TINJAUAN PUSTAKA
3.8 Proses pengecoran
Proses pengecoran dilakukan di tempat pengecoran milik Pak Sarman yang berlokasi di Jl. Madiosantoso, Medan Barat. Proses ini terdiri atas 3 tahapan : peleburan logam bahan baku, pembuatan cetakan dan penuangan logam cair.
3.8.1 Alat dan bahan
Alat dan bahan yang digunakan selama proses pengecoran logam ini ialah sebagai berikut :
a. Alat
i. Flask kayu
Berfungsi sebagai casing cetakan, namun hanya berupa bagian cope saja. Memiliki ukuran 340 x 340 x 30 dalam milimeter
Gambar 3.25 Flask yang digunakan ii. Tungku peleburan
Alat ini berfungsi melebur logam bahan baku. Jenis tungku ini ialah krus dengan diameter 40 cm. Bahan bakar yang digunakan ialah kayu bakar
Gambar 3.26 Tungku peleburan iii. Centrifugal Blower
Alat ini berfungsi menyalurkan udara ke dalam tungku peleburan selama proses peleburan berlangsung. Diameter saluran udara sebesar 2 inci
Gambar 3.27 Blower yang terpasang dengan tungku iv. Cawan logam bergagang panjang
Cawan ini berfungsi mengambil logam cair dari tungku v. Batangan logam panjang
Alat ini berfungsi memindahkan obyek – obyek yang berada di tungku selama proses peleburan berlangsung
vi. Pasak kayu
Pasak kayu yang dipakai berjumlah 8 buah. Fungsi pasak – pasak ini ialah sebagai patokan posisi flask
Gambar 3.28 Pasak kayu vii.Silinder besi
Silinder ini dipakai untuk membentuk downsprue pada cetakan. Memiliki tinggi 220 mm dan diameter 20 mm
viii.Ayakan
Ayakan digunakan untuk menyaring campuran pasir cetak dari benda –
Gambar 3.29 Ayakan ix. Penyembur api
Penyembur api ini berbahan bakar LPG (liquid petroleum gas). Berfungsi untuk mengeringkan cetakan
Gambar 3.30 Penyembur api (kiri) dan tabung gasnya (kanan)
x. Sendok aluminium
Sendok ini digunakan untuk menghaluskan bagian dalam cetakan yang baru dibentuk dengan menggunakan pola
xi. Pola
Pola digunakan untuk memberi bentuk pada cetakan
xii. Palu
Alat ini dipakai untuk menancapkan pasak ke sekeliling flask dan menyingkirkan bagian – bagian berlebih yang ada pada runner propeller yang telah dicor dengan pukulan
xiii.Gergaji logam
Gergaji logam digunakan untuk memotong bagian – bagian runner propeller yang berlebih
Gambar 3.32 Gergaji logam xiv. Mesin bubut
Mesin bubut digunakan untuk membuat lubang poros pada runner propeller dan membuat porosnya dari batangan baja. Pahat yang digunakan ialah high speed steel (HSS). Center yang digunakan ialah 3 buah bit yang masing – masing berdiameter 5 mm, 12,5 mm dan 20 mm
xv.Tap
Tap digunakan untuk membuat ulir pada lubang baut. Diameternya 7 mm dengan nomor ulir M8. Bahan alat ini ialah HSS
xvi. Kunci inggris (adjustable wrench)
Alat ini dipakai untuk memegang tap selama proses pembuatan ulir
Gambar 3.34 Kunci inggris xvii. Gerinda tangan
Gerinda tangan digunakan untuk meratakan dan menghaluskan permukaan runner propeller
xviii.Kikir
Kikir dipakai untuk meratakan permukaan runner propeller yang tidak dapat dijangkau oleh gerinda
xix. Mesin bor
Mesin bor bermerek Breda ini digunakan untuk membuat lubang baut pada runner propeller dan membuat lubang pasak pada poros.
