Pengecoran (pengerjaan logam)

Dalam pengerjaan logam, pengecoran

melibatkan penuangan logam cair ke dalam

cetakan, yang berisi rongga berlubang dari bentuk

yang diinginkan, dan kemudian memungkinkan

untuk mendinginkan dan mengeras. Bagian yang

dipadatkan juga dikenal sebagai pengecoran, yang

dikeluarkan atau pecah dari cetakan untuk

melengkapi proses. Pengecoran yang paling sering

digunakan untuk membuat bentuk kompleks yang

akan sulit atau tidak ekonomis untuk membuat

dengan metode lainnya.

Proses Pengecoran telah dikenal selama

ribuan tahun, dan banyak digunakan untuk patung,

terutama pada perunggu, perhiasan di logam

mulia, senjata, dan peralatan.

Teknik tradisional termasuk pengecoran lost-wax, pengecoran cetakan plester dan

pengecoran pasir. Proses pengecoran modern dibagi menjadi dua kategori utama: pengecoran

dibuang (expendable) dan pengecoran non-dibuang (non-expendable). Hal ini lebih lanjut

dipecah oleh bahan cetakan, seperti pasir atau logam, dan metode penuangan, seperti

gravitasi, vakum, atau tekanan rendah.

Isi

1 Pengecoran cetakan Buang ( Expendable mold casting )

o 1.1 Pengecoran Pasir ( Sand casting )

o 1.2 Pengecoran cetakan Plaster ( Plaster mold casting )

o 1.3 Pengecoran Tempurung ( Shell molding )

o 1.4 Pengecoran Keliling ( Investment casting )

o 1.5 Pengecoran limbah Plaster ( Waste molding of plaster )

o 1.6 Pengecoran Pola Penguapan ( Evaporative-pattern casting )

1.6.1 Pengecoran Penghilangan Busa ( Lost-foam casting )

1.6.2 Pengecoran cetakan Penuh ( Full-mold casting )

2 Pengecoran cetakan Non-Buang ( Non-expendable mold casting )

o 2.1 Pengecoran cetakan Permanen ( Permanent mold casting )

o 2.2 Pengecoran Mati ( Die casting )

o 2.3 Pengecoran logam Semi Padat ( Semi-solid metal casting )

o 2.4 Pengecoran Sentripugal ( Centrifugal casting )

o 2.5 Pengecoran Berlanjut ( Continuous casting )

3 Terminologi

4 Teori

o 4.1 Kurva Pendinginan ( Cooling curves )

o 4.2 Hukum Chvorinov ( Chvorinov`s rule )

o 4.3 Sistem Gerbang ( The gating system )

o 4.4 Penyusutan ( Shrinkage )

4.4.1 Penyusutan Solidifikasi ( Solidification shrinkage )

4.4.2 Riser dan alat bantu Riser ( Risers and riser aids )

4.4.3 Penyusutan Patternmaker ( Patternmaker's shrink )

o 4.5 Rongga Cetakan ( Mold cavity )

o 4.6 Pengisian ( Filling )

4.6.1 Pengisian Miring ( Tilt filling )

o 4.7 Struktur Mikro ( Macrostructure )

o 4.8 Pemeriksaan ( Inspection )

4.8.1 cacat ( Defects )

5 Simulasi Proses Pengecoran ( Casting Process Simulation )

6 Lihat juga

7 Refe rensi

o 7.1 Catatan

o 7.2 Bibliografi

8 Jaringan Luar

1. Pengecoran cetakan Buang

Pengecoran cetakan buang adalah klasifikasi generik yang mencakup pasir, plastik,

tempurung, plester, dan cetakan tanam (teknik lost-wax). Metode pengecoran cetakan

melibatkan penggunaan sementara, cetakan non-reusable.

