Metalurgi Serbuk
Di posting oleh: Agus siregar
Metalurgi Serbuk
 |
| Gambar 1. Produk Metalurgi Serbuk |
Kelebihan Metalurgi Serbuk
Kelebihan metalurgi serbuk antara lain:- Mampu digunakan untuk membuat komponen berukuran kecil atau sangat kecil.
- Mampu memproduksi komponen jadi (net shape) atau komponen hampir jadi (near net shape) secara massal.
- Mampu mengurangi bahkan menghilangkan proses lanjutan (karena proses metalurgi serbuk langsung menghasilkan komponen jadi atau komponen hampir jadi).
- Tidak banyak membuang material. Sekitar 97% material serbuk dapat dikonversi menjadi produk jadi (sehingga hanya sekitar 3% yang terbuang). Bila dibandingkan dengan proses pengecoran, metalurgi serbuk tidak membutuhkan sprue, runner, dan riser. Pada proses pengecoran; sprue, runner, dan riser merupakan limbah yang nantinya akan dilebur kembali.
- Beberapa jenis logam (seperti tungsten) sulit dikerjakan/dibentuk dengan proses lain, namun mudah dikerjakan/dibentuk dengan proses metalurgi serbuk. Sebagai contoh tungsten filament pada bola lampu pijar yang dibuat dengan metalurgi serbuk.
- Beberapa logam paduan dan cermet tidak dapat diproduksi dengan metode lain, namun dapat diproduksi dengan metalurgi serbuk.
- Dimensi produk hasil metalurgi serbuk lebih akurat dibanding produk hasil pengecoran (pada metalurgi serbuk penyimpangannya lebih kecil).
- Metode produksi metalurgi serbuk dapat dilakukan secara otomatis.
Kekurangan Metalurgi Serbuk
Kekurangan metalurgi serbuk antara lain:- Peralatan metalurgi serbuk mahal.
- Serbuk logam mahal.
- Penyimpanan dan pengangkutan logam berwujud serbuk lebih sulit.
- Memerlukan kelonggaran antara komponen (benda kerja) dengan cetakan. Kelonggaran dimaksudkan supaya benda kerja dapat dikeluarkan dari cetakan.
- Variasi berat jenis material pada sebuah komponen dapat menimbulkan masalah, khususnya pada komponen dengan geometri yang kompleks.
Aplikasi Metalurgi Serbuk
Metalurgi serbuk dapat digunakan untuk membuat komponen antara lain: pahat sisip, roda gigi, sprocket, fastener, bearing, dan komponen-komponen mesin lainnya.Pasir besi merupakan sumber daya alam yang banyak terdapat di Indonesia. Pasir besi banyak ditemukan di pantai selatan Pulau Jawa dan salah satunya di daerah Kulon Progo.
Pasir besi dapat dimanfaatkan dalam industri baja karena pasir besi banyak mengandung besi (Fe) sebagai bahan baku pembuatan baja. Pasir besi juga banyak mengandung mineral-mineral magnetik seperti magnetit (Fe3O4), hematit (α – Fe2O3), dan maghemit (ɣ - Fe2O3) sehingga pasir besi dapat digunakan di dalam industri lain. Magnetit dapat digunakan sebagai bahan dasar pembuatan tinta kering / toner yang biasa digunakan di dalam mesin fotokopi dan printer laser. Maghemit adalah bahan utama pembuatan pita kaset. Ketiga mineral tersebut juga dapat digunakan dalam industri pembuatan magnet permanen.
Dalam pengolahannya, logam atau serbu logam memiliki berbagai macam cara, salah satunya yaitu metalurgi serbuk, dimana metalurgi serbuk sendiri merupakan teknik pengolahan logam untuk menghasilkan produk komersial dengan menggunakan serbuk logam melalui prosespenekanan dan pemanasan (sinter). Serbuk dapat terdiri dari campuran serbuk logam dengan serbuk non-logam.
Proses produksi logam secara metalurgi serbuk sudah cukup dikenal sekitar abad ke – 18. Namun pada saat itu logam yang paling banyak diproduksi dengan proses ini sebatas emas dan perak. Hal itu mungkin dikarenakan logam ini memilki sifat komersial yang tinggi dan membutuhkan waktu yang paling lama dalam prosesnya. Dan ketika mesin pres tekan mulai dipergunakan, yakni pada sekitar tahun 1870, metalurgi serbuk berkembang kepada bahan-bahan logam lainnya.
