Tempa (metalurgi)
Temperatur dan warna untuk benda kerja yang ideal adalah pada temperatur pada suhu 800-930 derajat celsius atau pada warna yaitu berwarna merah kekuning-kuningan. Baja tidak boleh ditempa dibawah 400 derajat celcius, maka baja akan rapuh berwarna biru. Jika baja dipanaskan diatas 1200 derajat celcius maka baja akan terbakar dan tidak dapat diperbaiki lagi. Benda kerja yang biasa digunakan yaitu st.37 dengan kandungan karbon kuang lebih 0.3 g.
Yang dimaksud proses dasar menempa ialah suatu proses pengerjaan yang merupakan dasar ketrampilan menempa yang harus dikuasai oleh pekerja tempa. Proses-proses dasar menempa terdiri dari
Berdasarkan temperatur kerjanya, penempaan dibagi menjadi hot forging (warm forging) dan cold forging. Hot forging atau penempaan panas merupakan proses penempaan yang dilakukan pada logam bersuhu tinggi (panas). Proses hot forging dilakukan bila logam yang ingin ditempa perlu dikurangi kekuatannya dan ditingkatkan sifat mampu bentuknya. Karena logam yang akan ditempa kekuatannya berkurang dan mampu bentuknya meningkat,
hot forging relatif memerlukan gaya yang lebih kecil dibanding cold forging. Tingginya sifat mampu bentuk membuat produk hasil hot forging memiliki akurasi ukuran dan kualitas permukaan yang lebih buruk dibandingkan dengan cold forging.
Cold forging atau penempaan dingin merupakan proses penempaan yang dilakukan pada logam bersuhu ruang. Proses penempaan ini memerlukan gaya yang lebih besar dibandingkan dengan hot forging. Hal tersebut dikarenakan logam yang dingin memiliki kekuatan yang lebih besar daripada logam yang panas. Syarat dari logam atau material yang dapat dikerjakan dengan cold forging yakni harus memiliki sifat mampu bentuk yang
tinggi pada suhu ruang. Syarat tersebut harus dipenuhi supaya perubahan bentuk dapat terjadi tanpa timbulnya retak atau patah. Dibandingkan dengan hot forging, cold forging memiliki akurasi ukuran dan kualitas permukaan yang lebih baik.
Open-die forging adalah jenis penempaan (forging) yang paling sederhana. Proses penempaan jenis ini dioperasikan dengan menekan benda kerja menggunakan dua buah die (cetakan) berbentuk rata. Secara umum, open-die forging mampu mengerjakan benda-benda mulai dari yang kecil hingga yang besar.
Proses open-die forging mirip dengan proses pengujian tekan pada uji material. Proses ini dikenal dengan sebutan upsetting atau penempaan upset atau flat-die forging. Upsetting adalah pengurangan tinggi suatu benda kerja yang berakibat pada meningkatnya dimensi penampang benda kerja tersebut.
Pada beberapa aplikasi, permukaan die yang digunakan memiliki kontur yang tipis. Kontur tersebut berfungsi untuk membantu pembentukan benda kerja. Bila perlu, benda kerja dapat diputar atau diposisikan ke berbagai macam posisi supaya perubahan bentuk yang diinginkan bisa tercapai. Keterampilan dari seorang operator menjadi salah satu faktor penentu kesuksesan dalam penempaan ini.
Open-die forging menghasilkan bentuk-bentuk yang masih kasar. Oleh karena itu, open-die forging memerlukan proses lanjutan supaya bisa mencapai bentuk dan ukuran akhir yang mendekati toleransi. Walaupun menghasilkan bentuk yang kasar, proses open-die forging tetap dibutuhkan karena dapat menciptakan aliran butir dan struktur metalurgi yang baik pada logam.
Ada tiga jenis pengoperasian yang diklasifikasikan sebagai open-die forging. Ketiga jenis pengoperasian tersebut antara lain:
Open-die forging dapat digunakan untuk membuat benda yang berukuran kecil hingga besar. Benda-benda yang dapat dibuat dengan open-die forging seperti: paku, pin, baut, poros, cakram, dan cincin. Closed die forging atau impression die forging adalah proses penempaan dengan cetakan tertutup yang langsung bisa menghasilkan bentuk benda kerja sesuai yang diinginkan (sesuai gambar kerja). Proses penempaan ini bisa digambarkan
dalam tiga tahap. Pertama benda kerja dan die saling bersentuhan lalu diberi tekanan. Tahap selanjutnya benda kerja berubah bentuk akibat tekanan. Kedua proses ini mirip dengan open die forging. Tahap terakhir kedua buah die sudah sangat dekat dan mencapai posisi akhir. Pada tahap ini benda kerja sudah menyerupai bentuk cetakan. Selain itu pada tahap terakhir juga terjadi pembentukan flash. Flash terbentuk dari celah yang berada di antara kedua die. Nantinya, flash tersebut harus dihilangkan.
Dibandingkan dengan open die forging, closed die forging membutuhkan gaya yang lebih besar. Hal ini karena closed die forging menghasilkan flash. Ketika menekan benda kerja, flash akan terbentuk. Flash yang terbentuk akan bergesekan dengan permukaan die. Gesekan pada flash bisa membatasi perubahan bentuk benda kerja. Pada kasus penempaan panas, flash di celah die akan cepat dingin. Flash yang dingin juga membatasi benda kerja
untuk berubah bentuk. Agar perubahan bentuk benda kerja yang terhalang oleh fenomena pada flash tetap terjadi, diperlukan gaya yang lebih besar. Selain karena flash, bentuk yang kompleks pada closed die forging juga menyebabkan proses ini memerlukan gaya yang lebih besar.
Closed die forging kerap kali diikuti dengan proses permesinan (machining) atau cutting. Proses permesinan dibutuhkan agar dimensi benda kerja bisa lebih mendekati toleransi yang ditentukan. Selain untuk finishing, proses permesinan juga digunakan untuk membuat lubang, ulir, dan kebutuhan lain sesuai bentuk yang diinginkan.
Penekanan pada proses penempaan dapat dilakukan secara kejut maupun perlahan. Penekanan yang berbeda tersebut memerlukan mesin tempa yang berbeda pula. Mesin tempa untuk penekanan secara kejut disebut forging hammer, sedangkan untuk penekanan perlahan disebut forging press.
Penempaan biasanya digunakan untuk membuat komponen-komponen berkekuatan tinggi. Komponen tersebut meliputi: poros engkol (crankshaft), connecting rod, gear, die, hand tool, baut, rivet, struktur pesawat terbang, kereta, mesin, dan masih banyak lagi. Material yang dapat ditempa biasanya adalah logam.