BAB III TEKNIK PELAKSANAAN
B. Metode Pengecoran Logam
1. Metode Pengecoran Besi Tuang (Hanger Bearing)
Pengecoran adalah suatu proses manufaktur yang menggunakan logam cair dan cetakan untuk menghasilkan produk dengan bentuk yang mendekati bentuk geometri akhir produk jadi. Untuk membuat produk pengecoran seperti Hanger
Bearing maka proses yang harus dilakukan terlihat seperti gambar di bawah ini
Gambar 3.1 Proses pembuatan benda coran (Sumber: Surdia, 2000: 3)
a. Bahan baku
Bahan baku pengecoran besi tuang kelabu dapat berasal dari bijih besi halus seperti pada penelitian Jamali (2006). Bahan baku yang berupa bijih besi menghasilkan pig iron atau besi kasar (Jamali, 2006). Untuk pembuatan produk seperti Hanger Bearing dapat digunakan bahan baku produk baja rongsokan (besi tuang kelabu) seperti blok mesin, pompa air, dan produk-produk besi tuang yang sudah rusak dan akan dilebur kembali.
Hanger Bearing dengan bahan baku besi tuang kelabu memiliki berat jenis
6,9 g/mm3, koefisien kekentalan 0,00230 cm2/det dapat mencair dengan suhu pemanasan antara 1200oC sampai 1600oC (Sudjana, 2008: 179).
b. Dapur kupola
Proses peleburan bahan tuangan dapat dilakukan dengan pamanasan didalam dapur kupola. Peleburan dengan dapur Kupola (Cupola Furnace) merupakan cara peleburan yang paling banyak digunakan dibanding dengan pemakaian dapur listrik dan dapur-dapur lainnya karena memiliki beberapa keunggulan, antara lain (Sudjana, 2008: 179):
1) Dapur kupola memiliki konstruksi sangat sederhana dan dapat dioperasikan dengan mudah.
2) Biaya operasional relatif rendah. 3) Kapasitas relatif besar.
4) Komposisi kimia mudah dikendalikan. 5) Peleburan dapa dilakukan terus-menerus.
Gambar 3.2 Konstruksi Dapur Kupola (Sumber: Sudjana, 2008: 180)
c. Bahan bakar
Bahan bakar yang digunakan untuk mencairkan logam pada dapur kupola adalah kokas. Pemakaian kokas untuk kupola dengan double tuyer sangat efisien menggunakan kokas briket dengan perbandingan 1 kg briket kokas dapat mencairkan besi 14 kg (1 :14) (Supriyanto, 2007).
d. Ladel
Panci tuangan atau ladle digunakan untuk mengankut logam cair dari dapur kupola menuju cetakan. Ladel dibuat dari plat baja dengan lapisan tahan panas bagian dalamnya (Sudjana, 2008: 153).
Gambar 3.3 Ladel, a. ladel tangan, b. ladel pikul (Sumber: Sudjana, 2008: 152)
e. Pembuatan cetakan (pola) 1) Bahan pembuatan pola
Pola yang dipergunakan untuk membuat cetakan benda coran dapat digolongkan menjadi pola logam dan pola kayu. Pola logam dipergunakan agar dapat menjaga ketelitian ukuran benda coran, terutama dalam masa produksi, sehingga unsur pola bisa lebih lama dan produktifitasnya tinggi. Pola kayu dibuat dari kayu, murah, cepat dibuatnya dan mudah diolahnya dibanding dengan pola logam. Oleh karena itu pola kayu umumnya dipakai untuk cetakan pasir, sering permukaannnya diperkuat dengan lapisan plastik (Fadlika, 2008).
Kayu yang dipakai adalah kayu saru, kayu aras, kayu pinus, kayu mahoni, kayu jati dan lain-lain. Kayu yang kadar airnya lebih 14% tidak dapat dipakai karena akan terjadi pelentingan. Bahan lain untuk pola yaitu resin sintesis, dari berbagai macam resin sintetis, hanya resin Epoksi-lah yang banyak dipakai. Ia memiliki sifat-sifat : penyusutan yang kecil pada waktu mengeras, tahan aus yang tinggi, memberikan pengaruh yang lebih baik dengan menambah pengencer. Selanjutnya bahan logam untuk pola yang lazim digunakan adalah besi cor. Biasanya dipakai besi cor kelabu karena sangat tahan aus, tahan panas, dan tidak mahal. Baja khusus dipakai untuk
pena atau pegas sebagai bagian dari pola yang memerlukan keuletan (Fadlika, 2008).
