Proses Pengecoran Teknik Mesin casting p

(1)

(2)

Sejarah pengecoran

Pengecoran adalah proses pembentukan logam dengan jalan mencairkan, menuangkan logam cair ke dalam

cetakan dengan dibiarkan membeku.

Awal penggunaan logam ketika orang membuat

perhiasan dari emas, perak tempaan, kemudian membuat senjata, mata bajak dengan menempa tembaga.

Tahun 3000 SM :

Pengecoran perunggu pertama dilakukan di Pengecoran perunggu pertama dilakukan di

Mesopotamia, diteruskan ke Asia Tengah, India, dan Cina. Tahun 1500-1400 SM :

(3)

Tahun 800-700 SM :

Di Cina ditemukan cara membuat coran dari besi kasar yang mempunyai titik cair rendah dan mengandung fosfor tinggi dengan menggunakan tanur beralas datar.

Tahun 1400 (abad 14) :

Di Jerman dan Italia mengembangkan tanur beralas datar yang primitip menjadi tanur tiup berbentuk silinder, dimana pencairan dilakukan dengan jalan meletakkan bijih besi dan arang batu berselang seling. Produk yang dihaslikan : meriam, peluru meriam, tungku, pipa, dll.

peluru meriam, tungku, pipa, dll. Tahun 1800 (abad 18) :

Di Inggris kokas ditemukan, kemudian dibuat tanur mirip kupola.

Tahun 1900 (abad 19) :

H. Bessemer atau W. Siemens berusaha membuat baja dari besi kasar, dan pada pertengahan abad ini coran baja

(4)

• Proses Pengecoran

(5)

Pouring

Furnace

Furnace TappingTapping

Mesin

Gambar 1.1 Diagram Proses Pengecoran Logam

(6)

• Peleburan (Melting)

• Untuk mencairkan logam bermacam-macam tanur dipakai.

Umumnya kupola, tanur induksi frekuensi rendah digunakan untuk besi cor, tanur busur listrik atau tanur induksi frekuensi tinggi dipergunakan untuk baja coran, tanur krus untuk paduan tembaga atau coran paduan ringan, tanur-tanur tersebut dapat memberikan logam cair yang baik dan sangat ekonomis. Besi cor kualitas tinggi dibuat pada tungku induksi listrik, yang memungkinkan koreksi komposisi unsur-unsur dengan tepat dan cepat, koreksi komposisi unsur-unsur dengan tepat dan cepat, selain itu juga mudah menaikkan temperature besi cor lebih tinggi dari temperature keseimbangan reduksi C dan Si. Pemanasan lanjut cairan akan memperbaiki kondisi pembentukan inti-inti besi cair pada proses pembekuan, sebagai akibat efek pemurnian yang terjadi. Temperatur dan waktu merupakan variable proses peleburan, karena pengurangan unsur-unsur akibat reaksi oksidasi. Efek

pengadukan pada tungku induksi listrik dapat

(7)

• Cetakan (Mould)

• Cetakan biasanya dibuat dengan jalan

memadatkan pasir. Pasir yang dipakai

kadang-kadang pasir alam atau pasir buatan yang

mengandung lempung. Kadang-kadang

dicampurkan pengikat khusus, misalnya air

kaca, semen resin furan, resin fenol atau

minyak pengering, karena penggunaan zat-zat

tersebut memperkuat cetakan atau

(8)

• Penuangan (Pouring)

Temperatur penuangan diusahakan serendah mungkin sedangkan waktu pengisisan secepat mungkin, adalah dua faktor yang menjadi masalah dalam penuangan. Waktu penuangan dapat dihitung dari besar benda cor. Pada umumnya logam cair dituang (pouring) dengan

pengaruh gaya berat, walaupun kadang-kadang

menggunakan tekanan pada logam cair selama atau setelah penuangan.

setelah penuangan.

Pengecoran cetak adalah suatu pengecoran dimana logam cair ditekan ke dalam cetakan logam dengan tekanan tinggi, biasanya digunakan pada coran tipis.

