pengecoran logam

PL IV PL IV

PENUANGAN DAN INSPEKSI PENUANGAN DAN INSPEKSI

4.1

4.1.. TTuujuajuann 1.

1. PraktiPraktikan dapkan dapat mengat mengetahui detahui dan meman memahami deahami definisi befinisi beserta macserta macam pengam pengecoranecoran logam.

logam. 2.

2. PraktiPraktikan dakan dapat menpat mengetahugetahui macam i macam - macam c- macam cacat coracat coran besean beserta penyrta penyebab daebab dann  pencegahannya.

 pencegahannya. 3.

3. PraktiPraktikan mamkan mampu menpu menganaliganalisa hasil sa hasil coran bcoran beserta soeserta solusi palusi pada cacat da cacat coran.coran.

4.2.

4.2. DasaDasar Ter Teoriori 4

4..22..11.. PPeennggeeccoorraan n LLooggaamm

Pengecoran logam adalah proses

Pengecoran logam adalah proses pembentukan benda logam denganpembentukan benda logam dengan  pelelehan logam dan menuangkan ke d

 pelelehan logam dan menuangkan ke dalam cetakan (Heine 1!"#$1%. &erikut inialam cetakan (Heine 1!"#$1%. &erikut ini adalah diagram alir proses pengecoran$

adalah diagram alir proses pengecoran$

'a

'ammbabar 4r 4.1.1 $ $ iaiagrgram am ))lilir Pr Prorosesess Sand Mold Casting Sand Mold Casting  *

*uummbbeerr $ $ ++aallppaakk,,iiaann  22##$$33

Pro

Proses ses penpengecgecoraoran n sensendirdiri i dibdibedakedakan an menmen,adi ,adi dua dua macmacam am yaiyaitutu  Expendable Mold Casting 

 Expendable Mold Casting  dan dan Permanent Mold Casting  Permanent Mold Casting .. a.

a. ExExpependndabable Mle Molold Cad Castisting ng   Expendable

 Expendable Mold Mold Casting Casting   adalah teknik pengecoran logam yang  adalah teknik pengecoran logam yang cetakannya hanya dapat digunakan satu kali proses sa,a. acam - macam cetakannya hanya dapat digunakan satu kali proses sa,a. acam - macam  Expendable Mold Casting 

1.

1. *a*and nd oold ld /a/aststiningg *an

*and d olold d /ast/asting ing adaadalah lah proproses ses penpengecgecoraoran n loglogam am dendengangan menggunakan pasir bahan pengikat dan air sebagai cetakannya. /etakan menggunakan pasir bahan pengikat dan air sebagai cetakannya. /etakan  pasir

 pasir merupakan merupakan teknik teknik yang yang paling paling banyak banyak digunakan digunakan karena karena memilikimemiliki keunggulan$

keunggulan$

•

• apat mencetak logam dengan titik lebur tinggi seperti ba,a nikel danapat mencetak logam dengan titik lebur tinggi seperti ba,a nikel dan

titanium. titanium.

•

• apat mencetak benda cor dari ukuran kecil sampai ukuran besar.apat mencetak benda cor dari ukuran kecil sampai ukuran besar. •

• 0umlah produksi dari satu sampai ,utaan.0umlah produksi dari satu sampai ,utaan.

+lasifikasi cetakan pasir$ +lasifikasi cetakan pasir$ a%

a% /e/etatakakan Pn Pasasir &ir &asasahah /et

/etakaakan n pasipasir r basabasah h adaadalah lah cetcetakan yang akan yang terbterbuat uat dardarii campuran pasir lempung dan air.

campuran pasir lempung dan air.  b%

 b% /etakan Pasir +ering/etakan Pasir +ering

/etakan pasir kering dibuat dengan menggunakan cetakan /etakan pasir kering dibuat dengan menggunakan cetakan yan

yang g dibdibakaakar r daldalam am oeoen n dendengan gan temtemperaperaturture e 2424/ / sampsampaiai 31#/. Pembakaran dalam oen dapat memperkuat cetakan.

31#/. Pembakaran dalam oen dapat memperkuat cetakan.

'

'aammbbaar r 44..22 $ $ PPrroosseess Sand Mold Casting Sand Mold Casting  *

*uummbbeerr $ $ ++aallppaakk,,iiaann  22##$$22##""

2

1.

1. *a*and nd oold ld /a/aststiningg *an

*and d olold d /ast/asting ing adaadalah lah proproses ses penpengecgecoraoran n loglogam am dendengangan menggunakan pasir bahan pengikat dan air sebagai cetakannya. /etakan menggunakan pasir bahan pengikat dan air sebagai cetakannya. /etakan  pasir

 pasir merupakan merupakan teknik teknik yang yang paling paling banyak banyak digunakan digunakan karena karena memilikimemiliki keunggulan$

keunggulan$

•

• apat mencetak logam dengan titik lebur tinggi seperti ba,a nikel danapat mencetak logam dengan titik lebur tinggi seperti ba,a nikel dan

titanium. titanium.

•

• apat mencetak benda cor dari ukuran kecil sampai ukuran besar.apat mencetak benda cor dari ukuran kecil sampai ukuran besar. •

• 0umlah produksi dari satu sampai ,utaan.0umlah produksi dari satu sampai ,utaan.

