BAB 12
TEORI DASAR PENGECORAN
• Pengecoran (casting) adalah proses
dimana logam cair mengalir akibat gaya
grafitasi atau gaya lain (yg diberikan) ke
dalam rongga cetakan, dan dibiarkan
membeku dng bentuk sebagaimana
rongga cetakannya.
• Material awal: dlm kondisi cair atau plastis (highly plastic). • Produk (coran) diperoleh
setelah material awal tersebut membeku dalam cetakan
• Dpt memproses Logam, kaca, polymers dan polymer matrix composites
• Prinsip dasar: pencairan + penuangan ke dalam cetakan + biarkan membeku
• Variabel proses perlu diatur • Perhatikan sistem saluran
Produk pengecoran
1. INGOT: merupakan produk dari industri
logam primer, adalah produk pengecoran
dengan bentuk yang sederhana dan
memiliki ukuran yg besar, utk diproses
labih lanjut misalnya di rol, tempa dll.
2. CORAN: adalah produk pengecoran
Keunggulan Pengecoran Logam
1. Mampu membuat coran dengan geometri yang rumit, baik bgian luar maupun bagian dalam dari produk
2. Beberapa jenis pengecoran mampu menghasilkan bentuk akhir, tanpa memerlukan proses lanjut.
3. Mampu membuat produk ukuran besar, lebih dari 100 ton
4. Mampu memproses setiap logam yang dapat dicairkan.
Kekurangan/ Kerugiannya
•
Kerugian setiap pengecoran berbeda:
Sifat mekanis terbatas (
; H
B;
dll)
Berpori
Beberapa pengecoran akurasi dimensi dan
kekasaran permukaannya jelek.
Berbahaya bagi operator
Contoh Coran
• Berat produk bisa dari bbrp ons s.d 100
ton lebih.
– Roda K.A
– Pipa
Cetakan
• Cetakan terdiri atas sebuah rongga yg
geometrinya akan menentukan bentuk coran
(produk)
• Ukuran rongga harus dibuat sedikit lebih besar
dari ukuran produk yg diinginkan, guna
mengantisipasi penyusutan saat pembekuan.
Besarnya kompensasi penyusutan setiap logam
berbeda.
Pembagian proses Pengecoran
• Expendable Mold
– Yaitu cetakan sekali pakai, artinya cetakan hanya dapat digunakan satu kali pengecoran karena utk mendapatkan produknya cetakan harus di bongkar/ dirusak. Bahan cetakan: pasir, plaster.
• Permanent Mold
– Yaitu cetakan yang dapat digunakan berulang kali, cocok utk produksi masal, dan coran dengan bentuk yang lebih rumit mampu dibuat. Terdiri atas dua
Cetakan (terbuat dari) Pasir
• Rongga cetakan dibentuk dengan pola (pattern)
• Pola terbuat dari kayu, logam, dan plastik yg dibentuk sebagaimana coran yg akan dibuat. • Pola memiliki ukuran
yg sedikit lebih besar dr pd ukuran coran, guna mengkompensasi
penyusutan yg terjadi selama proses
pembekuan. Pasir tuang dpt dibentuk karena dicampur dg bahan pengikat.
• Cara pembuatan cetakan tuang dari
• Flask: boks ada 2
– Atas disebut cope
– Bawah disebut drag
Antara keduanya ada garis pemisah (parting line
)
• Bentuk
rongga cetakan
menentukan
bentuk coran bagian luar, sedang
permukaan dalam ditentukan oleh bentuk
Pengujian fluiditas
Pouring cup
Sprue
Limit of flow before
freezing
Diagram suhu – waktu logam murni
Karakteristik struktur butir kristal
logam murni
Butir kristal bulat ukuran kecil dengan orientasi acak, dekat dinding cetakan.
butir kristal columnar (panjang-panjang),
Diagram suhu – waktu logam
paduan (alloy)
Freezing completed
Karakteristik struktur butir kristal
logam paduan
Butir kristal ukuran kecil dengan
orientasi acak
CARA MENGURANGI EFEK
PENYUSUTAN
Contoh: rancanglah ukuran raiser dg bentuk silinder dg ratio diameter thd tinggi =1. Cm=19.5 min/in2, yg akan
Chvorinov rules
• TST= C
m(V/A)
2• TST = waktu total pembekuan [menit]
• C
m= konstante cetakan
• V = volume coran [mm
3]
• A = luas permukaan coran [mm
2]
• MFT=V/Q [menit]
• Q= v.A [mm
3/menit]
• Dimana
• V = volume produk [mm3]
• v = kecepatan aliran logam [mm/menit] • Q= kapasitas [mm3/menit]
• A = luas penampang pada suatu titik dari saluran tuang [mm2]
• T = waktu pengisian rongga cetakan
Panas Yg diperlukan utk menaikan suhu
hingga mencapai temperatur penuangan
• H=
V{C
s(T
m-T
o)+H
f+ C
l(T
p-T
m)}
Dimana:H :panas Total yang diperlukan utk menaikan suhu logam hingga mencapai suhu penuangan [Joule]
:densitas [g/cm3]
V : Volume material yg dicairkan [cm3]
Cs : Panas spesifik dari logam phase padat [J/g-0C]
Tm : Temperatur pencairan logam [0C]
To : Temperatur awal [0C]
Hf : Panas Fusi [J/g]
Cl : Panas Spesifik volumetrik logam cair [J/g-0C]
