Pengecoran logam

147

4.2.6 Cacat Coran

a. Shift (pergeseran)

Merupakan hasil dari ketidakcocokan bagian dari pengecoran

biasanya didaerah belahan.

1. Sebab-sebab

Pergeseran titik tengah pola

Pergeseran titik tengah bagian inti

Rangka cetak kurang kuat

2. Cara pencegahanya

Dengan pembuatan cetakan dan penahan dari dimensi dan desain

yang tepat

Dengan memberikan pin atau pengunci

Gambar 4.18 Cacat ShiftSumber : Daryus, 2008

b. Warpage Casting

Adalah deformasi yang tidak diinginkan dalam pengecoran, yang

terjadi selama atau sesudah pengecoran.

1. Penyebab

Gating sistem yang tidak memadai

Penggunaan rangka yang kurang tepat

2. Cara pencegahan

Menggunakan desain pengecoran yang tepat dan menggunakan

rangka yang kuat dapat mencegah terjadinya lentingan.

Laboratorium Pengecoran Logam

Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

148

Gambar 4.19 Warpage CastingSumber : Anonymous, 2010

c. Swell (membengkak)

Pembengkakan bisa terjadi karena cetakan mengembang akibat

tekanan logam cair atau inti yang tertekan.

1. Penyebab

Pemadatan pasir cetak kurang seragam

2. Cara pencegahan

Pemadatan pasir cetak harus cukup dan seragam

Kekuatan dari cetakan harus tinggi

Harus menggunakn cetakan kering karena kekuatanya akan

bertambah

Gambar 4.20 SwellSumber : Daryus, 2008

d. Fin (sirip)

Adalah melebarnya coran pada sisi permukaan antara kup dan

drag.

1. Penyebab

Kup dan drag tidak menempel dengan baik

2. Cara pencegahan



149

Membuat permukaan harus halus dan rata

Lebih hati-hati dalam pelepasan pola dari cetakan

Perancangan gating sistem yang tepat

Gambar 4.21 Cacat SiripSumber : Anonymous, 2011

e. Pinhole (lubang jarum)

Adalah cacat yang lubangnya seperti lubang jarum, ukuran

diameter lubangnya kecil kurang dari 2 mm terlihat dipermukaan coran:

1. Penyebab

Permeabilitas pasir cetak rendah

Lubang angin yang kurang memadai

2. Cara pencegahan

Dengan pembuatan cetakan yang teliti baik permeabilitas, pema-

datan yang cukup, dan lubang angin yang cukup.

Gambar 4.22 PinholeSumber : Beely, 2001: 53



150

f. Gas Holes (Rongga udara)

Adalah cacat yang paling banyak terjadi pada permukaan atau

didalam coran.

1. Penyebab

Gas yang terjebak didalam cetakan selama penuangan logam cair

Penuangan yang terlalu lambat

Permeabilitas yang terlalu rendah

2. Cara pencegahan

Pemasangan saluran yang tepat

Kecepatan penuangan yang tepat

Gambar 4.23 Gas HolesSumber : Daryus, 2008

g. Shrinkage (penyusutan)

cacat ini terjadi saat pembekuan karena pembekuan yang tidak

seragam pada bagian coran yang mempunyai perbedaan ketebalan dan

luas permukaan yang cukup besar.

1. Penyebab

Pembekuan yang tidak seragam

Letak riser yang kurang tepat dan mengakibatkan shringkage

2. Cara pencegahan

Dengan menggunakan riser atau chill agar pembekuan mengarah

ke riser.



151

Gambar 4.25 ShrinkageSumber : Daryus, 2008

h. Porosity

Merupakan cacat yang terjadi karena ada gas yang terperangkap

dalam logam cair atau cetakan pada waktu penuangan.

1. penyebab

Gas terbawa pada logam cair selama penuangan

2. Cara pencegahan

Memberi pasir yang memiliki kadar air rendah dan permeabilitas

yang sesuai

Gambar 4.25 Cacat PorositySumber : Daryus, 2008

i. Drop (runtuh)

Cacat ini terjadi akibat kekuatan pasir yang terlalu rendah sehingga

pada saat pengambilan pola dari cetakan pasir ada pasir ang terlepas dari

rongga.

