BAB II DASAR TEORI
3. Pengujian dengan bola baja (Rockwell-B):
2.8.2. Die Casting
2.8.2.2. Cold cham LogamLogam
wadah (cham (plunger) untu yang lebih tin logam dengan magnesium da
(Sumber: B
Gambar 2.19 Hot Chamber Process r: Bahan ajar ITS: Proses Pengecoran Logam R
amber process
am dicairkan di luar mesin die casting dan di
amber) yang tidak dipanaskan. Digunakan ntuk mengalirkan logam cair ke dalam cetakan tinggi antara 14-140MPa. Umumnya digunaka gan titik lebur tinggi seperti: aluminium, dan tembaga.
Gambar 2.20 Cold Chamber Process r: Bahan ajar ITS: Proses Pengecoran Logam R
48
m RI-1321)
dituang ke dalam an sebuah piston an dengan tekanan kan untuk paduan m, paduan seng,
49
Gambar 2.21 Cold Chamber Process
(Sumber: Bahan ajar ITS: Proses Pengecoran Logam RI-1321)
Tabel 2.9 Perbedaan antara Hot Chamber Process dengan Cold Chamber Process:
Hot Chamber Process Cold Chamber Process
1. Tungku peleburan terdapat pada mesin dan silinder injeksi terendam dalam logam cair 2. Tekanan injeksi berkisar antara 7 sampai 35 MPa
3. Digunakan untuk logam cor dengan titik lembur rendah seperti Sn, Pb, Zn.
4. Laju produksi cepat, bisa mencapai 500 produk/jam.
1. Tungku peleburan terpisah, silinder injeksi diisi logam cair secara manual atau mekanis.
2. Tekanan injeksi berkisar antara 14 sampai 140 Mpa.
3. Digunakan untuk logam cor dengan titik lebur lebih tinggi seperti Al, Cu, Mg.
4. Laju produksi lebih lambat dibandingkan cetak tekan hot chamber.
50 Secara komersial, mesin die casting mempunyai kapasitas antara 25-3000 ton. Umumnya die terbuat dari hot work die steels atau mold steels. Keausan die
meningkat dengan naiknya temperatur logam cair, oleh karena itu kadang diperlukan pelumas (parting agents) dengan memberikan lapisan tipis pada permukaan die.
Melalui die casting dimungkinkan untuk membuat komponen dengan kecepatan produksi yang tinggi serta menghasilkan komponen dengan kekuatan yang tinggi, komponen bentuk kompleks dengan kualitas tinggi, akurasi dimensi dan permukaan yang baik, sehingga tidak atau sedikit memerlukan proses permesinan sebagai proses akhir (net shape forming).
Keuntungan die casting: 1. Kecepatan produksi tinggi. 2. Kehalusan permukaan yang baik.
3. Dimungkinan untuk bagian/ tebal yang kecil sekitar 0,5 mm. 4. Toleransi dimensi sangat teliti, ± 0,076 mm untuk komponen kecil.
5. Pendinginan cepat akan menghasilkan butir halus dengan kekuatan yang tinggi.
6. Ekonomis untuk produksi dengan jumlah yang besar.
Keterbatasan dari proses ini terletak pada bentuk benda kerja dikaitkan dengan kemudahannya untuk dikeluarkan dari cetakan.
51 2.8.3. Proses Die Casting
Proses Die casting terdiri dari:
a. Material Preparation (penanganan awal pada material). b. Melting Operation (proses peleburan).
c. Die casting Operation (proses pengecoran). d. Trimming (pemisahan return scrap).
e. Visual check.
2.8.3.1.MATERIAL PREPARATION
Material yang akan diolah pada proses melting dikelompokkan menjadi dua:
Return Scrap
Material yang tidak terpakai lagi setelah produksi selesai, yaitu stamp, overflow, dan part out. Pengertian dari stamp adalah scrap yang terjadi dari saluran injeksi molten yang ada pada die. Overflow adalah return scrap yang timbul dari saluran buangan udara, sedangkan part out adalah produk (komponen) yang tidak memenuhi standar kualitas.
Ingot
Material baru (bukan berupa scrap) dalam bentuk batangan. Apabila
molten merupakan paduan seng-aluminium, maka ingot untuk proses
melting ada dua macam yaitu ingot seng dan ingot aluminium. 2.8.3.2.MELTING OPERATION
Melting Operation adalah proses peleburan scrap dan ingot pada dapur peleburan (melting furnace) yang menghasilkan molten (logam cair).
52
Gambar 2.22 Bagan Melting Operations
53
Keterangan Gambar 2.22 mengenai Siklus Melting:
2.8.3.2.1. Charging
Proses memasukkan material ke dalam tungku peleburan. Dalam proses ini, return scrap biasanya dimasukkan terlebih dahulu agar mencegah terjadinya kerusakan pada lantai dinding furnace pada waktu charging, sebab biasanya ingot berukuran panjang. Perbandingan antara return scrap dan ingot kira-kira 40% : 60%. 2.8.3.2.2. Fluxing
Proses memasukkan paduan kimia (charging flux) pada saat peleburan. Proses ini bertujuan untuk:
1. Mencegah terjadinya oksidasi dan pembentukan gas. 2. Melepaskan gas hidrogen.
3. Mengikat kotoran. 4. Memperbaiki struktur.
Setelah charging flux ditambahkan, kemudian diaduk-aduk agar kotoran dapat diikat secara merata oleh flux.