II.1 Pengertian Metalurgi Serbuk
Metalurgi serbuk ialah teknik pembentukan dan penghasilan yang terdiri daripada tiga tahap pemprosesan. Pertama, bahan utama iaitu serbuk fizikal, dibahagi kepada banyak zarah individu kecil. Kemudian, serbuk disuntik ke dalam acuan atau dimasukkan melalui dai untuk menghasilkan struktur jelekat lemah (melalui pengimpalan sejuk) amat hampir dengan dimensi objek akhir yang hendak dihasilkan. Tekanan sekitar 10-50 tan setiap inci persegi biasanya digunakan. Juga, bagi mencapai nisbah tekanan yang sekata bagi barangan lebih rumit, ia sering kali perlu menggunakan penebuk lebih rendah bersama penebuk atas. Akhirnya, bahagian akhir dibentuk dengan mengenakan tekanan, suhu tinggi, masa set panjang (semasa mana pengimpalan diri berlaku), atau sebarang gabungan di atas.
Dua teknik utama yang digunakan bagi membentuk dan menyatukan serbuk adalah pensinteran dan acuan suntikan logam. Kemajuan baru menjadikan ia boleh menggunakan teknik pengilangan pantas yang menggunakan serbuk logam bagi menghasilkan keluaran. Disebabkan dengan teknik ini serbuk dicairkan dan tidak sinterkan kekuatan mekanikal lebih baik boleh dicapai.
Serbuk logam jauh lebih mahal harganya dibandingkan dengan logam padat dan prosesnya, yang hanya dimanfaatkan untuk produksi massal sehingga memerlukan die dan mesin yang mahal harganya. Harga yang cukup mahal ini dapat dibenarkan berkat sifat-sifat khusus yang dimiliki benda jadi. Beberapa produk hanya dapat dibuat melalui proses serbuk; produk lainnya mampu bersaing dengan proses lainnya karena ketepatan ukuran sehingga tidak diperlukan penyelesaian lebih lanjut. Serbuk emas dan perak serta yang lainnya telah lama dikenal dan penemuan pres tekan lainnya terlihat pada gambar 2.1 menggalakkan perkembangan metalurgi serbuk.
Gambar 2.1. Pres tekan yang digunakan sekitar tahun 1870
II.2 Proses Metalurgi Serbuk
II.2.1 Sifat dan Cara Pembuatan Serbuk
Sebelum kita mengathui tentang proses pembentukan logam dengan matalurgi serbuk, terlebih dahulu kita megetahui sifat-sifat khusus dari serbuk logam itu sendiri.
Ukuran partikel, bentuk dan distribusi ukuran serbuk logam, mempengaruhi karakter dan sifat fisis dari benda yang dimampatkan. Serbuk dibuat menurut spsifikasi antara lain bentuk, kehalusan, distribusi ukuran partikel, mampu alir (flowability), sifat kimia, mampu tekan (compressibility), berat jenis semu dan sifat-sifat sinter.
1. Bentuk
Bentuk partikel serbuk tergantung pada cara pembuatannya, dapat bulat, tidak teratur, dendritik, pipih atau bersudut tajam.
2. Kehalusan
Kehalusan berkaitan erat dengan ukuran butir dan ditentukan dengan mengayak serbuk dengan ayakan standar atau dengan pengukuran mikroskop. Ayakan standar berukuran mesh 36 - 850µm digunakan untyk mengecek ukuran dan menentukan distribusi ukuran pertikel dalam daerah tertentu.
3. Sebaran Ukuran Partikel
Dengan sebaran ukuran partikel ditentukan jumlah partikel dari setiap ukuran standar dalam serbuk tersebut. Pengaruh sebaran terhadap mampu alir, berta jenis semu dan porositas produk cukup besar. Sebaran tidak dapat diubah tanpa mempengaruhi ukuran benda tekan.
4. Mampu Alir
Mampu alir merupakan karakteristik yang menggambarkan sifat alir serbuk dan kemampuan memenuhi ruang cetak. Dapat digambarkan sebagai laju alir melalui suatu celah tertentu.