1. Penyebab

Pelepasan pola yang kurang hati-hati



152

Kekuatan pasir yang rendah

2. Cara pencegahan

Harus hati-hati dalam pelepasan pola

Pasir yang runtuh dapat diatasi dengan perbaikan daerah yang

runtuh dengan menggantinya dengan pasir reparasi.

Gambar 4.26 Cacat DropSumber : Daryus, 2008

j. Hot tear

Merupakan cacat retakan yang terjadi pada internal atau eksternal

atau retak pada permukaan coran yang disebabkan oleh kontraksi yang

terjadi setelah logam membeku. Retakan sering terjadi pada bagian filet

yang tajam dari suatu coran.

1. Penyebab

Retakan akibat tegangan sisa karena adanya perbadaan pem-

bekuan dan waktu penyusutan

Penempatan gate dan riser yang tidak tepat

Kekuatan cetakan yang rendah

2. Cara pencegahan

Memperbaiki desain cetakan

Menyeragamkan proses pembekuan dengan menggunakan cil

pada bagian persilangan dan irisan.



153

Gambar 4.27 Cacat Hot TearSumber : Beely, 2001: 54

k. Dirt (kotoran)

biasanya berupa partikel asing dan pasir yang tertanam pada

permukaan coran.

1. Penyebab

Adanya pasir yang terkikis selama penuangan

Adanya terak dalam cetakan

2. Cara pencegahan

Pemberian saringan pada saluran penuangan sehingga kotoran

atau terak tidak ikut dalam cetakan

Gambar : Cacat DirtSumber : Daryus, 2008

l. Cold Shut and Misrun

Cold shut and misrun adalah cacat dimana diskontiuitas terjadi

karena penggabungan yang tidak sempurna dari dua aliran logam

dirongga cetakan. Cacat ini tampak retak atau jahitan pada permukaan



154

yang halus. Misrun merupakan cacat yang diakibatkan oleh kegagalan

logam untuk mengisi rongga cetakan secara menyeluruh.

1. Penyebab

Akibat bagian dan tebal dinding yang terlalu tipis

Gating sistem yang tidak tepat

Fluiditas logam cair yang buruk

2. Cara pencegahan

Kecepatan penuangan yang tepat

Fluiditas logam cair harus baik

Perancangan gating sistem yang tepat

Gambar 4.29 Cold Shut and MisrunSumber : Beely, 2001: 53

4.2.7 Inspeksi

Inspeksi atau pemeriksaan cacat adalah pemeriksaan terhadap

produk coran untuk mengetahui ada tidaknya cacat pada produk coran

tersebut. Karena potensi terjadinya cacat pada coran cukup tinggi, maka

inspeksi terhadap produk coran perlu dilakukan. Macam-macam metode

pengujian yang sering dilakukan yaitu:

1. Liquid Penetrant Test

Metode liquid penetrant test merupakan metode NDT (non

destructive test). Yang paling sederhana metode ini digunakan untuk

menemukan cacat di permukaan terbuka dari komponen solid baik logam

maupun non logam. Melalui metode ini cacat pada permukaan material



155

akan terlihat jelas. Caranya adalah dengan memberikan cairan berwarna

terang pada permukaan yang diinspeksi. Cairan ini harus memiliki daya

penetrant yang baik dan viskositas yang rendah agar dapat masuk pada

cacat dipermukaan material yang diberikan. Cacat akan nampak jelas jika

perbedaan warna penetran yang tertinggal dibersihkan dengan penetran

developer.

Keuntungan dari liquid penetrant test adalah

Mudah diaplikasikan

Murah

Tidak dipengaruhi oleh sifat kemagnetan material dan komposisi

kimia

Jangkauan permukaan cukup luas

Kekurangan

Tidak dapat dilakukan pada benda dengan permukaan kasar dan

berpori.

