Proses Manufaktur II - 1

PROSES MANUFAKTUR II

BAB 1 TEKNOLOGI PENGECORAN LOGAM

1.1 Proses Pengecoran

Teknologi pengecoran logam yang mencakup pekerjaan pencairan logam coran, penuangan ke dalam

cetakan dan dibiarkan mendingin dan membeku sudah dikenal manusia sejak tahun 4000 Sebelum

Masehi. Teknologi ini dimulai ketika manusia mengetahui bagaimana mencairkan logam dan

membuat cetakan.

Sejak dikenalnya tembaga, timah dan timbal cair dan cara menuang logam cair ke dalam cetakan,

manusia mulai mampu untuk membuat coran berbentuk rumit semisal perabot rumah atau hiasan

makam berbahan perunggu.

Sejalan dengan tingkat penguasaan teknologi, maka di abad ke 14 manusia sudah mampu mengecor

besi kasar dengan cara menuang langsung logam cair yang didapat dari bijih besi ke dalam cetakan.

Di abad ke 18, ditemukan kokas yang merevolusi cara pengecoran dari bijih besi ke besi kasar dengan

tanur kupola. Di abad ke 19 tanur busur elektrik ditemukan sehingga dapat dibuat baja yang lebih

unggul dibandingkan besi kasar.

Mengecor logam merupakan proses manufaktur dalam satu langkah tunggal yang dimulai dari logam

cair sampai didapatkan benda kerja tanpa proses antara seperti proses pembentukan atau pemesinan.

Karena sangat sederhananya, proses ini menjadi pondasi pertumbuhan industri yang sangat luas

dengan bergam produknya. Produk proses pengecoran bisa dibagi menjadi dua bentuk yaitu benda

setengah jadi (yang nantinya akan diproses lebih lanjut) semisal ingots atau bentuk-bentuk lain

semisal slab dan billet dan shaped casting yang sudah merupakan benda jadi. Jika dilihat

karakteristiknya dibandingkan dengan proses manufaktur lainnya, berikut deskripsi singkat tentang

beberapa proses manufaktur secara umum:

1. Pengecoran: Produksi benda-benda dengan bentuk tertentu dengan menuangkan logam cair ke

dalam cetakan.

2. Pengerjaan Mekanik: pembentukan logam dalam keadaan padat melalui deformasi plastis

diatas atau dibawah suhu rekristalisasi dengan cara pengerjaan panas atau pengerjaan dingin.

Bahan bakunya bisa berupa cast ingots atau billet dengan syarat logam mempunyai kapasitas

untuk terdeformasi secara plastis. Produknya kebanyakan berupa barang standar atau barang

setengah jadi seperti batangan, pelat, lembaran, atau potongan (section) yang dihasilkan dari

proses pengerolan (rolling) dan ekstrusi (extrusion) dan dapat menjadi bahan baku bagi

proses-proses lainnya.

3. Fabrikasi dengan joining process: Produksi sebuah struktur dengan menyatukan komponen-

komponen yang lebih kecil yang dibuat sebelumnya melalui proses lainnya. Yang populer

1PROSES MANUFAKTUR II – TMUB M.S. MA'ARIF

adalah proses pengelasan. Proses ini mampu bersaing dengan proses pengecoran dalam

memproduksi benda sampai dengan berat tertentu. Proses lainnya adalah paku keling

(riveting), pembautan (bolting) dan metode fastening lainnya.

4. Pemesinan: Produksi sebuah benda yang mempunyai bentuk tertentu dengan pemotongan

yang dimulai dari benda dasar (semisal pelat atau batangan) atau benda setengah jadi (semisal

hasil coran atau penempaan) dengan memakai mesin perkakas. Prosesnya bisa berupa proses

keseluruhan dalam artian membuat benda dari bakalan sampai berbentuk benda jadi atau

hanya proses finishing saja karena kapabilitasnya dalam memproduksi barang dengan dimensi

yang akurat.

5. Metalurgi serbuk: Produksi barang yang mempunyai bentuk tertentu dengan cara die pressing

dan sintering serbuk logam.

Kalau dilihat, sebenarnya proses-proses produksi tersebut bisa bersifat komplementer (saling

menggantikan) dan kapabilitas mereka saling melengkapi bahkan overlap satu dengan lainnya. Karena

itu dalam memproduksi sebuah barang, sangat memungkinkan terjadinya keputusan alternatif untuk

proses yang akan dipakai yang didasarkan akan daya saing masing-masing proses dalam hal sifat-sifat

mekanik dan biaya yang dikeluarkan. Pendekatan analisis nilai (value analysis approach) di bidang

desain rekayasa (engineering design) berarti bahwa material dan produk akan dipilih berdasarkan

alasan rasional daripada kebiasaan umum yang telah lama diikuti.

1.2 Karakteristik Teknologi Pengecoran

Seperti pada proses-proses lainnya, sebuah proses selalu mempunyai keunggulan dan kekurangan.

Untuk proses pengecoran, karakteristiknya dapat dilihat pada uraian berikut ini.

