Teknik Pengecoran LogamMonday, March 24, 2008 Teknik Pengecoran Logam A. Definisi pengecoran, Review Proses Pengecoran Pengecoran (CASTING) adalah salah satu teknik pembuatan produk dimana logam dicairkan dalam tungku peleburan kemudian di tuangkan kedalam rongga cetakan yang serupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akan dibuat Ada 4 faktor yang berpengaruh atau merupakan cirri dari proses pengecoran, yaitu : 1. Adanya aliran logam cair kedalam rongga cetak 2. Terjadi perpindahan panas selama pembekuan dan pendinginan dari logam dalam cetakan 3. Pengaruh material cetakan 4. Pembekuan logam dari kondisi cair Klasifikasi pengecoran berdasarkan umur dari cetakan, ada pengecoran dengan sekali pakai (expendable Mold) dan ada pengecoran dengan cetakan permanent (permanent Mold). Cetakan pasir termasuk dalam expendable mold. Karena hanya bisa digunakan satu kali pengecoran saja, setelah itu cetakan tersebut dirusak saat pengambilan benda coran. Dalam pembuatan cetakan, jenis-jenis pasir yang digunakan adalah pasir silika, pasir zircon atau pasir hijau. Sedangkan perekat antar butir-butir pasir dapat digunakan, bentonit, resin, furan atau air gelas. B. Terminologi Pengecoran dengan Cetakan Pasir Secara umum cetakan harus memiliki bagian-bagian utama sebagai berikut : 1. Cavity (rongga cetakan), merupakan ruangan tempat logam cair yang dituangkan kedalam cetakan. Bentuk rongga ini sama dengan benda kerja yang akan dicor. Rongga cetakan dibuat dengan menggunakan pola. 2. Core (inti), fungsinya adalah membuat rongga pada benda coran. Inti dibuat terpisah dengan cetakan dan dirakit pada saat cetakan akan digunakan. Bahan inti harus tahan menahan temperatur cair logam paling kurang bahannya dari pasir. 3. Gating sistem (sistem saluran masuk), merupakan saluran masuk kerongga cetakan dari saluran turun. Gating sistem suatu cetakan dapat lebih dari satu, tergantung dengan ukuran rongga cetakan yang akan diisi oleh logam cair. 4. Sprue (Saluran turun), merupakan saluran masuk dari luar dengan posisi vertikal. Saluran ini juga dapat lebih dari satu, tergantung kecepatan penuangan yang diinginkan. Pouring basin, merupakan lekukan pada cetakan yang fungsi utamanya adalah untuk mengurangi kecepatan logam cair masuk langsung dari ladle ke sprue. Kecepatan aliran logam yang tinggi dapat terjadi erosi pada sprue dan terbawanya kotoran-kotoran logam cair yang berasal dari tungku kerongga cetakan. 5. Raiser (penambah), merupakan cadangan logam cair yang berguna dalam mengisi kembali rongga cetakan bila terjadi penyusutan akibat solidifikasi. C. Pengecoran Cetakan Pasir Pengecoran dengan cetakan pasir melibatkan aktivitas-aktivitas seperti menempatkan pola dalam kumpulan pasir untuk membentuk rongga cetak, membuat sistem saluran, mengisi rongga cetak

dengan logam cair, membiarkan logam cair membeku, membongkar cetakan yang berisi produk cord an membersihkan produk cor. Hingga sekarang, proses pengecoran dengan cetakan pasir masih menjadi andalan industri pengecoran terutam industri-industri kecil. Tahapan yang lebih umum tentang pengecoran cetakan pasir diperlihatkan dalam gambar dibawah ini. 1. Pasir Kebanyakan pasir yang digunakan dalam pengecoran adalah pasir silika (SiO2). Pasir merupakan produk dari hancurnya batu-batuan dalam jangka waktu lama. Alasan pemakaian pasir sebagai bahan cetakan adalah karena murah dan ketahanannya terhadap temperature tinggi. Ada dua jenis pasir yang umum digunakan yaitu naturally bonded (banks sands) dan synthetic (lake sands). Karena komposisinya mudah diatur, pasir sinetik lebih disukai oleh banyak industri pengecoran. Pemilihan jenis pasir untuk cetakan melibatkan bebrapa factor penting seperti bentuk dan ukuran pasir. Sebagai contoh , pasir halus dan bulat akan menghasilkan permukaan produk yang mulus/halus. Untuk membuat pasir cetak selain dibutuhkan pasir juga pengikat (bentonit atau clay/lempung) dan air. Ketiga Bahan tersebut diaduk dengan komposisi tertentu dan siap dipakai sebagi bahan pembuat cetakan. 2. Jenis Cetakan Pasir Ada tiga jenis cetakan pasir yaitu green sand, cold-box dan no-bake mold. Cetakan yang banyak digunakan dan paling murah adalah jenis green sand mold (cetakan pasir basah). Kata basah dalam cetakan pasir basah berati pasir cetak itu masih cukup mengandung air atau lembab ketika logam cair dituangkan ke cetakan itu. Istilah lain dalam cetakan pasir adalah skin dried. Cetakan ini sebelum dituangkan logam cair terlebih dahulu permukaan dalam cetakan dipanaskan atau dikeringkan. Karena itu kekuatan cetakan ini meningkat dan mampu untuk diterapkan pada pengecoran produk-produk yang besar. Dalam cetakan kotak dingin (box-cold-mold), pasir dicampur dengan pengikat yang terbuat dari bahan organik dan in-organik dengan tujuan lebih meningkatkan kekuatan cetakan. Akurasi dimensi lebih baik dari cetakan pasir basah dan sebagai konsekuensinya jenis cetakan ini lebih mahal. Dalam cetakan yang tidak dikeringkan (no-bake mold), resin sintetik cair dicampurkan dengan pasir dan campuran itu akan mengeras pada temperatur kamar. Karena ikatan antar pasir terjadi tanpa adanya pemanasan maka seringkali cetakan ini disebut juga cold-setting processes. Selain diperlukan cetakan yang tinggi, beberapa sifat lain cetakan pasir yang perlu diperhatikan adalah permeabilitas cetakan (kemampuan untuk melakukan udara/gas). 3. Pola Pola merupakan gambaran dari bentuk produk yang akan dibuat. Pola dapat dibuat dari kayu, plastic/polimer atau logam. Pemilihan material pola tergantung pada bentuk dan ukuran produk cor, akurasi dimensi, jumlah produk cor dan jenis proses pengecoran yang digunakan. Jenis-jenis pola : a. Pola tunggal (one pice pattern / solid pattern) Biasanya digunakan untuk bentuk produk yang sederhana dan jumlah produk sedikit. Pola ini dibuat dari kayu dan tentunya tidak mahal. b. Pola terpisah (spilt pattern) Terdiri dari dua buah pola yang terpisah sehingga akan diperoleh rongga cetak dari masingmasing pola. Dengan pola ini, bentukproduk yang dapat dihasilkan rumit dari pola tunggal.

c. Match-piate pattern Jenis ini popular yang digunakan di industri. Pola terpasang jadi satu dengan suatu bidang datar dimana dua buah pola atas dan bawah dipasang berlawanan arah pada suatu pelat datar. Jenis pola ini sering digunakan bersama-sama dengan mesin pembuatan cetakan dan dapat menghasilkan laju produksi yang tinggi untuk produk-produk kecil. 4. Inti Untuk produk cor yang memiliki lubang/rongga seperti pada blok mesin kendaraan atau katupkatup biasanya diperlukan inti. Inti ditempatkan dalam rongga cetak sebelum penuangan untuk membentuk permukaan bagian dalam produk dan akan dibongkar setelah cetakan membeku dan dingin. Seperti cetakan, inti harus kuat, permeabilitas baik, tahan panas dan tidak mudah hancur (tidak rapuh). Agar inti tidak mudah bergeser pada saat penuangan logam cair, diperlukan dudukan inti (core prints). Dudukan inti biasanya dibuatkan pada cetakan seperti pada gambar 8. pembuatan inti serupa dengan pembuatan cetakan pasir yaitu menggunakan no-bake, cold-box dan shell. Untuk membuat cetakan diperlukan pola sedangkan untuk membuat inti dibutuhkan kotak inti. 5. Operasi Pengecoran Cetakan Pasir Operasi pengecoran dengan cetakan pasir melibatkan tahapan proses perancangan produk cor, pembuatan pola dan inti, pembuatan cetakan, penuangan logam cair dan pembongkaran produk cor. Tahapan lebih rinci terlihat pada gambar Dibawah ini : Setelah proses perancangan produk cor yang menghasilkan gambar teknik produk (a) dilanjutkan dengan tahapan-tahapan berikutnya : b. Menyiapkan bidang dasar datar atau pelat datar dan meletakan pola atas (cope) yang sudah ada dudukan inti dipermukaan pelat datar tadi. c. Seperti pada langkah c, untuk cetakan bagian bawah (drag) beserta sistem saluran. d. Menyiapkan koak inti (untuk pembuatan inti) e. Inti yang telah jadi disatukan (inti yang dibuat berupa inti setengah atau paroan inti) f. Pola atas yang ada dipermukaan pelat datar ditutupi oleh rangka cetak atas (cope) dan ditambahkan system saluran seperti saluran masuk dan saluran tambahan (riser). Selanjutnya diisi dengan pasir cetak. g. Setelah diisi pasir cetak dan dipadatkan, pola dan system saluran dilepaskan dari cetakan h. Giliran drag diisi pasir cetak setelah menempatkan rangka cetak diatas pola dan pelat datar. i. Setelah disi pasir cetak dan dipadatkan, pola dilepaskan dari cetakan j. Inti ditempatkan pada dudukan inti yang ada pada drag. k. Cope dipasangkan pada drag dan dikunci kemudian dituangkan logam cair. l. Setelah membeku dan dingin, cetakan dibongkar dan produk cor dibersihkan dari sisa-sisa pasir cetakan. m. Sistem saluran dihilangkan dari produk cor dengan berbagai metoda dan produk cor siap untuk diperlakukan lebih lanjut. Dalam teknik pengecoran logam fluiditas tidak diartikan sebagai kebalikan dari viskositas, akan tetapi berarti kemampuan logam cair untuk mengisi ruang-ruang dalam rongga cetak. Fluiditas tidak dapat dikaitkan secara langsung dengan sifat-sifat fisik secara individu, karena besaran ini diperoleh dari pengujian yang merupakan karakteristik rata-rata dari bebrapa sifat-sifat fisik dari logam cair.

