PROSES POWDER
METALURGI
Pengertian :
Powder Metallurgy adalah sebuah nama yang diberikan untuk proses dimana material tepung/serbuk yang halus yang dicampur, ditekan menjadi bentuk tertentu dan kemudian dipanaskan (sintered) dengan pengontrolan udara untuk perekatan permukaan partikel dan
menentukan sifatnya.
Sifat dari produk P/M sangat tergantung pada karakteristik dari serbuk metal yang digunakan.
• Proses metalurgi serbuk adalah merupakan proses pembuatan
produk dengan menggunakan bahan dasar dengan bentuk serbuk
(logam) yang kemudian di sinter yaitu proses konsolidasi serbuk pada
temperatur tinggi yang di dalamnya termasuk juga proses penekanan
atau kompaksi.
Langkah dasar pada metalurgi serbuk
• Pembuatan serbuk
• Mixing
• Compaction
• Sintering
• Finishing
• Decomposition, terjadi pada material yang berisikan elemen logam. Material akan menguraikan/memisahkan elemen-elemennya jika dipanaskan pada
temperature yang cukup tinggi. Proses ini melibatkan dua reaktan, yaitu senyawa metal dan reducing agent.
• Atomization of Liquid Metals, material cair dapat dijadikan powder (serbuk) dengan cara menuangkan material cair dilewatan pada nozzel yang dialiri air bertekanan, sehingga terbentuk butiran kecil-kecil.
• Electrolytic Deposition, Untuk itu material hasil electrolytic deposition perlu diberikan perlakuan annealing khusus. Bentuk butiran yang dihasilkan oleh electolitic deposits berbentuk dendritik.
• Mechanical Processing of Solid Materials, pembuatan serbuk dengan cara menghancurkan material dengan ball milling. Material yang dibuat dengan mechanical processing harus material yang mudah retak.
Pembuatan Serbuk
Ada 2 macam metode pembuatan serbuk logam : a) Melt atomization
b) Atomization from a rotating consumable electrode
-Mixing (pencampuran serbuk)
• Proses kering (dry mixing)
• Proses basah (wet mixing)
Compacting
Compacting dilakukan pada temperatur ruangan
Kebanyakan penekanan dilakukan dengan cara Mechanical Presses and rigid tools. Tetapi ada juga dengan penekanan hidrolik dan hybrid
(kombinasi dari mechanical, hydrolik dan pneumatic) yang digunakan.
Compactoin (powder consolidation)
Compaction adalah salah satu cara untuk memadatkan serbuk menjadi bentuk yang diinginkan.
Proses ini dibagi menjadi 2 :
• penekanan dingin (die pressing, cold isotatic pressing, rolling)
• penekanan panas
-Sintering
Pemanasan kompak mentah sampai temperatur tinggi disebut sinter.
Pada proses sinter, benda padat terjadi karena terbentuk ikatan-ikatan (Panas menyebabkan bersatunya partikel).
Yaitu :
Kompak mentah (produk hasil prases pemadatan) dipanaskan sampai suhu tinggi menyebabkan terjadi ikatan partikel sehingga kepadatan bertambah; Suhu sinter umumnya dibawah titik lebur unsur serbuk utama, tetapi sudah cukup untuk terjadinya proses difusi dalam kondisi solid (Solid state diffusion) Terjadi proses rekristalisasi, terbentuk batas-batas butir.
Proses sintering melalui tiga tahapan yaitu:
The burn-off or purge yaitu didisign untuk menurunkan udara dan mengurangi dan menghilangkan lubricants atau binders yang menggangu perekatan dan secara perlahan suhu dinaikan sampai suhu yang diinginkan.
High temperature stage : dimana dipertimbangkan difusi dalam kondisi padat dan perekatan antara partikel terjadi. Sampai kepadatan dan sifat yang diingkan
Cooling period: yaitu dibutuhkan untuk mendinginkan produk dan menjaga agar tetap pada atmosfir yang terkontrol.
Sintering
Figure
Continous-type furnace for sintering powder metal compacts
Selama proses sintering beberapa perubahan pada benda kerja yaitu: Metalurgi pengikatan terbentuk antara partikel sebagai akibat solid-state atomic
diffusion, kekuatan, keuletan, ketangguhan dan kunduktivitas termal dan
listrik semuanya meningkat.
Sinter adalah proses pengikatan partikel melalui proses penekanan
dengan cara dipanaskan duapertiga dari titik lelehnya.
Keuntungan dan kerugian
Keuntungan
1. Efisiensi pemakaian bahan yang sangat tinggi dan hampir mencapai 100%
2. Tingkat terjadinya cacat seperti segregasi dan kontaminasi sangat rendah.
3. Stabilitas dimensi sangat tinggi.
4. Kemudahan dalam proses standarisasi dan otomatisasi . 5. Tidak menimbulkan tekstur pada produk.
6. Besar butir mudah dikendalikan.
7. Mudah dalam pembuatan produk beberapa paduan khusus yang susah didapatkan dengan proses pengecoran (casting).
8. Porositas produk mudah dikontrol.
9. Cocok untuk digunakan pada material dengan kemurnian tinggi.
10. Cocok untuk pembuatan material komposit dengan matriks logam.
