Proses Pelumasan yang Optimal Jamin Kualitas Hot Stamping

0
37

Pembentukan material-material baja berkekuatan tinggi jenis yang baru sering dilakukan dengan bantuan pembentukan panas. Dalam hal ini faktor yang menentukan adalah proses pelumasan. Ini penting untuk menentukan kondisi peralatan dan dengan demikian juga hasil bentukannya. Dalam proses hot forming terutama sangat diperlukan resistensi suhu.

Murat Demir, Sven Hübner, dan Bernd-Arno Behrens

Syarat-syarat untuk komponen-komponen lembaran logam terutama di sektor otomotif terus meningkat. Alasannya adalah tuntutan keamanan yang lebih tinggi dan kendaraan yang lebih ringan. Guna memenuhi kebutuhan tersebut, press hardening menjadi sarana dalam membuat komponen lembaran logam dengan kualitas ketahanan tinggi. Proses ini menggabungkan pembentukan penempaan dan heat treatment dalam sebuah proses yang simultan. Selain mengurangi kekenyalan, dengan cara ini kekuatan komponen juga menjadi sangat tinggu hingga mencapai Rm> 1500 Mpa. Mula-mula lembaran-lembaran dipanaskan dan kemudian ditermoforming pada die forming dengan punch yang sudah didinginkan. Aspek penting dalam melakukan proses hot stamping ini adalah  pelumasan. Selain menyangkut masa pakai tool yang digunakan, pelumasan ini juga berpengaruh langsung terhadap hasil bentukannya. Ketika melakukan press hardening, yang penting diperhatikan adalah stabilitas panas dari system pelumasan yang digunakan yang akan sangat menentukan kualitas dari hasil lembaran baja dan keausan alat.(1)

Advertisement

Daya tahan dan resistensi aus merupakan kriteria pelumas
Pada pembentukan secara konvensional digunakan pelumas cair dan kering dan dikombinasikan dengan tool yang dicoating. Karena suhu tinggi yang diterapkan dalam press hardening (hingga T = 950° C), maka kemungkinan penggunaan sistem pelumasan konvensional akan memiliki keterbatasan yang sangat besar. Oleh karena itu, hanya pelumas cair dan/atau coating tool yang digunakan. (2)

Pelumas berbasis emulsi Bornitid lajim dipakai dalam proses press hardening. Namun, pemakaian oli ini identik dengan biaya tinggi dan dampaknya terhadap  lingkungan yang signifikan. Pelumas cair dalam suhu tinggi juga menunjukan hasil yang yang kurang baik terhadap pelat. Distribusi yang merata pada permukaan kontak antara tool dan pelat sulit terjadi. Padahal, hal tersebut merupakan persyaratan mendasar untuk proses pelumasan efektif dan dengan demikian menjadi syarat proses pembentukan yang optimal.

Lebih jauh lahi, penggunaan pelumas cair juga meningkatkan kotoran pada drawing tool, yang dapat dihasilkan dari endapan-endapan pelumas dan penguraiannya yang berskala tetap. Hal ini memiliki efek negatif pada kondisi tribological dan dengan demikian mempengaruhi pula hasil dari proses pembentukan dan ketahanan tool.

Saat ini, coating tool standar dalam pembentukan lembaran baja, seperti TiN, TiCN, TiA1N, atau CrN yang dikombinasikan dengan cairan pelumas sudah banyak digunakan. Namun untuk pemakaian suhu tinggi pada press hardening agaknya kurang cocok. Hal ini disebabkan oleh kurangnya stabilitas termal atau sifat gesekan yang buruk dari lapisan baja pada suhu yang lebih tinggi. Oleh karena itu, dibutuhkan penelitian di bidang pengembangan lapisan baja untuk pembentukan baja dengan metode pemanasan, sehingga dapat menggantikan cairan pelumas. Aspek penting lainnya dalam aplikasi proses pembentukan adalah pergesekan alat press hardening. Sampai saat ini belum ada bukti yang kuat bahwa proses ini berkontribusi terhadap perbaikan proses desain. Hal ini terutama mempunyai arti yang lebih penting dalam memprediksi daya tahan alat.