+lasifikasi cetakan pasir$ +lasifikasi cetakan pasir$ a%

a% /e/etatakakan Pn Pasasir &ir &asasahah /et

/etakaakan n pasipasir r basabasah h adaadalah lah cetcetakan yang akan yang terbterbuat uat dardarii campuran pasir lempung dan air.

campuran pasir lempung dan air.  b%

 b% /etakan Pasir +ering/etakan Pasir +ering

/etakan pasir kering dibuat dengan menggunakan cetakan /etakan pasir kering dibuat dengan menggunakan cetakan yan

yang g dibdibakaakar r daldalam am oeoen n dendengan gan temtemperaperaturture e 2424/ / sampsampaiai 31#/. Pembakaran dalam oen dapat memperkuat cetakan.

31#/. Pembakaran dalam oen dapat memperkuat cetakan.

'

'aammbbaar r 44..22 $ $ PPrroosseess Sand Mold Casting Sand Mold Casting  *

*uummbbeerr $ $ ++aallppaakk,,iiaann  22##$$22##""

2

Pol

Pola a lillilin in adaladalah ah cara yang cara yang khakhas s diadiantantara ra tekteknik nik penpengecgecoraorann lo

logagam m lalaininnynya a yyanang g didisesebbut ut ,u,uga ga ddenenggan an pepenngegecocorarann investment investment ..  Investment

 Investment casting casting  biasanya digunakan untuk pengecoran logam paduan biasanya digunakan untuk pengecoran logam paduan dengan titik cair tinggi misalnya komponen turbin atau perhiasan. &erikut dengan titik cair tinggi misalnya komponen turbin atau perhiasan. &erikut adalah garis besar dari pengecoran ini$

adalah garis besar dari pengecoran ini$

'

'aammbbaar r 44..33 $ $ //aarra a PPoolla a LLiilliinn *

*uummbbeerr $ $ ++aallppaakk,,iiaann  22##$$22""33 ahapan

ahapan Invesment Casting  Invesment Casting $$ 1.

1. ibibuat cuat cetaketakan unan untuk ptuk pengengecoecoran lran lilinilin.. 2

2.. PPoolla a lliilliin n ddaan n ssiisstteem m ssaalluurraan n tteerrsseebbuut t ddiibbuuaat t ddeennggaann menggunakan cetakan diatas.

menggunakan cetakan diatas. 3.

3. Pola Pola lilin lilin dan sidan sistem salstem saluran duran disusuisusun menn men,adi su,adi susunan sunan pola.pola. 4.

4. *u*ususunanan ten tersersebubut dit dilaplapisisii .

. *u*ususunanan n ppolola a lilililin n yyanang g tetelalah h didilalappisisi i ititu u ddititututup up dedengnganan campuran

campuran investment investment  pembuatan cetakan. pembuatan cetakan. #.

#. enghenghilangilangkan likan lilin delin dengan ngan memanamemanaskan pskan pada temada temperatuperatur 11r 11 - -11/.

11/. ".

". /et/etakaakan dibn dibakaakar padr pada tema temperperatuatur 5r 5/./. 5.

5. Logam Logam cair dicair dihitunhitung padg pada cetaka cetakan yan yang temang temperatuperatur tingr tinggi.gi. !.

!. PePekeker,ar,aan pan penyenyelelesaesaiaian.n.

(*umber$ *urdia dan +en,i 1!!#$24! - (*umber$ *urdia dan +en,i 1!!#$24! - 2%2%

3. Evaporated Pattern Process

Pola ini termasuk sistem saluran masuk riser   dan inti dibuat  bahan busa  polisteran. alam hal ini cetakan tidak harus dapat dibuka dalam kup dan drag  karena pola busa tersebut tidak perlu dikeluarkan dari rongga cetakan. ('rooer ikel P. 2"$25%.

Pengecoran  polisteran biasanya digunakan untuk pengecoran logam dengan titik cair tinggi contohnya untuk mesin automobile.

'ambar 4.4 $ ahapan Proses Pengecoran Polisteren *umber $ +alpak,ian 2!$2"1

b. Permanent Mold Casting 

erupakan teknik pengecoran logam yang cetakannya dapat digunakan lagi setelah proses pengecoran. 0enis cetakan ini bisa dipakai  berulang kali. Pengecoran menggunakan metode ini dikhususkan untuk   pengecoran logam non ferrous atau paduan.

'ambar 4. $ Permanent Mold Casting  *umber $ *rutt &on 21

acam 6 macam permanent mold casting  adalah$ 1. Pengecoran Sentrifugal 

Pengecoran  sentrifugal  dilakukan dengan menggunakan logam cair ke dalam cetakan yang berputar akibat pengaruh gaya  sentrifugal . Logam cair akan terdistribusi ke dinding rongga cetakan dan kemudian membeku. 0enis - ,enis pengecoran sentrifugal  antara lain$

a. Pengecoran Sentrifugal  *e,ati

alam pengecoran  sentrifugal   se,ati logam cair dituangkan ke dalam cetakan horizontal  yang sedang berputar melalui ca7an tuang yang terletak pada salah satu u,ung cetakan pada beberapa mesin. +arakteristik benda cor hasil pengecoran sentrifugal  se,ati$

• emiliki densitas yang tinggi terutama pada bagian luar cor.

