Penjelasan Tabel Pemilihan Material dan Proses

Tabel 1.Pemilihan material dan proses pengerjaan yang sesuai

Proses pengerjaan bahan di tandai dengan (X) yang berarti direkomendasi, (0)

direkomendasi tetapi sulit dikerjakan dan tanpa tanda tidak direkomendasi seperti pada tabel

1 di atas.

A. Cetakan pasir ( sand casting )

Cetakan dibuat dengan jalan memadatkan pasir, pasir yang akan digunakan adalah

pasir alam atau pasir buatan yang mengandung tanah lempung. Pasir ini biasanya dicampur

pengikat khusus, seperti air, kaca, semen, resin ferol, minyak pengering. Bahan tersebut akan

memperkuat dan memper mudah operasi pembuatan cetakan. Pasir cetak harus mempunyai

sifat-sifat yang baik dalam proses penuangan meliputi:

a. distribusi besar butir pasir yang cocok.

b. kadar air atau kadar aditif dalam pasir cetak.

c. hubungan antara permeabilitas, kekuatan geser, dan kekuatan tekan terhadap

kadar air serta bahan aditif dalam pasir cetak.

d. perbedaan karakteristik antara pasir basah, pasir kering, dan pasir kering tanpa

dengan pemanasan.

e. Mampu di pakai lagi supaya ekonomis.

f. Pasir harus murah.

g. Tahan panas terhadap temperatur logam pada saat di tuang ke cetakan.

Pasir cetak yang lazim di gunakan di dalam industri pengecoran adalah :

Pasir silika, pasir zirkon, dan pasir olivin

Proses sand casting direkomendasikan untuk logam-logam dengan titik leleh yang

cukup tinggi ( contoh : irons, steel, alumunium, cooper,magnesium, nicel ) agar proses

pembekuan dapat merata dan tidak terlalu cepat. Proses ini cukup sulit dilakukan pada logam

zinc karena zinc cenderung lebih cepat membeku sebelum mengisi seluruh cetakan pasir.

Sedangkan untuk logam refractory metals memiliki bahan komposisi yang bervariasi titik

lelehnya (sulit dibentuk dengan proses pengecora

B. Penempaan timpa dengan die tertutup (closed die forging)

Proses ini merupakan proses penempaan dengan cetakan yang tertutup sehingga

logam yang ditempa harus memiliki sifat mampu tempa (steel). Proses ini tidak

direkomendasikan untuk logam – logam dengan kekerasan yang terlalu tinggi (cooper) dan

logam – logam dengan kekerasan yang terlalu rendah (allumunium,zinc)

Dikenal dua jenis mesin penempaan timpa yaitu: palu uap dan palu gravitasi. Pada

palu uap pembenturan tekanan impak terjadi akibat gaya palu dan die ketika mengenai die

bawah tetap. Untuk mengangkat palu digunakan udara atau uap. Dapat diatur tinggi jatuhnya

dengan program, oleh karena itu dapat dihasilkan benda kerja yang lebih uniform.

Palu tempa impak terdiri dari dua silinder yang berhadapan dalam bidang horisontal,

yang menekan impeler dan die. Bahan diletakkan pada bidang impak dimana kedua bagian

die bertemu. Deformasi dalam bahan menyerap energi. Pada proses ini bahan mengalami

deformasi yang sama pada kedua sisinya; waktu kontak antara bahan dan die lebih singkat,

energi yang dibutuhkan lebih sedikit dibandingkan dengan proses tempa lainnya dan benda

dipegang secara mekanik.

Setelah selesai, semua benda tempa rata-rata tertutup oleh kerak harus dibersihkan.

Hal ini dapat dilakukan dengan mencelupkannya dalam asam, penumbuhan peluru atau

tumbling, tergantung pada ukuran dan komposisi benda tempa Bila selama penempaan terjadi

distrosi, operasi pelurusan atau menempatkan ukuran dapat dilakukan .

Keuntungan dari operasi penempaan ialah struktur kristal yang halus dari logam,

tertutup lubang-lubang, waktu pemesinan yang meningkatnya sifat-sifat fisis. Baja karbon,

baja paduan besi tempa, tembaga paduan aluminium dan paduan magnesium dapat ditempa.

