Judul Makalah

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT. Sholawat serta salam mari kita junjungkan kepada nabi kita Muhammad SAW beserta keluarga dan sahabatnya, yang telah membawa kita dari zaman jahilliyah ke zaman yang penuh kebenaran.

Karena dengan rahmat dan karunia-Nya sehingga penyusunan makalah ini telah dapat diselesaikan.

Selesainya penyusunan ini berkat bantuan dari berbagai pihak oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis sampaikan terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya semoga Allah SWT, memberikan balasan atas kebaikan yang telah diberikan kepada penulis. Penulis menyadari makalah ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu, kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat diharapkan oleh penulis. Akhirnya penulis berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang berkompeten. Aamiin.

Penulis

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

KATA PENGANTAR i

DAFTAR ISI ii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1

1.2 Rumusan Masalah 2

1.3 Tujuan Pembahasan 2

1.4 Manfaat 3

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Pengertian Pengecoran Logam 4

2.2 Macam – Macam Proses Pengecoran Logam 5

2.3 Logam – Logam Dalam Pengecoran 22

2.4 Proses Peleburan Logam 26

2.5 Metalurgi Proses Pengecoran 29

2.6 Pemeriksaan Produk Cor 32

2.7 Cacat – Cacat Pada Coran 33

BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan 43

3.2 Saran 44 DAFTAR PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Coran dibuat dari logam yang dicairkan, dituang ke dalam cetakan,kemudian di biarkan mendingin dan membeku. Oleh karena itu sejarah pengecoran dimulai ketika orang mengetahui bagaimana mencairkan logam dan bagaimana membuat cetakan.Hal itu terjadi kira-kira tahun 4.000 SM, sedangkan tahun yang lebih tepat tidak diketahui orang. Awal penggunaan logam oleh orang ialah ketika orang membuat perhiasan dari emas atau perak tempaan, dan kemudian membuat senjata atau matabajak dengan menempa tembaga, hal itu di mungkinkan karena logam- logam ini terdapat di alam dalam keadaan murni, sehingga dengan mudah orang dapat menempanya.

Kemudian secara kebetulan orang menemukan tembaga mencair, selanjutnya mengetahui cara untuk menuang logam cair ke dalam cetakan, dengan demikian untuk pertama kalinya orang dapat membuat coran yang berbentuk rumit, umpamanya perabot rumah, perhiasan atau hiasan makan. Coran tersebut dibuat dari perunggu yaitu suatu paduan tembaga, timah dan timbal yang titik cairnya lebih rendah dari titik cair tembaga.

Pengecoran perunggu dilakukan pertama di Mesopotamia kira-kira 3.000 tahun SM,teknik ini di teruskan ke Asia Tengah, India, China. Penerusan ke China kira-kira 2.000 tahun SM, dan dalam zaman China kuno semasa Yin, yaitu kira- kira 1.500-1.000 tahun SM. Pada masa itu tangki-tangki besar yang halus buatannya dibuat dengan jalan pengecoran.Sementara itu teknik pengecoran Mesopotamia di teruskan juga ke Eropa, dan dalam tahun 1.500-1.400 SM, barang-barang seperti mata bajak, pedang, mata tombak, perhiasan, tangki, dan perhiasan makan di buat di Spanyol, Swiss, Jerman, Ustria, Norwegia, Denmark, Swedia, Inggris dan Perancis. Teknik pengecoran perunggu di India dan China diteruskan ke Jepang dan Asia Tenggara, sehingga di Jepang banyak arca-arca Budha dibuat antara tahun 600 dan 800.Penggunaan besi di mulai dengan penempaan, sama

tembaga. Orang-orang Asiria dan Mesir mempergunakan perkakas besi dalam tahun 2.800-2.700 tahun SM. Kemudian di China dalam tahun 800-700 SM, ditemukan cara membuat corandari besi kasar yang mempunyai titik cair rendah dan mengandung fosfor tinggi dengan mempergunakan tanur beralas datar.

Teknik produksi ini kemudian diteruskan ke negara-negara disekitar Laut Tengah, di Yunani, 600 tahun SM, arca-arca raksasa Epaminondas atau Hercules, berbagai senjata, dan perkakas dibuat dengan jalan pengecoran. Di India di zaman itu, pengecoran besi kasar dilakukan dan di eksporke Mesir dan Eropa. Walaupun demikian baru pada abad ke 14 saja pengecoran besi kasar di lakukan secara besar-besaran yaitu ketika Jerman dan Italia meningkatkan tanur beralas datar yang primitip itu menjadi tanur tiup berbentuk silinder, di manapencairan dilakukan dengan jalan meletakkan bijih besi dan arang batu berselang-seling. Produk-produk yang dihasilkan pada waktu itu ialah : meriam, peluru meriam, tungku, pipa dan lain-lain. Cara pengecoran pada zaman itu ialah menuangkan secara langsung logam cair yang didapat dari bijih besi, ke dalam cetakan, jadi tidak dengan jalan mencairkan kembali besi kasar seperti cara kita sekarang.

1.2 Rumusan Masalah

1. Pengertian pengecoran logam

2. Macam-macam proses pengecoran logam 3. Logam-logam dalam pengecoran

4. Proses peleburan logam 5. Metalurgi proses pengecoran 6. Pemeriksaan produk cor 7. Cacat-cacat pada coran

1.3 Tujuan Pembahasan

1. Dapat memahami apa itu pengecoran logam

2. Dapat memahami bentuk atau pola – pola dalam pengecoran logam 3. Mengetahui kualitas dari produk coran logam

4. Memanfaatkan semaksimal mungkin limbah atau cacatan dari coran logam

5. Metode peningkatan sifat – sifat produk.

1.4 Manfaat

1. Menambah ilmu pengetahuan, wawasan yang umum dan luas.

2. Mengenal bahan – bahan coran

3. Mengetahui cara pemilihan proses pengecoran dan perancangan komponen untuk kemudahan pengecoran.

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Pengecoran Logam

Pengecoran logam adalah suatu proses manufaktur yang menggunakan logam cair dan cetakan untuk menghasilkan bentuk yang mendekati bentuk geometri akhir produk jadi. Logam cair akan dituangkan atau ditekan ke dalam cetakan yang memiliki rongga cetak (

cavity

) sesuai dengan bentuk atau desain yang diinginkan. Setelah logam cair memenuhi rongga cetak dan tersolidifikasi, selanjutnya cetakan disingkirkan dan hasil cor dapat digunakan untuk proses sekunder.

Untuk menghasilkan hasil cor yang berkualitas maka diperlukan pola yang berkualitas tinggi, baik dari segi konstruksi, dimensi, material pola, dan kelengkapan lainnya. Pola digunakan untuk memproduksi cetakan. Pada umumnya, dalam proses pembuatan cetakan, pasir cetak diletakkan di sekitar pola yang dibatasi rangka cetak kemudian pasir dipadatkan dengan cara ditumbuk sampai kepadatan tertentu. Pada lain kasus terdapat pula cetakan yang mengeras/menjadi padat sendiri karena reaksi kimia dari perekat pasir tersebut.

Pada umumnya cetakan dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian atas (

cup

) dan bagian bawah (

drag

) sehingga setelah pembuatan cetakan selesai pola akan dapat dicabut dengan mudah dari cetakan.

Inti dibuat secara terpisah dari cetakan, dalam kasus ini inti dibuat dari pasir kuarsa yang dicampur dengan air kaca (

Water Glass

/ Natrium Silikat), dari campuran pasir tersebut dimasukan kedalam kotak inti, kemudian direaksikan dengan gas

CO2

sehingga menjadi padat dan keras. Inti diseting pada cetakan.

Kemudian cetakan diasembling dan diklem.

Sembari cetakan dibuat dan diasembling, bahan-bahan logam seperti

ingot

,

scrap

, dan bahan paduan, dilebur di bagian peleburan. Setelah logam cair dan homogen maka logam cair tersebut dituang ke dalam cetakan. Setelah itu ditunggu hingga cairan logam tersebut membeku karena proses pendinginan. Setelah cairan membeku, cetakan dibongkar. Pasir cetak, inti, dan benda tuang dipisahkan. Pasir

cetak bekas masuk ke instalasi daur ulang, inti bekas dibuang, dan benda tuang diberikan ke bagian fethling untuk dibersihkan dari kotoran dan dilakukan pemotongan terhadap sistem saluran pada benda tersebut. Setelah

fethling

selesai apabila benda perlu perlakuan panas maka diproses di bagian perlakuan panas.

