DISAINRiser dan Chill

Fakultas Teknik MetalurgiUniversitas Sultan Ageng Tirtayasa

1

DISAINRiser dan Chill

By. AM

Risering SystemRiser : Reservoir/Tampungan yang dibuat dalam cetakanlogam untuk mencegah cacat rongga dalam benda coranakibat penyusutan logam.

Logam cair umumnya melalui 3 tahappenyusutan/ perubahan saat solidifikasi dalam

cetakanTahap 1. Liquid Shrinkage

Tahap 2. Solidification ShrinkageTahap 3. Solid Shrinkage

2

Logam cair umumnya melalui 3 tahappenyusutan/ perubahan saat solidifikasi dalam

cetakanTahap 1. Liquid Shrinkage

Tahap 2. Solidification ShrinkageTahap 3. Solid Shrinkage

The contribution of each one of the threedistinct stages

of volume contraction

2. Liquid shrinkage:penyusutan yangterjadi pada logam cair jika logam cair

didinginkan dari temperatur tuangmenuju temperatur pembekuan

1. Solidification shrinkage: adalah penyusutanyang terjadi selama logam cair melalui phasapembekuan (perubahan fasa cair menjadi fasapadat)

3

3. Solid shrinkage: penyusutan yang terjadi selama periodesolid metal didinginkan dari temperatur pembekuan menujutemperatur ruang

Initial liquid metal Solid skinand formationof shrinkage void

internal shrinkage

4

Initial liquid metal Solid skinand formationof shrinkage void

internal shrinkage

Internal shrinkageplus dishing.

Surfacepuncture

Riser di tambahkan untuk menghindari liquid shrinkageDAN mensupply liquid feed metal untuk mengimbangi liquid &solidification shrinkage dalam Certakan.

Tujuan dibuatnya Riser :• Mendapatkan produk casting tanpa cacat akibatpenyusutan

• Meningkatkan produktifitas casting dengan caramemaksimalkan casting yield

5

Tujuan dibuatnya Riser :• Mendapatkan produk casting tanpa cacat akibatpenyusutan

• Meningkatkan produktifitas casting dengan caramemaksimalkan casting yield

Prinsip umum desain riser(s)• Menentukan Modulus Casting (MS)• Metode risering ditentukan berdasarkan qualitas

mold dan material.• Menentukan Modulus Transfer Liquid (MN) dan

jumlah riser yang diperlukan.• Pilih Jenis Riser dan Hitung Dimensinya (MR).• Pilih jenis kontak riser (neck) dan hitung

dimensinya.• Tentukan volume riser(s)• Tentukan temperatur penuangan berdasarkan

metode risering

6

• Menentukan Modulus Casting (MS)• Metode risering ditentukan berdasarkan qualitas

mold dan material.• Menentukan Modulus Transfer Liquid (MN) dan

jumlah riser yang diperlukan.• Pilih Jenis Riser dan Hitung Dimensinya (MR).• Pilih jenis kontak riser (neck) dan hitung

dimensinya.• Tentukan volume riser(s)• Tentukan temperatur penuangan berdasarkan

metode risering

Modulus akan membantu mendeskripsikan lajupendinginan.

Berat casting dan ketebalan dinding tidak akuratuntuk mengambarkan laju pendinginan

Menentukan Modulus Casting (MS)

7

Simple shapes: Kubus, plat, bar, etc

Horizontal dimensi >5x dari t

Panjang >5b

Bentuk yang lebih rumit dihitung dengan memecahkanyamenjadi beberapa simple form

8

Bentuk yang lebih rumit dihitung dengan memecahkanyamenjadi beberapa simple form

Volume = VColling Surface Area = CSAa,b = any sideC = Non Cooled side

Hitung Modulus (M1, M2 dan M3) Benda dibawah Ini?

a dan b = sisi ygterkena pendinginanc = sisi yg tidakterkena pendinginan

1

12

4

33

5

1,5

4,5

0,5

5,5

2

4,5

9

Riser ditempatkan pada daerah dengan Modulus yang terbesar

• Cetakan diharapkan mampu menahan tekanan darilogam cair yang disebabkan pendinginan dansolidifikasi

• Pasir dan cetakan kulitmempunyai kekuatan yang cukuprendah untuk menahan tekanan tersebut.

• Ikatan kimia pasir cetak akan mempunyai kekuatanyang baik jika dipersiapkan dengan baik.

Metode risering ditentukan berdasarkan qualitas cetakan dan materialyg dicasting

10

• Cetakan diharapkan mampu menahan tekanan darilogam cair yang disebabkan pendinginan dansolidifikasi

• Pasir dan cetakan kulitmempunyai kekuatan yang cukuprendah untuk menahan tekanan tersebut.

