TEKNIK PENGECORAN

June 16, 2009 · 12 Comments

Pengecoran logam merupakan salah satu ilmu pengetahuan tertua yang dipelajari oleh

umat manusia. Walaupun telah berumur sangat tua, ilmu pengecoran logam terus

berkembang dengan pesatnya. Berbagai macam metode pengecoran logam telah

ditemukan dan terus disempurnakan, diantaranya adalah centrifugal casting, investment

casting, dan sand casting serta masih banyak lagi metode-metode lainnya. Dalam

memahami ilmu pengecoran logam tidaklah cukup hanya dengan mengerti teori

pengecoran logam semata, karena ilmu pengecoran logam ini menuntut pula pemahaman

dalam penerapannya baik melalui eksperimen maupun praktikum. Pengecoran adalah

membuat komponen dengan cara menuangkan bahan yang dicairkan ke dalam cetakan.

Bahan disini dapat berupa metal maupun non-metal. Untuk mencairkan bahan diperlukan

furnace (dapur kupola). Furnace adalah sebuah dapur atau tempat yang dilengkapi dengan

heater (pemanas). Bahan padat dicairkan sampai suhu titik cair dan dapat ditambahkan

campuran bahan seperti chrom, silikon, titanium, aluminium dan lain-lain supaya bahan

menjadi lebih baik. Bahan yang sudah cair dapat dituangkan ke dalam cetakan.

Aplikasi dari proses pengecoran sangat banyak salah satunya dapat di temui dalam

pembuatan torak beserta komponen-komponennya. Dalam proses pembakaran pada

motor diesel terjadi akibat pemampatan udara di dalam silinder sehingga menaikkan suhu

udara tekan dalam ruang bakar, kemudian disemprotkan bahan bakar solar ke dalam

silinder yang telah berisi udara-panas. Setelah bahan bakar bersentuhan dengan udara-

panas maka terjadilah proses pembakaran. Proses pembakaran bahan bakar ini

menimbulkan temperatur dan tekanan di dalam silinder menjadi sangat tinggi dan gas

pembakaran mampu mendorong piston dengan tenaga yang besar sehingga terjadi

gesekan pada dinding silinder oleh cincin pada piston. Pemasangan cincin piston pada

silinder harus selalu menekan dinding silinder dengan gaya pegasnya. Hal ini menambah

besarnya gaya gesek cincin terhadap dinding silinder. Peningkatan temperatur yang

terjadi pada ruang bakar meyebabkan terjadinya pemuaian material cincin-piston dan

lebih lanjut mengadakan tekanan ke dinding silinder. Hal ini juga menyumbang besarnya

gaya gesek terhadap dinding silinder. Kekasaran permukaan bidang kontak antara

dinding piston dengan silinder dan dengan adanya gaya gesek yang besar, menyebabkan

keauasan pada dinding silinder semakin mudah. Material silinder memiliki sifat getas,

lunak dan tidak tahan panas akan mudah keausan dinding silinder. Pemilihan bahan

silinder sangat diawasi karena silinder memegang peranan penting lancarnya gerakan

piston. Proses Pembuatan Secara umum proses pengecoran dilakukan melalui beberapa

tahap mulai dari pembuatan cetakan, persiapan dan peleburan logam, penuangan logam

cair ke dalam cetakan, pembersihan coran dan proses daur ulang pasir cetakan. Hasil

pengecoran disebut dengan coran atau benda cor. Proses pengecoran bisa dibedakan atas

2 yaitu : proses pengecoran dan proses pencetakan. Proses pengecoran tidak

menggunakan tekanan sewaktu mengisi rongga cetakan sedangkan proses pencetakan

adalah logam cair ditekan agar mengisi rongga cetakan. Cetakan untuk kedua proses ini

berbeda dimana proses pengecoran cetakan biasanya dibuat dari pasir sedangkan proses

pencetakan, cetakannya dibuat dari logam. Cetakan pasir yang digunakan dalam proses

pengecoran berdasarkan jenis pola dibedakan atas :

1. pola yang dapat digunakan berulang-ulang

2. pola sekali pakai.

Pemilihan Bahan

Keausan silinder liner diperparah oleh pemakaian material bermutu rendah yaitu jumlah

komposisi material tersebut yang memiliki ketahanan aus rendah sangat besar. Dalam

penggunaan sebaiknya dipakai bahan besi cor kelabu dimana mengandung unsur besi (Fe

= 92,95 %), silikon (Si = 2,339 %), karbon (C = 3,108 %) dan mangan (Mn = 0,938 %)

yang merupakan unsur utama pada besi tuang kelabu.