2.2 Macam-Macam Proses PengecoranLogam 2.2.1 Traditional Casting (Pengecoran Tradisional)

Pengecoran dengan cetakan pasir adalah yang tertua dari segala macam metoda pengecoran. Cetakan pasir merupakan cetakan tang paling banyak digunakan, karena memiliki beberapa keunggulan diantaranya:

Dapat mencetak logam dengan titik lebur yang tinggi, seperti baja, nikel, dan titanium;

Dapat mencetak benda cor dengan berbagai macam ukuran;

Jumlah produksi dari satu sampai jutaan.

Jenis pengecoran dengan cetakan pasir:

1.

Sand-Mold Casting

2.

Dry-Sand Casting

3.

Shell-Mold Casting

4.

Full-Mold Casting

5.

Cement-Mold Casting

6.

Vacuum-Mold Casting

Proses pengecoran meliputi: pembuatan cetakan, persiapan dan peleburan logam, penuangan logam cair ke dalam cetakan, pembersihan coran dan proses daur ulang pasir cetakan. Produk pengecoran disebut coran atau benda cor. Berat coran itu sendiri berbeda, mulai dari beberapa ratus gram sampai beberapa ton dengan komposisi yang berbeda, mulai dari beberapa ratus gram sampai beberapa ton dengan komposisi yang berbeda dan hamper semua logam atau paduan dapat dilebur dan dicor.

Proses pengecoran secara garis besar dapat dibedakan dalam proses pengecoran dan proses percetakan. Pada proses pengeceron tidak digunakan tekanan sewaktu mengisi rongga cetakan, sedang pada proses pencetakan logam

cair ditekan agar mengisi rongga cetakan. Karena pengisian logam berbeda, cetakan pun berbeda, sehingga pada proses percetakan cetakan umumnya dibuat dari loga. Pada proses pengecoran cetakan biasanya dibuat dari pasir meskipun adakalanya digunakan pula plaster, lempung, keramik atau bahan tahan api lainnya.

Ada enam langkah dalam proses ini:

a) Tempatkan pola di pasir untuk membuat cetakan (

Place a pattern in sand to create a mold

).

b) Menggabungkan pola dan pasir dalam sistem gating (

Incorporate the pattern and sand in a gating system

).

c) Hapus pola (

Remove the pattern

).

d) Mengisi rongga cetakan dengan logam cair (

Fill the mold cavity with molten metal

).

e) Memungkinkan logam dingin (

Allow the metal to cool

).

f) Melepaskan cetakan pasir dan menghapus casting (

Break away the sand mold and remove the casting

).

Gambar 2.1 Proses pengecoran

(sand casting procces

)

Komponen Pola (

Pettern

)

Desain disediakan oleh seorang insinyur atau desainer. Membuat pola yang terampil membangun pola obyek yang akan diproduksi menggunakan kayu, logam, atau plastik seperti

polystyrene

. Pasir atau tanah dapat menyapu atau

strickled

ke dalam bentuk logam yang tidak sempurna selama pembekuan, dan ini mungkin tidak seragam karena pendinginan tidak merata.

Oleh karena itu, pola harus sedikit lebih besar dari bentuk aslinya, perbedaan yang dikenal sebagai penyisihan kontraksi. Pola pembuat mampu menghasilkan pola yang cocok dengan menggunakan "aturan kontraksi" (ini kadang-kadang disebut "menyusut penguasa penyisihan" dimana sengaja dibuat untuk jarak yang lebih besar sesuai dengan persentase panjang tambahan yang dibutuhkan). Skala yang berbeda digunakan untuk logam yang berbeda, karena masing-masing logam dan paduan kontrak dengan jumlah yang berbeda dari yang lain. Pola juga memiliki dudukan inti yang menciptakan register dalam cetakan yang ditempatkan ke

core

pasir.

Kadang-kadang diperkuat dengan kawat, digunakan untuk membuat potongan bawah rongga yang tidak dapat dicetak untuk mengatasi tarikan, seperti interior katup atau bagian pendingin di blok mesin.

Jalur untuk masuk logam ke dalam rongga cetakan merupakan sistem saluran. berbagai pengumpan yang mempertahankan logam yang baik dan di- gerbang yang menerapkan sistem saluran ke rongga

casting

. Gas dan uap yang dihasilkan selama pengecoran keluar melalui pasir permeabel atau melalui anak tangga yang ditambahkan baik dalam pola itu sendiri, atau sebagai bagian yang terpisah.

Gambar 2.2 Pola (

Pettern

)

Peralatan

Selain pola, cetakan pasir juga menggunakan alat untuk membuat lubang. Alat

molding

pasir terdapat buku bekas di

Auckland

dan

Nelson

Selandia Baru antara sekitar tahun 1946 dan 1960.

Kotak cetakan dan bahan

Sebuah kotak molding multi-bagian (dikenal sebagai labu casting, bagian atas dan bawah yang dikenal masing-masing untuk mengatasi tarikan) untuk menerima pola. kotak Molding dibuat dalam bentuk yang mungkin terkunci satu sama lain dan untuk mengakhiri penutupan. Untuk objek datar sederhana di satu sisi-bagian bawah kotak ditutup untuk diisi dengan pasir cetak. Pasir dihaluskan melalui proses getaran, secara berkala. Permukaan pasir kemudian dapat diratakan atau dipadatkan. Pola ini ditempatkan pada pasir. Lal pasir tambahan di padatkan pada bagian atas dan di sekitar pola. Lalu tutup kotak tersebut dan geserkan, sehingga bagian cetakan mungkin berpisah dan pola dengan ventilasi pola dihilangkan. Cetakan harus dikeringkan untuk menerima logam panas. Jika cetakan tidak cukup kering uap panas loam dapat membuang logam cair disekitar. Dalam beberapa kasus, pasir mungkin diolesi, yang membuat pengecoran mungkin tanpa menunggu pasir kering. Pasir juga

dapat terikat oleh pengikat kimia, seperti resin

furane

atau resin amina- mengeras.

Gambar 2.3 Peralatan (

tools

)

Temperatur

Untuk mengontrol struktur solidifikasi logam, mungkin untuk menempatkan pelat logam, pendinginan dalam cetakan. Terkait pendinginan yang cepat akan membentuk struktur yang lebih halus dan dapat membentuk logam agak susah pada cetakan tersebut. Dalam coran besi, efeknya mirip dengan pendinginan logam dalam pekerjaan menempa. Diameter bagian dalam sebuah silinder mesin dibuat rumit oleh inti dingin. Dalam logam lainnya, pendinginan dapat digunakan untuk pembekuan terarah dari

casting

. Dalam mengendalikan cara

casting

membeku untuk mencegah

void internal

atau porositas di dalam coran.

Inti (

Cores

)

Untuk menghasilkan rongga dalam casting-seperti untuk pendingin cair di blok mesin dan kepala silinder negatif bentuk yang digunakan untuk menghasilkan

core

. Biasanya pasir-dibentuk,

core

dimasukkan ke dalam kotak pengecoran setelah pengangkatan pola. Bila mungkin, desain yang dibuat bahwa menghindari penggunaan

core

, karena tambahan waktu

set-up

dan biaya sehingga lebih besar. Dua set coran (perunggu dan aluminium) dari cetakan pasir di atasDengan cetakan selesai pada kadar air yang sesuai, kotak

yang berisi cetakan pasir kemudian diposisikan untuk mengisi dengan cair logam-biasanya besi, baja, perunggu, kuningan, aluminium, paduan magnesium, atau berbagai paduan pot logam, yang sering termasuk timbal, timah, dan seng. Setelah diisi dengan logam cair kotak disisihkan sampai logam cukup keren untuk menjadi kuat. Pasir tersebut kemudian dihapus, mengungkapkan casting kasar yang, dalam kasus dari besi atau baja, mungkin masih menyala merah. Dalam kasus logam yang secara signifikan lebih berat dari pasir

casting

, seperti besi atau timah, labu pengecoran sering ditutupi dengan pelat berat untuk mencegah masalah yang dikenal sebagai mengambang cetakan. Mengambang cetakan terjadi ketika tekanan logam mendorong pasir di atas rongga cetakan keluar dari bentuk, menyebabkan casting gagal. Kiri: kotak inti, dengan menghasilkan (kawat bertulang) core langsung di bawah. Kanan: - Pola (digunakan dengan inti) dan yang dihasilkan pengecoran bawah (kabel berasal dari sisa-sisa inti) setelah

casting

,

core

yang rusak oleh batang atau tembakan dan dihapus dari casting. Logam dari sariawan dan anak tangga dipotong dari casting kasar. Berbagai perawatan panas dapat diterapkan untuk meringankan tekanan dari pendinginan awal dan menambahkan kekerasan-dalam kasus baja atau besi, dengan pendinginan dalam air atau minyak.

casting

dapat diperkuat dengan kompresi perawatan permukaan seperti ditembak

peening

-yang menambah resistensi ke tarik retak dan menghaluskan permukaan kasar. Dan ketika presisi tinggi diperlukan, berbagai operasi mesin (seperti penggilingan atau membosankan) yang dibuat untuk menyelesaikan area kritis

casting

. Contoh ini akan mencakup membosankan silinder dan penggilingan dek pada blok mesin cor.