• idak ter,adi penyusutan pembekuan pada bagian luar benda cor 

karena adanya gaya sentrifugal  yang beker,a secara kontinyu selama  pembekuan.

• /enderung ada impuritas pada dinding sebelah dalam coran dan hal

itu dapat dihilangkan dengan permesinan.

'ambar 4.# $ Proses Pengecoran Sentrifugal  *e,ati *umber $ 'rooer ikel P. 2"$3"

 b. Pengecoran *emi Sentrifugal 

Pada metode ini gaya  sentrifugal  digunakan untuk  menghasilkan coran yang pe,al (bukan bentuk tabular %. /etakan dirancang dengan riser  pada pusat untuk pengisian logam cair. &iasanya digunakan untuk pengecoran logam paduan. &iasanya untuk membuat

roda gigi dan pulley atau membuat baling - baling seperti pada gambar  diba7ah.

'ambar 4." $ Proses Pengecoran *emi Sentrifugal  *umber $ 'rooer ikel P. 2"$4

2. Pengecoran /etak ekan ( ie Casting %

Pengecoran cetak tekan termasuk proses pengecoran cetakan  permanen dengan cara mengin,eksikan logam cair ke dalam rongga cetakan dengan tekanan tinggi (1 - 3 Pa%. ekanan tetap dipertahankan selama proses pembekuan. erdapat dua ,enis cetak tekan yaitu$

a. esin /etak ekan 8uang Panas ( !ot Chamber %

Pada mesin cetak ruang panas tungku peleburan terdapat  pada mesin dan silinder in,eksi terendam dalam logam cair. ekanan in,eksi berkisar antara " - 3 Pa. esin ini digunakan untuk logam cair dengan titik lebur rendah seperti *n Pb dan 9n. alam mesin  pengecoran cetak panas logam dilebur didalam container  yang men,adi

'ambar 4.5 $ esin /or /etak 8uang Panas *umber $ *urdia dan /hi,i7a 1!!#$244

'ambar 4.! $ Proses Pengecoran /etak 8uang Panas *umber $ 'rooer ikel P. 2"$3

 b. esin /etak 8uang ingin (Cold Chamber %

Pada mesin cetak ruang dingin tungku peleburannya terpisah dengan silinder in,eksi dan silinder in,eksi diisi logam cair secara manual atau mekanis. ekanan in,eksinya berkisar antara 14 - 14 Pa digunakan untuk logam cor dengan titik lebur lebih tinggi dan biasanya digunakan untuk pengecoran logam non ferrous.

'ambar 4.1 $ esin /etak ekan 8uang ingin *umber $ 'rooer ikel P. 2"$3#

abel 4.1 $ Perbedaan )ntara esin /etak ekan 8uang Panas dan 8uang ingin

esin /etak ekan 8uang Panas esin /etak ekan 8uang ingin

• ungku peleburan terdapat

di mesin dan silinder in,eksi terendam dalam logam cair 

• ungku peleburan terpisah

silinder in,eksi diisi logam cair secara manual atau mekanis

• ekanan in,eksi berkisar

antara " - 3 Pa

• ekanan in,eksi berkisar

antara 14 - 14 Pa

• igunakan untuk logam

cair dengan titik lebur rendah seperti *n Pb dan 9n

• igunakan untuk logam cair

dengan titik lebur tinggi daripada hot chamber seperti )l

• La,u produksi cepat bisa

mencapai  produk:,am

• La,u produksi lebih lambat

dibanding hot chamber 

3. S"ueeze Casting 

S"ueeze casting  sering disebut dengan li"uid metal forging  merupakan suatu istilah yang dipakai untuk menggambarkan suatu proses dimana logam cair didinginkan didalam cetakan tertutup sambil diberi tekanan luar yang biasanya berasal dari tenaga hidrolik. er,adinya kontak  antara logam cair dengan  punch  dan die pada saat penekanan kemungkinan ter,adinya perpindahan panas yang cukup cepat. ;ni akan

menghasilkan struktur mikro yang lebih homogen serta perbaikan sifat mekanik.

'ambar 4.11 $ S"ueeze Casting  *umber $ ateri 2"

4.2.2. Peleburan

Peleburan atau pencairan (biasanya disebut fusi% adalah proses yang menghasilkan perubahan fase <at dari padat ke cair. =nergi internal <at padat meningkat (biasanya karena panas% mencapai temperature tertentu (disebut titik  leleh% saat <at ini berubah cair. Peleburan logam merupakan aspek terpenting dalam operasi pengecoran karena berpengaruh langsung pada kualitas produk  cor. Pada proses peleburan mula mula muatan yang terdiri dari logam unsur  unsur paduan dan material lainnya serta unsur pembentuk terak dimasukkan ke dalam tungku. ungku peleburan yang biasa dipakai antara lain tungku listrik  dan tanur induksi.