(9)

Pengecoran sentrifugal adalah suatu pengecoran dimana cetakan diputar dan logam cair dituangkan ke dalamnya, sehingga logam cair tertekan oleh gaya sentrifugal dan kemudian membeku, biasanya digunakan untuk coran pipa.

Setelah penuangan (pouring), coran dikeluarkan dari

cetakan (shake out) dan dibersihkan, bagian-bagian yang tidak perlu dibuang. Kemudian coran dilakukan

penyelesaikan akhir dan dibersihkan (shot blasting) agar penyelesaikan akhir dan dibersihkan (shot blasting) agar memberikan rupa yang baik.

Pemeriksaan secara visual dilakukan untuk melihat cacat yang terjadi dari luar coran, kemudian dilakukan

(10)

• Kelebihan Proses Pengecoran

No Kelebihan Keterangan

1 Desain :

berat sampai 200 ton dan diameter terkecil 0,5 mm benda rumit yang sulit dengan proses pembentukan yang lain.

jika dibandingkan dengan proses pembentukan yang lain

cocok untuk pengembangan model baru.

dapat dibuat sesuai kebutuhan baik bentuk maupun kekuatan

2 Proses :

- Biaya rendah - Dimensi akurat - Mampu tukar

lebih murah disbanding proses pembentukan yang lain. toleransi ± 0,1mm (proses,bentuk & size), kekasaran 5-50

mampu diproses sesuai dengan kebutuhan. 3 Metalurgi :

- Struktur serabut - Ukuran butir - Berat jenis

tergantung proses pembekuan

struktur butir coran tidak banyak berubah dari bentuk awal

(11)

• Sifat-sifat dan Bahan Coran

Sifat-sifat Yang Diminta Bahan Coran

Kekuatan Baja cor, Besi cor mutu tinggi, Besi cor bergrafit bulat,

Besi cor mampu tempa

Tahan banting / Keuletan Baja cor, Besi cor bergrafit bulat, Besi cor mampu tempa

Mudah dibuat Besi cor kelabu, coran brons, coran paduan Aluminium

(Al-Si-Cu, Al-Si-Mg) (Al-Si-Cu, Al-Si-Mg)

Ringan Coran paduan aluminium, coran paduan magnesium

Baik sekali dalam

konduktivitas termal dan listrik

Coran tembaga murni

Tahan Aus Coran Ni-Cr, Baja cor mangan tinggi, Besi cor bergrafit

(12)

Tahan korosi : Air segar dan air asin Coran paduan tembaga

Asam Nitrat Coran baja tahan karat, Besi cor khrom tinggi, Besi cor silikon tinggi.

Asam Khlorida Hasteloy, Coran paduan tembaga

Asam Sulfat Besi cor silikon tinggi, Coran paduan tembaga (kecuali kuningan), Baja cor tahan asam, Besi cor Ni-resis

Oksida dan temperatur tinggi

Besi cor khrom tinggi, Baja cor Cr-Ni tinggi, Baja tahan karat.

Alkali Baja cor karbon rendah, Coran paduan tembaga, Baja cor tahan karat, Besi cor kelabu

Tahan panas : 1000 – 1200o_C _{Baja cor tahan panas}

700 - 800 C Baja cor tahan karat, Baja cor aluminium, Besi cor

700 - 800o_C _{Baja cor tahan karat, Baja cor aluminium, Besi cor}

khrom tinggi, Besi cor Ni-Cr.