Gambar 2.4 Dua set coran (perunggu dan aluminium) dari cetakan pasir di atas

Persyaratan Desain

Bagian yang akan dibuat dan pola yang harus dirancang untuk mengakomodasi setiap tahap proses, karena itu harus mungkin untuk menghapus pola tanpa mengganggu pasir cetakan dan memiliki lokasi yang tepat untuk menerima dan posisi inti. Sebuah lancip sedikit, yang dikenal sebagai draft, harus digunakan pada permukaan tegak lurus terhadap garis perpisahan, untuk dapat menghapus pola dari cetakan. Persyaratan ini juga berlaku untuk core, karena mereka harus dikeluarkan dari kotak inti di mana mereka terbentuk. Sariawan dan anak tangga harus diatur untuk memungkinkan aliran yang tepat dari logam dan gas dalam cetakan dalam rangka untuk menghindari pengecoran tidak lengkap.

Haruskah sepotong inti atau cetakan menjadi copot mungkin tertanam dalam pengecoran akhir, membentuk lubang pasir, yang dapat membuat casting tidak dapat digunakan. kantong gas dapat menyebabkan rongga internal. Ini mungkin langsung terlihat atau hanya dapat terungkap setelah mesin yang luas telah dilakukan. Untuk aplikasi kritis, atau di mana biaya usaha sia-sia adalah faktor, metode pengujian non-destruktif dapat diterapkan sebelum pekerjaan lebih lanjut dilakukan.

Gambar 2.5 Kiri: kotak inti, dengan menghasilkan (kawat bertulang) inti langsung di bawah. kanan: - pola (digunakan dengan inti) dan yang dihasilkan bawah

pengecoran (kabel berasal dari sisa-sisa inti)

Green Sand

Coran ini dibuat dengan menggunakan cetakan pasir terbentuk dari pasir

"basah" yang berisi air dan senyawa ikatan organik, biasanya disebut sebagai tanah liat. Nama "

Green Sand

" berasal dari fakta bahwa cetakan pasir tidak "set", masih dalam "hijau" atau negara tidak diawetkan bahkan ketika logam dituangkan dalam cetakan. pasir hijau tidak berwarna hijau, tapi "hijau" dalam arti bahwa itu digunakan dalam keadaan basah (mirip dengan kayu hijau). Tidak seperti namanya, "pasir hijau" bukan merupakan jenis pasir sendiri (yaitu, tidak greensand dalam arti geologi), tapi agak campuran:

o Pasir

silika

(

SiO2

), pasir

kromit

(

FeCr2O4

), atau pasir

zirkon

(

ZrSiO4

), 75%

sampai 85%, kadang-kadang dengan proporsi

olivin

,

staurolite

, atau grafit.

o

Bentonit

(tanah liat), 5 sampai 11%

o Air, 2 sampai 4%

o Lembam lumpur, 3 sampai 5%

o

Antrasit

0 sampai 1%.

Ada banyak resep untuk proporsi tanah liat, tetapi mereka semua menyerang saldo yang berbeda antara moldability, permukaan akhir, dan kemampuan logam cair panas untuk menghilangkan gas. Batubara, biasanya disebut dalam

pengecoran sebagai laut-batubara, yang hadir pada rasio kurang dari 5%, sebagian

combusts

di hadapan logam cair yang mengarah ke

offgassin

g uap organik. pasir hijau untuk logam non-ferrous tidak menggunakan aditif batubara sejak

CO

dibuat tidak efektif untuk mencegah oksidasi. pasir hijau untuk aluminium biasanya menggunakan pasir olivin (campuran dari

forsterit

mineral dan

fayalit

yang dibuat dengan menghancurkan

dunit rock

). Pilihan pasir memiliki banyak hubungannya dengan suhu yang logam dituangkan. Pada suhu yang tembaga dan besi yang dituangkan, tanah liat akan aktif oleh panas dalam montmorillonite yang diubah menjadi ilit, yang merupakan tanah liat non-berkembang. Kebanyakan pengecoran tidak memiliki peralatan yang sangat mahal untuk menghapus terbakar tanah liat dan mengganti tanah liat baru, jadi bukan, orang-orang yang menuangkan besi biasanya bekerja dengan pasir silika yang murah dibandingkan dengan pasir lainnya. Seperti tanah liat yang dibakar, baru pasir campuran ditambahkan dan beberapa pasir lama dibuang atau didaur ulang menjadi kegunaan lain.

Silica

adalah yang paling diinginkan dari pasir sejak butir metamorf pasir silika memiliki kecenderungan untuk meledak untuk membentuk partikel berukuran

sub-micron

ketika termal terkejut saat menuangkan dari cetakan. Partikel-partikel ini memasuki udara dari area kerja dan dapat menyebabkan silikosis dalam pekerja. Besi pengecoran menghabiskan banyak upaya pada pengumpulan debu agresif untuk menangkap silika ini baik-baik saja. Pasir juga memiliki ketidakstabilan dimensi yang terkait dengan konversi kuarsa dari alpha kuarsa untuk beta kuarsa pada 680 ° C (1250 ° F). Sering aditif seperti tepung kayu ditambahkan untuk menciptakan ruang untuk biji-bijian untuk memperluas tanpa deformasi cetakan.

Olivin

,

kromit

, dll digunakan karena mereka tidak memiliki konversi fase yang menyebabkan ekspansi yang cepat dari biji-bijian, serta menawarkan kepadatan yang lebih besar, yang mendinginkan logam lebih cepat dan menghasilkan struktur butiran halus dalam logam. Karena mereka tidak mineral

metamorf

, mereka tidak memiliki polikristal ditemukan di silika, dan kemudian tidak membentuk partikel berukuran sub-mikron berbahaya.

Air Set Metode

Metode set udara menggunakan pasir kering terikat dengan bahan selain tanah liat, menggunakan menyembuhkan perekat cepat. Yang terakhir ini juga dapat disebut sebagai tidak ada pengecoran cetakan panggang. Ketika ini digunakan, mereka secara kolektif disebut "set udara" coran pasir untuk membedakan mereka dari "pasir hijau" coran. Dua jenis pasir cetak terikat alami (pasir bank) dan sintetis (Danau pasir); yang terakhir ini umumnya disukai karena komposisi yang lebih konsisten.Dengan kedua metode, campuran pasir dikemas di sekitar pola, membentuk rongga cetakan. Jika perlu, plug sementara ditempatkan di pasir dan menyentuh pola untuk kemudian membentuk saluran ke mana cairan pengecoran dapat dituangkan. Air-set cetakan sering dibentuk dengan bantuan termos pengecoran memiliki bagian atas dan bawah, disebut mengatasi dan drag.

Campuran pasir dipadatkan seperti yang ditambahkan di sekitar pola, dan perakitan cetakan akhir kadang-kadang bergetar untuk kompak pasir dan mengisi setiap kekosongan yang tidak diinginkan dalam cetakan. Maka pola dihapus bersama dengan plug saluran, meninggalkan rongga cetakan. Casting cair (biasanya cair logam) kemudian dituangkan ke dalam rongga cetakan. Setelah logam telah memperkuat dan didinginkan, casting dipisahkan dari cetakan pasir.