1. ungku : dapur listrik 

ungku listrik merupakan ,enis dapur dimana bahan baku dilebur  dengan panas yang dihasilkan dari suatu busur listrik. &iasanya dapur  listrik menggunakan 2 atau 3 elektroda dan biasanya digunakan untuk   pengecoran ba,a. aterial logam dapat mencair karena adanya elektroda yang dihubungkan dengan rangkaian listrik (electrical circuit % yang akan membentuk suatu busur api yang akan mencairkan logam.  Electrical#arm  furnace menggunakan 3 elektroda sesuai ,umlah fase yang digunakan arus

 bolak 6 balik 3 fase. anur listrik memiliki lapisan ba,a berbentuk silinder  dengan landasan berbentuk lengkung atau datar yang ditopang rol penahan yang memungkinkan tanur untuk dimiringkan.

+arakteristik dari busur listrik $

a. La,u peleburan tinggi sehingga la,u produksinya tinggi

 b. Polusi yang ditimbulkan lebih rendah dibandingkan tungku lainnya c. emiliki kemampuan menahan logam cair pada temperatur tertentu

untuk ,angka 7aktu yang lama.

'ambar 4.12 anur listrik 

*umber $ *urdia dan /hi,i7a 1!5$ 1#4

a. =nergi yang dibutuhkan untuk peleburan

itik lebur dari sebuah benda padat pada suhu dimana benda tersebut akan berubah 7u,ud men,adi benda cair. =nergi internal < at  padat meningkat (biasanya karena panas% mencapai temperature tertentu (disebut titik leleh% saat <at ini berubah men,adi cair. Logam melebur dengan suhu tetap memerlukan kalor. =nergi kalor yang diperlukan tidak digunakan untuk menaikkan suhunya tetapi untuk  mengubah 7u,ud logam dari padat men,adi cair. +alor adalah energi yang berpindah dari benda yang bersuhu tinggi menu,u benda yang  bersuhu rendah satuan kalor adalah kalori. 1 kalori adalah ,umlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram air sebesar 1 dera,at celcius. 8umus energi peleburan sebagai berikut $

+eterangan$

> ? =nergi yang dibutuhkan (0% m ? assa benda (kg%

c ? +alor ,enis (0:kg A/% Bt ? Perubahan suhu (A/%  b. Super heating pada proses peleburan

Super heating pada proses peleburan adalah pemanasan hingga temperature diatas titik lebur logam sebagaimana rentang temperature yang diperbolehkan. u,uan dari superheating adalah sebagai berikut$

 Cntuk memperbaiki fluiditas logam cair 

 )gar tidak ter,adi solidifikasi dini pada proses pengecoran (tapping$ pouring$ casting %.

'ambar 4.13 'rafik Superheating 

*umber $ *urdia dan /hi,i7a 1!5 $ 1#4

abel 4.2 *ifat *ifat ekanik )lumunium

*umber $ *undari (211%

ungku induksi secara khusus dapat digunakan untuk keperluan  super heating (memanaskan logam cair diatas temperatur logam cair 

normal%. Dleh karena itu material yang dipakai harus tahan temperatur  tinggi. ekanisme proses tersebut dibantu oleh medan magnet. edan magnet ini melakukan pengadukan untuk menghomogenkan komposisi pada logam cair. *elain itu transformator dapur ini menggunakan kumparan  primer yang terdiri dari arus )/ dari sumber tenaga dan kumparan sekunder. +umparan sekunder yang diletakkan didalam medan magnet kumparan  primer yang nantinya akan menghasilkan arus induksi.

'ambar 4.14 ungku ;nduksi

*umber $ *urdia dan /hi,i7a 1!5 $ 14#

apur Listrik apur ;nduksi

• aterial logam dapat

mencair karena adanya elektroda yang dihubungkan dengan rangkaian listrik yang akan membentuk busur api yang akan mencairkan logam

• er,adi kontak dengan elemen

 pemanas

• +apastias peleburan tinggi

(2 6  ton:,am%

• +arena kapasitas peleburan

yang tinggi maka konsumsi daya listrik tinggi

• enggunakan arus bolak

 balik yang dialirkan ke

komponen untuk menghasilkan medan magnet dan dihasilkan arus induksi sehingga ter,adi  peleburan logam

• idak ter,adi kontak

dengan elemen pemanas

• +apasitas peleburan lebih

rendah dari dapur listrik (beberapa kg 6 3# ton%

• +onsumsi daya listrik

lebih rendah daripada dapur listrik 

*umber $ okumen Pribadi

4.2.3. *olidifikasi

*olidifikasi adalah transformasi logam cair kembali ke bentuk   padatnya. Pembentukan logam merupakan suatu proses pengecoran logam yang

mana logam dicairkan dan dimasukkan ke cetakan. a. ahapan alam Pembentukan Logam (*olidifikasi%

1. Pembentukan ;nti *tabil - Pengintian Homogen

Pengintian dalam suatu logam cair ter,adi saat logam menyediakan atom - atom untuk membentuk inti.

- Pengintian Heterogen

Proses pengintian yang sama dengan proses pengintian homogen hanya sa,a pengintian ter,adi dalam logam cair yang berada  pada permukaan cetakan atau logam cair yang tidak murni seperti

'ambar 4.1 $ Proses Pembekuan Logam ari /air Hingga embeku *umber $ *ugiarto 21

abel 4.3 $ Eilai ari *uhu Pembekuan : *uhu /air Panas Fusi =nergi Permukaan dan %nder Cooling  aksimum Cntuk &eberapa Logam erpilih

*umber $ &./halmers1!#4

2. Pertumbuhan +ristal alam Logam /air Pembentukan *truktur &utir  *etelah inti yang stabil terbentuk pada logam yang sedang memadat kemudian inti tumbuh men,adi kristal seperti gambar 4.1#. Pada setiap kristal atom ber,a,ar beraturan sedangkan arah barisan berbeda antara satu kristal dengan lainnya. *aat pembekuan total ter,adi antara kristal saling bertemu membentuk batas butir dan butiran.