Baca juga :   Mesin jadi Cerdas, Ini Rahasianya
Gambar 1. Modifikasi tempat pecobaan untuk peneyelidikan resistensi dan pergesekan tribological antara permukaan cetakan dan meterial plat baja.

Untuk evaluasi proses pelumasan harus dilakukan penelitian intensif yang berkenaan dengan ketahanan dan gesekannya. Untuk itu, lembaga pengembangan teknik dan pembentukan mesin (Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen/IFUM), Jerman, mengembangkan tempat percobaan yang telah dimodifikasi, seperti terlihat pada Gambar 1. Hal ini memungkinkan studi tentang interaksi tribological antara permukaan alat dan bahan lembaran pada analisis batasan proses pembentukan dengan metode pemanasan. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dicoba menarik kesimpulan mengenai daya tahan alat-alat dan lapisannya.(3)

Hal ini terutama menguji berbagai kombinasi dari lapisan alat dan bahan lembaran baja untuk press hardening. Untuk itu alat uji celah gulungan lembar baja yang akan diuji dan bahan Querfeldinduktors dipanaskan sampai diatas 950 °C. Instalasi tetap menarik dua rahang pelat baja yang terjepit, seperti yang ditunjukan pada Gambar 2.

Gambar 2. Prinsip urutan dasar dalam modifikasi percobaan pergesekan.

Setiap tumbukan menggambarkan satu proses deep-drawing dengan pelat baja dibentuk dan berkaitan dengan penggunaan variabel yang berbeda. Instalasi tersebut menarik rahang plat baja yang terjepit, yang juga bisa dilapisi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2 mengenai yang diujikan pada akhir percobaan. Setiap langkah merupakan satu proses dalam-gambar dengan lembaran logam sebelumnya tidak terbentuk dan langkah yang sesuai berada pada pra-bentangan variabel. Yang berada diantara celah dan permukaan spesimen ditekan seperti pada proses percetakan sebenarnya dengan gaya normal, yang merupakan titik terjadinya pertemuan antara tarikan dan kekuatan yang berlawanan.

Proses pelumasan ideal ditentukan dari bermacam-macam percobaan

Untuk menganalisis pengembangan proses gesekan digunakan interval spesimen tertentu yang telah mengalami 2500 tumbukan atau bahkan lebih; diukur, dibandingkan dengan geometri awal, dan diamati secara mikroskopis. Selain itu, tergantung pada kondisi spesimen dan tujuan penyelidikan instalasi ulang pada uji tahan pakai untuk interval paparan lebih lanjut, efek harus dianalisis secara bergantian.

Di antara optimalisasi pemeriksaan specimen, coating berguna untuk benar-benar mengembangkan sebuah proses pelumasan yang praktis untuk hot stamping. Yang diteliti dalam proyek ini adalah material lembaran dari hasil press hardening yang secara tradisional mengggunakan mangan-boron baja 22MnB5. Dalam kasus ini, AlSi dan lapisan x-tec dalam uji matriks dapat dipertimbangkan. Selain itu, uji matriks dilakukan pada tiga baja yang berbeda alat kerja panas, dan lima lapisan yang berbeda.

 

Demir Murat, M. Sc. seorang peneliti di Departemen Pembentukan Lembaran Baja di IFUM, Universitas Leibniz-Hannover dan editor proyek AIF/Proyek-14 959 TKS N, Proses Pelumasan Praktis untuk Proses Pembentukan dengan Press Hardening.

Dr-Ing. Sven Huebner, Kepala Pembentukan Lembaran Baja di IFUM, Universitas Leibniz-Hannover.

Prof Dr-Ing. Bernd-Arno Behrens, Kepala IFUM.

Source: MM (MaschinenMarkt) Vogel Business Media, Jerman

Incoming search terms:

Advertisement

Tulis Opini Anda