Penambahan silikon pada besi-cor akan memperoleh sifat encer (fluidity) dan sedikit

getas. Mangan yang dipadukan akan menambahkan sifat kekuatan pada besi-cor. Besi-cor

ini memiliki kelebihan agak getas, kekuatan-tarik rendah, kekuatan tekan tinggi dan

mempunyai mampu cor sangat baik serta murah dan paling banyak dipergunakan untuk

benda-benda coran. Apabila bahan silinder terbuat dari bahan dibawah persyaratan yang

ditentukan untuk pemakaian ruang bakar, maka kemungkinan cepat aus besar sekali.

PENGARUH TEMPERATUR PENUANGAN ALUMINIUM A-356.0 PADA PROSES

PENGECORAN TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO CORAN

Created by :

Hari Subiyanto, Subowo ( )

Subject:  Cor

Keyword:  Penuangan

mekanika bahan

struktur mikro

[ Description ]

Perubahan temperatur penuangan pada proses pengecoran logam Aluminium akan

mempengaruhi laju pembekuan dan penyebab tejadinya cacat porositi, sehingga akan

mempengaruhi sifat mekanis coran paduan Aluminium A 356.0. Semakin meningkatnya

temperatur penuangan akan menghasilkan bentuk struktur mikro dan sifat mekanis yang

berbeda. Sebab semakin tinggi temperatur penuangan menyebabkan delta temperatur

liquid - undercooling semakin tinggi dan tingginya temperatur penuangan menyebabkan

terjebaknya gas hidrogen semakin banyak sehingga nilai kekuatan tarik, elongasi, dan

nilai kekerasan mengalami penurunan. Dengan studi literatur yang ada maka dilakukan

percobaan pada pengecoran Aluminium A 356.0 dengan memakai cetakan permanen

mold test bar, dengan standart US, dengan kondisi temperatur mold 400°C. Pengecoran

ini dilakukan dengan temperatur penuangan yang bervariasi yaitu : 640°C, 660°C, 680°C,

700°C, 720°C, 740°C, dan 760°C dengan banyaknya test bar tiga buah disetiap

temperatur penuangan. Dimana test bar tersebut sudah tercetak dua buah spesimen uji

tarik, satu spesimen uji kekerasan, dan foto mikro/makro. Waktu penuangan ± 10 detik

dan pembongkaran dilakukan ± 5 menit, kemudian coran dibiarkan diudara terbuka

dengan temperatur ruang ± 45°C. Dari percobaan tersebut maka dilakukan pengujian

tarik, kekerasan dan foto makro/mikro. Pengujian kekerasan dilakukan ada dua cara yaitu

pertama pengujian kekerasan dilakukan pada tepi coran(0,l mm, 1,8 mm, dan 3,5 mm)

dan kedua pengujian kekerasan dilakukan di tengah coran (11 mm dari tepi coran).

Pengamatan foto makro dan mikro dilakukan pada masing-masing temperatur penuangan

di 0,1 mm, daerah pengaruh initial chilling, 3,5 mm dari tepi coran untuk mengetahui

pengaruh laju pembekuan dan daerah tengah coran untuk mengetahui cacat porositi.

Berdasarkan percobaan tersebut didapatkan sebuah fenomena dimana semakin tinggi

temperatur penuangan semakin besar delta temperatur liquid-undercooling sehingga

mempengaruhi bentuk butiran yang semakin membesar akibatnya menurunkan nilai

kekerasan, hal ini terlihat pada nilai kekerasan pada temperatur penuangan 640°C di 0,1

mm dari tepi coran sebesar 69,05 HV sedangkan pada temperatur penuangan 760°C

sebesar 65,57 HV. Pada masing-masing test bar dari 0,1 mm hingga 11 mm dari tepi

coran kekerasan semakin menurun yang disebabkan oleh perbedaan thermal gradiennya.

Begitu juga terjadinya perubahan didaerah pengaruh initial chilling dimana semakin

tinggi temperatur penuangan daerah pengaruh initial chilling ini semakin kedalam dari

tepi coran. Begitu pula terbentuknya cacat porositi dimana semakin tinggi temperatur

penuangan jumlah porositi semakin banyak sehingga mempengaruhi nilai kekuatan tarik

dan elongasi yang semakin menurun.