1.1 Pengecoran Pasir

Pengecoran pasir adalah salah satu jenis yang paling populer dan paling sederhana

dari pengecoran yang telah digunakan selama berabad-abad. Pengecoran pasir

memungkinkan untuk jumblah yang lebih kecil harus dibuat dibandingkan dengan

pengecoran cetakan permanen dan dengan biaya yang sangat wajar. Tidak hanya metode ini

memungkinkan produsen untuk menciptakan produk dengan biaya rendah, tetapi ada manfaat

lain untuk pengecoran pasir, seperti operasi ukuran yang sangat kecil. Dari cetakan yang

cocok di telapak tanganmu pada ranjang kereta api (satu pengecoran dapat membuat seluruh

ranjang untuk satu gerbong kereta api), semuanya dapat dilakukan dengan pengecoran pasir.

Pengecoran pasir juga memungkinkan sebagian besar logam untuk di tempa tergantung pada

jenis pasir yang digunakan untuk cetakan.

Pengecoran pasir membutuhkan waktu per hari untuk produksi pada tingkat output

tinggi (1-20 lembar / jam-cetakan) dan tak tertandingi untuk besar-bagian produksi. Pasir

Hijau (basah) hampir tidak ada batas berat bagian, sedangkan pasir kering memiliki massa

batas bagian praktis dari 2,300-2,700 kg (5,100-6,000 lb). Berat bagian Minimum berkisar

0,075-0,1 kg (0,17-0,22 lb). Pasir di ikat bersama-sama menggunakan tanah liat, pengikat

kimia, atau minyak polimerisasi (seperti oli motor). Pasir dapat didaur ulang berkali-kali

dalam pengoperasian tinggi dan membutuhkan sedikit pemeliharaan.

1.2 Pengecoran cetakan Plaster

Pengecoran plester mirip dengan pengecoran pasir kecuali campuran adonan gips

digantikan dengan pasir sebagai bahan cetakan. Umumnya, bentuk memakan waktu kurang

dari seminggu untuk mempersiapkan, setelah itu tingkat produksi 1-10 unit / jam • cetakan

dicapai, dengan item besar seperti 45 kg (99 lb) dan sekecil 30 g (1 ons) dengan permukaan

akhir yang sangat baik dan toleransi dekat. Pengecoran plester merupakan alternatif murah

untuk proses pencetakan lainnya untuk bagian kompleks karena biaya plester rendah dan

kemampuannya untuk menghasilkan coran dekat bentuk bersih. Kerugian terbesar adalah

bahwa hal itu hanya dapat digunakan dengan titik leleh rendah material non-ferrous, seperti

aluminium, tembaga, magnesium, dan seng.

1.3 Pengocoran Tempurung

Pengecoran Tempurung mirip dengan pengecoran pasir, tetapi rongga cetakan

dibentuk oleh pengerasan "tempurung" pasir bukan termos berisi pasir. Pasir yang digunakan

adalah pasir halus dari pasir pengecoran dan dicampur dengan resin sehingga dapat

dipanaskan oleh pola dan mengeras menjadi sebuah tempurung di sekitar pola. Karena resin

dan pasir halus, memberikan beberapa permukaan akhir yang halus. Proses ini mudah,

otomatis, dan lebih tepat daripada pengecoran pasir. Logam biasa yang di cor termasuk besi

cor, aluminium, magnesium, dan paduan tembaga. Proses ini sangat ideal untuk item

kompleks yang kecil menengah.

1.4 Pengecoran Keliling (Investment Casting)

Sebuah katup penutup Pengecoran-Keliling

Pengecoran Keliling (dikenal sebagai pengecoran lost-wax dalam seni) adalah sebuah

proses yang telah dipraktekkan selama ribuan tahun, dengan proses lost-wax menjadi salah

satu logam tertua yang dikenal teknik pembentukan. Dari 5000 tahun yang lalu, ketika lebah

membentuk pola, untuk hari ini adalah wax teknologi tinggi, bahan tahan api dan paduan

spesialis, coran menjamin komponen berkualitas tinggi diproduksi dengan manfaat utama

dari akurasi, fleksibilitas keterulangan, dan integritas.