5. Sifat Kimia
Terutama menyangkut kemurnian serbuk, jumlah oksida yang diperbolehkan dan kadar elemen lainnya.
6. Kompresibilitas
Kompresibilitas adalah perbandingan volume serbuk semula dengan volume benda yang ditekan. Nilai ini berbeda-beda dan dipengaruhi oleh distribusi ukuran dan bentuk butir. Kekuatan tekan mentah tergantung pada kompresibilitas.
7. Berat Jenis Curah
Berat jenis curah atau berat jenis serbuk dinyatakan dalam kilogram per meter kubik. Harga ini harus tetap, agar jumlah serbuk yang mengisi cetakan setiap waktunya tetap sama.
8. Kemampuan Sinter
Sinter adalah proses pengikatan partikel melalui proses pemanasan.
Bila disingkat sbb. àSKKBBD-MA-MS :
| Sifat kimia | Kompresibilitas | Kehalusan | Bentuk | l B. jenis curah | Distribusi size | Mampu Alir | Mampu Sinter |
| Kemurnian serbuk J. oksidasi diperboleh kan Kadar elemen lainnya | Distribusi ukuran Bentuk butir | Proses Pengayakan | Cara buat nya | Dalam kg/m3 Harus sama dalam tiap prosesnya | Ukuran benda tekan | Daya memenuhi ruang cetak prtikel | Mampu ikat partikel saat proses pemana san (sinter) |
Tabel 2.1 Sifat-sifat serbuk logam
Adapun cara pembuatan serbuk sebagai berikut:
1. Pemesinan akan menghasilkan partikel yang kasar dan digunakan untuk membuat serbuk magnesium. Proses penggilingan dengan memanfaatkan berbagai macam mesin penghancur, mesin giling dan mesin tumbuk dapat menghancurkan berbagai jenis logam. Bahan yang rapuh dapat dihaluskan an dihancurkan dengan cara ini. Proses ini juga dimanfaatkan pada pembuatan zat pigmen dari bahan yang duktil dan diperoleh partikel berbentuk serpih. Biasanya ditambahkan minyak untuk mengecah penggumpalan. Shotting adalah operasi dimana logam cair dituangkan melalui suatu saringan atau lubang disusul dengan pendinginan dalam air. Proses ini menghasilkan partikel yang bulat atau lonjong. Logam pada umumnya dapat di”shot” namun kerap kali ukuran partikel yang dihasilkan terlalu besar. Atomisasiatau penyemprotan logam, merupakan suatu cara yang baik untuk membuat serbuk dari logam suhu rendah seperti timah hitam, aluminium, seng dan timah putih. Bentuk partikel tidak teratur dan ukurannya berbeda-beda. Proses ini disebut granulasi tergantung pada pembentukan oksida pada permukaan partikel selama prose pengadukan,
2. Pengendapan elektrolit (electrolytic deposition) adalah cara yang umum diterapkan untuk mengolah besi, perak, tantalum dan beberapa jenis logam lainnya. Untuk membuat serbk besi digunakan elektroda plat baja yang dipasang sebagai anoda dalam tangki yang mengandung elektrolit. Plat baja tahan karat ditempatkan dalam tangki sebagai katoda dan besi mengendap dalam elektroda tersebut. Digunakan arus searah dan setelah ± 48 jam, diperoleh endapan setebal 2 mm. Plat katoda kemudian dikeluarkan dan besi elektrolitik dikeruk. Besi yang sangat rapuh ini dicuci lalu disaring. Serbuk diambil untuk pelunakan. Pada proses reduksi, oksida logam direduksi menjadi serbuk dengan mengalirkan gas pada suhu di bawah titik cair. Untuk serbuk besi, biasanya digunakan kerak, suatu oksida besi. Oksida in dicampur dengan serbuk kokas dan dimasukkan ke dalam tanur putar. Pada ujung pelepasan, campura ini dipanaskan sampai 1050´C, hal ini menyebabkan karbon bereaksi dengan oksigen yang terdapat dalam oksida besi. Terbentuklah gas yang dialirkan keluar. Besi yang tertinggal cukup murni dan berbentuk spons. Serbuk logam lainnya seperti wolfram,molibden, nikel dan kobalt dibuat dengan proses yang sama.