Gambar 4.30 liquid penetrant test

Sumber: Degarmo, 1984 : 270



156

2. Magnetic Particle Inspection

Dengan menggunakan metode ini, cacat pada permukaan atau

sedikit dibawah permukaan (subsurface) pada benda yang bersifat

ferromagnetic dapat diketahui. Prinsipnya adalah dengan memanfaatkan

bahan yang akan diuji. Adanya cacat yang tegak lurus arah medan

magnet akan mengakibatkan kebocoran medan magnet. Kebocoran

medan agnet ini mengindikasikan adanya cacat pada material. Cara yang

digunakan untuk mendeteksi adanya kebocoran medan magnet. Dengan

menabur partikel magnetic dipermukaan. Partikel-pertikel tersebut akan

mengumpul pada daerah kebocoran medan magnet.

Kelebihan

Mudah

Tidak memerlukan keahlian khusus untuk mengoperasikan

Kekurangan

Penggunaan terbatas pada material ferromagnetic

Adanya kemungkinan cacat tidak terdeteksi akibat orientasi cacat

searah medan magnet

Gambar 4.31 Magnetic Particle InspectionSumber : Degarmo, 1984, 271

3. Ultrasonic Test

Prinsip yang digunakan adalah prinsip gelombang suara.

Gelombang suara yang dirambatkan pada spesimen uji dan sinyal yang

ditransmisikan akan dipantulkan kembali. Gelombang ultrasonic yang

digunakan memiliki frekuensi 0,5-20 Mhz. Gelombang suara akan



157

berpengauh jika ada retakan atau cacat pada material. Gelombang

ultrasonic dibangkitkan oleh transduser dari bahan piezoelektrik yang

dapat merubah energi listrik menjadi getaran mekanis kemudian menjadi

energi listrik lagi.

Kelebihan

Cukup teliti dan akurat

Hanya diperlukan satu sisi untuk dapat mendeteksi keseluruhan

Indikasi dapat langsung diamati

Kekurangan

Memerlukan pelaksana yang terlatih dan berpengalaman

Benda uji dengan permukaan kasar , tidak beraturan, sangat kecil san-

gat sulit diuji.

Gambar 4.32 Ultrasonic TestSumber : Degarmo, 1984 : 273

4. Eddy Current Test

Inspeksi ini memanfaatkan prinsip elektromagnetik. Prinsipnya

arus listrik dialirkan pada kumparan untuk membangkitkan medan

magnet didalamnya. Jika medan magnet dikenakan pada benda logam

yang akan diinspeksi, akan terbangkit arus eddy, kemudian diinspeksi.

Adanya medan magnet pada benda akan berinteraksi dengan magnet

pada kumparan dan mengubah tendensi bila ada cacat.

Kelebihan

Hasil pengujian dapat langsung diketahui

Pengujian eddy aman dan tidak ada bahaya radiasi

Kekurangan

Hanya dapat diterapkan pada permukaan yang dapat dijangkau Laboratorium Pengecoran

LogamJurusan Mesin Universitas

Brawijaya

158

Hanya diterapkan pada bahan logam saja.

Gambar 4.33 Eddy Current TestSumber: Degarmo, 1984 : 278

5. Radiografic inspection

Metode ini untuk menetapkan cacat pada material dengan

menggunakan sinar x dan sinar gamma. Prinsipnya sinar x dipancarkan

menembus material yang diperiksa. Saat menembus obyek sebagian

sebagian sinar akan diserap sehingga intensitas berkurang, intensitas

akhir kemudian direkam dalam film yang sensitif =. Jika ada cacat pada

material maka intensitas yang terekam pada film ini lalu akan

memperlihatkan bagian material yang mengalami cacat.

Kelebihan

Faktor ketebalan benda tidak mempengaruhi. Hal ini mengingat daya

tembus sinar gamma yang besar

Mampu menggambarkan bentuk cacat dengan baik

Kekurangan

Memerlukan operator yang benar-benar berpengalaman

Efek radiasi sinar gamma berbahaya bagi manusia dan lingkungan.



159

Gambar 4.34 Radiografic inspectionSumber : Anonymous, 2010



160

4.3 Pembahasan Hasil Coran

4.3.1 Pembahasan Hasil Coran I

Tampak Depan (sebelum finishing)

Tampak Atas (sebelum finishing)

Tampak Samping (setelah finishing)

Tampak Depan (setelah finishing)



161



162

1. Analisa Cacat (sebelum finishing)

a. Cacat Sirip

Gambar 4.35 Cacat Sirip

Ciri-ciri : adanya logam cair yang meluber pada bagian tepi yang

terlibat pada saat logam membeku.