Ada dua faktor yang mempengaruhi fluiditas logam cair, yaitu temperatur dan komposisi unsur. Temperatur penuangan secara teoritis harus sama atau diatas garis liquidus. Jika temperatur penuangan lebih rendah, kemungkinan besar terjadi solidifikasi didalam gating sistem dan rongga cetakan tidak terisi penuh. Cacat ini disebut juga dengan nama misrun. Cacat lain yang bisa terjadi jika temperatur penuangan terlalu rendah adalah laps dan seams. Yaitu benda cor yang dihasilkan seakan-akan membentuk alur-alur aliran kontinu logam yang masuk kedalam rongga cetak, dimana alur satu dengan alur lai berdampingan daya ikatannya tidak begitu baik. Jika temperatur penuangan terlalu tinggi pasir yang terdapat pada dinding gating sistem dan rongga cetakan mudah lepas sewaktu bersentuhan dengan logam cair dan permukaanya menjadi kasar. Terjadi reaksi yang cepat antara logam tuang, dengan zat padat, cair dan gas diadalam rongga cetakan. Dari pengujian ini dapat dicari daerah temperatur penuangan yang menghasilkan produk dengan cacat yang seminim mungkin. Faktor utama yang lain yang mempengaruhi besaran fluiditas adalah komposisi paduan. Logam cair yang memiliki fluiditas yang tinggi adalah logam murni dan alloys komposisi eutectic. Alloys yang dibentuk dari larutan padat, dan memiliki range pembekuan yang besar memiliki fluiditas yang jelek. Contoh Pola spiral hasil pengujian FluiditasAda beberapa metoda dalam mengukur fluiditas. Metoda ini dibedakan berdasarkan bentuk rongga cetak yang digunakan untuk mengetahui mampu alir logam cair. Ada rongga cetak yanmg berbentuk spiral dan ada juga rongga cetak yang berbentuk lorong yang memanjang. Pemilihan metoda ini sangat tergantung Beberapa bentuk cetakan untuk pengukuran Fluiditas dari bentuk benda kerja dan bahan cetakan yang akan digunakan. Dalam melakukan pengukuran mampu alir dipraktikum ini digunakan metode dengan rongga cetak yang berbentuk spiral. Meskipun hasil pengukuran dengan metoda diatas dipengaruhi oleh sifat-sifat cetakan, namun pengukuran tersebut sangat praktis, karena langsung menggambarkan bagaimana mampu alir logam cair dalam rongga cetak dengan bahan cetakan sebenarnya. Harga fluiditasnya dinyatakan dengan panjang (dalam mm) spiral yang terisi logam. Atas dasar hal ini, fluiditas juga dikenal dengan istilah Fluid life. 4.Logam-logam dalam pengecoran Besi cor - Paduan besi yang mengandung C >: 1,7 % dan 1-3 %Si. Unsur lain dapat ditambahkan dengan maksud untuk meningkatkan sifat-sifat seperti kekuatan, kekerasan atau ketahanan korosi. Unsur yang umumnya ditambahkan yaitu Cr, Cu, Mo dan Ni. - Besi cor memiliki selang temperature cair yang relaitf lebih rendah daripada baja dan relatif lebih encer ketika cair. - Sifat mekanik besi cor tergantung pada jenis struktur mikronya yaitu bentuk dna distribusi elemen-elemen penyusunnya. Salah satu elemen yang memiliki pengaruh yang berarti adalah grafit. Jumlah ,ukuran dan bentuk grafit mempengaruhi kekuatan dan keuletan besi cor. Selain grafit, matriks juga ikut mempengaruhi sifat mekaniknya. Matris besi cor sama dengan yang terdapat pada baja, yaitu feritik, perlitik, feritik+perlitik dan martensitik. Matriks yang terjadi tergantung pada :

# Komposisi kimia # Laju pendinginan, dan # Proses perlakuan panas Ada lima jenis besi cor : # Besi cor kelabu (grey cast iron) # Besi cor malleable (malleable cast iron) # Besi cor putih (white cast iron) # Besi cor nodular (nodular/ductile cast iron) # Compacted graphite cast iron (memiliki struktur mikro antara besi cor # Kelabu dan besi cor nodular). Sifat mekanik : - 45 -75 ksi (kekuatan tarik) - 35 60 ksi (kekuatan luluh) - 1 6% (perpanjangan) Sifat matriks dan karakter grafit diperoleh dari kesetimbangan - Komposisi kimia - Derajat inokulasi - Laju pembekuan - Pengaturan laju pendinginan Untuk mendapatkan sifat yang diinginkan, biasanya pada besi cor diterapkan perlakuan panas karena dari kondisi hasil pengecoran (as-cast) tidak diperoleh sifat yang diinginkan. Proses perlakuan panas yang umum diterapkan : - Annealing - Austenitizing dan Quenching - Tempering Besi Cor Putih * Besi cor putih terbentuk ketika unsur karbon (C) tidak mengendap sebagai grafit selama proses pembekuan, akan tetapi tetap berkaitan dengan unsur besi (Fe), krom (Cr) atau molibden (Mo) membentuk karbida. * Besi cor putih bersifat keras dan getas dan memiliki tampilan patahn seperti kristal berwarna putih. Besi Cor Kelabu * Besi cor kelabu merupakan paduan dari unsur-unsur besi (Fe), karbon dan silicon (Si) yang mengandung karbon tak berkaitan dalam bentuk grafit. Nama besi cor kelabu didapat dari tampilan patahan berwarna kelabu. * Besi cor kelabu untuk keperluan otomotif dan konstruksi umum lainnya dibagi menjadi 10 kelas/garde yang didasarkan pada kekuatan tarik minimumnya. * Kekuatan, kekerasan dan struktur mikro dari besi cor kelabu dipengaruhi oleh beberapa factor seperti komposisi kimia, desain, cetakan, karakteristik cetakan dan laju pendinginan selama dan

setelah pembekuan. * Unsur Cu, Cr, Mo dan Ni seringkali ditambahkan untuk mengatur struktur mikro matriks dan pembentukan grafit. Selain itu bertujuan untuk meningkatkan ketahanan korosi besi cor kelabu pada beberapa media. * Besi cor kelabu dapat dikeraskan dengan proses quenching dan temperature sekitar 1600F (menjadi getas). Kombinasi dengan proses temper akan meningkatakan ketangguhan dan menurunkan kekerasannya. Besi Cor Malleable > Besi cor ini dihasilkan dari proses perlakuan panas besi cor putih yang memiliki komposisi tertentu. > Proses terbentuknya beis cor putih akibat : > Rendahnya kandungan karbon dan silikon > Adanya unsur-unsur pembentuk karbida seperti Cr, Mo dan V > Laju pendinginan dan pembekuan yang tinggi > Pada proses pembuatan besi cor malleable, besi cor putih dipanaskan hingga temperatur diatas temperatur eutectoid (1700oF) kemudian ditahan hingga beberapa jam dan didinginkan dalam tungku. Proses tersebut menyebabkan unsure karbon terlarut dalam austenit, mengendap dan membentuk grafit bulat tak beraturan (irregular nodules of graphite) yang disebut korbon temper. Proses ini akan menghasilkan besi cor malleable dengan matriks ferit. Besi Cor Nodular > Besi cor nodular memiliki komposisi unsure yang sama dengan besi cor kelabu. Unsure tersebut yaitu karbon dan silikon. > Perbedaan besi cor nodular dan kelabu terletak pada bentuk grafit (untuk menghasilkan bentuk grafit yang berbeda, digunakan proses yang berbeda pula) > Pembulatan grafit dicapai karena ditambahkan unsure Magnesium (Mg) dan Cerium (Ce). Baja (Baja Cor) > Salah satu jenis baja adalah baja karbon yaitu paduan besi-karbon yang mengandung unsure karbon kurang dari 1,7 % (beberapa literature menyebutkan kandungan karbon maksimum 2.0 %). Sebagai tambahan selain karbon, baja cor mengandung - Silikon (Si) : 0.20 0,70 % - Mangan (Mn) : 0,50 1,00 % - Fosfor (P) : - Sulfur (S) : > Struktur mikro baja cor yang memiliki kandungan karbon kurang dari 0,8 % (baja hypoeutektoid) terdiri dari FERIT dan PERLIT. Kadar karbon yang lebih tinggi menambah jumlah perlit. > Struktur mikro baja cor yang memiliki kandungan karbon lebih dari 0,8 % (baja hipereutektoid) terdiri dari SEMENTIT (Fe3C) dan PERLIT. Kadar karbon yang lebih tinggi menambah jumlah sementit. > Baja cor dengan kadar C=0,20 % diatas diperoleh dari pendinginan didalam tungku dari temperatur 950oC setelah pengecoran. Bagian yang hitam adalah PERLIT dan yang putih adalah FERIT. Sedangkan baja cor dengan kadar C=0,8 % didinginkan dalam tungku 900oC struktur yang terlihat jelas yaitu PERLIT.