Cara produksi yang lain diikuti presipitasi, kondensasi, dan proses kimia telah dikembangkan untuk menghasilkan serbuk logam.
Beberapa cara fisis dan kimia yang digunakan secara garis besar diberikan oleh diagram berikut (PPPPEesss Atom ngeShott.) :
| Permesinan à hasilkan partikel yang kasar u/ membuat serbuk magnesium |
| Penggilingan à dengan berbagai jenis mesin yg dapat menghancurkan berbagai jenis logam |
| Pengendapan Elektrolit à megolah perak, besi , tantalum, dll. |
| Proses reduksi à reaksikan C2 + O2 yang ada dalam oksida besi. |
| Atomisasi à penyemprotan logam u/ membuat serbuk logam bersuhu rendah |
| Shotting à logam cair dituang melalui saringan kemudian di-dinginkan dengan air |
II.2.2 Mekanisme Pembentukan
Langkah-langkah yang harus dilalui dalam metalurgi serbuk, antara lain:
1. Preparasi material
2. Pencampuran (mixing)
3. Penekanan (kompaksi)
4. Pemanasan (sintering)
Proses pemanasan yang dilakukan harus berada di bawah titik leleh serbuk material yang digunakan setiap proses dalam pembuatan metalurgi serbuk sangat mempengaruhi kualitas akhir produk yang dihasilkanmaterial komposit yang dihasilkan dari proses metalurgi serbuk adalah komposit isotropik, yaitu komposit yang mempunyai penguat (filler) dalam klasifikasi partikulet. keuntungan proses metalurgi serbuk, antara lain:
o Mampu melakukan kontrol kualitas dan kuantitas material
o Mempunyai presisi yang tinggi
o Selama pemrosesan menggunakan suhu yang rendah
o Kecepatan produk tinggi
o Sangat ekonomis karena tidak ada material yang terbuang selama pemrosesan
Keterbatasan metalurgi serbuk, antara lain:
o Biaya pembuatan yang mahal dan terkadang serbuk sulit penyimpanannya
o Dimensi yang sulit tidak memungkinkan, karena selama penekanan serbuk logam tidak mampu mengalir ke ruang cetakan
o Sulit untuk mendapatkan kepadatan yang merata
Ë Pencampuran Serbuk (Mixing)
Pencampuran serbuk dapat dilakukan dengan mencampurkan logam yang berbeda dan material-material lain untuk memberikan sifat fisik dan mekanik yang lebih baik. Pencampuran dapat dilakukan dengan proses kering (dry mixing) dan proses basah (wet mixing). Pelumas (lubricant) mungkin ditambahkan untuk meningkatkan sifat powders flow. Binders ditambahkan untuk meningkatkan green strenghtnya seperti wax atau polimer termoplastik.
Serbuk dari logam yang berbeda dan bahan yang berbeda dapat dicampur dengan tujuan untuk memberikan sifat fisik dan mekanik khusus pada produk. Campuran yang tepat adalah mementingkan untuk memastikan keseragaman sifat mekanis di seluruh bagian. Bahkan ketika satu logam yang digunakan, serbuk dapat beragam dalam ukuran dan bentuknya, karenan harus dicampur untuk mendapatkan keseragaman dari bagian ke bagian. Campuran serbuk harus berdasarkan keadaan yang dikendalikan dengan tujuan untuk menghindari kontaminasi atau kemerosotan. Kemerosotan disebabkan dengan campuran yang terlalu banyak, yang dapat mengubah bentuk partikel. Serbuk dapat dicampur dalam udara dengan kelembaman atmosfir (untuk menghindari oksidasi), atau dalam cairan.
Ë Penekanan/Compaction (Powder consolidation)
Compaction adalah salah satu cara untuk memadatkan serbuk menjadi bentuk yang diinginkan.
