Makalah Logam

(1)

INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA

LOGAM

KARYA TULIS

MUHAMMAD GULAM NUGRAHA 116133004

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI MEKATONIKA TANGERANG

MEI 2014

(2)

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya ucapkan kepada Allah SWT, karena berkatnya lah saya bisa menyelesaikan karya tulis tentang pembahassan logam yang saya buat ini.

Tidak lupa saya mengucapkan terimakasih kepada semua yang telah membantu saya dalam menyelesaikan karya tulis ini, sehingga karya tulis ini bisa selesai dan dijadikan sebagai referensi pengajaran Material Teknik untuk kita semua.

Walaupun makalah ini jauh dari kesempurnaan maka dari itu saya berharap kepada bapak dosen untuk memberikan kritik dan saran untuk menyempurnakan karya tulis tentang pembahasan logam ini.

Sebagai penulis saya berharap karya tulis ini dapat bermanfaat bagi kita semua, atas perhatian dari semua pihak, akhir kata saya ucapkan Terimakasih

Tangerang, 16 mei 2014 Penulis,

MUHAMMAD GULAM NUGRAHA

(3)

MUHAMMAD GULAM NUGRAHA, 2014 1

BAB I

PENDAHULUAN 1. Latar Belakang

Logam adalah bahan atau material teknik yang sangat banyak digunakan dalam berbagai bidang. Dalam dunia teknik, logam merupakan material yang paling mendominasi dari bahan-bahan teknik lainnya sebagai bahan yang paling utama dalam pembuatan suatu produk. Di dunia pendidikan kita harus mengerti unsure-unsur yang terkandung di dalam logam tersebut.

Pada karya tulis ini penulis akan memamparkan hal yang bersifat teknis dan detil tentang logam, penulis akan memberikan penjelasan tentang makalah ini dan semoga penjelasan tersebut dapat menambah wawasan pembaca.

Ilmu logam adalah ilmu yang mempelajari tentang benda yang mengandung besi dan non besi, logam terbuat bukan dalam bentuk murni, melainkan dalam bentuk batuan yang mengandung bijih besi yang juga merupakan persenyawaan antara besi dan oksigen tapi dalam bentuk silivat. Bijih besi dihasilkan dari pertambangan.

Dalam oengertian logam yang merupakan besi dan non besi dapat dijuampai dimana- mana, seperti pembangunan gedung-gedung yang sekarang bahan-bahannya sebagian dari besi, pembuatan workshop atau gudang yang memaikai kerangka baja dan juga di tempat penampungan besi-besi bekas, yang nantinya besi-besi bekas tersebut akan di daur ulang lagi.

2. Tujuan Penulisan

Tujuan dibuatnya akalah ini adalah untuk :

 Menyampaikan definisi logam.

 Menyampaikan jenis-jenis logam dan klasifikasi logam.

 Menyampaikan sifat-sifat logam.

 Menyampaikan kegunaan logam.

(4)

BAB II

TEORI PENDUKUNG A. DEFINISI LOGAM

Logam adalah suatu paduan yang terdiri dari campuran unsure karbon dengan besi.

Untuk menghasilkan suatu logam pafuan yang mempunyai 2 sifat yang berbeda dengan besi dan karbon maka dicampur dengan bermacam logam lainnya. Logam adalah elemen mineral yang terbentuk secara alami. Jumlah logam diperkirakan 4% dari mineral bumi. Logam dalam bidang keteknisian adalah besi biasanya dipakai untuk konstruksi bangunan-bangunan, pipa-pipa, alat-alat pabrik dan sebagainya.

Logam Baja banyak di gunakan dalam pembuatan struktur atau rangka bangunan dalam bentuk baja profil, baja tulangan beton biasa, anyaman kawat, atau pada akhir-akhir ini di pakai juga dalam bentuk kawat potongan yang disebut “fibre” atau metal fibre, sebagai tulangan beton. Dalam skala yang lebih kecil logam secara luas juga di pakai sebagai penguat, misalnya bentuk paku, sekrup, baut, kawat, pelat, bantalan jembatan, atau sebagai bahan lain bentuk lembaran (misalnya bentuk atap, atau lantai jembatan), atau juga bentuk dekorasi.

Kelebihan logam sebagai bahan konstuksi adalah memiliki sifat yang di suatu pihak lebih baik karena :

- memiliki kuat tarik tinggi, dapat di rubah – rubah bentuknya - mudah di sambung / di las.