Sebab : - pemasangan kup dan drag yang kurang tepat

- Pemerataan cetakan pada daerah pisah yang kurang

tepat

- Kurang hati-hati dalam peleasan pola

Solusi : - lebih memperhatikan pemasangan kup dan drag

khususnya pada daerah pisah

- Membuat permukaan harus halus dan rata

- Lebih hati-hati dalam pelepasan pola dari cetakan



163

b. Cacat Inklusi Pasir

Gambar 4.36 Cacat Inklusi Pasir

Ciri-ciri : Adanya rontokan pasir pada hasil coran yang melekat

pada permukaan coran

Sebab : - Pembersihan yang kurang pada rongga cetakan

- Permukaan cetakan yang kurang baik

- Permeabilitas pasir kurang baik

Solusi : - Pemeriksaan bagian-bagian cetakan sebelum

penuangan

- Komposisi pasir cetak yang cocok agar daya ikat pasir

cetak lebih kuat maka diperoleh kekuatan sesuai yang

digunakan

- Pembuatan cetakan yang teliti baik permeabilitas, pe-

madatan pasir cetak yang cukup



164

c. Cacat Gas Hole (rongga udara)

Gambar 4.37 Cacat Gas Hole (rongga udara)

Ciri-ciri : Bagian permukaan atau didalam coran terdapat rongga-

rongga bulat

Sebab : - Gas yang terjebak pada cetakan selama penuangan

- Cetakan belum kering

Solusi : -Pembuatan cetakan yang teliti baik permeabilitas,

pemadatan yang cukup dan lubang angin yang cukup

- Cetakan belum terlalu kering menyebabkan gelem-

bung udara pada logam cair sehingga permeabilitas-

nya rendah. Sehingga harus dipastikan cetakan kering

terlebih dahulu



165

2. Analisa Cacat (setelah finishing)

a. Cacat Penyusutan Dalam

Gambar 4.38 Cacat Penyusutan Dalam

Ciri-ciri : penyusutan dalam tampak seperti adanya cekungan


Sebab : - Pembekuan yang tidak seragam

- Cetakan memiliki sudut yang tajam

Solusi : - Dengan menggunakan riser agar pembekuan

mengarah ke riser

- Dalam pembuatan cetakan pola-pola bersudut harus

dibuat fillet dan terus agar tidak mengalami penyusu-

tan



166

b. Cacat Lubang Jarum

Gambar 4.39 Cacat lubang Jarum

Ciri-ciri : lubang seperti tusukan jarum yang tersebar pada

permukaan coran

Sebab : - Gas terbawa logam cair selama penuangan

- Permeabilitas pasir cetak rendah

Solusi : - Dengan pembuatan lubang angin yang memadai

- Dengan pembuatan cetakan yang teliti baik perme-

abilitas dan pemadatan yang cukup



167

c. Cacat Gas Hole (rongga udara)

Gambar 4.40 Cacat Gas Hole

Ciri-ciri : Bagian permukaan atau didalam coran terdapat rongga-

rongga bulat


logam cair


Solusi : -Pembuatan cetakan yang teliti baik permeabilitas,

pemadatan yang cukup dan lubang angin yang cukup

- Cetakan belum terlalu kering menyebabkan gelem-

bung udara pada logam cair sehingga permeabilitas-

nya rendah. Sehingga harus dipastikan cetakan kering

terlebih dahulu



168

Cacat Permesinan 1

Gambar 4.41 Cacat Permesinan

Sebab : hal ini dikarenakan pada waktu pemasangan benda kerja kerang

sempurna, sehingga benda kerja ikut bergerak ketika chuck bergerak.

Cacat Permesinan 2

Gambar 4.42 Cacat Permesinan

Sebab : hal ini dikarenakan benda kerja yang terlepas dari chuck

sehingga maka pahat mengenai sisi tepi benda kerja.