500 - 600o_C _{Baja cor paduan rendah, Besi cor paduan rendah}

400o_C _{Baja cor karbon, Baja cor mangan tinggi}

350o_C _{Besi cor mutu tinggi, Besi cor bergrafit bulat, Besi cor}

mampu tempa

250 - 300o_C _{Besi cor kelabu, Coran paduan tembaga}

200 - 250o_C _{Coran paduan tembaga}

(13)

Tahan temperature rendah : Di atas 25o_C _{Besi cor kelabu}

46o_C _{Baja cor karbon rendah}

73o_C _{Baja cor 2,5% Ni}

100o_C _{Baja cor 3,5 % Ni}

(14)

• Penggunaan Bahan Coran

Bahan Contoh penggunaan

Besi cor kelabu (termasuk besi cor mutu tinggi)

Bagian-bagian mobil (silinder block, tutup silinder, rumah engkol, selubung silinder, roda daya, tromol rem, dll)

Mesin perkakas (bed, meja, pegangan)

Mesin hidrolis (pompa, turbin, rumah-rumah, pengalir) Mesin serut, mesin cetak

Mesin listrik (rangka motor, rumah-rumah motor) Mesin listrik (rangka motor, rumah-rumah motor)

Pipa air besi cor, bagian-bagian mesin (roda gigi, kopling, roda ban)

Besi cor mampu tempa

Bagian-bagian mobil (pelat rangka, roda ban, poros engkol, selubung silinder, lengan ayun, poros, rumah-rumah

kopling).

Bagian-bagian mesin (sambungan pipa, katup) Besi cor bergrafit

bulat

(15)

Baja cor karbon dan paduan

Bagian-bagian mesin (yang memerlukan tahan lama). Bagian-bagian kendaraan kereta api (rangka, kopling), Mesin-mesin pemindah tanah (rante, rumah rem),

Mesin-mesin hidrolis (pengalir turbin air, rumah-rumah pompa).

Alat-alat pembuat baja (rol, dudukan rol), bagian-bagian kapal (rangka buritan, rumah-rumah turbin, lengan engkol), mesin-mesin pertambangan (mesin kasut, penggali keruk).

Coran paduan tembaga

Bagian-bagian mesin (bantalan, rumah katup, bus), mesin-mesin hidrolis (pompa, penyambung).

tembaga mesin hidrolis (pompa, penyambung).

Bagian-bagian kapal (baling-baling, pompa, dll).

Coran paduan ringan Bagian-bagian mobil (rumah transmisi, blok silinder, tutup silinder, saluran isap). Pompa, rangka kamera, rangka

(16)

Perlakuan Panas

(

Heat Treatment

)

• Dalam pemakaian coran ada dua hal, pertama

coran diapakai langsung, kedua dipakai

setelah mendapat perlakuan panas (

heat

treatment

). Perlakuan panas adalah proses

untuk memperbaiki sifat-sifat dari logam

dengan jalan memanaskan coran sampai

temperature yang cocok dibiarkan beberapa

waktu pada temperature itu, kemudian

(17)

Perlakuan panas yang dilakukan pada coran adalah :

• Pelunakan (annealing)

Besi cor sering dipakai langsung setelah di cor, tetapi pada pemakaiannya perlu menghindari deformasi yang kecil

atau kalau terlalu keras, maka perlu pelunakan. Deformasi disebabkan oleh adanya tegangan sisa dalam besi cor,

sehingga perlakuan panas dapat menghilangkan tegangan sisa tersebut. Ketentuan dalam proses pelunakan sebagai berikut :

berikut :

• Temperatur pelunakan : 450 – 550 o_C

• Laju pemanasan : 90 o_C

• Waktu pelunakan : (1-2) x t/25 jam

• : t = tebal dalam mm

(18)

(19)

• Pengerasan dan Penemperan (hardening &

tempering)

Pengerasan dan penemperan besi cor terutama dilakukan pada besi cor kelas tinggi yang mempunyai kekuatan

tinggi. Perlakuan panas ini dapat memperbaiki ketahanan aus sehingga biasa dilakukan untuk bagian-bagian yang permukaannya bergesekan. Proses ini menggunakan

temperature pengerasan kira-kira 800 o_{C dan}

mempergunakan minyak pencelup untuk mencegah keretakan. Apabila ada kemungkinan retak, maka lebih

baik besi cor dipanaskan mula sampai temperature antara 400 -500 o_{C sebelum dikeraskan. Penemperan dilakukan}

dengan jalan memanaskan kembali besi cor pada

(20)