Sifat lainnya adalah :

- memiliki harga konduktivitas listrik yang tinggi

- konduktivitas panas tinggi dan dapat di haluskan sehingga berkilau permukaanya.

Kelemahan sebagian besar logam, khususnya baja, ialah tidak tahan korosi karena kelembapan maupun oleh pengaruh udara sekeliling dan terjadi perubahan bentuk bila terkena suhu/panas tinggi. Di dalam pemakaian, logam selain juga memiliki kuat tarik yang tinggi, tahan tekanan atau korosi, kadang-kadang juga harus tahan terhadap beban kejut, suhu rendah, gaya yang berubah-ubah atau kombinasi, dan beberapa keadaan yang lain.

Pada umumnya, logam dapat di bagi menjadi 2(dua) kelompok besar yaitu :

 logam besi (ferrous metal) .

 logam bukan besi (non ferrous metal).

(5)

MUHAMMAD GULAM NUGRAHA, 2014 3 Logam besi : suatu logam yang elemen pembentuk utamanya adalah besi (fe). Misalnya : besi tuang, besi tempa, baja.

Logam bukan besi : logam yang elemen utamanya bukan besi . Misalnya : alumunium, tembaga, timah putih, emas, dll.

Umumnya, logam bermanfaat bagi manusia, karena penggunaannya di bidang industri, pertanian, dan kedokteran. Contohnya, merkuri yang digunakan dalam proses klor alkali.

Proses klor alkali merupakan proses elektrolisis yang berperan penting dalam industri manufaktur dan pemurnian zat kimia. Beberapa zat kimia yang dapat diperoleh dengan proses elektrolisis adalah natrium (Na), kalsium (Ca), magnesium (Mg), aluminium (Al), tembaga, seng, perak, hidrogen, klor, fluor, natrium hidroksida, kalium dikromat, dan kalium permanganat.

Proses elektrolisis larutan natrium klorida tersebut merupakan proses klor alkali.

Elektrolisis larutan NaCl menghasilkan natrium hidroksida di katode (kutub positif) dan gas klor di anode (kutub negatif).

Pada industri angkasa luar dan profesi kedokteran dibutuhkan bahan yang kuat, tahan karat, dan bersifat noniritin, seperti aloi titanium. Sebagian jenis logam merupakan unsur penting karena dibutuhkan dalam berbagai fungsi biokimiawi. Pada zaman dahulu, logam tertentu, seperti tembaga, besi, dan timah digunakan untuk membuat peralatan, perlengkapan mesin, dan senjata.

Secara umum logam mulia berarti logam-logam termasuk paduannya yang biasa dijadikan perhiasan, antara lain emas, perak, perunggu dan platina. Logam-logam tersebut memiliki warna yang bagus, tahan karat, lunak dan terdapat dalam jumlah yang sedikit di alam, sehingga harganya mahal. Emas dan perak memiliki sifat penghantar listrik yang sangat baik sehingga banyak dipakai untuk melapisi konektor-konektor pada perangkat elektronik.

Kemampuan logam untuk meregang apabila ditarik disebut duktilitas. Kemampuan logam meregang dan menghantarkan listrik dimanfaatkan untuk membuat kawat atau kabel, contohnya tembaga. Kemampuan logam berubah bentuk jika ditempa disebut maleabilitas.

Kemampuan logam berubah bentuk jika ditempa dimanfaatkan untuk membuat berbagai macam jenis barang, misalnya golok, pisau, cangkul, dan lain-lain.

Sebagai konduktor panas yang baik, logam juga digunakan untuk membuat panci. Logam bersifat kuat sehingga dapat digunakan untuk membangun rangka bangunan dan jembatan.

Logam juga dapat menimbulkan suara dering yang nyaring jika dipukul, maka logam juga dapat digunakan dalam pembuatan bel.

(6)

MUHAMMAD GULAM NUGRAHA, 2014 4 Logam berat adalah logam dengan massa jenis lima atau lebih, dengan nomor atom 22 sampai dengan 92. Namun logam berat dianggap berbahaya bagi kesehatan apabila terakumulasi secara berlebihan di dalam tubuh manusia. Beberapa logam tersebut di antaranya bersifat membangkitkan kanker (karsinogen). Demikian pula dengan bahan pangan dengan kandungan logam berat tinggi dianggap tidak layak konsumsi.

B. SIFAT FISIS LOGAM

Pada umumnya unsur logam mempunyai sifat fisis, antara lain:

1. Logam akan memantulkan sinar yang datang dengan panjang gelombang dan frekuensi yang sama sehingga logam terlihat lebih mengkilat. Contohnya, emas (Au), perak (Ag), besi (Fe), dan seng (Zn).