Pengecoran investasi namanya berasal dari kenyataan bahwa pola diinvestasikan, atau

dikelilingi, dengan bahan tahan api. Pola lilin memerlukan perawatan yang ekstrim karena

mereka tidak cukup kuat untuk menahan gaya yang ditemui selama pembuatan cetakan. Salah

satu keuntungan dari investasi casting adalah bahwa lilin dapat digunakan kembali.

Proses ini cocok untuk produksi berulang dari komponen bentuk bersih dari berbagai

logam yang berbeda dan paduan kinerja tinggi. Meskipun umumnya digunakan untuk coran

kecil, proses ini telah digunakan untuk menghasilkan rangka pesawat pintu lengkap, dengan

coran baja hingga 300 kg dan coran aluminium hingga 30 kg. Dibandingkan dengan proses

pengecoran lain seperti pengecoran mati atau pengecoran pasir, ini bisa menjadi proses yang

mahal, namun komponen yang dapat diproduksi menggunakan casting investasi dapat

menggabungkan kontur yang rumit, dan dalam kebanyakan kasus komponen dicor langsung

sampai ke bentuk bersih, sehingga memerlukan sedikit pengerjaan ulang atau pengerjaan

ulang tidak sekaligus di cor.

1.5 Pengecoran limbah Plaster

Sebuah plester tahan lama menengah sering digunakan sebagai tahap menuju produksi

patung perunggu atau sebagai panduan awal untuk menciptakan sebuah batu berukir. Dengan

selesainya plester, pekerjaan lebih tahan lama (jika disimpan dalam ruangan) daripada aslinya

tanah liat yang harus tetap lembab untuk menghindari retak. Dengan biaya rendah plester di

tangan, karya mahal pengecoran perunggu atau ukiran batu dapat ditangguhkan sampai

pelindung ditemukan, dan sebagai pekerjaan tersebut dianggap sebagai proses teknis, bukan

artistik, bahkan dapat ditangguhkan sampai seumur hidup seniman.

Dalam cetakan limbah sebuah cetakan sederhana dan tipis plester, diperkuat oleh serat

sisal atau karung goni, di atas coran campuran tanah liat asli. Ketika kering, ia kemudian

dikeluarkan dari tanah liat basah, sengaja dihancurkan rincian halus dalam saat memotong

tanah liat, tapi yang sekarang diambil dalam cetakan. Cetakan kemudian dapat setiap saat

(tapi hanya sekali) dapat digunakan untuk mencor gambar plester positif, identik dengan

tanah liat asli. Permukaan plester ini mungkin lebih halus dan dapat dicat dan di wax

menyerupai casting perunggu akhir.

1.6 Pengecoran Pola Penguapan

Ini adalah golongan proses pengecoran yang menggunakan bahan pola yang menguap

selama penuangan, yang berarti tidak perlu untuk menghapus material pola dari cetakan

sebelum pengecoran. Dua proses utama adalah pengecoran busa-hilang dan pengecoran

cetakan-penuh.

1.6.1 Pengecoran Busa-Hilang

Pengecoran busa-hilang adalah jenis proses pengecoran pola-evaporatif yang mirip

dengan pengecoran investasi kecuali busa digunakan untuk pola bukan lilin. Proses ini

mengambil keuntungan dari titik didih rendah busa untuk menyederhanakan proses

pengecoran investasi dengan menghilangkan kebutuhan untuk mencairkan lilin keluar dari

cetakan.

1.6.2 Pengecoran cetakan-penuh

Pengecoran cetakan-penuh adalah proses pengecoran pola-evaporatif yang merupakan

kombinasi dari pengecoran pasir dan pengecoran busa-hilang. Ini menggunakan pola

perluasan busa polystyrene yang kemudian dikelilingi oleh pasir, seperti pengecoran pasir.