'ambar 4.1# $ iagram Pengintian Heterogen *umber $ )fter 0.H. &rophy 1!#5$11

 b. aerah pembekuan logam$ &. Chill 'one

*elama proses penuangan logam cair ke dalam cetakan. Logam cair  yang berkontak langsung dengan dinding cetakan akan mengalami  pendinginan yang cepat diba7ah temperatur li"uidusnya. )kibatnya pada dinding cetakan tersebut timbul banyak inti padat dan selan,utnya tumbuh ke arah dalam logam.

(. Columnar 'one

*esaat setelah penuangan gradien temperatur pada dinding cetakan menurun dan kristal. Pada daerah chill   tumbuh meman,ang dalam arah  perpindahan panas yang disebut dengan dendrite. *etiap kristal dendrite mengandung banyak lengan - lengan dendrite sekunder dan tersier akan timbul dari lengan dendrite primer. aerah yang terbentuk antara u,ung dendrite dan titik dimana sisa cairan terakhir akan membeku disebut sebagai nushy zone atau party zone.

3. E"uiaxed 'one

aerah ini ter,adi dari butir - butir e"uiaxed  yang tumbuh secara acak ditengah - tengah ingut .

'ambar 4.1" $ Chill 'one Columnar 'one dan E"uiaxed 'one *umber $ &o7er .F and Flemings ./ 1!#"$23!

*olidifikasi ada dua yaitu$ a. *olidifikasi Logam urni

)pabila cairan logam murni perlahan - lahan didinginkan maka  pembekuan ter,adi pada temperatur yang konstan.

'ambar 4.15 $ *olidifikasi Logam urni *umber $ 'rooer ikel P. 2"$1"

&eberapa istilah 7aktu dalam solidifikasi logam murni

- Gaktu *olidifikasi Lokal $ Gaktu dimulainya pembekuan hingga  pembekuan selesai

- Gaktu *olidifikasi otal $ Gaktu dimulainya perubahan fasa hingga  pembekuan selesai

 b. *olidifikasi Logam Paduan ( )lloy%

Logam paduan umumnya membeku pada daerah temperatur tertentu seperti gambar 4.1!.

'ambar 4.1! $ *olidifikasi Logam Paduan *umber $ 'rooer ikel P. 2"$15

'aris a7al ter,adinya pembekuan disebut garis li"uidus. *uatu paduan dengan komposisi tertentu bila didinginkan dalam 7aktu yang sangat lambat maka pembekuan akan mulai ter,adi pada saat temperatur mencapai garis

li"uidus dan pembekuan berakhir. &ila telah mencapai garis solidus setelah itu  pendinginan akan ber,alan terus hingga mencapai temperatur kamar.

4.2.4. Fluiditas

*ecara umum fluiditas adalah kemampuan logam cair mengisi rongga cetakan  yang terdiri dari dua faktor dasar yaitu  karakteristik dari logam cair dan  parameter casting.

+arakteristik dari logam cair yang mempengaruhi fluiditas 1. Iiskositas

Iiskositas adalah sebuah ukuran kapasitas sebuah cairan untuk  mentransmisikan sebuah tegangan geser dinamis. Pada saat logam cair  mengalir pada sebuah saluran tertutup iskositas akan menentukan alirannya di mana drag  atau hambatan yang ditimbulkan dinding saluran ditransmisikan ke logam cair sehingga mempengaruhi kecepatan aliran logam pada cetakan. 0adi semakin tinggi iskositas maka fluiditasnya menurun dan sebaliknya ,ika iskositasnya rendah fluiditasnya meningkat. Faktor yang berpengaruh terhadap iskositas $

a. emperatur 

emperatur penuangan logam cair adalah faktor yang paling dominan dalam mempengaruhi iskositas. *emakin kecil temperatur  maka iskositas akan menurun.

2. +omposisi

+omposisi dari logam cair ,uga merupakan parameter yang mempengaruhi fluiditas. Fluiditas tinggi umumnya terdapat pada logam cair  murni. +omposisi kimia logam merupakan faktor besar yang mempengaruhi fluiditas.

3. etode Pembekuan

Perbedaan perilaku dari berbagai paduan dapat disebabkan oleh karakteristik mode pembekuannya. &erikut ditun,ukkan berbagai macam mode  pembekuan yang ,uga terdapat situasi.

a. Pembekuan Plane Interface

Pada metode ini pembekuan pada logam cair yang seragam ter,adi dengan baik dan butiran besar serta ikatan antar butir besar  men,adikan logam kuat seperti pada gambar 4.2$

'ambar 4.2 $ Plane Interface Mode *umber $ Peter &eely 1!"5$21

b. *agged Interface

Pada metode ini paduan yang membeku men,adi 2 ,enis ada kristal dan butir besar sehingga memiliki kekuatan bagus dipinggir  dan keras serta rapuh di bagian dalam.