5. Proses Peleburan Logam Peleburan logam merupakan aspek terpenting dalam operasi-operasi pengecoran karena berpengaruh langsung pada kualitas produk cor. Pada proses peleburan, mula-mula muatan yang terdiri dari logam, unsur-unsur paduan dan material lainnya seperti fluks dan unsur pembentuk terak dimasukkan kedalam tungku. Fluks adalah senyawa inorganic yang dapat membersihkan logam cair dengan menghilangkan gas-gas yang ikut terlarut dan juga unsur-unsur pengotor (impurities). Fluks memiliki beberpa kegunaan yang tergantung pada logam yang dicairkan, seperti pada paduan alumunium terdapat cover fluxes (yang menghalangi oksidasi dipermukaan alumunium cair),. Cleaning fluxes, drossing fluxes, refining fluxes, dan wall cleaning fluxes Tungku-tungku peleburan yang biasa digunakan dalam industri pengecoran logam adalah tungku busur listrik, tungku induksi, tungku krusibel, dan tungku kupola. Karakteristik masing-masing tungku peleburan adalah : a. Tungku busur listrik laju peleburan tinggi laju produksi tinggi polusi lebih rendah dibandingkan tungku-tungku lain memiliki kemampuan menahan logam cair pada temperatur tertentu untuk jangka waktu lama untuk tujuan pemaduan b. Tungku induksi > Khususnya digunakan pada industri pengecoran kecil > Mampu mengatur komposisi kimia pada skala peleburan kecil >Terdapat dua jenis tungku yaitu Coreless (frekuensi tinggi) dan core atau channel (frekuensi rendah, sekitar 60 Hz) > Biasanya digunakan pada industri pengecoran logam-logam non-ferro > Secara khusus dapat digunakan untuk keperluan superheating (memanaskan logam cair diatas temperatur cair normal untuk memperbaiki mampu alir), penahanan temperatur (menjaga logam cair pada temperatur konstan untuk jangka waktu lama, sehingga sangat cocok untuk aplikasi proses die-casting), dan duplexing/tungku parallel (menggunakan dua tungku seperti pada operasi pencairan logam dalam satu tungku dan memindahkannya ke tungku lain) c. Tungku krusibel > Telah digunakan secara luas disepanjang sejarah peleburan logam. Proses pemanasan dibantu oleh pemakaian berbagai jenis bahan bakar. >Tungku ini bias dalam keadaan diam, dimiringkan atau juga dapat dipindah-pindahkan >Dapat diaplikasikan pada logam-logam ferro dan non-ferro d. Tungku kupola >Tungku ini terdiri dari suatu saluran/bejana baja vertical yang didalamnya terdapat susunan bata tahan api >Muatan terdiri dari susunan atau lapisan logam, kokas dan fluks >Kupola dapat beroperasi secara kontinu, menghasilkan logam cair dalam jumlah besar dan laju peleburan tinggi Muatan Kupola - Besi kasar (20 % - 30 %)

- Skrap baja (30 % - 40 %) Kadar karbon dan siliko yang rendah adalah menguntungkan untuk mendapat coran dengan prosentase Carbon dan Si yang terbatas. Untuk besi cor kekuatan tinggi ditambahkan dalam jumlah yang banyak. > Skrap balik Yang dimaksud skrap balik adalah coran yang cacat, bekas penambah, saluran turun, saluran masuk atau skrap balik yang dibeli dari pabrik pengecoran. >Paduan besi Paduan besi seperti Fe-Si, Fe-Mn ditambahkan untuk mengatur komposisi. Prosentase karbon berkurang karena oksidasi logam cair dalam cerobong dan pengarbonan yang disebabkan oleh reaksi antar logam cair dengan kokas. Prosentase karbon terutama diatur oleh perbandingan besi kasar dan skrap baja. Tambahan harus dimasukkan dalam perhitungan untuk mengimbangi kehilangan pada saat peleburan. Penambahan dimasukkan 10 sampai 20 % untuk Si dan 15 sampai 30 % untuk Mn. Prosentase steel bertambah karena pengambilan steel dari kokas. Peningkatan kadar belerang (steel) yang diperbolehkan biasanya 0,1 % Metalurgi Proses Pengecoran Pembekuan ingot dan Coran Dari Pembekuan ingot dihasilkan 3 daerah dengan karakteristik yang berbeda. Daerah-daerah tersebut adalah : 1. Chill Zone Selama proses penuangan logam cair kedalam cetakan, logam cair yang berkontak langsung dengan dinding cetakan akan mengalami pendinginan yang cepat dibawah temperatur likuidusnya. Akibatnya pada dinding cetakan tersebut timbul banyak inti padat dan selanjutnya tumbuh kearah cairan logam. Bila temperatur penuangannya rendah, seluruh bagian logam cair akan membeku secara cepat dibawah temperatur likuidus. Disisi lain bila temperatur penuangan tinggi, cairan logam yang berada ditengah-tengah ingot akan tetap berada diatas temperatur likuidus untuk jangka waktu lama. 2. Columnar zone Sesaat setelah penuangan, gradien temperatur pada dinding cetakan menurun dan kristal pada daerah chill tumbuh memanjang dalam arah kristal tertentu. Kristal-kristal tersebut tumbuh memanjang berlawanan dengan arah perpindahan panas (panas bergerak dari cairan logam kea rah dinding cetakan yang bertemperatur lebih rendah) yang disebut dengan dendrit. Setiap kristal dendrit mengandung banyak lengan-lengan dendrit (primary dendrit). Jika Fraksi volum padatan (dendrite) meningkat dengan meningkatnya panjang dendrit dan jika struktur yang terbentuk berfasa tunggal, maka lengan-lenagn dendrti sekunder dan tertier akan timbul dari lengan dendrit primer. Daerah yang terbentuk antara ujung dendrit dan ttitik dimana sisa cairan terakhir akan membeku disebut sebagai mushy zone atau pasty zone. 3. Equiaxed zone Daerah ini terdiri dari butir-butir equiaxial yang tumbuh secara acak ditengah-tengah ingot. Pada daerah ini perbedaan temperatur yang ada tidak menyebabkan terjadinya pertumbuhan butir memanjang.

Pengaruh Penyusutan Kebanyakan logam akan menyusut selama proses pembekuan dan ini mengakibatkan perubahan struktur ingot. Paduan-paduan dengan selang pembekuan (daerah antara temperatur liquidus dan solidus ) yang sempit menghasilkan mushy zone yang sempit pula dan pada bagian permukaan atas ingot terdapat sisa cairan logam yang lama kelamaan akan berkurang hingga pembekuan berakhir dan pada ingot mengandung rongga cukup dalam pada bagian tengah atau disebut pipe. Pada paduan-paduan dengan selang temperatur pembekuan lebar, mushy zone dapat menempati seluruh bagian ingot sehingga tidak terbentuk pipe. Segregasi pada Ingot dan Coran Pada struktur pembekuan terdapat dua jenis segregasi yaitu segregasi makro (perubahan komposisi pada tiap bagian spesimen) dan segregasi mikro (seperti yang terjadi antara lengan dendrit sekunder). Ada empat faktor yang menyebabkan timbulnya segregasi makro, yaitu : > Penyusutan karena pembekuan dan kontraksi panas > Perbedaan kerapatan antardendritik cairan logam > Perbedaan kerapatan antara padatan dan cairan > Temperatur yang menyebabkan perbedaan kerapatan dalam cairan Segregasi dalam pembekuan logam tidak diinginkan karena memberikan pengaruh buruk pada sifat mekanik. Untuk segregasi mikro, pengaruhnya dapat dikurangi dengan proses perlakuan panas (homogenisasi). Pemeriksaan Produk Cor Tujuan : 1. Pemeriksaan rupa >Pemeriksaan rupa/fisik >Pemeriksaan dimensi (menggunakan jangka sorong, micrometer, jig pemeriksa dan alat ukur lainnya) 2. Pemeriksaan cacat dalam (pemeriksaan tidak merusak, NDT) -->Pemeriksaan ketukan -->Pemeriksaan penetrasi (dye-penetrant) -->Pemeriksaan magnafluks (magnetic-particle) -->Pemeriksaan supersonic (ultrasonic) -->Pemeriksaan radiografi (radiografi) 3. Pemeriksaan material a. Pengujian kekerasan (menggunakan metoda Brinell, Rockwell, Vickers dan Shore) b. Pengujian tarik c. Pengujian analisa kimia (spektrometri,EDS) d. Pengujian struktur mikrodan struktur makro 4. Pemeriksaan dengan merusak Cacat-cacat Coran Komisi pengecoran international telah membuat penggolongan cacat-cacat coran dan dibagi menjadi 9 kelas, yaitu : a. Ekor tikus tak menentukan atau kekerasan yang meluas