Ada biasanya ada agen cetakan rilis, dan cetakan umumnya hancur dalam proses penghapusan.Akurasi casting dibatasi oleh jenis pasir dan proses pencetakan.

coran pasir yang terbuat dari pasir hijau kasar menyampaikan tekstur kasar ke permukaan, dan ini membuat mereka mudah untuk mengidentifikasi. Coran terbuat dari pasir hijau halus bisa bersinar sebagai pemain tetapi dibatasi oleh kedalaman untuk lebar rasio kantong dalam pola. Air-set cetakan dapat menghasilkan coran dengan permukaan halus dari pasir hijau kasar tetapi metode ini terutama dipilih ketika kantong sempit jauh di pola yang diperlukan, karena biaya plastik yang digunakan dalam proses. Air-set coran biasanya dapat dengan mudah diidentifikasi oleh warna bakaran di permukaan. Tuang biasanya ditembak mengecam untuk menghapus warna dibakar. Permukaan juga dapat tanah kemudian dan dipoles, misalnya ketika membuat sebuah lonceng besar. Setelah molding, casting ditutupi dengan residu oksida, silikat dan senyawa lainnya.

residu ini dapat dihilangkan dengan berbagai cara, seperti menggiling, atau ditembak peledakan.Selama casting, beberapa komponen dari campuran pasir yang hilang dalam proses pengecoran termal. pasir hijau dapat digunakan kembali setelah menyesuaikan komposisi untuk mengisi kelembaban yang hilang dan aditif. Pola itu sendiri dapat digunakan kembali tanpa batas waktu untuk menghasilkan cetakan pasir baru. Proses pasir cetak telah digunakan selama berabad-abad untuk menghasilkan coran manual. Sejak tahun 1950, proses pengecoran sebagian otomatis telah dikembangkan untuk lini produksi.

Cold Box

Menggunakan pengikat organik dan anorganik yang memperkuat cetakan dengan kimia mengikuti pasir. Jenis cetakan mendapatkan namanya dari tidak sedang dipanggang dalam oven seperti jenis cetakan pasir lainnya. Jenis cetakan lebih akurat dimensi dari cetakan hijau-pasir tapi lebih mahal. Sehingga hanya digunakan dalam aplikasi yang memerlukan itu.

No-Bake Molds

Tidak ada panggang cetakan yang cetakan pasir dibuang, mirip dengan cetakan pasir khas, kecuali mereka juga mengandung resin cair cepat-pengaturan dan katalis. Bukannya menabrak, pasir cetakan dituangkan ke dalam labu dan diadakan sampai mengeras resin, yang terjadi pada suhu kamar. Jenis cetakan juga menghasilkan permukaan akhir yang lebih baik daripada jenis lain dari cetakan pasir. Karena tidak ada panas yang terlibat itu disebut proses dingin-pengaturan.

bahan labu umum yang digunakan adalah kayu, logam, dan plastik. logam umum dilemparkan ke no-bake cetakan adalah kuningan, besi (besi), dan paduan aluminium.

Vacuum Molding

Sebuah skema

vacuum molding

(

V-proses

) adalah variasi dari proses pengecoran pasir untuk sebagian besar logam besi dan non-ferrous, [6] di mana

sehingga ruang hampa dapat ditarik melalui itu. Selembar panas-melunak tipis (0,003-0,008 di (0,076-0,203 mm)) film plastik menutupi pola dan vakum ditarik (200 hingga 400 mmHg (27-53 kPa)). Sebuah vakum termos khusus ditempatkan di atas pola plastik dan diisi dengan pasir yang mengalir bebas. pasir bergetar untuk kompak pasir dan sariawan dan menuangkan secangkir terbentuk di mengatasinya. selembar plastik ditempatkan di atas pasir dalam labu dan vakum ditarik melalui termos khusus; ini mengeras dan memperkuat pasir tak terikat.

vakum tersebut kemudian dirilis pada pola dan mengatasi dihapus. drag dibuat dengan cara yang sama (tanpa sariawan dan menuangkan secangkir). Setiap core yang ditetapkan di tempat dan cetakan ditutup. Logam cair dituangkan sementara mengatasi dan tarik masih dalam ruang hampa, karena plastik menguap tapi vakum terus bentuk pasir sementara membeku logam. Ketika logam telah memperkuat, vakum dimatikan dan pasir habis bebas, melepaskan casting.V- proses dikenal karena tidak memerlukan rancangan karena film plastik memiliki tingkat tertentu pelumasan dan mengembang sedikit ketika vakum ditarik di termos. Proses ini memiliki akurasi dimensi tinggi, dengan toleransi ± 0.010 di untuk inch pertama dan ± 0.002 di / di setelahnya. Lintas-bagian kecil seperti 0.090 di (2,3 mm) yang mungkin. Permukaan akhir sangat baik, biasanya antara 150 dan 125 rms. Keuntungan lainnya termasuk tidak ada cacat kelembaban terkait, tidak ada biaya untuk pengikat, permeabilitas pasir yang sangat baik, dan tidak ada asap beracun dari pembakaran pengikat. Akhirnya, pola tidak aus karena pasir tidak menyentuhnya. Kerugian utama adalah bahwa proses ini lebih lambat dari pengecoran pasir tradisional sehingga hanya cocok untuk rendah untuk volume produksi media; sekitar 10 sampai 15.000 buah per tahun. Namun, ini membuatnya sempurna untuk bekerja prototipe, karena pola dapat dimodifikasi dengan mudah seperti yang terbuat dari plastik.

Gambar 2.6 Sebuah skema

vacuum molding

Tahapan Pengecoran Logam Dengan Cetakan Pasir

1) Pembuatan pola, sesuai dengan bentuk coran yang akan dibuat;

2) Persiapan pasir cetak;

3) Pembuatan cetakan;

4) Pembuatan inti (bila diperlukan);

5) Peleburan logam;

6) Penuangan logam cair ke dalam cetakan;

7) Pendinginan dan pembekuan;

8) Pembongkaran cetakan pasir;

9) Pembersihan dan pemeriksaan hasil coran;

10) Proses pengecoran selesai.

Gambar 2.7 Tahapan pengecoran logam dengan cetakan pasir

Catatan: Kadang diperlukan perlakuan panas terhadap produk coran untuk memperbaiki sifat metalurgynya.

Tahapan pembuatan cetakan pasir:

1) Pemadatan pasir cetak;

2) Pelepasan pola dari pasir cetak -> rongga cetak;

3) Pembuatan saluran masuk dan riser;

4) Pelapisan rongga cetak;

5) Bila coran memiliki permukaan dalam (mis: lubang), maka dipasang inti;

6) Penyatuan cetakan;

7) Siap untuk digunakan.

Pola

Pola merupakan model benda cor dengan ukuran penuh dengan memperhatikan penyusutan dan kelonggaran untuk pemesinan pada akhir pengecoran. Bahan pola: kayu, plasytik, dan logam.

Jenis-jenis pola:

1) Pola padat (

solid pattern

);

Pola padat atau pola tunggal dibuat sama dengan geometri benda cor dengan mempertimbangkan penyusutan dan kelonggaran untuk pemesinan.

Biasanya digunakan untuk jumlah produksi yang sangat kecil. Walaupun pembuatan pola ini mudah, akan tetapi sulit untuk membuat cetakannya, seperti membuat garis pemisah antara bagian atas cetakan (

cope

) dengan bagian bawah cetakan (

drag

). Demikian pula untuk membuat sistem saluran (

riser

) diperlukan tenaga kerja yang terlatih.

2) Pola belah (

split pattern

)

Terdiri dari dua bagian yang disesuaikan dengan garis pemisah (belahan) cetakannya. Biasanya digunakan untuk benda cor yang memiliki geometri lebih rumit dengan jumlah produksi menengah. Pola pembuatan cetakannya lebih mudah dibandingkan dengan memakai poal padat.

3) Pola dengan papan penyambung (

match-plate pattern

)

Digunakan untuk jumlah produksi yang lebih banyak. Pada pola ini, dua bagian pola belah masing-masing diletakan pada sisi berlawanan dari sebuah papan kayu atau plat besi.

4) Pola cope and drag (

cope and drag pattern

).

Pola ini hampir sama dengan pola papan penyambung, tetapi pada pola ini dua bagian dari pola belah masing-masing ditempelkan pada papan yang terpisah. Pola ini juga biasa dilengkapi dengan sistem saluran masuk dan

riser

.

Inti

Pola menentukan bentuk luar dari benda cor, sedangkan inti digunakan apabila

benda tersebut memiliki permukaan dalam. Inti merupakan model skala penuh dari permukaan dalam benda cor, yang diletakan dalam rongga cetak sebelum permukaan logam cair dilakukan, sehingga logam cair akan mengalir membeku diantara rongga cetak dan inti, untuk membentuk permukaan bagian luar dan dalam dari benda cor.