'ambar 4.21 $ *agged Interface Mode *umber $ Peter &eely 1!"5$21

c. Independent Crystallization

Pada pembekuan ini menghasilkan butir kristal yang banyak  serta merata sehingga hasilnya akan memiliki banyak ikatan namun rapuh dan bersifat keras seperti pada gambar 4.22$

'ambar 4.22 $ Independent Crystallization Mode *umber $ Peter &eely 1!"5$21

Logam murni membeku dengan mode seperti logam paduan dan menun,ukkan fluiditas yang baik meskipun dituang pada suhu liJuidus (fasa cair% aliran terus mengalir selama perubahan panas menu,u rekristalisasi.

Cntuk paduan aliran dapat terhenti karena adanya kristal bebas dalam logam cair pada u,ung dari arus aliran logam cair. Hal ini dapat ter,adi karena adanya pendinginan cepat yang menghasilkan kristalisasi dalam massa utama logam cair.

+. ,hermal Properties

+ecepatan pendinginan hingga suhu aliran logam terhenti ditentukan oleh heat diffusivity dari material cetakan.

 D=

(

k . c . p

)

1

2

+eterangan$

+ $ +onduktiitas ,hermal  / $ Panas *pesifik 

P $ assa 0enis : 8apat 0enis

•  Specific !eat 

Specific !eat  adalah kapasitas panas per satuan massa per dera,at + yang ,uga sering dinyatakan sebagai kapasitas panas per satuan mol dera,at +.

 !eat of -usion yaitu perubahan energi suatu gram suatu unsur dari yang padat men,adi cair tanpa mengubah temperatur disebut heat of fusion. . =fek Permukaan /etakan

)liran keba7ah dari logam cair melalui saluran ditambah oleh gaya gesek yang dipengaruhi oleh kekasaran permukaan sangat berkaitan dengan ukuran butir dari material cetakan maka permukaan cetakan akan semakin halus sehingga fluiditas dari logam cair akan semakin tinggi.

#. ekanan Cdara

Pada saat logam cair dituang ke dalam suatu cetakan logam tersebut mendesak udara keluar dari cetakan melalui riser  atau permeabilitas material cetakan bila saluran udara ini kurang maka tekanan balik udara akan menghambat aliran logam cair dan mengurangi nilai fluiditas logam cair.

/ara pengu,ian fluiditas dilakukan dengan berbagai metode seperti *piral +  ,est  Iakum dan Pengu,ian lainnya.

1. Pengu,ian *piral

 Eilai fluiditas diatur dengan pan,ang spiral yang terbentuk pada cetakan. Pengu,ian ini masih memiliki kelemahan yaitu dalam hal konsistensi kondisi aliran logam cair yang sesungguhnya.

'ambar 4.23 $ Pengu,ian Spiral  *umber $ *ugiarto 21

(. #,est  

Pembekuan cepat dari sampel menghasilkan matri/s yang sangat halus dan dengan demikian inklusi ,elas terdeteksi pada permukaan fraktur. +ebersihan lelehan diungkapkan melalui nilai + cetakan. Eilai ini

 berdasarkan inspeksi isual dari permukaan u,i dan menghitung dari ,umlah dari pemasukan - pemasukan pada permukaan untuk ealuasi kebersihan cairan logam. + nilai cetakan$

 K =s

n

+eterangan $

+ ? 0umlah inklusi ditemukan di salah satu bagian dari sampel dalam  permukaan fraktur 

* ? 0umlah inklusi ditemukan di n- potongan probe kecil n ? 0umlah sampel yang diperiksa

*etiap pabrik pengecoran perlu menetapkan skala : rentang sendiri untuk setiap produk berbasis pada nilai - nilai +- cetakan (/etakan nilai +  yang lebih rendah berarti lelehan logam bersih%

'ambar 4.24 $ +-,est

*umber $ *ugiarto 21

3. Pengu,ian Iakum

Logam cair dihisap melalui sebuah tabung logam seperti ba,a tahan karat tembaga atau "uartz  menggunakan pompa akum. *uhu untuk  mengamati nilai fluiditas ditentukan pada suhu #4/ ##/ #5/ dan

"/. Pada masing - masing suhu yang telah ditentukan tersebut aluminium

cair dihisap oleh alat pengu,ian fluiditas akum dengan tekanan

+¿ − ¿¿ 27_kPa

¿

melalui tabung tembaga.

'ambar 4.2 $ Pengu,ian Iakum *umber $ *ugiarto 21

4.2.. /acat /oran

Pada coran dapat ter,adi berbagai macam cacat tergantung pada  bagaimana keadaannya banyak cacat ditentukan dalam coran secara biasa. acam

- macam cacat coran yaitu$ a. Shift  (Pergeseran%

erupakan hasil dari ketidakcocokan bagian dari pengecoran. &iasanya didaerah belahan atau ketidaklurusan antara kedua cetakan.

