PROSES PENGECORAN LOGAM
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 ada kalanya digunakan pula plaster,
lempung, keramik atau bahan tahan api lainnya.
PASIR
Ada dua cara pengecoran dengan menggunakan cetakan
pasir. Pembagian dilakukan berdasarkan jenis pola yang digunakan:
1) Pola yang dapat digunakan berulang-ulang
dan
2)
Pola sekali pakai
Urutan
pembahasan proses pengecoran adalah sebagai berikut:
1.
Prosedur pembuatan cetakan
2.
Pembuatan pola
3.
Pasir
4.
Inti
5.
Peralatan (mekanik)
6. Logam (telah dibahas dalam Bab 3 dan Bab
4)
7. Penuangan dan pembersihan benda cor.
PROSEDUR PEMBUATAN CETAKAN
Cetakan diklasifikasikan berdasarkan bahan yang
digunakan:
1.
Cetakan pasir
basah (green-sand molds)
Cetakan
dibuat dari pasir cetak basah. Prosedur pembuatannya dapat dilihat pada gambar
5.2.
2.
Cetakan kulit
kering (Skin dried mold)
3. Cetakan
pasir kering (Dry-sand
molds)
Cetakan dibuat dari pasir yang kasar dengan bahan
pengikat
4.
Cetakan lempung
(Loan molds)
5.
Cetakan furan
(Furan molds)
6.
Cetakan CO2
7.
Cetakan logam Cetakan logam terutama digunakan pada
proses cetak-tekan (die casting) logam dengan suhu cair rendah.
8.
Cetakan khusus Cetakan khusus dapat dibuat dari plastic, kertas,
kayu semen, plaster, atau karet.
Proses pembuatan
cetakan yang dilakukan di pabrik-pabrik pengecoran dapat di kelompokkan sebagai
berikut:
1.
Pembuatan cetakan di meja (Bench molding)
Dilakukan untuk
benda cor yang kecil.
2.
Pembuatan cetakan di lantai (Floor molding)
Dilakukan untuk benda cor berukuran sedang atau
besar
3. Pembuatan cetakan sumuran (pit molding)
4.
Pembuatan cetakan dengan mesin (machine molding)
Pembuatan Cetakan
Sebagai contoh
akan diuraikan pembuatan roda gigi seperti pada Gambar 5.2 di bawah ini.
Cetakan dibuat dalam rangka cetak (flak) yang terdiri dari dua bagian, bagian
atas disebut kup dan bagian bawah disebut drag. Pak kotak cetak yang terdiri
dari tiga bagian, bagian tengahnya disebut cheek. Kedua bagian kotak cetakan
disatukan pada tempat tertentu dengan lubang dan pin.
Keuntungan dari proses cetak sekali pakai
ini meliputi :
1. Sangat tepat untuk mengecor benda-benda
dalam jumlah kecil
2.
Tidak memerlukan pemesinan lagi
3.
Menghemat bahan coran
4.
Permukaan mulus
5.
Tidak diperlukan pembuatan pola belahan kayu yang rumit
6.
Tidak diperlukan inti atau kotak inti
7.
Pengecoran jauh lebih sederhana
Kerugiannya adalah :
1.
Pola rusak sewaktu dilakukan pengecoran
2.
Pola lebih mudah rusak, oleh karena itu memerlukan
penangangan yang lebih sederhana.
3. Pada pembuatan pola tidak dapat digunakan
mesin mekanik
4. Tidak ada kemungkinan untuk memeriksa
keadaan rongga cetakan
SALURAN MASUK, PENAMBAH, DAN KARAKTERISTIK PEMBEKUAN
Sistem
saluran masuk (gating system) untuk mengalirkan logam cair ke dalam rongga
cetakan, terdiri dari cawan tuang, saluran turun, pengalir dan saluran masuk
tempat logam mengalir memasuki rongga cetakan. Fungsi system saluran masuk
perlu dirancang dengan mantap dengan mempertimbangkan faktor-faktor berikut:
1. Aliran logam hendaknya memasuki rongga
cetakan pada dasar atau dekat dasarnya dengan turbulensi seminimal mungkin. Hal
ini perlu diperhatikan, khususnya pada benda tuang yang kecil
2. Pengikisan dinding saluran masuk dan
permukaan rongga cetakan harus ditekan dengan mengatur aliran logam cair atau
dengan menggunakan inti pasir kering.
3. Aliran logam cair yang masuk harus diatur
sedemikian sehingga terjadi solidifikasi terarah. Solidifikasi hendaknya mulai
dari permukaan cetakan kea rah logam cair sehingga selalu ada logam cair
cadangan untuk menutupi kekurangan akibat penyusutan.
4. Usahakanlah agar slag, kotoran atau
partikel asing tidak dapat masuk ke dalam rongga cetakan
Ketepatan Ukuran Coran
Pada pembuatan
pola harus diperhatikan beberapa hal antara lain: pengaruh penyusutan logam
cair, ketirusan, penyelesaian, distorsi dan kelonggaran, sehingga kita dapat
memperoleh benda cor yang benar-benar sesuai dengan benda yang akan dibuat.
