Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 1 Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 2 Daftar Isi 1. Proses Pengecoran Logam .......................................................................... 1 2. Keselamatan Kerja Di Pengecoran Logam ............................................ 39 3. Pengendalian Bahaya Di Industri Pengecoran Logam ..................... 67 4. Bahan-Bahan Di Pengecoran Logam ....................................................... 76 5. Jenis-Jenis Tanur ............................................................................................ 136Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 3 1. PROSES PENGECORAN LOGAM Pengecoran logam adalah proses pembuatan benda dengan mencairkan logam dan menuangkan ke dalam rongga cetakan. Proses ini dapat digunakan untuk membuat benda-benda dengan bentuk rumit. Benda berlubang yang sangat besar yang sangat sulit atau sangat mahal jika dibuat dengan metode lain, dapat diproduksi masal secara ekonomis menggunakan teknik pengecoran yang tepat. Pengecoran logam dapat dilakukan untuk bermacam-macam logam seperti, besi, baja, paduan tembaga (perunggu, kuningan, perunggu aluminium dan lain sebagainya), paduan logam ringan (paduan aluminium, paduan magnesium, dan sebagainya), serta paduan lain, semisal paduan seng, monel (paduan nikel dengan sedikit tembaga), hasteloy (paduan yang mengandung molibdenum, krom, dan silikon), dan sebagainya. Keuntungan proses pembentukan dengan pengecoran : Dapat mencetak bentuk kompleks, baik bentuk bagian luar maupun bentuk bagian dalam; Beberapa proses dapat membuat bagian (part) dalam bentuk jaringan; Dapat mencetak produk yang sangat besar, lebih berat dari 100 ton; Dapat digunakan untuk berbagai macam logam; Beberapa metode pencetakan sangat sesuai untuk keperluan produksi massal. Setiap metode pengecoran memiliki kelemahan, tetapi secara umum kerugian proses pembentukan dengan pengecoran dapat disebutkan sebagai berikut : Keterbatasan sifat mekanik; Sering terjadi porositas; Dimensi benda cetak kurang akurat; Permukaan benda cetak kurang halus; Bahaya pada saat penuangan logam panas; Masalah lingkungan. Beberapa contoh produk cor : Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 4 perhiasan, penggorengan, patung, pipa, blok mesin, roda kereta, rangka mesin, pompa, dan lain-lainnya. Menurut jenis cetakan yang digunakan proses pengecoran dapat diklasifikan menjadi dua katagori : Pengecoran dengan cetakan sekali pakai. Pengecoran dengan cetakan permanen. Pada proses pengecoran dengan cetakan sekali pakai, untuk mengeluarkan produk corannya cetakan harus dihancurkan. Jadi selalu dibutuhkan cetakan yang baru untuk setiap pengecoran baru, sehingga laju proses pengecoran akan memakan waktu yang relatif lama. Tetapi untuk beberapa bentuk geometri benda cor tersebut, cetakan pasir dapat menghasilkan coran dengan laju 400 suku cadang perjam atau lebih. Pada proses cetakan permanen, cetakan biasanya di buat dari bahan logam, sehingga dapat digunakan berulang-ulang. Dengan demikian laju proses pengecoran lebih cepat dibanding dengan menggunakan cetakan sekali pakai, tetapi logam coran yang digunakan harus mempunyai titik lebur yang lebih rendah dari pada titik lebur logam cetakan. Cetakan Pasir : cetakan pasir merupakan cetakan yang paling banyak digunakan, karena memiliki keunggulan : Dapat mencetak logam dengan titik lebur yang tinggi, seperti baja, nikel dan titanium; Dapat mencetak benda cor dari ukuran kecil sampai dengan ukuran besar; Jumlah produksi dari satu sampai jutaan. Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 5 Tahapan pengecoran logam dengan cetakan pasir : Dalam gambar 1 ditunjukkan tahapan pengecoran logam dengan menggunakan cetakan pasir sebagai berikut : 1. Pembuatan pola, sesuai dengan bentuk coran yang akan dibuat; 2. Persiapan pasir cetak; 3. Pembuatan cetakan; 4. Pembuatan inti (bila diperlukan); 5. Peleburan logam; 6. Penuangan logam cair kedalam cetakan; 7. Pendinginan dan pembekuan; 8. Pembongkaran cetakan pasir; 9. Pembersihan dan pemeriksaan hasil coran; 10. Perlakuan panas jika diperlukan; 11. Produk cor selesai. Gambar 1 Tahapan pengecoran logam dengan cetakan pasir Tahapan pembuatan cetakan pasir : 1. Pemadatan pasir cetak di atas pola; 2. Pelepasan pola dari pasir cetak rongga cetak; 3. Pembuatan saluran masuk dan riser; 4. Pelapisan rongga cetak; Bahan Baku Tungku Ladel Sistem pengolahan pasir Pembuatan cetakan Penuangan Pembongkaran Pembersihan Pemeriksaan Pasir Rangka cetak Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 6 5. Bila coran memiliki permukaan dalam (mis : lubang), maka dipasang inti; 