2. Logam dapat menghantarkan panas ketika dikenai sinar matahari, sehingga logam akan sangat panas (terbakar). Energi panas diteruskan oleh elektron sebagai akibat dari penambahan energi kinetik. Hal ini menyebabkan elektron bergerak lebih cepat. Energi panas ditransferkan melintasi logam yang diam melalui elektron yang bergerak.

3. Logam juga dapat menghantarkan listrik karena elektronnya terdelokalisasi bebas bergerak di seluruh bagian struktur atom. Tembaga (Cu) sering dipakai dalam pembuatan kawat penghantar lisrik.

4. Meabilitas, yaitu kemampuan logam untuk ditempa atau diubah menjadi bentuk lembaran. Sifat ini digunakan oleh pandai besi untuk membuat sepatu kuda dari batangan logam. Gulungan baja (besi) penggiling menggunakan sifat ini saat mereka mengulung batangan baja menjadi lembaran tipis untuk pembuatan alat-alat rumah tangga. Hal ini karena kemampuan atom-atom logam untuk menggelimpang antara atom yang satu dengan atom yang lain menjadi posisi yang baru tanpa memutuskan ikatan logam.

5. Duktilitas yaitu kemampuan logam dirubah menjadi kawat dengan sifatnya yang mudah meregang jika ditarik. Tembaga (Cu) dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan kawat.

6. Semua logam merupakan padatan pada suhu kamar dengan pengecualian raksa atau merkuri (Hg) yang berupa cairan pada suhu kamar.

7. Semua logam bersifat keras, kecuali natrium (Na) dan kalium (Ca), yang lunak dan dapat dipotong dengan pisau.

8. Umumnya logam memiliki kepadatan yang tinggi sehingga terasa berat jika dibawa.

(7)

MUHAMMAD GULAM NUGRAHA, 2014 5 9. Logam juga dapat menimbulkan suara yang nyaring jika dipukul, sehingga dapat

digunakan dalam pembuatan bel atau lonceng.

10. Logam dapat ditarik magnet, sehingga logam disebut diamagnetik, misalnya besi (Fe).

C. SIFAT MEKANIS LOGAM

Sifat baja pada umumnya terdiri dari sifat fisik dan sifat mekanis. Sifat fisik meliputi : berat, berat jenis, daya hantar panas dan konduktivitas listrik. Baja dapat berubah sifatnya karena adanya pengaruh beban dan panas. Sifat mekanis suatu bahan adalah kemampuan bahan tersebut memberikan perlawanan apabila diberikan beban pada bahan tersebut. Atau dapat dikatakan sifat mekanis adalah kekuatan bahan didalam memikul beban yang berasal dari luar. Sifat mekanis pada baja meliputi :

a. Kekuatan. Sifat penting pada baja adalah kuat tarik. Pada saat baja diberi beban, maka baja akan cenderung mengalami deformasi/perubahan bentuk. Perubahan bentuk ini akan menimbulkan regangan/strain, yaitu sebesar terjadinya deformasi tiap satuan panjangnya akibat regangan

b. Keuletan (ductility), Kemampuan baja untuk berdeformasi sebelum baja putus.

Keuletan ini berhubungan dengan besarnya regangan/strain yang permanen sebelum baja putus. Keuletan ini juga berhubungan dengan sifat dapat dikerjakan pada baja.

Cara ujinya berupa uji tarik.

c. Kekerasan, adalah ketahanan baja terhadap besarnya gaya yang dapat menembus permukaan baja. Cara ujinya dengan kekerasan Brinell, Rockwell, ultrasonic, dll.

d. Ketangguhan (toughness), adalah hubungan antara jumlah energi yang dapat diserap oleh baja sampai baja tersebut putus. Semakin kecil energi yang diserap oleh baja, maka baja tersebut makin rapuh dan makin kecil ketangguhannya. Cara ujinya dengan cara memeberi pukulan mendadak (impact/pukul takik).

e.

D. SIFAT KIMIA LOGAM

Sifat-sifat kimia logam antara lain:

1. Logam memiliki energi ionisasi yang rendah, oleh karena itu logam cenderung melepaskan elektronnya dengan mudah. Logam cenderung melepaskan elektron daripada menangkap elektron untuk membentuk kation. Logam berikatan dengan lainnya untuk mencapai stabil. Contohnya:

Na+ Mg2+ Al3+ .

