10.21.2011

Mampu Bentuk Deep Drawing Lembaran Paduan Al-Cu


     Alumunium sekarang ini banyak digunakan dan mulai menggantikan penggunaan baja dalam beberapa aplikasi, seperti otomotif, aircraft dan elektronika. Penyebab utama penggunan alumunium yang semakin luas ini adalah sifat alumunium yang jauh lebih ringan dari baja (low strength to weight ratio). Kekuatan tinggi yang menyamai baja dapat dicapai dengan cara memadu alumunium dengan unsur lain, seperti Cu, Mg, Mn dan lainnya. 
Material lembaran paduan AlCu yang merupakan golongan alumunium wrought termasuk dalam seri 2xxx, yaitu paduan dengan unsur utama Cu yang bisa diberi perlakuan precipitation hardening untuk memperbaiki sifat mekanisnya. Kehadiran unsur Cu akan meningkatkan kekuatan dan kekerasan paduan dengan membentuk senyawa Al2Cu. Namun, unsur Cu juga akan menurunkan ketangguhan, keuletan dan ketahanan korosi material paduan. Padahal keuletan material sangat dibutuhkan dalam proses sheet metal forming seperti deep drawing dan stretch forming.
pastedGraphic.pdf pastedGraphic.pdf
Deep drawing merupakan proses pengubahan bentuk dingin dari lembaran logam untuk menghasilkan benda yang mempunyai kedalaman tekan seperti pada pembuatan mangkuk. Proses ini dilakukan dengan meletakan lembaran (blank) diantara dua penjepit yang salah satunya juga sekaligus berfungsi sebagai cetakan. Lembaran kemudian ditekan pada bagian yang tak berjepit sehingga bahan lembaran akan mengalir masuk ke dalam cetakan dan menghasilkan benda akhir yang sama dengan bentuk cetakannya.
Mampu bentuk lembaran melalui proses deep drawing dinyatakan dalam LDR (Limit Drawing Ratio), yaitu batas kemampuan bahan untuk ditarik atau dibuat menjadi bentuk-bentuk dengan kedalaman tertentu tanpa terjadinya perobekan. Dimana besarnya merupakan perbandingan antara diameter blank maksimum/kritis terhadap diameter punch yang masih dapat membentuk mangkuk/kup yang baik. 
pastedGraphic_1.pdf pastedGraphic_2.pdf
Pada paduan alumunium, sifat mampu bentuknya juga dipengaruhi oleh jenis heat treatment yang diberikan. Seperti pada paduan 2014, formability (CFA) dan deep drawability index (CFDA) menunjukan skala 3-5
 (not recommend-acceptable-good). Dapat disimpulkan bahwa paduan AlCu memiliki sifat mampu bentuk deep drawing yang tidak terlalu baik atau biasa saja.
Penambahan unsur Cu akan mengurangi sifat mampu bentuk paduan alumunium akibat adanya tendensi dari atom terlarut untuk bermigrasi ke dislokasi. Hal ini meningkatkan efek work hardening pada regangan rendah, dimana terjadi pinned dislokasi oleh atom terlarut namun juga menurunkan efek work hardening pada regangan tinggi. Paduan yang mengalamai precipitation hardening, biasanya dalam kondisi T4  atau O, memiliki batas fracture dan necking yang rendah. 
pastedGraphic_3.pdf
Efek dari struktur presipitat terhadap sifat forming dari paduan 2036 (Al-2,5Cu-0,5Mg) dapat dilihat pada grafik di atas. Bentuk kurva yang sama dapat ditemui pada kebanyakan paduan alumunium presipitasi seri 2xxx dan 6xxx. Sifat pada grafik di atas didapat dari pengujian tarik sampel lembaran yang  di solution heat treated, lalu aging pada temperatur ruang-350oC. Perlakuan ini menghasilkan struktur-struktur mulai dari solid solution (as-quenched) dari T4 dan T6 temper hingga kondisi overaging dan precipitate aglomerasi.
 

Copyright © 2013 Materials Today | PSD Design by ©lollasta