• Ikatan kimia pasir cetak akan mempunyai kekuatanyang baik jika dipersiapkan dengan baik.

Cetakan

Kuat

Lemah

Logam, Keramik, well compacted sand

Cetakan Pasir

• Faktor yg meningkatkan kecendrungan shrinkage:

– Temperatur leleh yang terlalu tinggi– Holding time yang lama– Komposisi Scrap– Adanya unsur penstabil carbida– Inoculasi yang tidak cukup

Peleburan akan mempengaruhi penyusutan logam

11

• Faktor yg meningkatkan kecendrungan shrinkage:

– Temperatur leleh yang terlalu tinggi– Holding time yang lama– Komposisi Scrap– Adanya unsur penstabil carbida– Inoculasi yang tidak cukup

Seleksi metode risering

12

• Pemilihan berdasarkan kekuatan mold danmodulus casting

• 3 dasar metode risering– PCR ( Pressure Control Risering)– Directly Applied Risering– Riserless

13

• Pemilihan berdasarkan kekuatan mold danmodulus casting

• 3 dasar metode risering– PCR ( Pressure Control Risering)– Directly Applied Risering– Riserless

Pressure Control Riser• Green sand dan mold sand umumnya

digunakan PCR• Tujuannya untuk mengontrol tekanan yang

dihasilkan saat cooling dan solidifikasi.• Prinsip PCR

14

• Green sand dan mold sand umumnyadigunakan PCR

• Tujuannya untuk mengontrol tekanan yangdihasilkan saat cooling dan solidifikasi.

• Prinsip PCR

Setelahpouringselesailogam cairmenyusut

Risermengakomodasipenyusutanlogam cair

Saat ekspansimulai, deformasicetakan dihindaridenganmengurangitekanan logamcair dengan caramengisi kembaliriser (blind)

Langkah disain PCR

Tentukan MS Tentukan Modulus Riserneck (MN) Tentukan Modulus Rises(MR)

Hubungan antara faktor (f), MS, MN dan MR

Lihat Card 3

15

Langkah disain PCR

Menentukan tipe riser dan menghitung dimensi

**Ketinggian Riser = 1,5 X D

Dengan neck diletakan pada drag**Ketinggian Riser = 1,5 X D + ketinggian neck

Dimensi ketinggian neck dapat dilihatpada card 4

16

Dimensi ketinggian neck dapat dilihatpada card 4

Bentuk Neck Dimensi

Diameter = 4 x MN

Sisi = 4 x MN

Bulat

Persegi

17

Sisi = 4 x MN

Sisi lebar = 3 X MNSisi Panjang = 6 X MN

Persegi

PersegiPanjang

18

Langkah disain PCR

Menentukan berat riser untuk menghitungyield dari disain getting sistem

Menentukan volume feeding efektifHanya bagian dari riser yang lebih tinggi dari titiktertinggi casting yang terpasang, akanmengkompensasi kontraksi cair dalam casting.(dapat di lihat pada card 5)“jika volume feeding efektif kurang darivolume yg diperlukan oleh bendung castingharus digunakan riser lebih besar atau riserlebih dari 1”

19

Menentukan berat riser untuk menghitungyield dari disain getting sistem

Menentukan volume feeding efektifHanya bagian dari riser yang lebih tinggi dari titiktertinggi casting yang terpasang, akanmengkompensasi kontraksi cair dalam casting.(dapat di lihat pada card 5)“jika volume feeding efektif kurang darivolume yg diperlukan oleh bendung castingharus digunakan riser lebih besar atau riserlebih dari 1”

Langkah disain PCR

Menentukan dimensi gate dan jumlah gateAgar sistem PCR untuk berfungsi dengan benar, getting systemharus diisolasi dari casting dan riser segera setelah penuanganselesai.>>> memastikan ingate memiliki modulus (MG) yg lebih kecildibandingkan dengan modulus Transfer cair (MN). Sehingga terjadipembekuan yg cepat>> Disain PCR MG ≤ 0,2 MN.Jika MG tidak memenuhi kondisi ini,dapat menambahkan jumlah ingate tapi mempertahankanluas penampang total ingate.

20

Menentukan dimensi gate dan jumlah gateAgar sistem PCR untuk berfungsi dengan benar, getting systemharus diisolasi dari casting dan riser segera setelah penuanganselesai.>>> memastikan ingate memiliki modulus (MG) yg lebih kecildibandingkan dengan modulus Transfer cair (MN). Sehingga terjadipembekuan yg cepat>> Disain PCR MG ≤ 0,2 MN.Jika MG tidak memenuhi kondisi ini,dapat menambahkan jumlah ingate tapi mempertahankanluas penampang total ingate.

21

22

23

24