(8)

MUHAMMAD GULAM NUGRAHA, 2014 6 2. Umumnya logam cenderung memiliki titik leleh titik didih yang tinggi karena kekuatan ikatan logam. Kekuatan ikatan berbeda antara logam yang satu dengan logam yang lain tergantung pada jumlah elektron yang terdelokalisasi pada lautan elektron, dan pada susunan atom-atomnya.Sifat titik leleh menunjukkan kekerasan logam, titik leleh yang tinggi artinya logamnya keras, sedangkan titik leleh rendah artinya logamnya lemah.

Semua logam memiliki titik leleh yang tinggi, kecuali merkuri (Hg), cerium (Ce), galium (Ga), timah (Sn) dan timbal (Pb).

3. Logam memiliki 1 sampai 3 elektron dalam kulit terluar dari atom-atomnya.

4. Kebanyakan logam oksida yang larut dalam air bereaksi untuk membentuk logam hidroksida. Contonya:

logam oksida + air logam hidroksida Na2O (s) + H2O (l) 2NaOH (aq) CaO (s) + H2O (l) Ca(OH)2 (aq)

5. Logam oksida bereaksi dengan asam membentuk garam dan air. Contohnya:

logam oksida + asam garam + air MgO (s) + 2HCl (aq) MgCl 2 (aq) + H2O (l) NiO (s) + H2SO4 (aq) NiSO4 (aq) + H2O (l)

Logam adalah unsur kimia yang mempunya sifat-sifat, yaitu :

 Logam dapat di tempa dan di ubah bentuk.

 Penghantar panas dan listrik.

 Keras (tahan terhadap goresan, potongan atau keausan).

Logam biasanya di gunakan dalam bentuk paduan (alloys), yang strukturnya terdiri dari dua atau lebih unsure pembentuk, dan minimal satu merupakan unsur logam.

Logam di bedakan menjadi dua :

 Logam besi (ferrous metal).

 Logam non besi (non ferrous metal).

(9)

MUHAMMAD GULAM NUGRAHA, 2014 7 Logam besi paling banyak di gunakan, mencangkup ¾ seluruh bahan logam yang digunakan untuk komersial.

Logam besi dibedakan berdasarkan jumlah kandungan unsure paduan karbon :

 Besi tempa (wrought iron, < 0,02 % C).

 Baja (steel, 0,02 ~ 2,14 % C).

 Besi cor (cast iron, 2,14 ~ 4,16 % C).

1. Bahan logam besi.

 Baja karbon

 Baja paduan

 Baja tahan karat

 Besi cor A. Baja karbon

Menurut kadungan C

 Baja karbon rendah: C<0,3%, utk baut, mur, lembaran, pelat, tabung, pipa, komponen mesin berkekuatan rendah

 Baja karbon menengah: 0,3%<C<0,6%, utk roda gigi, axle, batang penghubung, crankshaft, rel, komponen utk mesin pengerjaan logam

 Baja karbon tinggi: 0,6%<C<1,0%, utk mata pahat, kabel, kawat musik, pegas

(10)

MUHAMMAD GULAM NUGRAHA, 2014 8 Klasifikasi baja menurut AISI & SAE

(11)

MUHAMMAD GULAM NUGRAHA, 2014 9 Baja seri 1045 untuk yoke ball

 1045 termasuk seri 10xx atau seri baja karbon

 Angka 45 merupakan kandungan karbon = 45/100 % = 0,45%

B. Baja Paduan

 Baja paduan rendah berkekuatan tinggi (high strength alloy steel) - C<0,30%

- Strukturmikro: butir besi-a halus, fasa kedua martensit & besi-d - Produknya: pelat, balok, profil

 Baja fasa ganda (Dual- phase steel)

- Strukturmikro: campuran besi-a & martensit

(12)

Baja paduan rendah berkekuatan tinggi

Kekuatan luluh Komposis kimia Deoksidasi 10³ Psi MPa

35 240 S = kualitas struktur

X = paduan rendah W = weathering D = fasa ganda

F = kill + kontrol S K = kill

O = bukan kill

40 275

45 310

50 350

60 415

70 485

80 550

100 690

120 830

140 970

Contoh : 50XF

50  kekuatan luluh 50 x 103 Psi X  paduan rendah

F  kill + kontrol S

(13)

C. Baja tahan karat

- Sifatnya tahan korosi, kekuatan & keuletan tinggi dan kandungan Cr tinggi - Kandungan lain : Ni, Mo, Cu, Ti, Si, Mg, Cb, Al, N dan S

Jenis baja tahan karat

 Austenitik (seri 200 & 300) - Mengandung Cr, Ni dan Mg - Bersifat tidak magnit, tahan korosi

- Untuk peralatan dapur, fitting, konstruksi, peralatan transport, tungku, komponen penukar panas, linkungan kimia

 Ferritik (seri 400)

- Mengandung Cr tinggi, hingga 27%

- Bersifat magnit, tahan korosi - Untuk peralatan dapur.