Penyusutan
Karena hampir
semua jenis logam menyusut pada waktu pembekuan, pada waktu membuat pola perlu
ditambahkan ukuran penyusutan. Untuk kemudahan, untuk besi cor dapat digunakan
mister susut yang 1,04% atau 0,00104 mm/mm lebih panjang dari ukuran standar.
Direncanakan suatu roda gigi yang bila pemesinan telah selesai, mempunyai
diameter luar 150 mm. Untuk brons perlu ditambah 1,56%, baja 2,08%, aluminium
dan magnesium 1,30%.
Tirus
Bila pola yang
dapat diangkat dikeluarkan dari cetakan, kadang-kadang tepi cetakan pasir yang
bersentuhan dengan pola terangkat. Oleh karena itu untuk memudahkan pengeluaran
pola, maka sisi tegak pola dimiringkan. Untuk permukaan luar, biasanya dipakai
penambahan sebesar 1,04% hingga 2,08%. Untuk lubang di sebelah dalam dapat
digunakan kemiringan sampai 6,25%.
Penyelesaian
Permukaan coran
yang akan mengalami pemesinan biasanya diberi tanda tertentu. Tanda tersebut
berarti bahwa pola harus dipertebal, sehingga cukup bahan untuk diselesaikan.
Umumnya penambahan adalah 3,0 mm. Untuk pola yang besar suaian tersebut harus
ditambah karena ada kemungkinan bahwa benda cor akan melengkung.
Distorsi
Distorsi terjadi
pada benda coran dengan bentuk yang tidak teratur karena sewaktu membeku
terjadi penyusutan yang tidak merata. Kemungkinan ini perlu diperhitungkan
sewaktu membuat pola.
Kelonggaran
Bila pasir di
sekitar pola ditumbuk-tumbuk kemudian pola dilepaskan, pada umumnya ruangan
pola akan lebih besar sedikit. Pada benda cor yang besar atau benda cor yang
tidak mengalami penyelesaian, hal ini dapat diatasi dengan membuat pola yang
kecil sedikit.
Bahan Pola
Langkah pertama
dalam pembuatan suatu benda cor ialah: persiapan pola. Pola ini agak berbeda
dibandingkan dengan benda cornya sendiri. Perbedaan tersebut mencakup suaian
pola untuk mengimbangi penyusutan dan pemesinan dan penambahan lainnya unutk
memudahkan pengecoran.
Pola biasanya dibuat dari kayu
karena relative murah dan mudah dibentuk. Karena penggunaan pola biasanya
terbatas, pola tidak perlu dibuat dari bahan awet.
Sebaliknya pola yang diperlukan
untuk produksi dalam jumlah yang banyak biasanya dibuat dari logam karena lebih
awet dalam penggunaan.
Pola logam tidak berubah bentuk
dan rata-rata tidak memerlukan perawatan khusus. Jenis logam yang banyak digunakan untuk pola ialah
kuningan, besi cord an aluminium. Aluminium banyak digunakan karena mudah
dibentuk, ringan dan tahan korosi. Pola logam biasanya dicor mengikuti pola
induk yang terbuat dari kayu.
PASIR
Jenis Pasir
Pasir silica
(SiO2), ditemukan di banyak tempat, dan tersebar di seluruh
Nusantara. Pasir ini sangat cocok untuk cetakan karena tahan suhu tinggi tanpa
terjadi penguraian, murah harganya, awet dan butirannya mempunyai bermacam
tingkat kebesaran dan bentuk. Namun, angka muainya tinggi dan memiliki kecenderungan
untuk melebur menjadi satu dengan logam. Karena kandungan debu yang cukup
tinggi, dapat berbahaya bagi kesehatan.
PENGUJIAN PASIR
Pasir cetakan
perlu diuji secara berkala untuk mengetahui sifat-sifatnya. Pengujian yang
lazim diterapkan adalah pengujian mekanik untuk menentukan sifat-sifat pasir
sebagai berikut:
1.
Permeabilitas. Porositas pasir memungkinkan pelepasan
gas dan uap yang terbentuk dalam cetakan
2.
Kekuatan. Pasir harus memiliki gaya kohesi, kadar air
dan lempung, mempengaruhi sifat-sifat cetakan.
3.
Ketahanan terhadap suhu tinggi. Pasir harus tahan
terhadap suhu tinggi tanpa melebur.
4.
Ukuran dan bentuk butiran. Ukuran butiran pasir harus
sesuai dengan sifat permukaan yang dihasilkan. Butiran harus berbentuk tidak
teratur sehingga memiliki kekuatan ikatan yang memadai.
Pengujian Kekerasan Cetakan Inti
Pada gambar 5.10
tampak alat pengukur kekerasan cetakan. Prinsip kerjanya adalah sederhana, bola
baja f
5,08 m ditekan ke dalam permukaan cetakan oleh per (gaya 2,3 N). kedalaman
penetrasi yang diukur dalam millimeter menjadi indikasi dari pada kekerasan.
Cetakan dengan pemadatan sedang mempunyai nilai kekerasan : 75.
ok sip
BalasHapusSemoga bermanfaat
BalasHapus