Logam tersebut kemudian dituangkan langsung ke dalam cetakan, busa menguap bila

tersentuh.

2. Pengecoran Cetakan Non-Buang

Proses pencetakan Permanen

Cetakan pengecoran non-dibuang berbeda dari proses dibuang disini cetakan tidak

perlu dirombak setelah setiap siklus produksi. Teknik ini meliputi setidaknya empat metode

yang berbeda: pengecoran permanen, mati, sentrifugal, dan berkesinambungan. Bentuk

casting juga menghasilkan pengulangan peningkatan di bagian produksi dan memberikan

hasil Dekat ke Bentuk Bersih.

2.1 Pengecoran Cetakan Permanen

Pengecoran cetakan permanen adalah proses pengecoran logam yang menggunakan

cetakan yang dapat digunakan kembali ("cetakan permanen"), biasanya terbuat dari logam.

Proses yang paling umum menggunakan gravitasi untuk mengisi cetakan, namun tekanan gas

atau vakum juga digunakan. Sebuah variasi pada proses pengecoran gravitasi umum, yang

disebut pengecoran lumpur, menghasilkan coran berongga. Logam pengecoran umum adalah

aluminium, magnesium, dan paduan tembaga. Bahan lain termasuk timah, seng, timah dan

paduan dan besi dan baja juga di cor dalam cetakan grafit. Cetakan permanen, sementara

yang berlangsung lebih dari satu pengecoran masih memiliki tahan simpan yang terbatas

sebelum dipakai keluar.

2.2 Pengecoran Mati

proses pengecoran mati adalah gaya lelehan logam di bawah tekanan tinggi ke dalam

rongga cetakan (dengan proses pemesinan mati). Coran Sebagian mati yang terbuat dari

logam nonferrous, khususnya seng, tembaga, dan paduan berbasis aluminium, namun ferrous

metal casting mati mungkin terjadi. Metode pengecoran mati sangat cocok untuk aplikasi di

mana banyak bagian kecil ke bagian menengah diperlukan dengan detail yang baik, kualitas

permukaan halus dan konsistensi dimensi.

2.3 Pengecoran Logam Semi-Solid (SSM)

pengecoran Semi-padat logam (SSM) adalah modifikasi proses pengecoran mati yang

mengurangi atau menghilangkan residu porositas yang hadir dalam coran mati sebagian.

Daripada menggunakan logam cair sebagai bahan guna, SSM pengecoran menggunakan

bahan guna dengan viskositas tinggi yang sebagian padat dan sebagian cair. Sebuah mesin

pengecoran mati dimodifikasi digunakan untuk menyuntikkan bubur semi-padat ke dalam re-

useable pada baja pengerasan mati. Viskositas tinggi dari logam semi-padat, bersama dengan

penggunaan kondisi mengontrol pengisian cetakan, memastikan bahwa logam semi-padat

akan mengisi cetakan dengan cara non-turbulen sehingga bahaya porositas dapat dihilangkan

dasarnya.

Digunakan secara komersial terutama untuk paduan aluminium dan magnesium, coran

SSM dapat di beri perlakukan panas dengan suhu T4, T5 atau T6. Kombinasi perlakuan

panas, tingkat pendinginan yang cepat (dari menggunakan cetakan baja berlapis) dan

porositas minimal menyediakan kombinasi yang sangat baik dari kekuatan dan keuletan.

Keuntungan lain dari pengecoran SSM mencakup kemampuan untuk memproduksi bagian

yang berbentuk kompleks bentuk bersih, tekanan padat, toleransi dimensi yang tinggi dan

kemampuan untuk mencor dinding tipis.

2.4 Pengecoran Sentripugal

Dalam proses ini logam cair dituangkan dalam cetakan dan dibiarkan solid sementara

cetakan berputar. Logam dituang ke pusat cetakan pada poros rotasi. Karena gaya sentrifugal

logam cair dibuang keluar menuju bagian periferal.

