Proses Penempaan di Teknik Mesin – Selongsong Baja
(ikhtisar dikumpulkan dari data industri terbaru)
1. Bahan & bentuk awal
Baja paduan rendah seperti ASTM A181 Kelas 70, 21CrMoNiV4-7, 42CrMo4 atau 17-4PH biasanya disuplai sebagai ingot atau batangan canai yang telah dihilangkan gasnya secara vakum. Untuk selongsong berdinding tebal, ahli tempa mengiris batangan menjadi billet yang dipotong, sedangkan untuk selongsong panjang berdinding tipis, batangan berongga atau batangan yang sudah dibor dipilih untuk menghemat bahan dan waktu pengepresan.
2. Pemanasan awal
Billet dimasukkan ke dalam tungku kontinyu pada suhu 1.150–1.250 °C (baja) atau 450–500 °C (selongsong aluminium). Perendaman yang seragam (min. 30 menit per 100 mm Ø) menjamin suhu delta-T ≤15 °C dan menghindari retakan melintang selama pengasahan.
3. Urutan penempaan panas
Langkah 1 – Mengembalikan & menusuk: mesin press engkol seberat 4.000 ton mengganggu billet, kemudian mandrel berdiameter 600 mm membuat lubang tengah.
Langkah 2 – Regangkan & kurangi: donat dipindahkan ke mesin press terbuka berkekuatan 8.000 ton di mana batang mandrel memanjangkan selongsong sekaligus mengurangi ketebalan dinding; rasio panjang-dinding hingga 30:1 dapat dilakukan.
Langkah 3 – Perencanaan & ukuran: lintasan akhir pada mesin press 1.600 ton membawa toleransi OD menjadi +2/-1 mm dan dinding menjadi ±1 mm, siap untuk pemesinan akhir dengan stok minimum.
4. Opsi ring-rolling (lengan pendek)
Untuk diameter 200–1 200 mm dan dinding 30–120 mm, penggulungan cincin mulus lebih cepat: satu kali pembakaran, siklus 30 detik, 20 % flash dibandingkan 50 % pada cetakan terbuka. Pertumbuhan diameter dikendalikan komputer hingga ±1 mm.
5. Perlakuan panas
Normalisasikan pada 880 °C/udara dingin untuk menghaluskan butiran, quench & temper (Q/T) 860 °C/minyak + 650 °C/2 jam untuk mencapai 550–750 MPa YS, 20 % EL, 45 J –40 °C Charpy. Selongsong berat untuk rumah bertekanan mendapatkan temper dua tahap ditambah –80 °C cryo de-brittle .
6. Inspeksi & pengiriman
100 % UT per ASTM A388 Level B, MT pada permukaan lubang 100 %, laporan dimensi dengan CPK ≥ 1,33, rilis EN 10204 3.2. Kondisi pengiriman yang umum: tempa panas + Q/T + OD/ID yang dibuat kasar hingga stok 2–3 mm.
7. Peningkatan kinerja vs. casting
Aliran butir melingkar yang tidak terputus menggandakan kekuatan lingkaran; tidak ada rongga penyusutan sentral yang khas pada selongsong cor pasir; Penghematan berat 30% karena desainer dapat menggunakan tekanan desain yang lebih tinggi dengan faktor keamanan yang sama.
8. Batas ukuran yang dapat dicapai saat ini
OD 80–6.000 mm, panjang 50–6.000 mm, berat tunggal 10 kg – 15 t, dinding setipis 15 mm pada cincin canai atau setebal 400 mm pada tempa cetakan terbuka.
Singkatnya, rute penempaan selongsong baja modern memadukan pengepresan cetakan terbuka yang berat dengan penindikan mandrel dan penggulungan cincin opsional, diikuti dengan perlakuan panas Q/T dan NDT penuh, memberikan insinyur mesin komponen berongga berintegritas tinggi yang mampu menahan beban multi-aksial jauh lebih baik daripada alternatif yang dicor atau dilas.