 Martemsitik (seri 400 & 500) - Mengandung 18%Cr, tdk ada Ni

- Bersifat magnit, berkekuatan tinggi, keras, tahan patah dan ulet - Untuk peralatan bedah, instrument katup dan pegas

 Pengerasan presipitasi

- Mengandung Cr, Ni, Cu, Al, Ti, & Mo

- Bersifat tahan korosi, ulet & berkekuatan tinggi pada suhu tinggi - Untuk komponen struktur pesawat & pesawat ruang angkasa

 Struktur Duplek

- Campuran austenit & ferrit

- Untuk komponen penukar panas & pembersih air

(14)

D. Besi cor

 Besi tuang disusun oleh besi, 2,11-4,50% karbon dan 3,5% silikon

 Kandungan Si mendekomposisi Fe3C menjadi Fe-a dan C (garfit)

(15)

 Jenis besi cor

•Besi cor kelabu

•Besi cor nodular (ulet)

•Besi cor tuang putih

•Besi cor malleable

 Besi cor kelabu

 Disusun oleh serpihan C (grafit) yang tersebar pada besi-a

 Bersifat keras & getas

(16)

 Besi cor nodular (ulet)

• C (grafit)nya berbentuk bulat (nodular) tersebar pada besi-a.

• Nodular terbentuk karena besi cor kelabu ditambahkan sedikit unsur magnesium dan cesium

• Keras & ulet

(17)

 Besi cor putih

• Disusun oleh besi-a dan besi karbida (Fe3C)

• Terbentuk melalui pendinginan cepat

• Getas, tahan pakai & sangat keras

(18)

 Besi cor malleable

• Disusun oleh besi-a dan C (grafit)

• Dibentuk dari besi cor putih yang dianil pada 800-900^oC dalam atmosphere CO &

CO²

(19)

BAB III PEMBAHASAN

A. PROSES-PROSES DASAR PEMBENTUKAN LOGAM

Benda benda dari logam yang sering kita lihat tidaklah ditemukan dalam bentuknya seperti itu, akan tetapi sudah mengalami proses pembentukan. Pada mulanya logam logam tersebut ditemukan di alam dalam bentuk biji-biji logam yang ditambang, selanjutnya di olah dan dipisahkan dari kandungan lain untuk didapatkan logam yang diinginkan, kemudian diproduksi dalam bentuk benda setengah jadi maupun benda jadi. Pada kebanyakan benda-benda jadi yang kita lihat sudah melalui beberapa tahapan pekerjaan pembentukan logam.

Gambar 3.1 Contoh berbagai benda kerja

1. Proses Pengecoran

Didalam teknik pembentukan logam untuk mendapatkan benda kerja yang diinginkan dengan cara pengecoran dilakukan dengan mengikuti proses-proses secara umum.

pengecoran, yaitu penuangan bahan logam cair ke dalam cetakan. Logam dalam bentuk cair dituangkan kedalam cetakan melalui lubang pengisian, selanjutnya didinginkan. Setelah dingin cetakan dibuka atau dihancurkan maka benda kerja sudah jadi siap untuk dikerjakan lebih lanjut yang merupakan pekerjaan lanjutan.

(20)

MUHAMMAD GULAM NUGRAHA, 2014 18 Gambar 3.2 Proses pengecoran

Akan tetapi kebanyakan benda kerja hasil penuangan materi cair seperti logam atau plastik yang dimasukkan ke dalam cetakan, kemudian dibiarkan membeku didalam cetakan tersebut, dan kemudian dikeluarkan atau di pecah-pecah untuk dijadikan komponen mesin.

Pengecoran digunakan untuk membuat bagian mesin dengan bentuk yang komplekpengecoran masih membutuhkan pekerjaan lanjutan.

Pengecoran digunakan untuk membentuk logam dalam kondisi panas sesuai dengan bentuk cetakan yang telah dibuat. Pengecoran dapat berupa material logam cair atau plastik yang bisa meleleh (termoplastik), juga materialyang terlarut air misalnya beton atau gips, dan materi lainyang dapat menjadi cair atau pasta ketika dalam kondisi basah seperti tanah liat, dan lain-lain yang jika dalam kondisi kering akan berubah menjadi keras dalam cetakan, dan terbakar dalam perapian.