b. Lubang-lubang c. Retakan d. Permukaan kasar e. Salah alir f. Kesalahan ukuran g. Inklusi dan struktur tak seragam h. Deformasi i. Cacat-cacat tak nampak Proses Pembuatan Besi Kasar Pada umumnya logam-logam yang dihasilkan dari dalam tambang masih dalam bentuk batubatuan dan biasanya terdapat dalam keadaan terikat dengan unsur-unsur lain. Untuk dapat digunakan sebagai bahan dasar pembuatan barang-barang jadi atau setengah jadi maka terlebih dahulu logam-logam tersebut mendapat beberapa pengerjaan. Tanur tinggi Tanur tinggi digunakan untuk mengolah logam-logam tambang (bijih besi), kokas, batu kapur untuk dijadikan besi kasar. Besi kasar yang dihasilkan ini nantinya masih perlu diolah kembali didalam tungku-tungku baja untuk dijadikan baja atau besi cor.Tanur tinggi mempunyai tinggi 30 m dan diameter terbesar 9 m. bagian luar terbuat dari pelat-pelat baja dan bagian dalamnya dilapisi bata tahan api. Tungku ini dibagi menjadi bagian utama yaitu : -->Bagian atas (puncak) Bahan-bahan seperti kokas, bijih besi dan bahan tambahan (kapur) dimasukkan melalui bagian ini. Pada bagian ini juga dilengkapi dengan lubang-lubang untuk melakukan udara. -->Bagian tengah Bagian tengah ini memiliki bangun berbentuk kerucut yang makin kebawah makin besar. Fungsinya dibuat demikian adalah : - Bahan-bahan mudah bergeser kebawah - Gas CO dapat mencapai setiap tempat dekat dinding -Bagian dalam tungku dilapisi dengan bata tahan api. --> Bagian bawah Bagian ini mempunyai bangun berbentuk kerucut yang makin kebawah semakin mengecil dan gunanya dibuat demikian adalah : - Cairan mudah dikumpulkan pada tungku - Isi tungku makin lama makin mengecil Bagian dalamnya terbuat dari bata tahan api kualitas tinggi karena dinding bagian ini harus tahan terhadap temperatur tinggi ( 3000 oF) dan tahan terhadap reaksi kimia seperti tahan terhadap asam-asam, terutama bila bijih besinya mengandung fosfor. d. Bagian Tungku Bagian ini berbentuk silinder yang merupakan tabung persegi empat. Pada bagian dalamnnya dipasang bata tahan api kualitas tinggi dan memiliki ketebalan 1m. Dibuat tebal dan menggunakan bata tahan api karena : - Dapat tahan terhadap proses kimia

- Dapat tahan terhadap tekanan logam cair dan terak cair - Dapat tahan terhadap temperatur tinggi Diantara pasangan-pasangan bata tahan api, dipasang pipa-pipa saluran yang dialiri air pendingin dan pada bagian atas tabung dipasang pipa-pipa yang digunakan untuk menyalurkan udara panas. Pada bagian dinding tungku dipasangi lubang laluan logam cair dan terak cair. Bahan-bahan dalam Proses Tanur Tinggi 1. Biji besi Besi didapat dengan mengambil dari biji besi yang umumnya berbentuk oksida dari alam dan besi murni hanya didapat dalam jumlah yang kecil. Pemisahan unsur besi dari biji besi dilakukan dalam sebuah tungku yang dinamai dengan SMELTING (proses reduksi). Adapun biji besi tersebut ditemukan dalam bentuk sebagai berikut : a. Berbentuk batu - Hematit (Fe2O3, batu besi merah) mengandung unsur besi antara 45 %-65 % dan sedikit mengandung fosfor. - Magenetit (Fe3O4) mengandung unsur besi antara 40 % - 70 % dan hampir tidak mengandung fosfor, berwarna hijau tua mendekati warna hitam dan mempunyai sifat magnet yang kuat. - Fe2O3H2O, mengandung unsur besi 25 % - 50 % air dan fosfor b. Berbentuk pasir Pasir besi (TiO2) mengandung oksida besi = 70 % yang bercampur dengan oksida titan (Ti2O2) antara 9 % - 11 % - Berbutir halus Sperosiderit mengandung unsur besi 40 % bercampur dengan tanah liat. 2. Batu Kapur Biji besi hasli proses reduksi belum dapat diaktakan bersih secara keseluruhan dan masih terdapat kotoran-kotoran. Untuk menghilangkan kotoran-kotoran tersebut maka pada saat diproses dalam tanur tinggi ditambahkan batu kapur (CaO atau dolomite, CaCO3) sehingga akan membentuk terak 3. Bahan Bakar Bahan bakar yang digunakan dalam proses tanur tinggi adalah kokas dan arang kayu a. Arang kayu Keuntungan mengunakan arang kayu adalah karena bersih, tidak mengandung P dan S. Sedangkan kerugiannya adalah : -->Nilai kalornya rendah kira-kira 400 Cal/Kg -->Tidak keras, mudah pecah dan berpori-pori -->Jumlahnya terbatas -->Hanya dapat digunakan untuk tanur tinggi yang memiliki tinggi 17-20m b. Kokas Didapat dari pembakaran tidak sempurna batu bara. Keuntungan menggunakan kokas sebagai bahan bakar adalah : -->Nilai kalornya tinggi sekitar 8000 Cal/Kg -->Keras, besar-besar dan berpori-pori -->Mempunyai kadar karbon yang tinggi -->Sewaktu pembuatan kokas terdapat hasil tambahan seperti gas, ter, dll.

Kekurangan bahan bakar kokas yaitu mengandung belerang (S) dan ini sangat buruk pengaruhnya terhadap pembuatan baja atau besi cor. Anthrosit Keuntungan menggunakan bahan bakar jenis ini adalah : -->Nilai karbonnya tinggi sekitar 8000 Cal/Kg -->Cukup keras dan besar-besar -->Tidak mengandung gas Kekurangan bahan bakar anthrosit adalah tidak berpori dan hanya sedikit terdapat di dunia 4. Udara panas Udara panas digunakan untuk membantu pembakaran (CO2) dan pembentukan gas CO sebagai gas untuk reduksi biji besi. Untuk mereduksi bijih besi diperlukan udara panas yang banyak dan udara panas yang digunakan mempunyai temperatur 900OC. Untuk mendapat udara panas dengan temperatur yang tinggi adalah dengan memanaskan udara dingin di tungku pemanas yang dinamakan tungku COWPER. Udara dingin yang dimasukkan didatangkan dari kompresor torak. Keuntungan menggunakan udara panas dalam proses tanur tinggi adalah untuk menghemat bahan bakar untuk mempercepat proses reduksi atau pencairan biji besi.

Wellcome To FTK

ftkceria

Beranda Daftar Isi E-book

Marine Hazard Simulation Simulasi Kecelakaan Kapal Die Casting

PROSES PENGECORAN DARI CETAKAN PASIR SAND CASTINGPROSES PENGECORAN DARI CETAKAN PASIR SAND CASTING Proses pengecoran meliputi: pembuatan cetakan, persiapan dan peleburan logam, penuangan logam cair ke dalam cetakan, pembersihan coran dan proses daur ulang pasir cetakan. Produk pengecoran disebut coran atau benda cor. Berat coran itu sendiri berbeda, mulai dari beberapa ratus gram sampai beberapa ton dengan komposisi yang berbeda, mulai dari beberapa ratus gram sampai beberapa ton dengan komposisi yang berbeda dan hamper semua logam atau paduan dapat dilebur dan dicor. Proses pengecoran secara garis besar dapat dibedakan dalam proses pengecoran dan proses percetakan. Pada proses pengeceron tidak digunakan tekanan sewaktu mengisi rongga cetakan, sedang pada proses pencetakan logam cair ditekan agar mengisi rongga cetakan. Karena pengisian logam berbeda, cetakan pun berbeda, sehingga pada proses percetakan cetakan umumnya dibuat dari loga. Pada proses pengecoran cetakan biasanya dibuat dari pasir meskipun ada kalanya digunakan pula plaster, lempung, keramik atau bahan tahan api lainnya. PASIR Ada dua cara pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir. Pembagian dilakukan berdasarkan jenis pola yang digunakan: 1) 2) Pola yang dapat digunakan berulang-ulang dan Pola sekali pakai

Urutan pembahasan proses pengecoran adalah sebagai berikut:1. Prosedur pembuatan cetakan 2. Pembuatan pola 3. Pasir

4. 5. 6. 7.