Tujuan pemadatan adalah untuk mendapatkan bentuk yang diperlukan, densitas dan hubungan partikel ke partikel dan untuk emmbuat bagiannya sangat kuat untuk proses selanjutnya. Serbuk (feedstock) diberikan kedalam cetakan dengan aliran dan diatas penurunan pada cetakan. Tekanan yang digunakan ditekan secara hidraulis atau mekanis, dan proses biasanya dilakukan pada suhu ruang, walaupun dapat dilakukan pada suhu tinggi. Terdapat beberapa metode penekanan, diantaranya, penekanan dingin (cold compaction) dan penekanan panas (hot compaction). Cold compaction yaitu memadatkan serbuk pada tempetatur ruang dengan 100-900 Mpa untuk menghasilkan green body.
Proses cold pressing terdapat beberapa macam antara lain:
1. Die Pressing : penekanan yang dilakukan pada cetakan yang berisi serbuk
2. Cold isotactic pressing : penekanan pada serbuk pada temperature kamar yang memiliki tekanan yang sama dari setiap arah.
3. Rolling : penekanan pada serbuk metal dengan memakai rolling mill.
Gambar 2.2 Pressing
Penekanan terhadap serbuk dilakukan agar serbuk dapat menempel satu dengan lainnya sebelum ditingkatkan ikatannya dengan proses sintering. Dalam proses pembuatan suatu paduan dengan metode metalurgi serbuk, terikatnya serbuk sebagai akibat adanya interlocking antar permukaan, interaksi adesi-kohesi, dan difusi antar permukaan. Untuk yang terakhir ini (difusi) dapat terjadi pada saat dilakukan proses sintering. Bentuk benda yang dikeluarkan dari pressing disebut bahan kompak mentah, telah menyerupai produk akhir, akan tetapi kekuatannya masih rendah. Kekuatan akhir bahan diperoleh setelah proses sintering.
Ë Pemanasan (Sintering)
Sintering adalah salah satu tahapan metodologi yang sangat penting dalam ilmu bahan, terutama untuk bahan keramik. Selama sintering terdapat dua fenomena utama, yaitu pertama adalah penyusutan (shrinkage) yaitu proses eliminasi porositas dan yang kedua adalah pertumbuhan butiran. Fenomena yang pertama dominan selama pemadatan belum mencapai kejenuhan, sedang kedua akan dominan setelah pemadatan mencapai kejenuhan. Parameter sintering diantaranya adalah temperatur, waktu penahanan, kecepatan pendinginan, kecepatan pemanasan dan atmosfir. Sintering biasanya digunakan pada sampel pada temperatur tinggi. Dalam terminologi teknik istilah sintering digunakan untuk menyatakan fenomena yang terjadi pada produk bahan, padat dibuat dari bubuk, baik logam / non logam. Sebuah kumpulan partikel dengan ukuran yang tepat (biasanya diameter beberapa mikro atau lebih kecil) dipanaskan sampai suhu antara ½ dan ¾ titik leleh, ini dalam orde menit selama perlakuan ini partikel-partikel tergabung bersama-sama.
Dari segi cairan, sintering dapat menjadi dua, yaitu sintering fasa padat dan sintering fasa cair. Sintering dengan fasa padat adalah sintering yang dilaksanakan pada suatu temperatur yang telah ditentukan, dimana dalam bahan semuanya tetap dalam fasa padat. Proses penghilagan porositas dilakukan melalui transport massa. Jika dua partikel digabung dan dipanaskan pada suhu tertentu, dua partikel ini akan berikatan bersama-sama dan akan membentuk neck. Pertumbuhan disebabkan oleh transport yang meliputi evaporasi, kondensasi, difusi. Lingkungan sangat berpengaruh karena bahan mentah terdiri dari partikel kecil yang mempunyai daerah permukaan yang luas. Oleh karena itu lingkungan harus terdiri dari gas reduksi atau nitrogen untuk mencegah terbantuknya lapisan oksida pada permukaan selama proses sinter.
Pemanasan kompak mentah sampai temperatur tinggi disebut sinter. Pada proses sinter, benda padat terjadi karena terbentuk ikatan-ikatan. Panas menyebabkan bersatunya partikel dan efektivitas reaksi tegangan permukaan meningkat. Dengan kata lain, proses sinter menyebabkan bersatunya partikel sedemikian rupa sehingga kepadatan bertambah. Selama proses ini terbentuklah batas-batas butir, yang merupakan tahap rekristalisasi. Disamping itu gas yang ada menguap. Temperatur sinter umumnya berada pada 0.7-0.9 dari temperatur cair serbuk utama. Waktu pemanasan berbeda untuk jenis logam berlainan dan tidak diperoleh manfaat tambahan dengan diperpanjangnya waktu pemanasan. Lingkungan sangat berpengaruh karena bahan mentah terdiri dari partikel kecil yang mempunyai daerah permukaan yang luas. Oleh karena itu lingkungan harus terdiri dari gas reduksi atau nitrogen untuk mencegah terbantuknya lapisan oksida pada permukaan selama proses sinter.