Pengecoran sentrifugal baik gravitasi-dan tekanan-independen karena menciptakan

porsi gaya sendiri menggunakan cetakan pasir bersifat sementara dibuat di ruang berputar

sampai dengan 900 N.

waktu tempuh bervariasi dengan aplikasi tersebut. Izin proses Semi-dan sentrifugal-

pas 30-50 buah / jam-cetakan yang akan diproduksi, dengan batas praktis untuk sekumpulan

pemrosesan sekitar 9000 kg massa total dengan batas per-item khas 2,3-4,5 kg.

Dalam industri, pengecoran sentrifugal roda kereta api merupakan aplikasi awal dari

metode yang dikembangkan oleh perusahaan industri Jerman Krupp dan kemampuan ini

memungkinkan pesatnya pertumbuhan perusahaan.

Karya seni kecil seperti perhiasan sering dicetak oleh metode ini menggunakan proses

lilin hilang, sebagai gaya memungkinkan logam cair yang agak kental mengalir melalui

bagian-bagian yang sangat kecil dan masuk ke rincian halus seperti daun dan kelopak. Efek

ini mirip dengan manfaat dari casting vakum, juga diterapkan untuk pengecoran perhiasan.

2.5 Pengecoran Berlanjut

Continuous casting is a refinement of the casting process for the continuous, high-

volume production of metal sections with a constant cross-section. Molten metal is poured

into an open-ended, water-cooled copper mold, which allows a 'skin' of solid metal to form

over the still-liquid centre. The strand, as it is now called, is withdrawn from the mold and

passed into a chamber of rollers and water sprays; the rollers support the thin skin of the

strand while the sprays remove heat from the strand, gradually solidifying the strand from the

outside in. After solidification, predetermined lengths of the strand are cut off by either

mechanical shears or traveling oxyacetylene torches and transferred to further forming

processes, or to a stockpile. Cast sizes can range from strip (a few millimeters thick by about

five meters wide) to billets (90 to 160 mm square) to slabs (1.25 m wide by 230 mm thick).

Sometimes, the strand may undergo an initial hot rolling process before being cut.

Continuous casting is used due to the lower costs associated with continuous

production of a standard product, and also increased quality of the final product. Metals such

as steel, copper and aluminum are continuously cast, with steel being the metal with the

greatest tonnages cast using this method.

Pengecoran berlanjut merupakan penyempurnaan dari proses pengecoran untuk

berkelanjutan, produksi volume tinggi beberapa bagian logam dengan penampang melintang

konstan. Lelehan logam dituangkan ke bagian-akhir, cetakan pendingin air tembaga, yang

memungkinkan 'kulit' dari logam padat untuk membentuk pusat atas masih cair. Rantai

tersebut, seperti yang sekarang disebut, ditarik dari cetakan dan masuk ke ruang rol dan

semprotan air, rol membuat kulit tipis untaian sedangkan semprotan membuang panas dari

untaian, secara bertahap memperkuat untaian dari masuk hingga keluar. Setelah pemadatan,

panjang ditentukan dari untaian yang dipotong oleh, baik gunting mekanis atau obor asetilen

keliling dan ditransfer ke proses pembentukan lanjut, atau untuk stok timbunan. Ukuran Cast

dapat berkisar dari landasan (beberapa milimeter tebal sekitar lima meter) untuk billet (90-

160 mm persegi) untuk lembaran (1,25 m lebar 230 mm). Kadang-kadang, untaian dapat

menjalani proses bergulir panas awal sebelum dipotong. Pengecoran berlanjut digunakan

karena biaya yang berhubungan dengan produksi terus menerus dari produk standar, dan

kualitas juga meningkat dari produk akhir. Logam seperti baja, tembaga dan aluminium akan

terus menerus di cor, dengan baja menjadi logam dengan ton yang terbesar di cor

menggunakan metode ini.