Inti Peralatan (mekanik) Logam Penuangan dan pembersihan benda cor.

PROSEDUR PEMBUATAN CETAKAN Cetakan diklasifikasikan berdasarkan bahan yang digunakan:1. Cetakan pasir basah (green-sand molds) 2. Cetakan kulit kering (Skin dried mold) 3. Cetakan pasir kering (Dry-sand molds)

Cetakan dibuat dari pasir yang kasar dengan bahan pengikat1. 2. 3. 4. Cetakan lempung (Loan molds) Cetakan furan (Furan molds) Cetakan CO2 Cetakan logam Cetakan logam terutama digunakan pada proses cetak-tekan (die casting) logam dengan suhu cair rendah. 5. Cetakan khusus Cetakan khusus dapat dibuat dari plastic, kertas, kayu semen, plaster, atau karet.

Proses pembuatan cetakan yang dilakukan di pabrik-pabrik pengecoran dapat di kelompokkan sebagai berikut:1. Pembuatan cetakan di meja (Bench molding)

Dilakukan untuk benda cor yang kecil.1. Pembuatan cetakan di lantai (Floor molding)

Dilakukan untuk benda cor berukuran sedang atau besar1. Pembuatan cetakan sumuran (pit molding) 2. Pembuatan cetakan dengan mesin (machine molding)

Pembuatan Cetakan Sebagai contoh akan diuraikan pembuatan roda gigi seperti pada Gambar 5.2 di bawah ini. Cetakan dibuat dalam rangka cetak (flak) yang terdiri dari dua bagian, bagian atas disebut kup dan bagian bawah disebut drag. Pak kotak cetak yang terdiri dari tiga bagian, bagian tengahnya disebut cheek. Kedua bagian kotak cetakan disatukan pada tempat tertentu dengan lubang dan pin.

Cetakan Pola Sekali Pakai Keuntungan dari proses cetak sekali pakai ini meliputi :1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Sangat tepat untuk mengecor benda-benda dalam jumlah kecil Tidak memerlukan pemesinan lagi Menghemat bahan coran Permukaan mulus Tidak diperlukan pembuatan pola belahan kayu yang rumit Tidak diperlukan inti atau kotak inti Pengecoran jauh lebih sederhana

Kerugiannya adalah :1. 2. 3. 4. Pola rusak sewaktu dilakukan pengecoran Pola lebih mudah rusak, oleh karena itu memerlukan penangangan yang lebih sederhana. Pada pembuatan pola tidak dapat digunakan mesin mekanik Tidak ada kemungkinan untuk memeriksa keadaan rongga cetakan

SALURAN MASUK, PENAMBAH, DAN KARAKTERISTIK PEMBEKUAN Sistem saluran masuk (gating system) untuk mengalirkan logam cair ke dalam rongga cetakan, terdiri dari cawan tuang, saluran turun, pengalir dan saluran masuk tempat logam mengalir memasuki rongga cetakan. Fungsi system saluran masuk perlu dirancang dengan mantap dengan mempertimbangkan faktor-faktor berikut:1. Aliran logam hendaknya memasuki rongga cetakan pada dasar atau dekat dasarnya dengan turbulensi seminimal mungkin. Hal ini perlu diperhatikan, khususnya pada benda tuang yang kecil 2. Pengikisan dinding saluran masuk dan permukaan rongga cetakan harus ditekan dengan mengatur aliran logam cair atau dengan menggunakan inti pasir kering. 3. Aliran logam cair yang masuk harus diatur sedemikian sehingga terjadi solidifikasi terarah. Solidifikasi hendaknya mulai dari permukaan cetakan kea rah logam cair sehingga selalu ada logam cair cadangan untuk menutupi kekurangan akibat penyusutan. 4. Usahakanlah agar slag, kotoran atau partikel asing tidak dapat masuk ke dalam rongga cetakan.

Ketepatan Ukuran Coran Pada pembuatan pola harus diperhatikan beberapa hal antara lain: pengaruh penyusutan logam cair, ketirusan, penyelesaian, distorsi dan kelonggaran, sehingga kita dapat memperoleh benda cor yang benar-benar sesuai dengan benda yang akan dibuat.

Penyusutan

Karena hampir semua jenis logam menyusut pada waktu pembekuan, pada waktu membuat pola perlu ditambahkan ukuran penyusutan. Untuk kemudahan, untuk besi cor dapat digunakan mister susut yang 1,04% atau 0,00104 mm/mm lebih panjang dari ukuran standar. Direncanakan suatu roda gigi yang bila pemesinan telah selesai, mempunyai diameter luar 150 mm. Untuk brons perlu ditambah 1,56%, baja 2,08%, aluminium dan magnesium 1,30%.

Tirus Bila pola yang dapat diangkat dikeluarkan dari cetakan, kadang-kadang tepi cetakan pasir yang bersentuhan dengan pola terangkat. Oleh karena itu untuk memudahkan pengeluaran pola, maka sisi tegak pola dimiringkan. Untuk permukaan luar, biasanya dipakai penambahan sebesar 1,04% hingga 2,08%. Untuk lubang di sebelah dalam dapat digunakan kemiringan sampai 6,25%. Penyelesaian Permukaan coran yang akan mengalami pemesinan biasanya diberi tanda tertentu. Tanda tersebut berarti bahwa pola harus dipertebal, sehingga cukup bahan untuk diselesaikan. Umumnya penambahan adalah 3,0 mm. Untuk pola yang besar suaian tersebut harus ditambah karena ada kemungkinan bahwa benda cor akan melengkung. Distorsi Distorsi terjadi pada benda coran dengan bentuk yang tidak teratur karena sewaktu membeku terjadi penyusutan yang tidak merata. Kemungkinan ini perlu diperhitungkan sewaktu membuat pola. Kelonggaran Bila pasir di sekitar pola ditumbuk-tumbuk kemudian pola dilepaskan, pada umumnya ruangan pola akan lebih besar sedikit. Pada benda cor yang besar atau benda cor yang tidak mengalami penyelesaian, hal ini dapat diatasi dengan membuat pola yang kecil sedikit.

Bahan pola Langkah pertama dalam pembuatan suatu benda cor ialah: persiapan pola. Pola ini agak berbeda dibandingkan dengan benda cornya sendiri. Perbedaan tersebut mencakup suaian pola untuk mengimbangi penyusutan dan pemesinan dan penambahan lainnya unutk memudahkan pengecoran. Pola biasanya dibuat dari kayu karena relative murah dan mudah dibentuk. Karena penggunaan pola biasanya terbatas, pola tidak perlu dibuat dari bahan awet.

Sebaliknya pola yang diperlukan untuk produksi dalam jumlah yang banyak biasanya dibuat dari logam karena lebih awet dalam penggunaan. Pola logam tidak berubah bentuk dan rata-rata tidak memerlukan perawatan khusus. Jenis logam yang banyak digunakan untuk pola ialah kuningan, besi cord an aluminium. Aluminium banyak digunakan karena mudah dibentuk, ringan dan tahan korosi. Pola logam biasanya dicor mengikuti pola induk yang terbuat dari kayu.

PASIR Jenis Pasir Pasir silica (SiO2), ditemukan di banyak tempat, dan tersebar di seluruh Nusantara. Pasir ini sangat cocok untuk cetakan karena tahan suhu tinggi tanpa terjadi penguraian, murah harganya, awet dan butirannya mempunyai bermacam tingkat kebesaran dan bentuk. Namun, angka muainya tinggi dan memiliki kecenderungan untuk melebur menjadi satu dengan logam. Karena kandungan debu yang cukup tinggi, dapat berbahaya bagi kesehatan.

PENGUJIAN PASIR Pasir cetakan perlu diuji secara berkala untuk mengetahui sifat-sifatnya. Pengujian yang lazim diterapkan adalah pengujian mekanik untuk menentukan sifat-sifat pasir sebagai berikut:1. Permeabilitas. Porositas pasir memungkinkan pelepasan gas dan uap yang terbentuk dalam cetakan 2. Kekuatan. Pasir harus memilikigayakohesi, kadar air dan lempung, mempengaruhi sifat-sifat cetakan. 3. Ketahanan terhadap suhu tinggi. Pasir harus tahan terhadap suhu tinggi tanpa melebur. 4. Ukuran dan bentuk butiran. Ukuran butiran pasir harus sesuai dengan sifat permukaan yang dihasilkan. Butiran harus berbentuk tidak teratur sehingga memiliki kekuatan ikatan yang memadai.