Proses pengecoran dibagi menjadi dua:

1. expandable mold casting (dapatdiperluas).

Expandable mold casting adalah sebuah klasifikasi generik yang melibatkan pasir, plastic, tempurung, gips, dan investment molding (teknik lost- wax). Metodeini melibatkan penggunaan cetakan sementara dan rcetakan sekali pakai

2. non expandable mold casting (tidak dapat diperluas).

(21)

MUHAMMAD GULAM NUGRAHA, 2014 19 Gambar 3.3 Contoh benda kerja

Pengecoran biasanya diawali dengan pembuatan cetakan dengan bahan pasir. Cetakan pasir bisa dibuat secara manual maupun dengan mesin.Pembuatan cetakan secara manual dilakukan bila jumlah komponen yang akan dibuat jumlahnya terbatas, dan banyak variasinya.Pembuatan cetakan tangan dengan dimensi yang besar dapat menggunakan campuran tanah liat sebagai pengikat. Sekarang ini cetakan banyak dibuat secara mekanik dengan mesin agar lebih presisi serta dapat diproduksi dalam jumlah banyak dengan kualitas yang sama baiknya.

 Pengecoran dengan pasir (Sand Casting)

Pengecoran dengan pasir membutuhkan waktu selama beberapa hari dalam proses produksinya dengan hasil rata-rata (1-20 lembar/jam proses pencetakan) dan proses pengecoran dengan bahan pasir ini akanmembutuhkan waktu yang lebih lama terutama untuk produksi dalam skala yang besar. Pasir hijau/green sand (basah) hampir tidak memiliki batas ukuran beratnya,akan tetapi pasir kering memiliki batas ukuran berat tertentu, yaitu antara 2.300-2.700kg. Batas minimumnya adalah antara 0,05-1kg. Pasir ini disatukan dengan menggunakantanah liat (sama dengan proses pada pasir hijau) atau dengan menggunakan bahan perekat kimia/minyak polimer. Pasir hampir pada setiap prosesnya dapat diulang beberapa kalidan membutuhkan bahan input tambahan yangsangat sedikit.Padadasarnya, pengecorandengan pasir inidigunakanuntuk mengolah logam bertemperatur rendah, seperti besi, tembaga, aluminium, magnesium, dannikel.

Pengecoran dengan pasir ini juga dapatdigunakan pada logam bertemperatur tinggi, namununtuk bahan logam selain itu tidak akan bisadiproses. Pengecoran ini adalah teknik tertua dan paling dipahami hingga sekarang. Bentuk- bentuk ini harus mampu memuaskan standar tertentu sebab bentuk- bentuk tersebut merupakan inti dari proses pergecoran dengan pasir

(22)

MUHAMMAD GULAM NUGRAHA, 2014 20 Gambar 3.4 Pengecoran logam pada cetakan pasir

 Pengecoran dengan gips (Plaster Casting)

Pengecoran dengan gips hampir sama dengan pengecoran dengan pasir kecuali pada bagian gips diubah dengan pasir. Campuran gips pada dasarnya terdiri dari 70-80 % gipsum dan 20-30 % penguat gipsum dan air. Pada umumnya, pembentukan pengecorangips ini membutuhkan waktu persiapan kurang dari 1 minggu, setelah itu akanmenghasilkan produksi rata-rata sebanyak 1-10 unit/jam pengecorannya dengan beratuntuk hasil produksinya maksimal mencapai 45 kg dan minimal 30 kg, dan permukaan hasil nyapun memiliki resolusi yang tinggi dan halus.

Jika gips digunakan dan pecah, maka gips tersebut tidak dapat diperbaiki dengan mudah. Pengecoran dengan gips ini normalnya digunakan untuk logam non belerang seperti aluminium, seng, tembaga. Gips ini tidak dapat digunakan untuk melapisi bahan- bahan dari belerang karena sulfur dalam gipsum secara perlahan bereaksi dengan besi.Persiapan utama dalam pencetakan adalah pola yang ada disemprot dengan film yangtebal untuk membuat gips campuran. Hal ini dimaksudkan untuk mencegah cetakan merusak pola. Unit cetakan tersebut dikocok sehingga gips dapt mengisi lubang-lubang kecil di sekitar pola. Pembentuk pola dipindahkan setelah gips diatur.