169

Analisa bentuk dan dimensi

Gambar 4.43 Analisa bentuk dan dimensi

Tabel 4.1 Perbandingan dimensi hasil coran 1 sebelum finishing dengan

desain pola

Bagian Sebelum finishing (cm) Pola (cm)

a 5,25 5,29

b 3,20 3,055

c 5,25 5,92

d 4,55 4,48

e 6,20 6,10

f 5,20 5,09



170

Tabel 4.2 Perbandingan dimensi hasil coran 1 setelah finishing dengan

desain benda kerja


a 4,49 5,00

b 3,00 3,00

c 5,05 5,00

d 4,40 4,40

e 5,96 6,00

f 5,06 5,00

Piknometri

Piknometri adalah suatu pengujian yang digunakan untuk

mengetahui cacat pada hasil coran, cacat dalam, hal ini adalah cacat

porositas. Porositas dapat terjadi karena terjebaknya gelembung-

gelembung gas pada logam cair ketika dituang kedalam cetakan.

Pengujian piknometri didasarkan pada perhitungan persentase pada

hasil coran. Perhitungan prosentase terkait dengan metode true density

dan apparent density.

True density merupakan kepadatan dari suatu benda uji tampa

porositas didalamnya. Didefinisikan sebagai perbandingan massa

terhadap volum (gr/cm3). True density dihitung berdasarkan komposisi

kimia dari benda uji tersebut dan dihitung dengan menggunakan rumus

standart ASTME 252-82 yaitu:

Dimana : : True density (gr/cm3)

: Density unsur (gr/cm3)

%,Al, %Fe, %Cu, etc : Prosentase berat unsur



171

Apparent density

Apparent density merupakan metode yang didasarkan berat setiap

material termasuk cacat yang terdapat dalam material uji (gr/cm3) dan

dapat dihitung menggunakan rumus standart ASTME 311-93 :

Dimana :

s : Apparent density

w : Density air (gr/cm3)

s : Berat sample diudara (gr)

sb : Berat sample dan keranjang dalam air (gr)

b : Berat keranjang didalam air (gr)

Besarnya prosentase porositas pada hasil coran yang dilakukan

dengan pengujian piknometri berdasarkan metode true density dan

apparent density dapat dihitung berdasarkan :

% P = x 100%

Dimana :

% P : Prosentase porositas (%)

s : Apparent density



172

: true density (gr/cm3)

Perhitungan

Tabel 4.5 Kandungan Unsur Benda Coran

NO Unsur Kadar (%) Massa jenis (gr/cm3 )

1 Al 65,1 2,7

2 Si 6,7 2,32

3 P 1,1 1,52

4 Cu 0,92 1,55

5 Ti 0,12 4,51

6 Cr 0,15 7,15

7 Mn 0,445 7,21

8 Fe 2,92 7,89

9 Ni 0,446 8,91

10 Cu 110,9 8,96

11 Zn 10,8 7,14

12 As 0,43 7

Perhitungan true density :

: 3,2113759 gr/cm3

Apparent density

Diketahui : Berat coran diudara : 772,18 gr

Berat coran dan keranjang di air : 504,73 gr



173

Berat keranjang di air : 11,74 gr

gr/cm3

Porositas

% P = x 100%

= x 100%

= 13,89405 %



174

4.3.1 Pembahasan Hasil Coran II

Tampak Depan (sebelum finishing)

Tampak Atas (sebelum finishing)

Tampak Samping (setelah finishing)

Tampak Depan (setelah finishing)