Pengujian Kekerasan Cetakan Inti Pada gambar 5.10 tampak alat pengukur kekerasan cetakan. Prinsip kerjanya adalah sederhana, bola baja f 5,08 m ditekan ke dalam permukaan cetakan oleh per (gaya2,3 N). kedalaman penetrasi yang diukur dalam millimeter menjadi indikasi dari pada kekerasan. Cetakan dengan pemadatan sedang mempunyai nilai kekerasan : 75.

MAKLAH ILMU LOGAM TENTANG DASAR-DASAR PENGECORAN

Logo DI SUSUN OLEH : NAMA : FILE EDUCATION NOI : 12-2010-052 JURUSAN : TEKNIK MESIN DAPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI WONOGIRI 2011

KATA PENGANTAR Alhamdulillah, atas rahmat Tuhan Yang Mahaesa, makalah ILMU LOGAM tentang PENGECORAN telah selesai. Makalah ini telah saya selsaikan dalam rangka TUGAS MANDIRI bagi Dosen Ilmu logam di kampus kita UNRAM Makalah yang telah dikembangkan ini diajukan oleh penyusun untuk memenuhi tugas Demikian makalah ini ditulis dan semoga dapat di terima. Penyusun,

FILE-EDUCATION DAFTAR ISI KATA PENGANTAR . i DAFTAR ISI ii BAB I PENDAHULUAN .1 I.1 Latar belakang .. 1 BAB II. 1.Pengertian Pengecoran ..... 2 2.Macam-macam pengecoran ...... 3 2.1 Permanen mold cesting .. 3 2.2 Centrifugal casting ..... 4 2.3 Investment casting ..... 4 2.4 Die casting ... 5 2.5 Injection molding .;;... 7 2.6 Blow molding ....... 7

BAB III. 1.Teknik Pengecoran ... 8 1.1 definisi pengecoran ..... 8 1.2 Terminologi pengecoran dengan cetakan pasir ...... 8 1.3 Pengecoran cetakan pasir ....... 9 2. Proses peleburan logam ... 11 3.Bagian-bagian cetak ... 14 BAB IV PENUTUP ........ 15 DAFTAR PUSTAKA .....16 BAB I : PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang kebutuhan logam ternyata tidak hanya sebatas benda dengan permukaan rata. Kebutuhan akan logam juga berkembang pesat seiring dengan teknologi yang mendukungnya. Sekarang kita bisa menghasilkan benda logam dalam bentuk apaun tanpa harus mengalami proses penenmpaan. Pada zaman dahulu untuk menhasilkan logam yang brbentuk rumit maka benda haruslah di panaskan dan dipukul sebagaimana proses penempaan pada umumnya. Namun seiring kemajuan zaman tuntutan akan kebutuhan logam semakin meningkat dan atas tuntutan itulah kini telah tercipta tungku-tungku pelebur besi yang menhasilkan suhu diatas 1500 C Didlam makalah ini tercantum beberapa jenis pengecoran yakni: PERMANENT MOLD CASTING, CENTRIFUGAL CASTING, INVESTMENT CASTING, DIE CASTING, INJECTION MOLDING, BLOW MOLDING Yang setidaknya pembaca akan tahu sedikit tentang pengecoran. BAB II : 1. PENGERTIAN PENGECORAN Pengecoran adalah suatu proses manufaktur yang menggunakan logam cair dan cetakan untuk menghasilkan parts dengan bentuk yang mendekati bentuk geometri akhir produK jadi. Logam cair akan dituangkan atau ditekan ke dalam cetakan yang memiliki rongga sesuai dengan bentuk yang diinginkan. Setelah logam cair memenuhi rongga dan kembali ke bentuk padat, selanjutnya cetakan disingkirkan dan hasil cor dapat digunakan untuk proses sekunder. Pasir hijau untuk pengecoran digunakan sekitar 75 percent dari 23 million tons coran yang diproduksi dalam USA setiap tahunnya. Proses pengecoran sendiri dibedakan menjadi dua macam, yaitu traditional casting dan non-traditional/contemporary casting. Teknik traditional terdiri atas : 1. Sand-Mold Casting 2. Dry-Sand Casting 3. Shell-Mold Casting 4. Full-Mold Casting 5. Cement-Mold Casting

6. Vacuum-Mold Casting Sedangkan teknik non-traditional terbagi atas : 1. High-Pressure Die Casting 2. Permanent-Mold Casting 3. Centrifugal Casting 4. Plaster-Mold Casting 5. Investment Casting 6. Solid-Ceramic Casting Perbedaan secara mendasar di antara keduanya adalah bahwa contemporary casting tidak bergantung pada pasir dalam pembuatan cetakannya. Perbedaan lainnya adalah bahwa contemporary casting biasanya digunakan untuk menghasilkan produk dengan geometriyang kecil relatif dibandingkan bila menggunakan traditional casting. Hasil coran non-traditional casting juga tidak memerlukan proses tambahan untuk penyelesaian permukaan. Jenis logam yang kebanyakan digunakan di dalam proses pengecoran adalah logam besi bersama-sama dengan aluminium, kuningan, perak, dan beberapa material non logam lainnya. 2. MACAM-MACAM PENGECORAN 2.1. PERMANENT MOLD CASTING Jenis pengecoran ini , cetakannnya dapat dipakai berulang kali (terbuat dari logam dan grafit). Pengecoran ini dikhususkan untuk pengecoran logam non ferrous dan paduan. Kualitas pengecoran ini tergantung dari kualitas mold, umumnya dikerjakan dengan machining untuk mendapatkan kualitas yang bagus maka dikerjakan dengan proses machining yang memiliki keakuratan yang tinggi Advantage Permanent Mold Casting: 1. Produksi Tinggi 2. Cetakan dapat dipakai berulang kali 3. Dalam operasinya tidak diperlukan tenaga ahli 4. Ketelitian produk lebih baik daripada sand casting 5. Tidak memerlukan proses lanjutan Disadvantage Permanent Mold Casting: 1. Harga cetakan mahal 2. Perlu perhitungan yang tepat dalam mengerjakan cetakan 3. cetakan untuk satu macam produk 4. ukuran produk kecil dan sederhana 5. tidak dapat mengecor baja 2.2. CENTRIFUGAL CASTING Prinsip: Menuangkan logam cair ke dalam cetakan yang berputar dan akibat gaya centrifugal logam cair akan termampatkan sehingga diperoleh benda kerja tanpa cacat. Pengecoran ini digunakan secara intensif untuk pengecoran plastik , keramik, beton dan semua logam. Advantage Centriugal Casting: 1. Riser tidak diperlukan 2. Produk yang berlekuk-lekuk dapat diproses dengan kualitas permukaan baik 3. toleransi dimensi kecil 4. ketebalan benda kerja uniform Disadvantage Centrifugal Casting:

1. Harga peralatan mahal 2. Biaya maintenance mahal 3. Laju produksi rendah 4. One product in one mold 5. Gaya centrifugal besar Pengecoran Centrifugal dapat dibagi 2 macam , yaitu: A. Pengecoran Centrifugal Mendatar B. Pengecoran Centrifugal Vertikal 2.3. INVESTMENT CASTING Proses pengecoran dengan pola tertanam dalam rangka cetak , kemudian pola dihilangkan dengan cara pemanasan sehingga diperoleh rongga cetak. Pola biasanya terbuat dari lilin (wax) , plastik atau mateial yang mudah meleleh . Pengecoran ini sering juga disebut WAX LOST CASTING. Proses Pengecoran ini Dibagi 2 Macam: A. Investment Flask Casting B. Investment Sheel Casting Prosedur Investment Casting: 1. Membuat Master Pattern 2. Membuat Master Die 3. Membuat Wax Pattern 4. Melapisi Wax Pattern 5. Mengeluarkan Wax Pattern dari Mold 6. Preheat Mold 7. Menuangkan logam cair 8. Mengeluarkan Produk Proses yang termasuk juga Investment Casting adalah FULL MOLD PROCESS atau LOST FOAM PROCESS. Bahan Pattern biasanya Expanded Polystyrene. 2.4. DIE CASTING Proses ini mempergunakan tekanan dalam memasukkan logam cair ke dalam rongga cetakan dan dengan dibawah tekanan dibiarkan membeku . Die Casting umumnya untuk logam non Ferrous dan paduan . Die biasanya terbuar dari baja yang dikeraskan. Advantage Die Casting 1. Ukuran dan bentuk benda sangat tepat 2. Jarang menggunakan proses finishing 3. Baik untuk produksi massal 4. Waste material rendah. Disadvantage Die Casting 1. Harga mesin dan cetakan mahal 2. Bentuk benda kerja sederhana 3. Benda kerja harus segera dikeluarkan 4. Berat dan ukuran produk terbatas 5. Umur cetakan menurun Berdasarkan prosesnya , Die Casting dapat dikelompokkan 2 jenis: A. Hot Chamber Die Casting B. Cold Chamber Die Casting