Pengecorangipsinimenunjukkankemajuan, karena penggunaan peralatan otomatis dapat segera digunakan dengan mudah ke sistemrobot, karena ketepatan desain permintaan semakin meningkat yang bahkan lebih besar dari kemampuan manusia.1.8 Pengecoran gips, beton, atau plastic resin Gips sendiri dapat dilapisi, demikian puladengan bahan-bahan kimia lainnya seperti beton atau plastik resin. Bahan- bahan ini juga mengunakan percetakanyang sama seperti penjelasan di atas(waste mold) atau multiple use piecemold, atau percetakan yang terbuat dari bahan-bahan yang sangat kecil atau bahanyang elastis seperti karet latex (yang cenderung disertai dengan cetakan yangekstrim).

Jika pengecoran dengan gips atau beton maka produk yang dihasilkanakan seperti kelereng, tidak begitu menarik, kurang transparan dan biasanyadilukis. Tak jarang hal ini akan memberikan penampilan asli dari logam/batu.Alternatif untuk mengatasi hal ini adalah lapisan utama akan dibiarkan mengandungwarna pasir sehingga memberikan nuansa bebatuan. Dengan menggunakan pengecoran beton, bukan pengecorangips, memungkinkankita untuk membuat ukiran, pancuran air, atau tempat duduk luar ruangan.

Selanjutnya adalah membuat mejacuci (washstands) yang menarik, washstands dan shower stalls dengan perpaduan beraneka ragam warna akan menghasilkanpola yang menarik seperti yangtampak pada kelereng/ravertine. Proses pengecoran seperti die casting dan sand casting menjadisuatu proses yang mahal, bagaimanapun juga

(23)

MUHAMMAD GULAM NUGRAHA, 2014 21 komponen-komponen yang dapatdiproduksi menggunakan pengecoran investment dapat menciptakan garis-garis yangtak beraturan dan sebagian komponen ada yang dicetak near net shape sehinggamembutuhkan sedikit atau bahkan tanpa pengecoran ulang.

 Pengecoran Sentrifugal (Centrifugal Casting)

Pengecoran sentrifugal berbeda dengan penuangan gravitasi- bebas dan tekanan- bebas karena pengecoran sentrifugal membentuk dayanya sendiri menggunakan cetakan pasir yang diputar dengan kecepatan konstan. Pengecoran sentrifugal roda keretaapi merupakan aplikasi awal dari metode yang dikembangkan oleh perusahaan industry Jerman Krupp dan kemampuan ini menjadikan perkembangan perusahaan menjadi sangat cepat.

2. Die Casting

Diecasting adalah proses pencetakan logam dengan menggunakan penekanan yang sangat tinggi pada suhu rendah. Cetakan tersebut disebut Die. Rentang kompleksitas Die untuk memproduksi bagian-bagian logam non belerang (yang tidak perlu sekuat, sekeras, atausetahan panas seperti baja) dari keran cucian sampai cetakan mesin (termasuk hardware, bagian-bagian komponen mesin, mobil mainan, dsb).

Logam biasa seperti seng dan alumunium digunakan dalam proses diecasting. Logam tersebut biasanya tidak murni melainkan logam logam yang memilikikarakter fisik yang lebih baik. Akhir akhir ini suku cadang yang terbuat dari plastik mulaimenggantikan produk die casting banyak dipilih karena harganya lebih murah (dan bobotnya lebih ringan yang sangat penting khususnya untuk suku cadang otomotif berkaitan dengan standar penghematan bahan bakar).

Suku cadang dari plastik lebih praktis (terutama sekarang penggunan pemotongan dengan bahan plastik semakinmemungkinkan) jika mengesampingkan kekuatannya, dan dapat di desain ulang untuk mendapatkan kekuatan yang dibutuhkan.Terdapat empat langkah utama dalam proses die casting. Pertama-tama cetakan disemprot dengan pelicin dan ditutup. Pelicin tersebut membantu mengontrol temperatur die dan membantu saat pelepasan dari pengecoran.

Logam yang telahdicetak kemudian disuntikkan pada die di bawah tekanan tinggi. Takanan tinggi membuat pengecoran setepat dan sehalus adonan. Normalnya sekitar 100 Mpa (1000 bar).