Kerugian ialah timbulnya inklusi kerak dan mahalnya die sehingga tidak ekonomis untuk

membentuk benda dalam jumlah yang kecil.

Gambar . Penempaan timpa dengan die tertutup

Keuntungan proses penempaan

a. Menempa dapat menghasilkan potongan yang lebih kuat daripada dengan proses

lain.

b. Beberapa logam dapat ditempa dingin,misalnya besi dan baja.

c. Panas menempa mencegah pengerasan kerja yang akan dihasilkan dari

pembentukan dingin, yang akan meningkatkan kesulitan untuk melakukan

pengoperasian mesin sekunder di potong.

Kerugian antara lain:

a. Penempaan produksi melibatkan pengeluaran modal signifikan untuk mesin,

tooling, fasilitas dan personil.

b. Dalam kasus menempa panas, suhu tinggi tungku akan dibutuhkan untuk

memanaskan ingot atau billet. Dikarenakan oleh alat tempa yang besar dan palu

untuk menekan dan bagian yang menghasilkan, serta bahaya yang melekat dalam

pekerjaan dengan logam panas, bangunan khusus adalah alat yang sering

dibutuhkan untuk operasi.

c. Dalam kasus menempa drop operasi, ketentuan harus dibuat untuk menyerap

kejutan dan getaran yang dihasilkan oleh palu. Sebagian besar operasi penempaan

akan memerlukan penggunaan pembentuk logam-mati, yang harus tepat dan hati-

hati dalam penggunaan dan perawatan dengan benar yang akan membentuk benda

kerja, serta untuk menahan kekuatan luar biasa dalam penggunaan.

C. Permanent Mold Casting

Permanen mold casting adalah pembuatan logam dengan cetakan dipadukan dengan

tekanan hidrostastik. Cara ini tidak praktis untuk pengecoran yang berukuran besar dan ketika

menggunakan logam dengan titik didih tinggi. Logam bukan baja seperti alumunium, seng,

timah, magnesium, perunggu bila dibuat dengan cara ini hasilnya baik. Cetakan ini terdiri

atas dua atau lebih bagian yang digabung dengan sekrup, klam, plat atau alat lain yang dapat

dilepas setelah produk mengeras. Pada umumnya, permanen molds dibuat dari close-grain

dan dijepit satu sama lain.

Permanent mold casting mempunyai hasil ahir permukaan yang bagus dan detail yang

tajam. Diperoleh keseragaman hasil dengan berat 1ons sampai 50 pound. Toleransinya

berkisar dari 0.0025 inchi sampai 0.010 inchi. Permanent mold casting termasuk otomatis,

sehingga dapat diperoleh produk yang cukup banyak.

Gambar.Permanent mold casting

Proses ini menggunakan cetakan yang terbuat dari logam dengan titik leleh yang jauh

lebih tinggi daripada logam yang dicor sehingga untuk logam-logam dengan titik leleh tinggi

(steel, copper, nicel) harus menggunakan cetakan dengan titiknya lelehnya lebih tinggi (tidak

direkomendasikan menggunakan Permanent mold casting). Pada bahaan refractory metals

dan titanium tidak bisa dikerjakan pada proses Permanent mold casting karena logam dengan

titik leleh tinggi berkisar 1668ºC sehingga logam tersebut tidak bisa dikerjakan pada

Permanent mold casting.

D. Die casting

Die-casting dapat didefinisikan sebagai proses pemaksaan logam dengan ditekan oleh

hydrolic atau pneumatic sampai menjadi besi mati atau hasil cetakan. Proses ini

menggunakan punch dan die yang terbuat dari bahan dengan titik leleh tinggi ( steel )

sehingga direkomendasikan untuk logam alumunium dan magnesium ( logam dengan titik

leleh rendah ). Proses Die-casting direkomendasikan juga untuk logam zinc karena proses

penekanan hydrolik dapat dengan cepat menekan logam zinc dalam bentuk cair menjadi

benda cetakan yang di inginkan, walaupun logam zinc yang cenderung memiliki sifat lebih

cepat membeku. Sedangkan pada steel,nicel,irons memiliki titik leleh yang sama dengan

pembuat cetakan Die-casting, sehingga untuk logam-logam dengan titik leleh tinggi harus

menggunakan cetakan dengan titiknya lelehnya lebih tinggi sehingga bahan tersebut tidak

bisa dikerjakan pada Die-casting.Pada bahaan refractory metals dan titanium tidak bisa

dikerjakan pada proses Die-casting karena logam dengan titik leleh tinggi berkisar 1668ºC

sehingga logam tersebut tidak bisa dikerjakan pada Die-casting. Tekanan yang digunakan

die-casting berkisar antara 80 - 40.000 psi. Mesin die-casting bisa digolongkan menjadi :