HOT CHAMBER DIE CASTING Pada proses ini , tungku pencair logam jadi satu dengan mesin cetak dan silinder injeksi Terendam dalam logam cair. Silinder injeksi digerakkan secara pneumatik atau hidrolik. Pada umumnya Die Casting jenis ini hanya cicik untuk deng, timah putih, timbal dan paduannya. Pada mesin ini mempunyai komponen utama : silinder plunger , leher angsa (goose neck) dan nozzle. Logam cair ditekan ke dalam rongga cetakan dengan tekanan tetap dipertahankan salama pembekuan terjadi. Leher angsa yang terendam logam cair sewaktu plunger pada kedudukan teratas . Kemudian logam cair diinjeksikan ke rongga cetakan dengan amat cepat. COLD CHAMBER DIE CASTING Pada mesin cetak ini, tungkunya terpisah dari mesinnya. Mesin membutuhkan tekanan yang lebih besar untuk menutup cetakan dan pengisian rongga cetakan. M = Massa Benda Coran N = Jumlah Produk Yang DiproduksiW=M[1+(N-1)(1-0.3 x o.95) + 0.3 x 0.05] W=200 [ 1+(3000-1)(1-0.285) +0.015] W=429.060 gramJadi total aluminium yang harus disediakan 429,06 kg Cara kerja mesin ini, dimulai dari pencairan logam cair kemudian dituangkan ke dalam plunger yang berdekatan dengan cetakan, baru dilakukan penekanan secara hidrolis . Proses ini biasanya cocok untuk logam-logam yang memiliki temperatur leleh tinggi, misalnya aluminium dan magnesium. The Advantage of Cold Chamber Die Casting: 1. Produk yang dibuat Hot Chamber bisa dibuat di sini 2. Tidak terjadi serangan panas dari logam cair pada bagian mesin 3. Dapat dioperasikan pada tekanan tinggi 4. Kualitas benda kerja dapat dikontrol The Disadvantage of Cold Chamber Die Casting 1. Diperlukan alat bantu 2. Siklus kerja lebih lama 3. Kemungkinan cacat cukup besar 2.5. INJECTION MOLDING Perbedaan dengan Die Casting adalah cara material diumpankan dan msuk ke rongga cetakan . Injection molding dikhususkan untuk material non logam , mis gelas, plastik dan karet. Butiran plastik dimasukkan dalam hopper kemudian feed screw butiran plastik dipanaskan oleh elemen pemanas kemudian pada waktu sampai di nozzle sudah berupA cairan plastik dan cairan plastik ditekan masuk ke rongga cetakan . Die pada injection casting dilengkapi dengan sistem pendingin untuk membentu proses pembekuan (solidifikasi). 2.6. BLOW MOLDING Proses ini digunakan untuk produk plastik, gelas dan karet , seperti botol plastik, gelas minuman, nipple karet, gelas kendi , dsb. Proses ini diawali dengan pembuatan parison (gumpalan cair dalam bentuk penampang pipa) dan dimasukkan ke mesin cetak tiup . Kemudian udara ditiup masuk melalui lubang penampang pipa, karena desakan udara maka gumpalan tadi akan menyesuaikan dengan bentuk cetakan dan dibiarkan sampai menjadi padat. The Advantage of Injection Molding 1. Keakuratan dimensi tinggi 2. Kualitas permukaan baik

3. Siklus kerja pendek The anAdvantage of Injection Molding 1. Harga mesin mahal 2. Ekonomis untuk produksi missal BAB III. 1. TEKNIK PENGECORAN LOGAM 1.1 Definisi pengecoran Review Proses Pengecoran Pengecoran (CASTING) adalah salah satu teknik pembuatan produk dimana logam dicairkan dalam tungku peleburan kemudian di tuangkan kedalam rongga cetakan yang serupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akan dibuat Ada 4 faktor yang berpengaruh atau merupakan cirri dari proses pengecoran, yaitu : 1. Adanya aliran logam cair kedalam rongga cetak 2. Terjadi perpindahan panas selama pembekuan dan pendinginan dari logam dalam cetakan 3. Pengaruh material cetakan 4. Pembekuan logam dari kondisi cair Klasifikasi pengecoran berdasarkan umur dari cetakan, ada pengecoran dengan sekali pakai (expendable Mold) dan ada pengecoran dengan cetakan permanent (permanent Mold). Cetakan pasir termasuk dalam expendable mold. Karena hanya bisa digunakan satu kali pengecoran saja, setelah itu cetakan tersebut dirusak saat pengambilan benda coran. Dalam pembuatan cetakan, jenis-jenis pasir yang digunakan adalah pasir silika, pasir zircon atau pasir hijau. Sedangkan perekat antar butir-butir pasir dapat digunakan, bentonit, resin, furan atau air gelas. 1.2. Terminologi Pengecoran dengan Cetakan Pasir Secara umum cetakan harus memiliki bagian-bagian utama sebagai berikut : 1. Cavity (rongga cetakan), merupakan ruangan tempat logam cair yang dituangkan kedalam cetakan. Bentuk rongga ini sama dengan benda kerja yang akan dicor. Rongga cetakan dibuat dengan menggunakan pola. 2. Core (inti), fungsinya adalah membuat rongga pada benda coran. Inti dibuat terpisah dengan cetakan dan dirakit pada saat cetakan akan digunakan. Bahan inti harus tahan menahan temperatur cair logam paling kurang bahannya dari pasir. 3. Gating sistem (sistem saluran masuk), merupakan saluran masuk kerongga cetakan dari saluran turun. Gating sistem suatu cetakan dapat lebih dari satu, tergantung dengan ukuran rongga cetakan yang akan diisi oleh logam cair. 4. Sprue (Saluran turun), merupakan saluran masuk dari luar dengan posisi vertikal. Saluran ini juga dapat lebih dari satu, tergantung kecepatan penuangan yang diinginkan. Pouring basin, merupakan lekukan pada cetakan yang fungsi utamanya adalah untuk mengurangi kecepatan logam cair masuk langsung dari ladle ke sprue. Kecepatan aliran logam yang tinggi dapat terjadi erosi pada sprue dan terbawanya kotoran-kotoran logam cair yang berasal dari tungku kerongga cetakan. 5. Raiser (penambah), merupakan cadangan logam cair yang berguna dalam mengisi kembali rongga cetakan bila terjadi penyusutan akibat solidifikasi. 1.3. Pengecoran Cetakan Pasir Pengecoran dengan cetakan pasir melibatkan aktivitas-aktivitas seperti menempatkan pola dalam kumpulan pasir untuk membentuk rongga cetak, membuat sistem saluran, mengisi rongga cetak dengan logam cair, membiarkan logam cair membeku, membongkar cetakan yang berisi

produk cord an membersihkan produk cor. Hingga sekarang, proses pengecoran dengan cetakan pasir masih menjadi andalan industri pengecoran terutam industri-industri kecil. Tahapan yang lebih umum tentang pengecoran cetakan pasir diperlihatkan dalam gambar dibawah ini. 1. Pasir Kebanyakan pasir yang digunakan dalam pengecoran adalah pasir silika (SiO2). Pasir merupakan produk dari hancurnya batu-batuan dalam jangka waktu lama. Alasan pemakaian pasir sebagai bahan cetakan adalah karena murah dan ketahanannya terhadap temperature tinggi. Ada dua jenis pasir yang umum digunakan yaitu naturally bonded (banks sands) dan synthetic (lake sands). Karena komposisinya mudah diatur, pasir Sinetik lebih disukai oleh banyak industri pengecoran. 2. Jenis Cetakan Pasir Ada tiga jenis cetakan pasir yaitu green sand, cold-box dan no-bake mold. Cetakan yang banyak digunakan dan paling murah adalah jenis green sand mold (cetakan pasir basah). Kata basah dalam cetakan pasir basah berati pasir cetak itu masih cukup mengandung air atau lembab ketika logam cair dituangkan ke cetakan itu. Istilah lain dalam cetakan pasir adalah skin dried. Cetakan ini sebelum dituangkan logam cair terlebih dahulu permukaan dalam cetakan dipanaskan atau dikeringkan. Karena itu kekuatan cetakan ini meningkat dan mampu untuk diterapkan pada pengecoran produk-produk yang besar. Dalam cetakan kotak dingin (box-cold-mold), pasir dicampur dengan pengikat yang terbuat dari bahan organik dan in-organik dengan tujuan lebih meningkatkan kekuatan cetakan. Akurasi dimensi lebih baik dari cetakan pasir basah dan sebagai konsekuensinya jenis cetakan ini lebih mahal. 3. Pola Pola merupakan gambaran dari bentuk produk yang akan dibuat. Pola dapat dibuat dari kayu, plastic/polimer atau logam. Pemilihan material pola tergantung pada bentuk dan ukuran produk cor, akurasi dimensi, jumlah produk cor dan jenis proses pengecoran yang digunakan. Jenis-jenis pola : a. Pola tunggal (one pice pattern / solid pattern) Biasanya digunakan untuk bentuk produk yang sederhana dan jumlah produk sedikit. Pola ini dibuat dari kayu dan tentunya tidak mahal. b. Pola terpisah (spilt pattern) Terdiri dari dua buah pola yang terpisah sehingga akan diperoleh rongga cetak dari masingmasing pola. Dengan pola ini, bentukproduk yang dapat dihasilkan rumit dari pola tunggal. c. Match-piate pattern Jenis ini popular yang digunakan di industri. Pola terpasang jadi satu dengan suatu bidang datar dimana dua buah pola atas dan bawah dipasang berlawanan arah pada suatu pelat datar. Jenis pola ini sering digunakan bersama-sama dengan mesin pembuatan cetakan dan dapat menghasilkan laju produksi yang tinggi untuk produk-produk kecil. 4. Inti Untuk produk cor yang memiliki lubang/rongga seperti pada blok mesin kendaraan atau katup-katup biasanya diperlukan inti. Inti ditempatkan dalam rongga cetak sebelum penuangan untuk membentuk permukaan bagian dalam produk dan akan dibongkar setelah cetakan membeku dan dingin. Seperti cetakan, inti harus kuat, permeabilitas baik, tahan panas dan tidak mudah hancur (tidak rapuh).