Diameter bit yang digunakan ialah 7 mm dan 5 mm
xx.Mesin skrap
Mesin skrap digunakan untuk membuat jalur pasak pada runner propeller
b. Bahan
i. Geram kuningan
Geram kuningan digunakan sebagai bahan baku pembuatan runner propeller. Geram kuningan ini merupakan hasil pembubutan dari billet
berbentuk silinder. Kuningan tersebut memiliki komposisi 60 % tembaga (Cu) dan 40 % seng (Zn). Warna kuningan ini ialah kuning cerah yang mengindikasikan kandungan seng diantara 35 % - 45 % dengan alotrof (α+β) (berdasarkan Gambar 2.13). Massa jenisnya 8520 kg/m3 [24] dan jumlah yang digunakan mencapai 7 kg
Gambar 3.36 Geram kuningan didalam tempat penampungannya ii. Campuran pasir cetak
Campuran pasir cetak digunakan sebagai bahan pembuatan cetakan. Berat total yang digunakan 12 kg dengan komposisi :
1. pasir silika sungai (10 kg = 83,3 %) 2. bentonit (1 kg = 8,3 %)
3. air (1 l = 1 kg = 8,3 %)
Permeabilitas campuran ini didapatkan melalui perhitungan teoritis, yang bernilai 84,8 cm3/menit. Perhitungan ini dibahas pada Bab IV buku skripsi ini. Campuran pasir ini sudah dipakai lebih dari setahun
Gambar 3.37 Campuran pasir cetak iii. Potongan kayu
Potongan kayu digunakan sebagai bahan bakar tungku peleburan
Gambar 3.38 Tumpukan potongan kayu iv. Tepung kalsium
Tepung kalsium digunakan sebagai zat pemisah sehingga pengambilan pola semakin mudah. Selain itu tepung ini juga digunakan untuk mencegah persentuhan permukaan dalam campuran pasir cetak terhadap zat – zat lain
v. Air
Air digunakan sebagai bahan campuran pasir cetak dan pendingin runner propeller yang baru siap dicor
vi. LPG
LPG digunakan sebagai bahan bakar penyembur api. Jumlah yang digunakan sebanyak 1 tabung 12 kg
vii. Kertas pasir
Kertas pasir dipakai untuk menghaluskan permukaan runner propeller
pasir yang digunakan terdiri atas 2 jenis : P80 (1 meter) dan P100D (2 lembar)
viii.Batangan baja
Batangan baja dipakai sebagai bahan baku pembuatan poros. Batangan ini berdiameter 20 mm dengan panjang 1 m
3.8.2 Pembuatan cetakan
Pembuatan cetakan meliputi tahap – tahap sebagai berikut :
a. Lokasi penuangan ditentukan di atas tumpukan pasir cetak yang rata. Lokasi ini harus bebas dari sampah, air dan benda – benda lainnya
b. Campuran pasir cetak yang telah ada dibasahi dengan air, lalu diremas - remas dengan tangan sehingga airnya keluar. Pasir yang telah diremas lalu dipindahkan ke tempat yang kering
c. Pasir cetak yang telah diperas kemudian diambil dan diayak. Sebagian diayak di atas tempat penuangan, sebagian lainnya diayak di sekitarnya. Selanjutnya pasir cetak di kedua tempat tersebut dikeringkan dengan penyembur api, kemudian tepung kalsium ditaburkan diatasnya
d. Pola ditempatkan di atas pasir cetak yang ada di tempat penuangan dengan posisi bagian atasnya (bagian dimana bossnya lebih tinggi dari tinggi sudunya) menyentuh pasir cetak. Kemudian dari permukaan sudu bagian atas (saat ini mengarah ke bawah) hingga ke bawah diisi dengan pasir cetak dengan menggunakan sendok, namun bagian sudu bawahnya dibiarkan tidak terisi sehingga tercipta sebuah batasan pengisian pasir cetak dari ujung sudu satu ke ujung sudu lainnya
e. Flask ditempatkan diatas tempat penuangan, kemudian pasak ditancapkan dengan palu sebanyak 8 buah (tiap sisi 2 buah) pada keliling luarnya, pasak
– pasak tersebut tidak boleh bergeser
f. Silinder besi ditempatkan diatas boss pola, kemudian flask diisi dengan pasir cetak yang telah diayak di sekitar tempat penuangan tadi hingga mencapai
batas ketinggiannya. Selama pengisian pasir cetak ditekan – tekan secara perlahan kearah pola dan silinder besi. Setelah mencapai ketinggian flask, bagian atas pasir cetak tersebut diratakan dengan sendok
g. Silinder besi ditarik keluar secara perlahan pada bagian panjangnya yang tidak tertimbun pasir cetak
h. Flask diambil perlahan dan ditempatkan diatas plat kayu sehingga terlihat 2 bagian cetakan. Bagian yang ada pada flask disebut cope sementara yang bagian lainnya menjadi drag
Gambar 3.39 Drag (kiri) dan cope (kanan)
i. Selanjutnya pola diambil dari cetakan. Pola dapat tertinggal di drag maupun menempel dengan cope. Jika menempel di cope, maka penghalusan bentuk cetakan cope dengan bantuan pola tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan sendok. Selanjutnya pola diambil secara perlahan