Hal pertama yang harus dilakukan pada pembuatan pola adalah mengubah gambar perencanaan menjadi gambar untuk pengecoran. Selanjutnya menetapkan tambahan penyusutan, tambahan untuk penyelesain dengan mesin, kemiringan pola, dan dibuat gambar untuk pengecoran yang kemudian diserahkan kepada pembuat pola. Untuk mendapatkan hasil coran yang baik adalah dalam penentuan kup, drag, dan permukaan pisah yang memiliki ketentuan-ketentuan yaitu Pola harus mudah dikeluarkan dari cetakan, Sistem saluran harus dibuat sempurna untuk mendapatkan aliran logarn cair yang optimum, dan Permukaan pisah lebih baik hanya satu bidang saja, karena permukaaan pisah yang terIalu banyak akan menghabiskan terlalu banyak waktu dalam proses pembuatan cetakan pasir (Fadlika, 2008).
2) Macam-macam pola
Pola memiliki berbagai macam bentuk dan dalam pemilihan pola harus diperhatikan produktifitas, kualitas coran, dan harga pola (Fadlika, 2008).
1) Pola pejal
Pola pejal adalah pola yang biasa dipakai yang bentuknya hampir serupa dengan bentuk coran.
Gambar 3. 4 Pola pejal jenis tunggal Gambar 3.5 Pola pejal jenis belah
2) Pola Pelat Pasangan
Pola ini merupakan pelat dimana pada kedua belahnya ditempelkan pola demikian juga saluran turun, pengalir, saluran masuk, dan penambah. Pola biasanya dibuat dari logam atau plastik.
f. Cetakan
Penuangan produk besi tuang seperti hanger bearing menggunakan cetakan pasir. Pasir yang digunkan adalah pasir silika atau pasir laut.
g. Penuangan
Cairan baja yang dikeluarkan dari tanur diterima dalam ladel dan dituangkan kedalam cetakan. Ladel mempunyai irisan berupa lingkaran dimana diameternya hampir sama dengan tingginya. Ladel harus sama sekali kering yang dikeringkan lebih dahulu oleh burner minyak residu sebelum dipakai (Fadlika, 2008).
Dalam proses penuangan diperlukan pengaturan temperatur penuangan, kecepatan penuangan dan cara-cara penuangan. Temperatur penuangan berubah menurut kadar karbon dalam cairan baja seperti ditunjukkan pada grafik berikut
.
Gambar 3.6 Temperatur penuangan yang disarankan (Fadlika, 2008)
Kecepatan penuangan umumnya diambil sedemikian sehingga terjadi penuangan yang tenang agar mencegah cacat coran seperti retak–retak dan sebagainya, Kecepatan penuangan yang rendah menyebabkan kecairan yang buruk, kandungan gas, oksidasi karena udara, dan ketelitian permukaan yang buruk. Oleh karena itu kecepatan penuangan yang cocok harus ditentukan mengingat macam cairan, ukuran coran, dan cetakan.
Cara penuangan secara kasar digolongkan menjadi dua yaitu penuangan atas dan penuangan bawah. Penuangan bawah memberikan kecepatan naik yang kecil
dari cairan baja dengan aliran yang tenang. Penuangan atas menyebabkan kecepatan tuang yang tinggi dan menghasilkan permukaan kasar karena cipratan. h. Pembongkaran
Setelah proses pengecoran selesai, pasir harus disingkirkan dari rangka cetakan dan dari produk coran. Kemudian saluran turun, saluran masuk, penambah dipisahkan dari coran dan akhirnya sirip-sirip dipangkas serta permukaan coran dibersihkan. Proses pengerjaan akhir dibagi menjadi dua macam, pertama menyingkirkan pasir cetak dan pasir inti sebanyak mungkin dari coran dan dari cetakan. Kedua adalah proses pemahatan untuk menyingkirkan sirip-sirip dan pasir yang melekat pada coran (Fadlika, 2008).
i. Pemeriksaan
pemeriksaan produk hasil pengecoran dilakukan setelah langakah pembongkaran selesai. Pemeriksaan dilakukan untuk melihat apakah produk memiliki ukuran yang cukup untuk selanjutnya dikerjakan di mesin. Kemudian untuk mengetahui apakah terjadi cacat pengecoran pada produk.
j. Benda kerja
Benda kerja atau produk pengecoran menggunakan dapur kupola dalam kajian ini adalah besi tuang kelabu. Adapun berbagai produk yang terbuat dari besi tuang kelabu yaitu Hanger Bearing, Fire Grate, Roster yang kesemuannya merupakan spart part Pabrik kelapa Sawit.