2.8.3.2.3. Killing Time
Setelah flux diaduk-aduk, kemudian didiamkan selama 5-10 menit agar kotoran yang sudah terikat dapat mengambang ke permukaan. 2.8.3.2.4. Dislaging
Kotoran yang mengambang di permukaan molten ditarik ke luar dan ditampung.
54 2.8.3.2.5. Tapping
Penuangan molten dari melting furnace ke dalam ladle crene, yaitu alat yang terdapat pada ladle transport untuk menampung molten. Sebelum proses tapping dilakukan, cradle crane harus dipanaskan terlebih dahulu, yaitu selama 15 menit agar tidak lembab. Hal ini dilakukan untuk menghindari terjadinya ledakan pada saat tapping, disamping itu juga untuk menghindari terjadinya penurunan temperatur molten pada saat dipindahkan.
2.8.3.2.6. Distribusi Molten
Dengan bantuan ladle transport, molten didistribusikan ke masing-masing holding furnace untuk kemudian diproses casting.
2.8.3.3.DIE CASTING OPERATIONS
Die Casting Operation adalah proses pengecoran molten ke dalam cetakan
(die) dengan sistem injeksi pada tekanan tinggi (High Pressure Injection Process).
Keunggulan dari Die casting Operation antara lain:
Presisi tinggi, sehingga dapat mengurangi pengerjaan lanjut. Cocok untuk komponen yang rumit dan tipis.
Dapat berproduksi secara masal, sehingga menghemat biaya produksi Kepadatan komponen yang tinggi menyebabkan kurangnya kemungkinan cacat (casting defect).
55 Tahapan-tahapan dalam Die casting Operation:
Gambar 2.23 Tahapan proses die casting
56
Keterangan Gambar 2.23 mengenai siklus die casting:
2.8.3.3.1. Insert Installation
Proses pemasangan insert. Pemasangan dilakukan secara manual, harus sesuai dan tidak longgar.
2.8.3.3.2. Die Closed
Gerakan menutup die dengan menggunakan unit clamping sistem toggle. Seting load-meter pada proses ini harus memenuhi standar, yaitu antara 80-95%. Apabila kurang dari 80% maka kemungkinannya daerah sekitar parting line tidak tertutup rapat sehingga terjadi flash, yaitu molten
‘menyembur’ keluar dari celah dies pada saat injection. Apabila load-meter melebihi 100%, maka toggle akan mengunci sehingga tidak bisa terjadi
injection.
2.8.3.3.3. Pouring Process
Proses penuangan molten oleh ladle dari holding furnace ke plunger sleeve
(saluran injeksi molten). Sebelum pouring dilakukan, ladle harus dipanaskan terlebih dahulu agar terhindar dari basah dan lembab. Selama proses pouring usahakan ladle-time tidak terlalu lama agar temperatur
molten tidak turun.
2.8.3.3.4. Injection Pressure
57
Injection Pressure dibagi menjadi tiga tingkatan proses, yaitu: a. Low Speed Injection.
Tahap injeksi di mana molten akan mengisi cavity die sampai batas
gate. Proses ini mengurangi gerakan gelombang-gelombang yang bisa menyebabkan turbulensi.
b. High Speed Injection.
Tahap di mana molten mengisi penuh seluruh bagian cavity die dan
over flow.
c. Pressure Boosting (intensifer pressure).
Tahap injeksi di mana molten dipadatkan dengan tekanan tinggi
(impact pressure).
2.8.3.3.5. Die Open
Proses ketika moving die membuka. 2.8.3.3.6. Casting Ejection
Proses di mana setelah die open, komponen dikeluarkan dari moving die
dengan bantuan suatu alat yang disebut ejector. 2.8.3.3.7. Casting Removal
Proses pengambilan komponen secara manual oleh operator sesaat setelah komponen dikeluarkan dari moving die oleh ejector pin. Komponen tersebut diambil dengan menggunakan tang.
2.8.3.3.8. Spray Process
Proses pelapisan bagian permukaan cavity die dengan suatu cairan kimia yang menggunakan suatu peralatan yang disebut dengan spray unit. Arah
58
spray harus kepada bagian-bagian yang paling sering mengalami over-heating, terutama pada bagian pin. Cairan kimia yang digunakan dalam proses ini berfungsi untuk melapisi cavity die agar komponen tidak menempel pada die.
2.8.3.4.TRIMMING
Proses memisahkan scrap dari komponen oleh operator secara manual setelah satu shot produksi selesai. Proses triming dilakukan bersamaan dengan spray process.