Inti biasanya dibuat dari pasir yang dipadatkan sesuai dengan bentuk yang diinginkan. Seperti pada pola, ukuran inti juga harus mempertimbangkan penyusutan dan pemesinan. Pemasangan inti di dalam rongga cetak kadang- kadang memerlukan pendukung (

support

) agar posisinya tidak berubah.

Pendukung tersebut disebut chaplet, yang dibuat dari logam yang memiliki titik lebur benda cor. Sebagai contoh chaplet baja digubakan pada pengecoran besi tuang, setelah penuangan dan pembekuan

chaplet

akan melekat pada benda cor bagian

chaplet

yang menonjol ke luar dari benda cor selanjutnya dipotong.

Gambar 2.9 (a) Inti disangga dengan

chaplet

, (b)

Chaplet

, (c) Hasil coran dengan lubang di dalamnya.

Cetakan Dan Pembuatan Cetakan

Pasir cetak yang sering dipakai adala pasir silika (SiO2) atai pasir silika yang dicampur dengan mineral lain (misal tanah lempung) atau resin organik (misal resin phenorik, resin turan, dsb).

Ukuran butir pasir yang kecil akan menghasilkan permukaan coran yang baik, tetapi ukuran butir pasir yang besar menghasilkan permeabilitas yang tinggi, sehingga dapat membebaskan gas-gas pada rongga cetak pada saat proses penuangan. Cetakan yang dibuat dari butiran yang tidak beraturan akan menghasilkan kekuatan yang lebih tinggi dibandingkan dengan butiran yang bulat, akan tetapi memiliki permeabilitas yang kurang baik.

Beberapa indikator untuk menentukan kualitas cetakan pasir:

1) Kekuatan, kemampuan cetakan untuk mempertahankan bentuknya dan tahan terhadap pengikisan yang dialiri oleh aliran logam cair. Hali ini tergantung dari bentuk pasir, kualitas pengikat dan g\faktor-faktor lainnya.

2) Permeabilitas, kemampuan cetakan untuk membebaskan udara panas dan gas dari dalam cetakan selama operasi pengecoran melalui celah-celah pasir cetak.

3) Stabilitas termal, kemampuan pasir pada permukaan rongga cetak untuk menahan keretakan dan pembengkokan akibat sentuhan logam cair.

4) Kolapsibilitas (collapsibility), kemampuan cetakan membebaskan coran untuk menyusut tanpa menyebabkan coran menjadi retak.

5) Reusabilitas, kemampuan pasir (dari pecahan cetakan) untuk digunakan kembali (didaur ulang).

Klasifikasi cetakan pasir:

1) Cetakan pasir basah, 2) Cetakan pasir kering, 3) Cetakan kulit kering.

Cetakan pasir basah, dibuat dari campuran pasir, lempung, dan air.

Keunggulan

1) Memiliki kolapsibilitas yang baik.

2) Permeabilitas baik.

3) Reusabilitas yang baik, dan 4) Murah.

Kelemahan

Uap besar dalam pasir dapat menyebabkan kerusakan pada beberapa coran, tergantung pada logam dan geometri coran

2.2.2

Contemporary Casting

(Non–Tradisional) 1. High-Pressure Die Casting

2. Permanent-Mold Casting 3. Centrifugal Casting 4. Plaster-Mold Casting 5. Investment Casting 6. Solid-Ceramic Casting

2.3 Logam – Logam Dalam Pengecoran 1. Besi cor

Paduan besi yang mengandung C >: 1,7 % dan 1-3 %Si. Unsur lain dapat ditambahkan dengan maksud untuk meningkatkan sifat-sifat seperti kekuatan, kekerasan atau ketahanan korosi. Unsur yang umumnya ditambahkan yaitu Cr, Cu, Mo dan Ni.

Besi cor memiliki selang

temperature

cair yang relaitf lebih rendah daripada baja dan relatif lebih “encer” ketika cair.

Sifat mekanik besi cor tergantung pada jenis struktur mikronya yaitu bentuk dna distribusi elemen-elemen penyusunnya. Salah satu elemen yang memiliki pengaruh yang berarti adalah grafit.Jumlah ,ukuran dan bentuk grafit mempengaruhi kekuatan dan keuletan besi cor. Selain grafit, matriks juga ikut mempengaruhi sifat mekaniknya. Matris besi cor sama dengan yang terdapat pada baja, yaitu feritik, perlitik, feritik+perlitik dan martensitik. Matriks yang terjadi tergantung pada:

Komposisi kimia Laju pendinginan, dan Proses perlakuan panas

Ada lima jenis besi cor:

1) Besi cor kelabu

(grey cast iron)

Besi cor kelabu merupakan paduan dari unsur-unsur besi (

Fe

), karbon © dan

silicon

(

Si

) yang mengandung “karbon tak berkaitan” dalam bentuk grafit.Nama besi cor kelabu didapat dari tampilan patahan berwarna kelabu.

Besi cor kelabu untuk keperluan otomotif dan konstruksi umum lainnya dibagi menjadi 10 kelas/

garde

yang didasarkan pada kekuatan tarik minimumnya.

Gambar 2.10 Tabel kelas/

grade

pada besi cor kelabu

Kekuatan, kekerasan dan struktur mikro dari besi cor kelabu dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti komposisi kimia, desain, cetakan, karakteristik cetakan dan laju pendinginan selama dan setelah pembekuan.

Unsur

Cu

,

Cr

,

Mo

dan

Ni

seringkali ditambahkan untuk mengatur struktur mikro matriks dan pembentukan grafit. Selain itu bertujuan untuk meningkatkan ketahanan korosi besi cor kelabu pada beberapa media.

Besi cor kelabu dapat dikeraskan dengan proses

quenching

dan temperatur sekitar 1600

˚F

(menjadi getas). Kombinasi dengan proses temper akan meningkatakan ketangguhan dan menurunkan kekerasannya.

2) Besi cor malleable (malleable cast iron)

Besi cor ini dihasilkan dari proses perlakuan panas besi cor putih yang memiliki komposisi tertentu.

Proses terbentuknya beis cor putih akibat:

o Rendahnya kandungan karbon dan silicon

o Adanya unsur-unsur pembentuk karbida seperti

Cr

,

Mo

dan

V

o Laju pendinginan dan pembekuan yang tinggi

Pada proses pembuatan besi

cor malleable

, besi cor putih dipanaskan hingga temperatur diatas temperatur

eutectoid

(1700 oF) kemudian ditahan hingga beberapa jam dan didinginkan dalam tungku. Proses tersebut menyebabkan unsure karbon terlarut dalam austenit, mengendap dan membentuk grafit bulat tak beraturan (

irregular nodules of graphite

) yang disebut

korbon temper

. Proses ini akan menghasilkan besi

cor malleable

dengan

matriks ferit.

3) Besi cor putih (

white cast iron)

Besi cor putih terbentuk ketika unsur karbon (

C

) tidak mengendap sebagai grafit selama proses pembekuan, akan tetapi tetap berkaitan dengan unsur besi (

Fe

), krom (

Cr

) atau

molibden

(

Mo

) membentuk karbida.

Besi cor putih bersifat keras dan getas dan memiliki tampilan patahn seperti kristal berwarna putih.

4) Besi cor nodular (

nodular/ ductile cast iron

)

Besi cor nodular memiliki komposisi unsur yang sama dengan besi cor kelabu. Unsur tersebut yaitu karbon dan silikon.

Perbedaan besi

cor nodular

dan kelabu terletak pada bentuk

grafit

(untuk menghasilkan bentuk

grafit

yang berbeda, digunakan proses yang berbeda pula).

Pembulatan

grafit

dicapai karena ditambahkan unsur

Magnesium

(

Mg

) dan

Cerium

(

Ce

).

5)

Compacted graphite cast iron

(memiliki struktur

mikro

antara besi cor, Kelabu dan besi cor

nodular

).

Sifat mekanik:

45 -75 ksi (kekuatan tarik) 35 – 60 ksi (kekuatan luluh) 1 – 6% (perpanjangan).