1. hot chamber (ruang panas)

Gambar Proses pengecoran cetak tekan ruang panas

Tahapan Pengecoran:

a. Cetakan ditutup dan plunger ditarik ke atas, logam cair masuk ke dalam ruang

(chamber).

b. Plunger menekan logam cair dalam cetakan sehingga mengalir masuk ke

dalam rongga cetak, tekanan dipertahankan selama proses pendinginan.

c. Plunger ditarik, cetakan dibuka, dan benda coran yang telah membeku

ditekan keluar dengan menggunakan pin ejektor.

d. Proses pengecoran selesai.

2. Cold chamber

Salah satu ciri dari cold – chamber proses mesin penuang terdiri dari ruang berbentuk

silinder bertekanan, umumnya beroperasi secara hidrolis, yang mana memberikan tekanan

kepada bahan yang ingin di cetak, kemudian cetakanya tertutup. Hanya logam cair yang

diserok ke dalam silinder.

Penekan dijalankan dan ditekan sampai menutup. Setelah logam solid lalu pusatnya

dilepas, tekanannya dihilangkan, dan hasil pengecoran dikeluarkan dari separo cetakan yang

diam atau tetap. Mesin Coldchamber dapat digunakan untuk pengecoran aluminium,

magnesium, atau kuningan. Dengan metode ini dapat dihasilkan produk mulai dari 100

sampai 150 buah per jam.

Gambar Proses pengecoran cetak ruang dingin

Keuntungan pengecoran cetakan tekan:

a. Laju produksi tinggi.

b. Sangat ekonomi untuk produksi massal.

c. Dimensi benda cor akurat.

d. Permukaan benda cor halus.

e. Dapat mencetak benda cor yang sangat tipis hingga 0,5 mm.

f.Pendinginan cepat dengan ukuran butir kristal yang sangat halus sehingga hasil pengecoran

memiliki kekuatan yang lebih baik.

E. Investment casting

Pada proses ini sesuai untuk proses produksi dalam skala besar dan dengan

satu kali kerja (injeksi) sehingga logam yang di cor harus tetap leleh dalam jangka

waktu injeksi tersebut (contoh : steel, alumunium, copper).

F. Extrusion

Proses ini direkomendasikan untuk logam-logam dengan modulus elastisitas

yang cukup tinggi karena proses extrusion cenderung dilakukan pada cold working

(contoh: steel, nicel, refractory metals, titanium).

G. Cold heading

Proses ini dilakukan dengan menggunakan Cold heading dan logam yang

daapat di kerjakan adalah Steel,aluminium,dan coper, yang susah di kerjakan adalah

nikel.

H. Stamping, deep draw

Proses ini dilakukan dengan cold working dan logam yang dikerjakan harus

memiliki modulus elastisitas tinggi (contoh: steel, allumunium, copper,

nicel).Sedangkan yg direkomendasikan namun susah dip roses adalah

Magnesium,Titanium dan Zinc karena modulus elastisitas agak rendah, sedangkan

yang tidak dapat di lakukan sama sekali adalah Irons dan refactory metals karena

modulus elastisitas sangat rendah.

I. Screw machine

Pembuatan dengan menggunakan proses ini direkomendasikan untuk logam-

logam alloy/paduan berkekuatan tinggi (tegangan tinggi), contoh: baja, allumunium,

nicel, copper. sedangkan logam berkekuatan (tegangan) sedang dan rendah adalah

irons,magnesium,refractory metals,titanium,dan zinc.

J. Powder Metallurgy

Metallurgi serbuk merupakan proses pembentukan logam tanpa adanya

pelelehan / pengecoran. Proses ini direkomendasikan untuk pengolahan logam-logam

daur ulang (refractory metals) dan logam-logam paduan dengan bahan komposisi

yang bervariasi titik lelehnya (sulit dibentuk dengan proses pengecoran) seperti

irons,steel,dan coper.