5. Operasi Pengecoran Cetakan Pasir Operasi pengecoran dengan cetakan pasir melibatkan tahapan proses perancangan produk cor, pembuatan pola dan inti, pembuatan cetakan, penuangan logam cair dan pembongkaran produk cor. 2. PROSES PELEBURAN LOGAM Peleburan logam merupakan aspek terpenting dalam operasi-operasi pengecoran karena berpengaruh langsung pada kualitas produk cor. Pada proses peleburan, mula-mula muatan yang terdiri dari logam, unsur-unsur paduan dan material lainnya seperti fluks dan unsur pembentuk terak dimasukkan kedalam tungku. Fluks adalah senyawa inorganic yang dapat membersihkan logam cair dengan menghilangkan gas-gas yang ikut terlarut dan juga unsur-unsur pengotor (impurities). Fluks memiliki beberpa kegunaan yang tergantung pada logam yang dicairkan, seperti pada paduan alumunium terdapat cover luxes (yang menghalangi oksidasi dipermukaan alumunium cair),. Cleaning fluxes, drossing fluxes, refining fluxes, dan wall cleaning fluxes Tungku-tungku peleburan yang biasa digunakan dalam industri pengecoran logam adalah tungku busur listrik, tungku induksi, tungku krusibel, dan tungku kupola. Karakteristik masing-masing tungku peleburan adalah : a. Tungku busur listrik laju peleburan tinggi laju produksi tinggi polusi lebih rendah dibandingkan tungku-tungku lain memiliki kemampuan menahan logam cair pada temperatur tertentu untuk jangka waktu lama untuk tujuan pemaduan b. Tungku induksi > Khususnya digunakan pada industri pengecoran kecil > Mampu mengatur komposisi kimia pada skala peleburan kecil >Terdapat dua jenis tungku yaitu Coreless (frekuensi tinggi) dan core atau channel (frekuensi rendah, sekitar 60 Hz) > Biasanya digunakan pada industri pengecoran logam-logam non-ferro > Secara khusus dapat digunakan untuk keperluan superheating (memanaskan logam cair diatas temperatur cair normal untuk memperbaiki mampu alir), penahanan temperatur (menjaga logam cair pada temperatur konstan untuk jangka waktu lama, sehingga sangat cocok untuk aplikasi proses die-casting), dan duplexing/tungku parallel (menggunakan dua tungku seperti pada operasi pencairan logam dalam satu tungku dan memindahkannya ke tungku lain) c. Tungku krusibel > Telah digunakan secara luas disepanjang sejarah peleburan logam. Proses pemanasan dibantu oleh pemakaian berbagai jenis bahan bakar. >Tungku ini bias dalam keadaan diam, dimiringkan atau juga dapat dipindah-pindahkan >Dapat diaplikasikan pada logam-logam ferro dan non-ferro d. Tungku kupola >Tungku ini terdiri dari suatu saluran/bejana baja vertical yang didalamnya terdapat susunan bata tahan api >Muatan terdiri dari susunan atau lapisan logam, kokas dan fluks >Kupola dapat beroperasi secara kontinu, menghasilkan logam cair dalam jumlah besar dan laju peleburan tinggi Muatan Kupola

- Besi kasar (20 % - 30 %) - Skrap baja (30 % - 40 %) Kadar karbon dan siliko yang rendah adalah menguntungkan untuk mendapat coran dengan prosentase Carbon dan Si yang terbatas. Untuk besi cor kekuatan tinggi ditambahkan dalam jumlah yang banyak. Skrap balikYang dimaksud skrap balik adalah coran yang cacat, bekas penambah, saluran turun, saluran masuk atau skrap balik yang dibeli dari pabrik pengecoran. >Paduan besi Paduan besi seperti Fe-Si, Fe-Mn ditambahkan untuk mengatur komposisi. Prosentase karbon berkurang karena oksidasi logam cair dalam cerobong dan pengarbonan yang disebabkan oleh reaksi antar logam cair dengan kokas. Prosentase karbon terutama diatur oleh perbandingan besi kasar dan skrap baja. Tambahan harus dimasukkan dalam perhitungan untuk mengimbangi kehilangan pada saat peleburan. Penambahan dimasukkan 10 sampai 20 % untuk Si dan 15 sampai 30 % untuk Mn. Prosentase steel bertambah karena pengambilan steel dari kokas. Peningkatan kadar belerang (steel) yang diperbolehkan biasanya 0,1 % 3. BAGIAN-BAGIAN CETAK 1. Pouring Basin berfungsi manampung kotoran atau slag (terak) yang ikut terbawa pada saat menuangkan logam dari laddle berfungsi juga menampung kelebihan logam cair. 2. Riser berfungsi untuk menanpung kelebihan logam cair sebagai cadangan bila terjadi penyusutan dan juga berfungsi sebagai pemberat. 3. Saluran turun (sprue) berfungsi untuk meneruskan lagam cair dari cawan tuang ke runner dan saluran masuk (gate). 4. Gate berfungsi sebagaii saluran masuk yang menghubungi runner dengan rongga cetak (cavity). C. Faktor-faktor yang harus diperhatikan dalam perencanaan pola: 1. SHRINKAGE 2. KELEBIHAN MATERIAL 3. DRAFT ANGLE 4. DISTORSI 5. PATING LINE Kondisi cacat yang paling banyak dijumpai pada proses pengecoran saluran keluar teko adalah lubang saluran keluar pada ujung teko yang terlalu sempit bahkan tertutup di akhir proses pengecoran. Banyak faktor yang mempengaruhi proses pengecoran ini sehingga menyebabkan cacat tersebut. Kondisi cacat ini dapat direpresentasikan dengan ketebalan dari produk cor saluran keluar teko. Pada makalah ini akan dianalisa faktor yang paling signifikan mempengaruhi ketebalan saluran teko hasil cor. Metode yang digunakan adalah metode desain eksperimen khususnya metode desain faktorial untuk menentukan faktor-faktor yang signifikan serta kondisi optimumnya dan metode response surface untuk mendapatkan model pendekatan untuk ketebalan saluran teko sebagai fungsi dari faktor-faktor tersebut sehingga dapat diperoleh kondisi keseluruhan yang paling optimal. Dari analisa hasil eksperimen ini ditemukan bahwa faktor yang signifikan terhadap ketebalan adalah temperature tuang, radius sprue dan holding time. Dapat pula disimpulkan bahwa kondisi optimum dari factor-faktor tersebut adalah temperatur tuang 475?C, radius sprue 29.6 mm dan holding time 8 detik yang menghasilkan ketebalan sebesar 2.54 mm. BAB IV.

PENUTUP. KESIMPULAN Di dunia industri sekarang ini kebutuhan akan logam semakin meningkat tidak lain karna rasa ingin memiliki dari konsumen yang tidak ada habisnya. Banyak pihak yang memanfaatkan kesempatan untuk meraup uang dari kebiasaan manusia tersebut, semua kebutuhan akan logam yang tak mungkin dikerjakan dengan mesin konfensional itulah yang merupakan suatu ilmu yang sangat bermanfaat yang sebenarnya merupakan suatu peluang bisnis yang cukup menjanjikan di negara indonesia ini Peluang bisnis berupa pengecoran logam itulah yang sekarang ini telah ditekuni olehbanyak orang atau perusahaan. Pengecoran sangat berguna karna tanpa pengecoran maka dunia industri logam dunia tidak akan ada, karna pengecoranlah yang merupakan proses awal pembuatan logam dari biji besi.

DAFTAR PUSRAKA Doyle, Lawrence E., Cark A.1985. Proses pembuatan Material Untuk Permesinan. New Jersey: Prentice Hall inc Higgins, Raymond A. 1986. Ilmu Logam Persmesinan bagian 2, Tekhnologi Proses Ilmu Logam. Honkong: ELBS. Kim, S.E., Hyun, Y.T., et al.2001. Centrifugal Castability Of Tial Base Alloys. Korea Japan: Foundary Engineers Suprapto, Agus. 2001. Pengaruh Serbuk Rumah Kerang Laut Terhadap Kualitas Hasil Pengecoran Alumnium.Jakarta Drs, Zainuddin. 2007. Teknik Pembentukan Dasar.Palembang