Gambar 3.40 Penghalusan cetakan cope dengan bantuan pola yang ikut menempel di cope saat flask diangkat
j. Cope dan drag kemudian kembali dibubuhi tepung kalsium, kemudian dikeringkan dengan penyembur api
Gambar 3.41 Pengeringan drag dengan penyembur api
k. Setelah dikeringkan, cetakan siap dipakai. Skema cetakan dapat dilihat pada Lampiran 4 dari buku skripsi ini
3.8.3 Peleburan logam
Proses peleburan logam dilakukan bersamaan dengan proses pembuatan cetakan. Proses peleburan ini meliputi tahapan – tahapan berikut :
a. Geram kuningan dan potongan – potongan kayu dimasukkan ketempat penampungan masing – masing
b. Blower dinyalakan untuk menyuplai ruang pembakaran tungku peleburan dengan udara, potongan – potongan kayu dimasukkan ke dalam ruang pembakaran tersebut dan kemudian dibakar
c. Geram kuningan dimasukkan kedalam lubang tungku sebanyak satu sekop, kemudian potongan – potongan kayu (berjumlah 3 hingga 4 potong) ditambahkan ke dalam ruang pembakaran tungku hingga api membesar dan juga muncul api di dalam lubang tungku yang membakar geram, kemudian lubang tungku ditutup dan ditunggu hingga api mengecil
d. Setelah api mengecil (sekitar 2 menit), potongan – potongan kayu ditambahkan ke dalam ruang pembakaran tungku hingga api kembali membesar
e. Sepuluh menit setelah pemberian yang pertama, tutup lubang tungku dibuka dan dengan batangan logam panjang, tumpukan geram yang sebelumnya kemudian ditekan kedalam. Satu sekop geram kemudian ditambahkan kedalam lubang tungku, kemudian pemberian potongan kayu yang ketujuh kalinya dilakukan
f. Pemberian geram dan potongan kayu yang selanjutnya terus dilakukan selama 2 jam (waktu perkiraan habisnya geram pada tempat penampungan) setelah pemberian geram yang pertama dengan interval pada : geram (10 menit sekali) dan potongan kayu (2 menit sekali)
g. Setelah geram didalam penampungan habis, geram didalam tungku ditekan kedalam untuk terakhir kalinya dan dibiarkan melebur seluruhnya. Kuningan, yang telah mencair seluruhnya terlihat transparan didalam tungkunya, sehingga yang tampak hanya kobaran api yang ada didasar tungku tersebut
h. Setelah mencair seluruhnya, kuningan tersebut siap dituang
3.8.4 Proses penuangan
Proses penuangan dilakukan dalam tahapan – tahapan berikut :
a. Cope cetakan disatukan dibagian atas drag secara perlahan – lahan. Kedua bagian ini harus tepat menyatu sehingga tidak ada pergeseran dan ruang kosong diantara keduanya
b. Sekeliling flask yang telah menyatu tersebut kemudian ditimbun dengan pasir cetak. Hal ini dilakukan untuk membantu menjaga agar posisi flask
tidak bergeser saat kuningan cair dituangkan ke dalam cetakan, sebab flask
c. Lubang masuk downsprue disembur api dengan alat penyembur api untuk memastikan agar downsprue benar – benar kering
Gambar 3.43 Cetakan yang telah siap digunakan
d. Kuningan yang telah dilebur kemudian diambil dengan menggunakan cawan bergagang. Banyaknya kuningan yang diambil mencapai ½ dari volume cawan
e. Kuningan cair yang telah diambil tersebut kemudian dituangkan ke dalam
downsprue. Selama penuangan berlangsung, cope ditekan agar tidak terdesak keatas akibat dorongan dari kuningan cair yang masuk, namun tekanannya harus perlahan agar cetakan di dalamnya tidak rontok
Gambar 3.44 Proses penuangan
f. Setelah penuangan selesai, kuningan cair akan berangsur – angsur membeku dengan pembekuan di bagian dasar cetakan lebih cepat dibanding di downsprue
g. Setelah beberapa detik, cetakan dibongkar. Runner propeller yang telah jadi kemudian dikeluarkan secara hati – hati dengan menggunakan kayu atau benda – benda lainnya
Gambar 3.45 Runner propeller yang telah dikeluarkan dari cetakannya h. Runner propeller dibersihkan dari pasir yang masih menempel dengan
seadanya, kemudian downsprue dan bagian – bagian yang berlebih dipukul hingga putus dengan menggunakan palu
i. Runner propeller tersebut didinginkan dengan air dan dibiarkan hingga beberapa saat, kemudian pembersihan kembali dilakukan dengan tujuan menyingkirkan seluruh pasir yang masih menempel
3.9 Pembuatan lubang poros, pembuatan lubang baut dan proses finishing