Sifat matriks dan karakter grafit diperoleh dari kesetimbangan:

Komposisi kimia Derajat

inokulasi

Laju pembekuan

Pengaturan laju pendinginan

Untuk mendapatkan sifat yang diinginkan, biasanya pada besi cor diterapkan perlakuan panas karena dari kondisi hasil pengecoran

(as-cast

) tidak diperoleh sifat yang diinginkan. Proses perlakuan panas yang umum diterapkan:

Annealing

Austenitizing dan Quenching Tempering

2. Baja (Baja Cor)

Salah satu jenis baja adalah baja karbon yaitu paduan besi-karbon yang mengandung unsur karbon kurang dari 1,7 % (beberapa

literature

menyebutkan kandungan karbon maksimum 2.0 %). Sebagai tambahan selain karbon, baja cor mengandung:

Silikon (

Si

) : 0,20 – 0,70 % Mangan (

Mn

) : 0,50 – 1,00 % Fosfor (

P

) : <>

Sulfur (

S

) : <>

Struktur mikro baja cor yang memiliki kandungan karbon kurang dari 0,8

% (baja hypoeutektoid) terdiri dari

FERIT

dan

PERLIT

. Kadar karbon yang

Struktur mikro baja cor yang memiliki kandungan karbon lebih dari 0,8 % (baja

hipereutektoid

) terdiri dari

sementit

(

Fe3C

) dan

perlit

. Kadar

karbon

yang lebih tinggi menambah jumlah

sementit

.

Gambar 2.11 Struktur mikro baja cor

Baja cor dengan kadar C = 0,20 % diatas diperoleh dari pendinginan didalam tungku dari temperatur 950 oC setelah pengecoran. Bagian yang hitam adalah

perlit

dan yang putih adalah

ferit

. Sedangkan baja cor dengan kadar C

= 0,8 % didinginkan dalam tungku 900 oC struktur yang terlihat jelas yaitu

perlit.

2.4 Proses Peleburan Logam

Peleburan logam merupakan aspek terpenting dalam operasi-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 seperti

fluks

dan unsur pembentuk terak dimasukkan kedalam tungku.

Fluks

adalah senyawa inorganic yang dapat “membersihkan” logam cair dengan menghilangkan gas-gas yang ikut terlarut dan juga unsur-unsur pengotor (

impurities

).

Fluks

memiliki beberpa kegunaan yang tergantung pada logam yang dicairkan, seperti pada paduan alumunium terdapat

cover fluxes

(yang menghalangi oksidasi dipermukaan alumunium cair),.

Cleaning fluxes, drossing fluxes, refining fluxes, dan wall cleaning fluxes.

Tungku-tungku peleburan yang biasa digunakan dalam industri pengecoran

1. Tungku busur listrik

Memiliki laju peleburan tinggi laju produksi tinggi, polusi lebih rendah dibandingkan tungku-tungku lain, serta memiliki kemampuan menahan logam cair pada temperatur tertentu untuk jangka waktu lama untuk tujuan pemaduan.

Gambar 2.12 Tungku busur listrik

2. Tungku induksi

Khususnya digunakan pada industri pengecoran kecil. Mampu mengatur komposisi kimia pada skala peleburan kecil. Terdapat dua jenis tungku yaitu

coreless

(frekuensi tinggi) dan

core

atau

channel

(frekuensi rendah, sekitar 60

Hz

). Biasanya digunakan pada industri pengecoran logam-logam

non-ferro.

Secara khusus dapat digunakan untuk keperluan

superheating

(memanaskan logam cair diatas temperatur cair normal untuk memperbaiki mampu alir), penahanan temperatur (menjaga logam cair pada temperatur konstan untuk jangka waktu lama, sehingga sangat cocok untuk aplikasi

proses die-casting

), dan

duplexing

/ tungku paralel (menggunakan dua tungku seperti pada operasi pencairan logam dalam satu tungku dan memindahkannya ke tungku lain).

Gambar 2.13 Tungku induksi

3. Tungku

krusibel

Telah digunakan secara luas disepanjang sejarah peleburan logam. Proses pemanasan dibantu oleh pemakaian berbagai jenis bahan bakar. Tungku ini bias dalam keadaan diam, dimiringkan atau juga dapat dipindah-pindahkan.

Dapat diaplikasikan pada logam-logam

ferro

dan

non-ferro.

4. Tungku

kupola

Tungku ini terdiri dari suatu saluran/bejana baja

vertical

yang didalamnya terdapat susunan bata tahan api. Muatan terdiri dari susunan atau lapisan logam,

kokas

dan

fluks. Kupola

dapat beroperasi secara kontinu, menghasilkan logam cair dalam jumlah besar dan laju peleburan tinggi.

Gambar 2.14 Tungku

kupola

Muatan kupola:

Besi kasar (20 % - 30 %) Skrap baja (30 % - 40 %)

Kadar karbon dan siliko yang rendah adalah menguntungkan untuk mendapat coran dengan prosentase Carbon dan Si yang terbatas. Untuk besi cor kekuatan tinggi ditambahkan dalam jumlah yang banyak.

5. Skrap balik

Yang dimaksud skrap balik adalah coran yang cacat, bekas penambah, saluran turun, saluran masuk atau skrap balik yang dibeli dari pabrik pengecoran.

6. Paduan besi

Paduan besi seperti

Fe-Si

,

Fe-Mn

ditambahkan untuk mengatur komposisi.

Prosentase

karbon berkurang karena oksidasi logam cair dalam cerobong dan pengarbonan yang disebabkan oleh reaksi antar logam cair dengan kokas.

Prosentase

karbon terutama diatur oleh perbandingan besi kasar dan skrap baja.Tambahan harus dimasukkan dalam perhitungan untuk mengimbangi kehilangan pada saat peleburan. Penambahan dimasukkan 10 sampai 20 % untuk Si dan 15 sampai 30 % untuk

Mn

.

Prosentase steel

bertambah karena pengambilan

steel

dari

kokas

. Peningkatan kadar belerang

(steel)

yang diperbolehkan biasanya 0,1 %

2.5 Metalurgi Proses Pengecoran 1. Pembekuan

ingot

dan Coran

Dari Pembekuan ingot dihasilkan 3 daerah dengan karakteristik yang berbeda. Daerah-daerah tersebut adalah:

1)

Chill Zone

Selama proses penuangan logam cair kedalam cetakan, logam cair yang berkontak langsung dengan dinding cetakan akan mengalami pendinginan yang cepat dibawah temperatur

likuidusnya

. Akibatnya pada dinding cetakan tersebut timbul banyak inti padat dan selanjutnya tumbuh

bagian logam cair akan membeku secara cepat dibawah temperatur

likuidus

. Disisi lain bila temperatur penuangan tinggi, cairan logam yang berada ditengah-tengah ingot akan tetap berada diatas temperatur

likuidus

untuk jangka waktu lama.

Gambar 2.15 Pertumbuhan butir/

dendrite

setelah penuangan

2)

Columnar zone

Sesaat setelah penuangan, gradien temperatur pada dinding cetakan menurun dan kristal pada daerah

chill

tumbuh memanjang dalam arah kristal tertentu. Kristal-kristal tersebut tumbuh memanjang berlawanan dengan arah perpindahan panas (panas bergerak dari cairan logam kearah dinding cetakan yang bertemperatur lebih rendah) yang disebut dengan dendrit. Setiap kristal dendrit mengandung banyak lengan- lengan dendrit

(primary dendrit).

Jika fraksi volum padatan

(dendrite)

meningkat dengan meningkatnya panjang dendrit dan jika struktur yang terbentuk berfasa tunggal, maka lengan-lenagn dendrti sekunder dan tertier akan timbul dari lengan dendrit primer. Daerah yang terbentuk antara ujung dendrit dan ttitik dimana sisa cairan terakhir akan membeku disebut sebagai

mushy zone

atau

pasty zone

.

Gambar 2.16

Dendrit columnar

3)

Equiaxed zone

Daerah ini terdiri dari butir-butir

equiaxial

yang tumbuh secara acak ditengah-tengah

ingot

.Pada daerah ini perbedaan temperatur yang ada

tidak menyebabkan terjadinya pertumbuhan butir memanjang.

Gambar 2.17 Skematik struktur coran

2. Pengaruh Penyusutan

Kebanyakan logam akan menyusut selama proses pembekuan dan ini

menghasilkan

mushy zone

yang sempit pula dan pada bagian permukaan atas ingot terdapat sisa cairan logam yang lama kelamaan akan berkurang hingga pembekuan berakhir dan pada ingot mengandung rongga cukup dalam pada bagian tengah atau disebut

pipe.