175



176



177



178



179



180



181

1. Analisa Cacat (sebelum finishing)

a. Cacat Inklusi Pasir

Gambar 4.43 Cacat Inklusi Pasir

Ciri-ciri : Adanya rontokan pasir pada hasil coran yang melekat


Sebab : - Pembersihan yang kurang pada rongga cetakan

- Permukaan cetakan yang kurang baik

Solusi : - Pemeriksaan bagian-bagian cetakan sebelum

penuangan

- Pada saat pelepasan pola agar lebih hati-hati



182

2. Analisa Cacat (setelah finishing)

a. Cacat Lubang Jarum

Gambar 4.44 Cacat lubang Jarum

Sebab : - Gas terbawa logam cair selama penuangan

- Permeabilitas pasir cetak rendah

Analisa : Terlihat Terlihat lubang kecil seperti tuskan jarum pada

permukaan coran setelah finishing (II). Hal ini tetap

terlihat seperti pada saat coran finishing (I) dengan

prosentase hampir sama. Hal ini dikarenakan masih

adanya gas yang terbawa pada cairan logam pada saat

penuangan

Solusi : - Dengan pembuatan lubang angin yang memadai

- Dengan pembuatan cetakan yang teliti baik perme-

abilitas dan pemadatan yang cukup



183

b. Cacat Gas Hole (rongga udara)

Gambar 4.45 Cacat Gas Hole


logam cair


Analisa : Terlihat dan diraba terdapat lubang-lubang kecil

berbentuk bulat pada bagian coran. Hal ini masih ada

seperti pada saat setelah difinishing (I). hal ini

dikarenakan masih adanya udara yang terjeabak di

dalam coran dan juga cacat ini tidak Nampak pada

saat sebelum finishing.

Solusi : - Memperbaiki sistem saluran

- Penuangan logam cair harus konstan



184

Analisa bentuk dan dimensi

Gambar 4.46 Analisa bentuk dan dimensi

Tabel 4.4 Perbandingan dimensi hasil coran 1 sebelum finishing dengan

desain pola


a 5,27 5,29

b 3,20 3,055

c 5,27 5,92

d 4,55 4,48

e 6,20 6,10

f 5,20 5,09

Tabel 4.5 Perbandingan dimensi hasil coran 1 setelah finishing dengan

desain benda kerja


a 5,00 5,00

b 2,95 3,00

c 5,00 5,00

d 4,40 4,40

e 5,95 6,00

f 5,00 5,00



185

Perhitungan

Tabel 4.6 Kandungan Unsur Benda Coran

NO Unsur Kadar (%) Massa jenis (gr/cm3 )

1 Al 65,1 2,7

2 Si 6,7 2,32

3 P 1,1 1,52

4 Cu 0,92 1,55

5 Ti 0,12 4,51

6 Cr 0,15 7,15

7 Mn 0,445 7,21

8 Fe 2,92 7,89

9 Ni 0,446 8,91

10 Cu 110,9 8,96

11 Zn 10,8 7,14

12 As 0,43 7

Perhitungan true density :

: 3,2113759 gr/cm3

Apparent density

Diketahui : Berat coran diudara : 838,31 gr

Berat coran dan keranjang di air : 553,54 gr

Berat keranjang di air : 12,02 g



186

gr/cm3

Porositas

% P = x 100%

= x 100%

= 12,0324 %



187

4.4 Kesimpulan dan Saran

4.4.1 Kesimpulan

1. Fluiditas adalah kemampuan suatu logam cair yang mengalir masuk

kedalam cetakan sebelum membeku

2. Faktor yang mempengaruhi fluiditas

a. Temperatur penuangan

b. Komposisi logam

c. Viskositas

d. Cetakan

3. Solidifikasi adalah transformasi logam cair kembali ke bentuk padatnya

4. Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil coran

a. kualitas logam yang digunakan

b. kualitas pasir yang digunakan

c. Proses pencairan logam

d. Proses penuangan logam

5. cacat yang terjadi pada benda hasil coran sebelum finishing

a. cacat pada hasil coran 1

Cacat sirip

Inklusi pasir

Cacat gas hole

b. Cacat pada hasil coran 2

Inklusi pasir

6. Cacat yang terjadi pada benda hasil coran setelah finishing

a. Cacat pada hasil coran 1

Cacat penyusutan dalam

Cacat lubang jarum

Cacat gas hole

b. Cacat pada hasil coran 2

Cacat lubang jarum



188

Cacat rongga udara (gas hole)

4.4.2 Saran

1. Agar praktikum dilaksanakan diluar jam kerja

2. Sebaiknya laporan praktikum tidak ditulis tangan

3. Agar asisten lebih tepat waktu ketika asistensi



Pengecoran logam

Documents

Transcript of Pengecoran logam