'ambar 4.2# $ /acat Shift  *umber $ *ugiarto 21

 b. S0ell  (embengkak%

Pembengkakan bisa ter,adi karena cetakan mengembang akibat tekanan logam cair atau inti yang tertekan. /acat yang di,umpai pada permukaan ertikal pengecoran ,ika pasir cetakan terdeformasi karena kandungan air bebas dalam pasir yang tinggi sehingga menurunkan kekuatan tekan pasir cetak 

'ambar 4.2" $ /acat S0ell  *umber $ aryus 25

c.  -in (*irip%

'ambar 4.25 $ /acat *irip *umber $ *ugiarto 21

d.  Pin !ole (Lubang 0arum%

/acat yang lubangnya seperti lubang ,arum ukuran diameter lubangnya kecil kurang dari 2 mm terlihat di permukaan coran.

'ambar 4.2! $ /acat Pin !ole *umber $ *ugiarto 21

e. 1as !oles (8ongga Cdara%

/acat ini ter,adi karena aliran logam cair yang turbulen pada saat  penuangan. &iasanya ter,adi pada permukaan atau di dalam coran. 'elembung

gas yang terperangkap mempunyai bentuk bola.

'ambar 4.3 $ /acat 1as !oles *umber $ aryus 25

f. Shrin/age (Penyusutan%

/acat ini disebabkan oleh pendinginan terlalu cepat. *emakin rendah  pembekuan maka penyusutannya semakin cepat karena dengan

'ambar 4.31 $ /acat Shrin/age *umber $ *ugiarto 21

 g. Porosity

erupakan cacat yang ter,adi karena adanya gas yang terdapat pada saat  penugan logam..

'ambar 4.32 $ /acat Porosity *umber $ *ugiarto 21

h.  rop (8untuh%

/acat ini ter,adi akibat kekuatan pasir yang terlalu rendah dan pada saat logam mengalir mengenai dinding pasir dengan kekuatan yang rendah oleh karena itu pasir akan terba7a dengan logam cair .

'ambar 4.33 $ /acat rop *umber $ aryus 25

i. !ot ,ear  

erupakan cacat retakan yang ter,adi karena adanya pendinginan yang cepat yang menyebabkan butiran pada logam mengecil. Hasil coran sifatnya akan getas dan mudah retak..

'ambar 4.34 $ /acat !ot ,ear  *umber $ *ugiarto 21

 ,.  irt  (+otoran%

&iasanya berupa pertikel asing akibat kotoran lain yang sudah ada pada logam cair dan berupa pasir akibat ,atuhnya pasir ke benda coran.

*umber $ *ugiarto 21

/. Cold Shut and Misrun

/acat dimana diskontinuitas ter,adi karena penggabungan yang tidak  sempurna dari dua aliran logam di rongga cetakan. /acat ini tampak retak atau  ,ahitan pada permukaan yang halus. Misrun merupakan cacat yang diakibatkan

oleh kegagalan logam untuk mengisi rongga cetakan secara menyeluruh.

'ambar 4.3# $ /acat Cold Shut and Misrun *umber $ *ugiarto 21

4.2.#. ;nspeksi

;nspeksi atau pemerikasaan cacat adalah pemeriksaan terhadap produk  coran untuk mengetahui ada tidaknya cacat pada produk coran tersebut. +arena  potensi ter,adinya cacat pada coran cukup tinggi maka inspeksi terhadap produk 

coran perlu dilakukan. acam - macam metode pengu,ian yang sering dilakukan yaitu$

&. 2i"uid Penetrant ,est 

etode li"uid penetrant test  merupakan metode E ( on estructive ,est % yang paling sederhana. etode ini digunakan untuk menentukan cacat di  permukaan terbuka dari komponen solid baik logam maupun non logam.

elalui metode ini cacat pada permukaan material akan terlihat ,elas.

/aranya adalah dengan memberikan cairan ber7arna terang pada  permukaan yang di inspeksi. /airan ini harus memiliki daya  penetrant   yang  baik dan iskositas yang rendah agar dapat masuk pada cacat di permukaan

material yang diberikan. /acat akan nampak ,elas ,ika perbedaan 7arna  penetrant  yang tertinggal dibersihkan dengan penetrant developer .

+euntungan dari li"uid penetrant test $

• udah diaplikasikan • urah

• idak dipengaruhi oleh sifat kemagnetan material dan komposisi kimia • 0angkauan permukaan cukup luas

+ekurangan dari li"uid penetrant test $

• idak dapat dilakukan pada benda dengan permukaan kasar dan berpori

'ambar 4.3" $ 2i"uid Penetrant ,est  *umber $ egarmo 1!54$2"

(. Magnetic Particle Inspection

engan menggunakan metode ini cacat pada permukaan atau sedikit diba7ah permukaan (Subsurface% pada benda yang bersifat  ferromagnetic dapat diketahui. Prinsipnya adalah dengan memanfaatkan bahan yang akan diu,i. )danya cacat tegak lurus arah medan magnet akan mengakibatkan kebocoran medan magnet. +ebocoran medan magnet ini mengindikasi adanya cacat pada material. /ara yang digunakan untuk mendeteksi adanya kebocoran medan magnet ini dengan menabur partikel magnetic di permukaan. Partikel - partikel tersebut akan menggumpal pada daerah kebocoran medan magnet.

• udah

• idak memerlukan keahlian khusus

+ekurangan$

• Penggunaan terbatas pada material ferromagnetic

• )danya kemungkinan cacat tidak terdeteksi akibat orientasi cacat searah

medan magnet.