6. Penyatuan cetakan; 7. Siap untuk digunakan. Pola dan Inti : Pola merupakan model benda cor dengan ukuran penuh dengan memperhatikan penyusutan dan kelonggaran untuk pemesinan pada akhir pengecoran. Jenis-jenis pola : ( lihat gambar 3.2) Pola padat (solid pattern); pola belah (split pattern); Pola dengan papan penyambung (match – plate pattern); Pola cope dan drag (cope and drag pattern). (a) Pola padat (disebut juga pola tunggal) : Pola padat dibuat sama dengan geometri benda cor dengan mempertimbangkan penyusutan dan kelonggaran untuk pemesinan. Biasanya digunakan untuk jumlah produksi yang sangat kecil. Walaupun pembuatan pola ini mudah, tetapi untuk membuat cetakannya lebih sulit, seperti membuat garis pemisah antara bagian atas cetakan (cope) dengan bagian bawah cetakan (drug). Demikian pula untuk membuat sistem saluran masuk dan riser diperlukan tenaga kerja yang terlatih. Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 7 Gambar 1 Beberapa jenis pola (b) Pola belah : Terdiri dari dua bagian yang disesuaikan dengan garis pemisah (belahan) cetakannya. Biasanya digunakan untuk benda coran yang memiliki geometri yang lebih rumit dengan jumlah produksi menengah. Proses pembuatan cetakannya lebih mudah dibandingkan dengan memakai pola padat. (c) Pola dengan papan penyambung : Digunakan untuk jumlah produksi yang lebih banyak. Pada pola ini, dua bagian pola belah masing-masing diletakan pada sisi yang berlawanan dari sebuah papan kayu atau pelat besi. (d) Pola cope dan drug : Pola ini hampir sama dengan pola dengan papan penyambung, tetapi pada pola ini dua bagian dari pola belah masing-masing ditempelkan pada papan yang terpisah. Pola ini biasanya juga dilengkapi dengan sistem saluran masuk dan riser. Inti : Pola menentukan bentuk luar dari benda cor, sedangkan inti digunakan bila benda cor tersebut memiliki permukaan dalam. Inti merupakan model dengan skala penuh dari permukaan, dalam benda cor, yang diletakan dalam rongga cetak sebelum permukaan logam cair dilakukan, sehingga logam cair akan mengalir membeku diantara rongga cetak dan inti, untuk membentuk permukaan bagian luar dan dalam dari benda cor. Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 8 Inti biasanya dibuat dari pasir yang dipadatkan sesuai dengan bentuk yang diinginkan. Seperti pada pola, ukuran inti harus mempertimbangkan penyusutan dan pemesinan. Pemasangan inti didalam rongga cetak kadang-kadang memerlukan pendukung (support) agar posisinya tidak berubah. Pendukung tersebut disebut chaplet, yang dibuat dari logam yang memiliki titik lebur yang lebih tinggi dari pada titik lebur benda cor. Sebagai contoh, chaplet baja digunakan pada penuangan besi tuang, setelah penuangan dan pembekuan chaplet akan melekat ke dalam benda cor (lihat gambar 3.3). bagian chaplet yang menonjol ke luar dari benda cor selajutnya dipotong. Gambar 1 (a) Inti disangga dengan chaplet, (b)chaplet, (c) hasil coran dengan lubang pada bagian dalamnya Cetakan dan Pembuatan Cetakan : Pasir cetak yang sering dipakai adalah : pasir silika (SiO2), atau pasir silika yang dicampur dengan mineral lain (mis. tanah lempung) atau resin organik (mis. resin phenolik, resin turan, dsb). Ukuran butir yang kecil akan menghasilkan permukaan coran yang baik, tetapi ukuran butir yang besar akan menghasilkan permeabilitas yang baik, sehingga dapat membebaskan gas-gas dalam rongga cetak selama proses penuangan. Cetakan yang dibuat dari ukuran butir yang tidak beraturan akan menghasilkan kekuatan yang lebih tinggi dari pada butir yang bulat, tetapi permeabilitasnya kurang baik. Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 9 Beberapa indikator untuk menentukan kualitas cetakan pasir : Kekuatan, kemampuan cetakan untuk mempertahankan bentuknya dan tahan terhadap pengikisan oleh aliran logam cair. Hal ini tergantung pada bentuk pasir, kualitas pengikat dan faktor-faktor yang lain. Permeabilitas, kemampuan cetakan untuk membebaskan udara panas dan gas dari dalam cetakan selama operasi pengecoran melalui celah-celah pasir cetak. Stabilitas termal, kemampuan pasir pada permukaan rongga cetak untuk menahan keretakan dan pembengkokan akibat sentuhan logam cair. Kolapsibilitas (collapsibility), kemampuan cetakan membebaskan coran untuk menyusut tanpa menyebabkan coran menjadi retak. Reusabilitas, kemampuan pasir (dari pecahan cetakan) untuk digunakan kembali (didaur ulang). Klarifikasi Cetakan Pasir : Cetakan pasir basah. Cetakan pasir kering, atau Cetakan kulit kering. Cetakan pasir basah, dibuat dari campuran pasir, lempung, dan air. Keunggulan : Memiliki kolapsibilitas yang baik. Permeabilitas baik. Reusabilitas yang baik, dan Murah. Next >