Pada paduan-paduan dengan selang temperatur pembekuan lebar,

mushy zone

dapat menempati seluruh bagian ingot sehingga tidak terbentuk

pipe

. 3. Segregasi pada Ingot dan Coran

Pada struktur pembekuan terdapat dua jenis segregasi yaitu

segregasi makro

(perubahan komposisi pada tiap bagian

spesimen

) dan

segregasi mikro

(seperti yang terjadi antara lengan

dendrit sekunder

). Ada empat faktor yang menyebabkan timbulnya

segregasi makro

, yaitu:

Penyusutan karena pembekuan dan kontraksi panas Perbedaan kerapatan antardendritik cairan logam Perbedaan kerapatan antara padatan dan cairan

Temperatur yang menyebabkan perbedaan kerapatan dalam cairan

Segregasi dalam pembekuan logam tidak diinginkan karena memberikan pengaruh buruk pada sifat mekanik. Untuk segregasi mikro, pengaruhnya dapat dikurangi dengan proses perlakuan panas (

homogenisasi

).

2.6 Pemeriksaan Produk Cor

1. Pemeriksaan rupa

Pemeriksaan rupa/fisik

Pemeriksaan dimensi (menggunakan jangka sorong, micrometer, jig pemeriksa dan alat ukur lainnya).

2. Pemeriksaan cacat dalam (pemeriksaan tidak merusak, NDT) Pemeriksaan ketukan

Pemeriksaan penetrasi (

dye-penetrant

) Pemeriksaan magnafluks (

magnetic-particle

) Pemeriksaan supersonic (

ultrasonic

)

Pemeriksaan radiografi (

radiografi

).

3. Pemeriksaan material

Pengujian kekerasan (menggunakan metoda

Brinell, Rockwell, Vickers

dan

Shore

)

Pengujian tarik

Pengujian analisa kimia (

spektrometri,EDS

) Pengujian struktur mikrodan struktur makro Pemeriksaan dengan merusak.

2.7 Cacat – Cacat Pada Coran

Proses pengecoran dilakukan dengan beberapa tahapan mulai dari pembuatan cetakan, proses peleburan, penuangan dan pembongkaran. Untuk menghasilkan coran yang baik maka semuanya harus direncanakan dan dilakukan dengan sebaik-baiknya. Namun hasil coran sering terjadi ketidak sempurnaan atau cacat.

Cacat yang terjadi pada coran dipengaruhi oleh bebrapa faktor yaitu:

Desain pengecoran dan pola

Pasir cetak dan desain cetakan dan inti Komposisimuatanlogam

Proses peleburandan penuangan Sistim saluran masuk dan penambah.

Komisi pengecoran international telah membuat penggolongan cacat-cacat coran dan dibagi menjadi 9 kelas, yaitu:

1. Ekor tikus tak menentukan atau kekerasan yang meluas

Cacat ekor tikus merupakan cacat dibagian luar yang dapat dilihat dengan mata. Bentuk cacat ini mirip seperti ekor tikus, yang diakibatkan dari pasir permukaan cetakan yang mengembang dan logam masuk kepermukaan tersebut.

Kekasaran yang meluas merupakan cacat pada permukaan yang diakibatkan oleh pasir cetak yang tererosi.

Gambar 2.18 Cacat ekor tikus dan kekasaran meluas

Penyebab cacat ekor tikus atau kekasaran yang meluas disebabkan oleh:

Kecepatan penuangan terlalu lambat Temperatur penuangan terlalu tinggi Ketahanan panas pasir cetak rendah

Terjadi pemanasan setempat akibat letak saluran turun yang salah Pasir cetak banyak mengandung unsure kental atau lumpur

Perbaikan cetakan yang tidak sempurna Pelapisan cetakan yang terlalu tebal Kepadatan cetakan pasir yang kurang Lubang angin pada cetakan kurang

Untuk mencegah timbulnya cacat di atas dapat dilakukan dengan merencanakan pembuatan cetakan, peleburan dan penuangan yang baik.

Langkah- langkah yang dapat dilakukan adalah:

Menggunakan pasir cetak yang berkualitas, tahan panas dan tidak banyak mengandung unsur lumpur

Pembuatan cetakan yang teliti baik pemadatan yang cukup, lubang angin yang cukup dan pelapisan tipis yang merata

Membuat saluran turun yang tepat, sesuai bentuk coran

Mengecek temperature logam sebelum penuangan, tempertur tuang harus sesuai yang disyaratkan

Melakukan penuangan dengan kecepatan yang cukup dan kontinyu.

No. Bentuk Cacat Lubang Penyebab Pencegahan 1. Rongga udara Logam cair teroksidasi Diusahakan pada saat

pencairan alas kokas

Saluran cerat dan ladel dijaga agar logam tidak cukup kering tidak berada di daerah

oksidasi.

Temperatur

penuangan terlalu Temperature tuang

rendah logam sebelum

penuangan, dipastikan

2. Lubang jarum Penuangan terlalu sudah sesuai dan

lambat penuangan dengan

cepat.

Cetakan kurang kering

Pembuatan cetakan

Permeabilitas pasir yang teliti baik

cetak kurang permeabilitas,

sempurna pemadatan yang cukup, lubang angin

Terlalu banyak yang yang cukup 3.

4.

Penyusutan dalam

Penyusutan luar

keluar dari cetakan

Lubang angin kurang memadai

Diusahakan tekanan di atas dibuat tinggi

Tekanan di atas terlalu

Diusahakan pada saat pencairan alas kokas

rendah dijaga agar logam

Logam cair teroksidasi

tidak berada di daerah oksidasi.

Temperatur Temperature tuang penuangan terlalu logam sebelum

rendah penuangan, dipastikan

sudah sesuai dan

Bahan muatan logam penuangan dengan banyak kotoran dan

berkarat

cepat.

Perencanaan dan

Perencanaan dan peletakan penambah peletakan penambah yang teliti.

2. Lubang-lubang

Cacat lubang-lubang memiliki bentuk dan akibat yang beragam. Bentuk cacat lubang-lubang dapat dibedakan menjadi :a. Rongga udara, b. Lubang jarum, c.

Rongga gas oleh cil, d. Penyusutan dalam, e. Penyusutan luardan f. Rongga penyusutan.

Tabel 1. Cacat lubang-lubang penyebab dan pencegahannya

5. Rongga penyusutan tidak sempurna

Menghilangkan sudut-

Tinggi penambah sudut tajam pada

terlalu rendah cetaan Cetakan

membengkak Mendsain coran

dengan radius yang

Cetakan pasir cukup membentuk sudut-

sudut tajam Merencanakan sisitim

saluran yang teliti Radius coran yang

terlalu kecil 6. Rongga gas karena cil Penguapan bahan

cil Menggunakan

bahan Bahan cil berkarat

cil yang tidak menguap Permukaan cil Menghilangkan

karat

mengembun pada bahan cil Memastikan

permukaan cil betul-

betul kering sebelum penuangan.

3. Retakan

Cacat retakan dapat disebabkan oleh penyusutan atau akibat tegangan sisa.

Keduanya dikarenakan proses pendingan yang tidak seimbang selama pembekuan.

Gambar 2.19 Cacat retakan

Penyebab cacat reakan adalah:

Perencanaan coran yang tidak memperhitungkan proses pembekuan, seperti perbedaan tebal dinding coran yang tidak seragam

Ukuran saluran turun da penambah yang tidak memadahi.

Upaya untuk mencegah cacat retakan adalah sebagai berikut:

Menyeragamkan proses pembekuan logam dengan memanfaatkan cil bila perlu

Pengisian logam cair dari beberapa tempat Waktu penuangan harus sesingkat mungkin

Menghindakan coran yang memiliki sudut-sudut tajam Menghindarkan perubahan mendadak pada dinding coran.

4. Permukaan kasar

Cacat permukaan kasar menghasilkan coran yang permukaannya kasar. Cacat ini dikarenakan oleh beberapa factor seperti: cetakan rontok, kup terdorong ke atas, pelekat, penyinteran dan penetrasi logam.

Tabel 2. Bentuk, penyebab dan pencegahan cacat permukaan kasar Bentuk cacat

permukaan kasar

Penyeb

ab Pencegahan

1. Cetakan rontok Bagian cetakan

yang Cermat dan teliti saat

lemah runtuh pembuatan cetakan Cetakan

runtuh.saat penarikan pola Kemiringan pola

tidak cukup

Cetakan kurang padat Kekuatan pasir

cetak kurang 2. Kup terdorong ke

atas Bagian yang

cembung Kedua permukaan

pisah dari cetakan rontok

dan

pecahan pasir jatuh dalam

harus rata dan betul-

betul rapat

cetakan Pemeriksaan bagian

dalam cetakan sebelum

penuangan .