'ambar 4.35 $ Magnetic Particle Inspection *umber $ egarmo 1!54$2"1

3. %ltrasonic ,est 

Prinsip yang digunakan adalah prinsip gelombang suara. 'elombang suara yang dirambatkan pada spesimen u,i dan sinyal yang ditransmisikan akan dipantulkan kembali. 'elombang ultrasonic yang digunakan memiliki frekuensi  - 2 H<. 'elombang suara akan berpengaruh ,ika ada retakan atau cacat pada material.

+elebihan$

• /ukup teliti dan akurat

• Hanya diperlukan satu sisi untuk dapat mendeteksi keseluruhan • ;ndikasi dapat langsung diamati

+ekurangan$

• emerlukan pelaksana yang terlatih dan berpengalaman

• &enda u,i dengan permukaan kasar tidak beraturan sangat kecil sangat sulit

'ambar 4.3! $ %ltrasonic ,est  *umber $ egarmo 1!54$2"3

+. Eddy Current ,est 

;nspeksi ini memanfaatkan prinsip elektomagnetik. Prinsipnya arus listrik dialirkan pada kumparan untuk membangkitkan medan magnet didalamnya. 0ika medan magnet dikenakan pada benda logam yang akan diinspeksi akan terbangkit arus Eddy kemudian diinspeksi.

+elebihan$

• Hasil pengu,ian dapat langsung diketahui

• Pengu,ian =ddy aman dan tidak ada bahaya radiasi

+ekurangan$

• Hanya dapat diterapkan pada permukaan yang dapat di,angkau • Hanya diterapkan pada bahan logam sa,a

'ambar 4.4 $ Eddy Current ,est  *umber $ egarmo 1!54$2"5

etode ini untuk menetapkan cacat pada material dengan menggunakan sinar K dan sinar 'amma. Prinsipnya sinar dipancarkan menembus material yang diperiksa. *aat menembus ob,ek sebagian sinar akan diserap sehingga intensitas berkurang. ;ntensitas akhir kemudian direkam dalam  film  yang sensitif. 0ika ada cacat pada material maka intensitas yang terekam pada film ini akan memperlihatkan bagian material yang mengalami cacat.

+elebihan$

• Faktor ketebalan benda tidak mempengaruhi. Hal ini mengingat daya

tembus sinar gamma yang besar 

• ampu menggambarkan bentuk cacat dengan baik 

+ekurangan$

• emerlukan operator yang berpengalaman • =fek radiasi sinar gamma berbahaya

'ambar 4.41 $ 5adiographic Inspection *umber $ *ugiarto 21

". C,i Porositas

alam pemeriksaan porositas dilakukan dengan u,i piknometri san u,i komposisi. alam pemgu,ian komposisi ketidakteraturan bahan diteliti. emikian pemeriksaan porositas dapat dilakukan baik dengan perlakuan tekanan maupun dari foto mikrostruktur dari coran.

Cntuk mencari persentase porositas yang terdapat dalam suatu coran digunakan 2 ,enis densitas yaitu$

+epadatan dari suatu benda padat tanpa porositas yang terdapat didalamnya. idefinisikan sebagai perbandingan massanya terhadap olume

sebenarnya

(

gr cm3

)

. b. )ppointment ensity

&erat setiap muatan olume material termasuk cacat yang terdapat

dalam material u,i

(

 gr

cm

)

.

Pengukuran densitas menggunakan metode piknometri yaitu sebuah  proses membandingkan densitas relatif dari sebuah padatan dan sebuah

cairan diketahui densitas dari padatan dapat dihitung.

'ambar 4.42 $ *kema Piknometri *umber $ 8b aykar 1!4!$24"

Cntuk memperoleh nilai true density dapat dicari dengan persamaan yang ada pada standar )*= 2254 yaitu$

 ρ_th= 100

[

(

%Al  ρAl

)

+

(

%Cu  ρCu

)

+

(

%Fe  ρFe

)

+ Etc .

]

+eteranagan$  ρ_{th $ ,rue ensity}

(

gr cm3

)

 ρAl , ρCu, ρFe , etc _{$ ensitas Cnsur}

(

gr cm3

)

%Al,%Cu,%Fe,etc _{$ Persentase &erat Cnsur} 

engan perhitungan opponent density dapat dicari dengan

menggunakan persamaan sesuai standar )* &311-!3 sebagai berikut$  P_s= _P w W _s

(

W _s−

(

_W  sb−W b

)

)

+eterangan$  P_{s $ )ppoinment ensity}  P_{w $ ensitas )ir}

(

gr cm3

)

W _{s $ &erat Sample iudara (gr%}

W _{sb $ &erat Sample dan +eran,ang idalam )ir (gr%} W _{b $ &erat +eran,ang alam )ir (gr%}

Perhitungan persentase porositas yang ter,adi dapat diketahui dengan membandingkan densitas tempat atau opponent density dengan densitas yaitu$ %P=

(

ρ_s  ρ_th

)

 x100 +eterangan$ %P _{$ Persentase Porositas}  ρ_{s $ )pponent ensity}

(

gr cm3

)

 ρ_{th $ ,rue ensity}

(

gr cm3

)

Prinsip ker,a$ Piknometri menggunakan hukum )rchimedes. 0adi hasil coran dihitung pada udara bebas dibanding dengan berat hasil coran