Setelah rongganya terisi, temperatur dijaga sampai pengecoran menjadi solid (dalam proses ini biasanya waktu diperpendek menggunakan air pendingin pada cetakan).Terakhir die dibuka dan pengecoran mulai dilakukan. Yang tak kalah penting dari injeksi bertekanan tinggi adalah injeksi berkecepatan tinggi, yang diperlukan agar seluruh rongga terisi, sebelum ada bagian dari pengecoran yang mengeras. Dengan begitu diskontinuitas ( yang merusak hasil akhir dan bahkan melemahkan kualitas pengecoran) dapat dihindari, meskipun desainnnya sanat sulit untuk mampumengisi bagian yang sangat tebal.Sebelum siklusnya dimulai, die harus diinstal pada mesin die pengecoran,dan diatur pada suhu yang tepat.Pengesetan membutuhkan waktu 1- 2 jam, dan barulah kemudian siklus dapat berjalan selama sekitar beberapa detik sampai beberapa menit, tergantungukuran pengecoran.

Batas masamaksimaluntuk magnesium, seng, dan aluminium adalah sekitar 4,5 kg, 18 kg, dan 45 kg. Sebuah die set dapat bertahan sampai 500.000 shot selama masa pakainya, yang sangat dipengaruhi oleh suhu pelelehan dari logam yang digunakan. Aluminium biasanya memperpendek usia die karena tingginya temperatur dari logam cair yang mengakibatkan kikisan cetakan baja padarongga. Cetakan untuk die casting seng bertahansangat lama karena

(24)

MUHAMMAD GULAM NUGRAHA, 2014 22 rendahnya temperatur seng. Sedang untuk tembaga, cetakan memiliki usia paling pendek dibanding yang lainnya. Hal ini terjadi karena tembaga adalah logam terpanas.

Gambar 8. Salah satu produk Die Casting.

Seringkali dilakukan operasi sekunder untuk memisahkan pengecoran dari sisa-sisanya, yang dilakukan dengan menggunakan trim die dengan power press atau hidrolik press. Metode yang lama adalah memisahkan dengan menggunakan tangan atau gergaji. Dalam hal ini dibutuhkan pengikiran untuk menghaluskan bekas gergajian saat logam dimasukkan atau dikeluarkan dari rongga. Pada akhirnya, metode intensif, yang membutuhkan banyak tenaga digunakan untuk menggulingkan shot jika bentuknya tipis dan mudah rusak. Pemisahan juga harus dilakukan dengan hati-hati. Kebanyakan die caster melakukan proses lain untuk memproduksi bahan yang tidak siap digunakan. Yang biasa dilakukan adalah membuat lubang untuk menempatkan sekrup.

(25)

BAB IV PENUTUP

A. KESIMPULAN

Dari pembahasan di atas dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut.

1. Sifat fisis logam adalah mengkilat, konduktor panas dan listrik, merenggang jika ditarik, mudah ditempa, berupa padatan dalam suhu kamar, dapat ditarik oleh magnet, memiliki kepadatan yang tinggi dan berbunyi nyaring jika dipukul.

2. Sifat kimia logam adalah mudah melepas elektron sehingga membentuk kation, memiliki 1 sampai 3 elektron valensi, titik leleh dan titik didihnya relatif tinggi, logam oksida yang larut dalam air bereaksi untuk membentuk logam hidroksida dan logam oksida bereaksi dengan asam membentuk garam dan air.

3. Logam dapat dibentuk sesuai kebutuhan dengan teknik pengecoran dan die casting.

B. SARAN

Dengan terselesainya karya tulis yang berjudul “Logam”, penulis berharap agar penyusunan laporan penelitian ini dapat bermanfaat bagi pembaca pada umumnya…

Penulis sangat berharap kepada para pembaca setelah membaca makalah ini, dapat meningkatkan potensi pembaca dalam penggunaan unsur-unsur logam baik di dalam kehidupan sehari-hari maupun di bidang industri secara lebih efektif dan efisien. sehingga dapat memperoleh keuntungan yang maksimal. Mengingat begitu banyaknya unsur-unsur yang terkandung di dalam bumi kita ini.

(26)

DAFTAR PUSTAKA

www.windows2universe.org/earth/geology/metals.html Purba, Michael. 2006. Kimia untuk Kelas X. Jakarta: Erlangga.

Purba, Michael. 2006. Kimia untuk Kelas XII. Jakarta: Erlangga id.wikipedia.org/wiki/Logam

www.chemistry.about.com/library/blperiodictable.htm www.chemtutor.com/perich.htm

www.hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/pertab/metal.html http://en.wikipedia.org/wiki/Metal

http://saneslogam.wordpress.com/

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-smk/kelas_x/perkembangan-pengelompokan-unsur/comment-page- 1/

id.wikipedia.org/wiki/Logam www.mesinusu.blogspot.com

https://www.academia.edu/3765908/MEMAHAMI_PROSES-PROSES_DASAR_PEMBENTUKAN_LOGAM