Gambar 2.3. Sintering
Sintering berlanjutan, yang digunakan untuk sebagian besar produksi, memiliki tiga ruang, antara lain :
1. Ruang yang dibakar untuk menguapkan bahan minyak pelumas dengan tujuan untuk meningkatkan kekuatan ikatan dan mencegah keretakan.
2. Ruang bersuhu tinggi untuk sintering.
3. Ruang pendigin.
Untuk mendapatkan sifat yang optimum, pengendalian yang tepat dari suhu ruang permukaan sesuatu yang penting untuk keberhasilan sintering. Atmosfir oksigen bebas penting untuk mengendalikan karburisasi dan dekarburisasi dari pemadatan besi dan untuk mencegah oksidasi serbuk. Ruang hampa biasanya digunakan untuk sintering campuran logam dan baja tahan karat. Gas paling umum digunakan untuk sintering hydrogen, dipisahkan atau dibakar ammonia, sebagian gas hidrokarbon dibakar dan nitrogen
Mekanisme sintering adalah kompleks dan tergantung pada komposisi logam partikel sebagaimana parameter pemrosesan. Mekanisme sintering adalah difusi, tahapan transport dan sintering tahapan cairan. Suhu meningkat, dua partikel serbuk berdekatan mulai membentuk ikatan dengan mekanisme difusi hasil dari ini, kekuatan, densitas, daktilitas, konduktivitas listrik dan panas dari pemadatan meningkat. Pada waktu yang sama, pemadatan menyusut. Karenanya kelonggaran harus dibuat untuk penyusutan ketika dilakukan pengecoran
Mekanisme sintering kedua adalah transport tahapan uap air. Karena bahan yang dipanasi sangat dekat dengan suhu pengecoran, atom logam akan melepaskan fase uap dari partikel-partikel. Pada geometri konvergen (interface dari dua partikel), suhu pengecoran lebi tinggi dan tahapan uap air. Karenanya interfas tumbuh dan menguat ketika masing-masing partikel menyusut secara keseluruhan.
Ë Finishing
Pada saat finishing porositas pada fully sintered masih signifikan (4-15%). Untuk meningkatkan properties pada serbuk diperlukan resintering, dan heat treatment. (Hirschhorn, 1969).
Dengan tujuan untuk peningkatan sifat dari produk, atau untuk memberikan karakteristik khusus, beberapa pengoperasian tambahan dapat dilakukan setelah proses sintering.
Bagian logam serbuk dapat ditujukan untuk proses finising seperti di bawah ini
-Pemrosesan enggan mesin : untuk berbagai sifat geometris dengan penggilingan, pengeboran dan penyadapan (untuk menghasilkan lubang).
- Penggilingan : Untuk meningkatkan keakuratan dimensi dan permukaan
- Pelapisan : Untuk meningkatkan penampilan dan untuk korosi
- Perlakuan panas : Untuk meningkatkan kekerasan dan kekuatan
II.3 Kelebihan dan Kekurangan Metalurgi Serbuk
Ë Proses metalurgi serbuk memiliki banyak keuntungan antara lain:
a. Efisiensi pemakaian bahan yang sangat tinggi dan hampir mencapai 100%.
b. Tingkat terjadinya cacat seperti segregasi dan kontaminasi rendah.
c. Stabilitas dimensi sangat tinggi.
d. Kemudahan dalam proses standarisasi dan otomatisasi.
e. Tidak menimbulkan tekstur pada produk.
f. Besar butir mudah dikendalikan.
g. Mudah dalam pembuatan produk beberapa paduan khusus yang susah didapatkan dengan proses pengecoran.
h. Porositas mudah dikontrol.
i. Cocok untuk material dengan kemurnian tinggi.
j. Cocok untuk pembuatan material komposit dengan matrik logam.