1.2.1 Design versatility

Berat benda coran

Tidak ada batasan tentang berat benda coran, artinya kita bisa memproduksi benda coran sebesar dan

seberat mungkin. Hanya saja, berat benda coran dibatasi oleh kemampuan penyediaan logam cairnya

dan kemampuan pengangkatan (lifting) dan penanganan (handling) dari benda coran.

Bentuk dan kerumitan

Tidak ada proses lain yang bisa menyamai kemampuan proses pengecoran dalam memproduksi

bentuk-bentuk kompleks, baik dalam kontur maupun detail yang rumit yang mungkin sangat mahal

dan tidak memungkinkan untuk diproses dengan proses pemesinan misalnya. Contohnya adalah

pembuatan pagar berornamen. kemampuan ini dimiliki baik dalam proses yang sederhana seperti

proses pengecoran dengan pasir cetak atau dengan cetakan (die) atau investment casting.


Komposisi bahan

Hampir semua logam dan paduannya dapat dijadikan bahan baku proses pengecoran dengan teknik

yang sesuai.

Tabel 1 Paduan Coran

Grup Paduan Tipe Paduan Elemen PaduanBesi Tuang (Cast Iron) Besi Tuang Kelabu; Besi tuang mampu tempa; Besi tuang

speroidal grafitC, Si, P, Ni, Cr

Baja Baja karbon dan baja paduan rendah; Baja paduan tinggi termasuk stainless steel dan paduan tahan panas

C, Mn, Cr, Ni, Mo

Paduan Berbahan Dasar Tembaga

Kuningan, termasuk high tensile brass; macam-macam jenis perunggu dan gunmetals, termasuk aluminium dan paduan perunggu silikon

Zn, Sn, P, Pb, Ni, Al, Fe, Mn, Si

Paduan Berbahan Dasar Aluminium

Paduan untuk pengecoran pasir dan cetakan (die) Si, Cu, Mg, Mn, Zn, Ni

Paduan Berbahan Dasar Magnesium

Paduan untuk pengecoran pasir dan cetakan (die) Al, Zn, Zr, Mn, rare earths

Paduan Berbahan Dasar Seng

Pressure die casting alloys Al, Mg, Cu

Paduan Berbahan Dasar Nikel

High temperature alloys; corrosion resisting alloys Cr, Co, C, Ti, Al; Cu, Cr, Mo, Si

Lain-lain Lead and Tin base alloys, khususnya untuk bantalan; cobalt base alloys untuk ketahanan panas, korosi dan aus; Permanent magnet alloys; titanium, chromium, molybdenum, dan material khusus lainnya untuk ketahanan temperatur tinggi dan korosi

Sn, Pb, Sb, Cu

Cr, Ni, Mo, W, No

Fe, Co, Ni, Al

Sumber: Beeley et.al, Foundry Technology, Butterworth Scientific, 1972

Struktur coran

Karena proses pengecoran harus melaui proses solidifkasi, maka akan sangat banyak karakteristik

metalurginya. Juga jika proses diikuti lebih lanjut oleh proses perlakuan panas atau pendinginan

lanjutan. Biasanya dikatakan bahwa ukuran butir dan bentuk serta distribusi micro-constituents akan

sangat sensitif terhadap kondisi pengecoran, dan sifat mekanik sangat tergantung kepada segregation

dan microporousity.

Fleksibilitas proses

Proses pengecoran bisa dilakukan dengan modal yang sangat sedikit jika dibandingkan dengan

milling, press atau proses produksi lain. Jika skala produksi sangat besar, maka plant butuh untuk

dimekanisasi atau diotomasi. Dalam kasus ini, investasi awal yang dibutuhkan menjadi besar dengan

imbalan keuntungan produksi yang besar dan ongkos perunit yang rendah.

1.3 Teknologi Pengecoran Logam

Dilihat dari jenisnya, secara umum proses pengecoran dapat dibagi menjadi proses pengecoran

gravitasi dan pressure die casting; investment casting dan centrifugal casting. Meskipun demikian,

untuk menunjukkan karakteristik umum proses pengecoran, dapat dengan mudah dijelaskan oleh


Pemilihan Proses

Desain dan Spesifikasi

Penentuan Teknik Pengecoran

Pembuatan Pola Persiapan Operasi Tungku

Persiapan pembuatan moulding

Pembuatan Moulding dan Inti

Logam Cair

Pengecoran

Pembongkaran Coran

Perlakuan Panas dan Finishing

Inspeksi dan Pengetesan

Benda Coran Jadi

fenomena yang terjadi pada proses pengecoran pasir dengan memakai cetakan konvensional. Secara

umum urutan proses pengecoran dapat dilihat pada Gambar 2 berikut ini.

Gambar 2 Diagram Alir Proses Produksi Pengecoran

Sumber: Beeley et.al, Foundry Technology, Butterworth Scientific, 1972


Proses Manufaktur II - 1

Documents

Transcript of Proses Manufaktur II - 1