, bebas sisik 5. pemberian sifat terarah mungkin dapat merusak 6. anneal antara mungkin diperlukan untuk mengkompensasi hilang keuletan yang menyertai strain hardening 7. tegangan sisa yang tak diinginkan mungkin diproduksi



   