Ë Metalurgi serbuk juga memiliki kekurangan sebagai berikut:
a. Sulit untuk mendapatkan produk homogen dengan kepadatan merata.
b. Biaya pembuatan mahal dan terkadang serbuk sulit penyimpanannya.
c. Kemurnian kurang. Meskipun serbuk yang digunakan murni namun karena luas permukaan serbuk relatif tinggi dibanding serbuk sehingga mudah teroksidasi, dalam hal ini oksidasi dianggap kontaminasi.
d. Dimensi yang sulit tidak memungkinkan karena selama penekanan serbuk logam tidak mampu mengalir ke ruang cetakan/die.
Kesimpulan
Sesuai dengan uraian diatas, maka dapat ditarik kesimpulan mengenai Metalurgi Serbuk sebagai berikut :
Metalurgi serbuk ialah teknik pembentukan dan penghasilan yang terdiri daripada tiga tahap pemprosesan. Pertama, bahan utama iaitu serbuk fizikal, dibahagi kepada banyak zarah individu kecil. Kemudian, serbuk disuntik ke dalam acuan atau dimasukkan melalui dai untuk menghasilkan struktur jelekat lemah (melalui pengimpalan sejuk) amat hampir dengan dimensi objek akhir yang hendak dihasilkan. Tekanan sekitar 10-50 tan setiap inci persegi biasanya digunakan. Juga, bagi mencapai nisbah tekanan yang sekata bagi barangan lebih rumit, ia sering kali perlu menggunakan penebuk lebih rendah bersama penebuk atas. Akhirnya, bahagian akhir dibentuk dengan mengenakan tekanan, suhu tinggi, masa set panjang (semasa mana pengimpalan diri berlaku), atau sebarang gabungan di atas.
Langkah-langkah yang harus dilalui dalam metalurgi serbuk, antara lain:
1. Preparasi material
2. Pencampuran (mixing)
3. Penekanan (kompaksi)
4. Pemanasan (sintering)
Adapun sifat dari serbuk logam antara lain :
1. Bentuk
2. Kehalusan
3. Sebaran Ukuran Partikel
4. Mampu Alir
5. Sifat Kimia.
6. Kompresibilitas
7. Berat Jenis Curah
8. Kemampuan Sinter
Ë Proses metalurgi serbuk memiliki banyak keuntungan antara lain:
a. Efisiensi pemakaian bahan yang sangat tinggi dan hampir mencapai 100%.
b. Tingkat terjadinya cacat seperti segregasi dan kontaminasi rendah.
c. Stabilitas dimensi sangat tinggi.
d. Kemudahan dalam proses standarisasi dan otomatisasi.
e. Tidak menimbulkan tekstur pada produk.
f. Besar butir mudah dikendalikan.
g. Mudah dalam pembuatan produk beberapa paduan khusus yang susah didapatkan dengan proses pengecoran.
h. Porositas mudah dikontrol.
i. Cocok untuk material dengan kemurnian tinggi.
j. Cocok untuk pembuatan material komposit dengan matrik logam.
Ë Metalurgi serbuk juga memiliki kekurangan sebagai berikut:
a. Sulit untuk mendapatkan produk homogen dengan kepadatan merata.
b. Biaya pembuatan mahal dan terkadang serbuk sulit penyimpanannya.
c. Kemurnian kurang. Meskipun serbuk yang digunakan murni namun karena luas permukaan serbuk relatif tinggi dibanding serbuk sehingga mudah teroksidasi, dalam hal ini oksidasi dianggap kontaminasi.
d. Dimensi yang sulit tidak memungkinkan karena selama penekanan serbuk logam tidak mampu mengalir ke ruang cetakan/die.
Saran
1. Kita sebagai enggineer bangsa sepatutnya mengetahui proses-proses dalam pembuatan suatu logam.
2. Kita harus mengembangkan teknik-teknik dalam pembuatan logam, agar pembuatan logam lebih efektif dan efesien.
3. Kita harus mencari inovasi baru di bidang perkakas, supaya membuat angsa kita diperhitungkan oleh negara lain.
0 Response to "Metalurgi Serbuk "
Post a Comment