3. Pelekat Pasir melekat pada pola

Pasir panas, kadar air dan lempung yang kurang

Pemdatan cetakan yang tidak memadahi Bubuk pemisah yang

tdak baik

Kemiringan pola tidak cukup

Getaran yang kurang saat penarikan pola Cetakan tidak

diperbaiki saat pasir cetak melekat pada pola saat ditarik

Pasir harus cukup dingin

Pola logam harus dipanaskan mula

Menggunakan pasir yang kekuatannya cukup

Menggunakan bubuk pemisah yang baik

Kemiringan pola harus sesuai Menarik pola

dengan getaran yang cukup.

Memperbaiki cetakan yang tidak sempurna

4. Penyinteran Logam cair memiliki tegangan permukaan yang kecil Logam cair

memiliki tekanan static dan dinamik yang berlebihan

Temperatur tuang yang terlalu tinggi Pasir terlalu kasar Pemadatan pasir kurang

Bahan pengikat terlalu banyak

Tahanan panas pasir kurang

Menggunakan pasir yang tahanan panasnya tinggi

Oksida besi harus dicampur baik ke dalam pasir

Pemadatan pasir harus cukup

Menggunakan distribusi kekasaran pasir yang sesuai.

5. Penetrasi logam Logam cair memiliki tekanan static dan dinamik yang berlebihan Pemadatan pasir kurang

Tahanan panas pasir kurang

Menggunakan pasir yang tahanan panasnya tinggi Pemadatan pasir

harus cukup Memperhitungkan

tumbukan aliran logam.

5. Salah alir

Cacat salah alir dikarenakan logam cair tidak cukup mengisi rongga cetakan.

Umumnya terjadi penyumbatan akibat logam cair terburu membeku sebelum mengisi rongga cetak secara keseluruhan.

Gambar 2.20 Bentuk cacat salah alir

Penyebab cacat salah alir yaitu:

Coran terlalu tipis

Temperature penuangan terlalu rendah Laju penuangan terlalu lambat

Aliran logam cair tidak seragam akibat sistim saluran yang jelek Lubang angin pada cetakan kurang

Sistim penambah yang tidak sempurna Pencegahannya adalah sebagai berikut:

Temperatur tuang harus cukup tinggi Kecepatan penuangan harus cukup tinggi Perencanaan sistim saluran yang baik Lubang angin harus ditambah

Menyempurnakan sistim penambah

6. Kesalahan ukuran

Cacat kesalahan ukuran terjdi akibat kesalahan dalam pembuatan pola. Pola yang dbuat untuk memeuat cetaka ukuranya tidak sesuai dengan ukuran coran yang diharapkan. Selain itu kesalahan ukuran dapat terjadi akibat cetakan yang mengembang atau penyusutan logam yang tinggi saat pembekuan. Pencegahn kesalah ukuran adalah membuat pola dengan teliti dan cermat. Menjaga cetakan tidak mengembang dan memperhitungkan penyusutan logam dengan cermat, sehingga penambahan ukuran pola sesuai dengan penyuutan logam yang terjadi

7.

Inklusi

dan struktur tak seragam

Cacat inklusi terjadi karena masuknya terak atau bahan bukan logam ke dalam cairan logam akibat reaksi kimia selama peleburan, penuangan atau pembekuan.

Cacat struktur tidak seragam akan membentuk sebagian struktur coran berupa struktur cil.

Tabel 3. Bentuk, penyebab dan pencegahan cacat iklusi dan struktur tidak seragam

Bentuk cacat permukaan

kasar Penyeb

ab Pencegahan

1. Inklusi terak Logam cair teroksidasi Penyingkiran terak

belum bersih

Perencanaan saluran turun tidak sempurna Waktu penuangan

yang terlalu lama

Menjaga logam cair tidak teroksidasi Penyingkiran

terak sampai bersih Perencanaan

saluran tuang yang cermat dan teliti 2. Inklusi pasir Tahanan panas yan

rendah dari bahan pelapis ladel

Permukaan cetakan yang lemah

Ketahanan panas pasir cetak kurang Pembersihan yang

kurang pada rongga cetak

Menggunakan bahan pelapis ladel yang tahan panasnya baik

Pembersihan bagian dalam cetakan sebelum penuangan

Menggunakan pasir yang tahanan panasnya tinggi Pemadatan pasir

harus cukup 3. Cil Komposisi logam

tidak memadahi Pendinginan yang cepat

Kadar karbon dan silicon yang rendah Logam cair

mendapat panas lanjut

Menentukan komposisi logam yang tepat Pendinginan

perlahan- lahan Kadar karbon dan

silicon harus cukup Mencegah panas lanjut

4. Cil terbalik Kelebihan kadar belerang

Kadar mangan kurang

Mengurangi kadar belerang Menambah

kadar mangan

8. Deformasi

Cacat deformasi dikarenakan perubahan bentuk coran selama pembekuan akibat gaya yang timbul selama penuangan dan pembekuan.

Tabel 4. Bentuk, penyebab dan pencegahan cacat deformasi

Bentuk cacat Penyeb

ab Pencegahan

1. Membengkak Kekuatan tekan pasir cetak kurang Pemadatan pasir

cetak tidak seragam

Meningkatkan kekuatan tekan pasir cetak

Pemadatan pasir cetak dibuat

seragam

2. Pergeseran Pergeseran titik tengah pola

Pergeseran pena dan kotak inti

Pergeseran titik tengah cetakan Pergeseran

setelah pemasangan cetakan

Cermat dan teliti

pada saat

pembuatan cetakan Cermat dan telti

pada saat

pemasangan inti.

Cermat pada saat pemasangan kup dan drag.

3. Perpindahan inti Inti terapung Penahan inti tidak kuat

Telapak inti diperkuat Menggunakan

penyangga pada pemasangan inti

4. Pelenturan Perbedaan tegangan selama pendinginan dan penysuta

Memperhitungkan bentuk coran dengan cermat

9. Cacat-cacat tak nampak

Cacat-cacat tak tampak merupakan cacat coran yang tidak dapat dilihat oleh mata. Cacat-cacat ini berada dalam coran sehingga tidak kelihatan dari permukaan coran. Salah satu bentuk cacat tak tampak adalah cacat struktur butir terbuka.

Cacat ini akan membentuk seperti pori-pori dan kelihatan setelah dikerjakan dengan mesin.

Gambar 2.21 Cacat struktur butir terbuka

Penyebab cacat ini adalah komposisi kadar C, Si dan P yang tidak sesuai.

Pencegahan cacat ini adalah dengan merencanakan logam coran dengan kadar C, Si dan P yang sesuai.

BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan

1. Pengecoran logam adalah suatu proses manufaktur yang menggunakan logam cair dan cetakan untuk menghasilkan bentuk yang mendekati bentuk geometri akhir produk jadi.

2. Macam-macam proses pengecoran logam yaitu

traditional casting

(

sand- mold casting, dry-sand casting, shell-mold casting, full-mold casting, cement-mold casting, vacuum-mold casting

) dan

contemporary casting

(

high-pressure die casting, permanent-mold casting, centrifugal casting, plaster-mold casting, investment casting, solid-ceramic casting

).

3. Logam-logam dalam pengecoran antara lain besi cor dan baja (baja cor).

4. Peleburan logam merupakan aspek terpenting dalam operasi-operasi pengecoran karena berpengaruh langsung pada kualitas produk cor.

5. Metalurgi proses pengecoran terdiri dari pembekuan

ingot

dan coran, pengaruh penyusutan, serta segregasi pada ingot dan coran.

6. Pemeriksaan produk cor terdiri dari 3 yaitu pemeriksaan rupa, pemeriksaan cacat dalam (pemeriksaan tidak merusak, NDT), dan pemeriksaan material.

7. Komisi pengecoran international telah membuat penggolongan cacat-cacat coran dan dibagi menjadi 9 kelas, yaitu: ekor tikus tak menentukan atau kekerasan yang meluas, lubang-lubang, retakan, permukaan kasar, salah alir, kesalahan ukuran,

inklusi

dan struktur tak seragam, deformasi, serta cacat-cacat tak nampak.

3.2 Saran

Dalam pengecoran logam kita harus mengetahui dan mengikuti langkah- langkah yang benar sesuai dengan prosedur. Dalam tahap pemrosesan kita pun sebagai pekerja wajib memakai pengaman, alat alat perlindungan diri, dan pelatihan khusus. Cetakannya pun harus sempurna.Benda cor itu sendiri tidak mungkin lebih baik dari dari cetakannya