< PreviousTeknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 10 Kelemahan : Uap lembab dalam pasir dapat menyebabkan kerusakan pada berberapa coran, tergantung pada logam dan geometri coran. Cetakan pasir kering, dibuat dengan menggunakan bahan pengikat organik, dan kemudian cetakan dibakar dalam sebuah oven dengan temperatur berkisar antara 204o sampai 316o C. Pembakaran dalam oven dapat memperkuat cetakan dan mengeraskan permukaan rongga cetakan. Keunggulan : Dimensi produk cetak lebih baik. Kelemahan : Lebih mahal dibandingkan dengan cetakan pasir basah; Laju produksi lebih rendah karena dibutuhkan waktu pengeringan; Pemakaian terbatas untuk coran yang medium dan besar dalam laju produksi rendah medium. Cetakan kulit kering, diperoleh dengan mengeringkan permukaan pasir basah dengan kedalaman 1,2 cm sampai dengan 2,5 cm pada permukaan rongga cetakan. Bahan perekat khusus harus ditambahkan pada campuran pasir untuk memperkuat permukaan rongga cetak. Klasifikasi cetakan yang telah dibahas merupakan klasifikasi konvensional. Saat ini telah dikembangkan cetakan yang menggunakan pengikat bahan kimia. Beberapa bahan pengikat yang tidak menggunakan proses pembakaran, seperti antara lain resin turan, penolik, minyak alkyd. Cetakan tanpa pembakaran ini memiliki kendali dimensi yang baik dalam aplikasi produksi yang tinggi. Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 11 Proses Pengecoran dengan Cetakan Khusus : Proses pengecoran telah dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan khusus. Perbedaan antara metode ini dengan metode cetakan pasir terdapat dalam komposisi bahan cetakan, cara pembuatan cetakan, atau cara pembuatan pola. Cetakan kulit (shell molding) ditunjukkan dalam gambar 3.4 : Menggunakan pasir dengan pengikat resin termoset. Gambar 3.4 Tahapan pembuatan cetakan kulit Cara pembuatan : Pada logam dipanaskan dan diletakan diatas kotak yang telah berisi campuran pasir dengan resin termoset; Kotak dibalik sehingga campuran pasir dan resin jatuh diatas pola yang masih panas, membentuk lapisan campuran yang melapisi permukaan pola sehingga membentuk kulit keras; Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 12 Kotak dikembalikan ke posisi semula, sehingga kelebihan campuran pasir kembali jatuh kedalam kotak; Kulit pasir dipanaskan dalam oven selama beberapa menit hingga seluruhnya mengering; Cetakan kulit dilepaskan dari polanya; Dua belahan cetakan kulit dirakit, di support dengan pasir atau butiran logam dalam sebuah rangka cetak, dan kemudian dilakukan penuangan; Coran yang telah selesai dengan saluran turun dilepaskan dari cetakan. Keuntungan dari cetakan kulit : Permukaan rongga cetak lebih halus dibandingkan dengan cetakan pasir basah; Permukaan yang halus tersebut memudahkan logam cair selama penuangan dan dihasilkan permukaan akhir yang lebih baik; Dimensi lebih akurat; Memilki kolapsibilitas yang sangat baik, sehingga dapat dihindarkan terjadinya keretakan pada hasil coran. Kelemahan : Pola logam lebih mahal dibandingkan dengan pola yang digunakan pada cetakan pasir basah; Kurang cocok bila digunakan untuk jumlah produksi yang rendah (hanya cocok untuk produksi massal). Contoh penggunaan : roda gigi, value bodies, bushing, camshaft. Cetakan Vakum : Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 13 Cetakan vakum disebut juga proses-V, menggunakan cetakan pasir yang disatukan dengan tekanan vakum. Jadi istilah vakum pada proses ini adalah metode pembuatan cetakan, bukan metode pengecoran. Tahapan proses adalah : (lihat gambar 3.5) Lembaran plastic ditarik diatas pola kup dan drug dengan vakum; Rangka cetak (flask) yang di desain secara khusus, ditaruh diatas pelat pola dan diisi pasir, saluran turun (sprue) dan cawan tuang (cup) dibentuk dalam pasir; Lembaran plastik yang lain ditempatkan diatas rongga cetak, dan ditarik dengan tekanan vakum, sehingga buturan pasir disatukan membentuk cetakan padat; Tekanan vakum dilepaskan, kemudian pola diangkat dari cetakan; Cetakan disatukan dengan pasangannya untuk membentuk kup dan drug, kemudian divakum untuk memperkuat kedua bagian tersebut. Selanjutnya dilakukan penuangan logam cair, lembaran plastik akan habis terbakar dengan cepat setelah tersentuh logam cair. Setelah pembekuan, seluruh pasir dapat didaur ulang untuk digunakan kembali. Gambar 3.5 Tahapan pembuatan cetakan vakum Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 14 Keuntungan dari proses vakum : Tidak menggunakan bahan pengikat; Pasir tidak perlu dikondisikan secara khusus (karena tidak menggunakan bahan pengikat); Karena tidak ada air yang dicampurkan kedalam pasir, maka kerusakan coran akibat uap lembab dapat dihindarkan. Kelemahan : Proses pembuatannya relatif lambat, dan tidak segera dapat digunakan. Proses pengecoran polisteren Nama lain dari proses ini adalah : proses penghilangan busa (lost-foam process), proses penghilangan pola (lost pattern process), proses penguapan busa (evaporative foam process), proses cetak penuh (full-mold process). Pola cetakan termasuk sistem saluran masuk, riser dan inti (bila diperlukan) dibuat dari bahan busa polisteren. Dalam hal ini cetakan tidak harus dapat dibuka dalam kup dan drug, karena pola busa tersebut tidak perlu dikeluarkan dari rongga cetak (lihat gambar 3.6). Gambar 3.6 Tahapan proses pengecoran polisteren Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 15 Tahapan proses pengecoran polisteren adalah : Pola polisteren dilapisi dengan senyawa tahan api; Pola busa tersebut ditempatkan pada kotak cetakan, dan pasir dimasukkan kedalam kotak cetakan dan dipadatkan kesekeliling pola; Logam cair dituangkan kedalam bagian pola yang berbentuk cawan tuang dan saluran turun (sprue), segera setelah logam cair dimasukan kedalam cetakan, busa polisteren menguap, sehingga rongga cetak dapat diisi. Keuntungan proses ini : Pola tidak perlu dilepaskan dari rongga cetak. Tidak perlu dibuat kup dan drug, dan sistem saluran masuk serta riser dapat dibuat menjadi satu dengan pola polisteren tersebut. Kelemahannya : Pola polisteren merupakan pola sekali pakai, sehingga dibutuhkan pola baru setiap kali pengecoran. Biaya pembuatan pola mahal. Penggunaan : Produksi massal untuk pembuatan mesin automobil (dalam proses ini pembuatan dan pemasangan pola dilakukan dengan sistem produksi automatis). Pengecoran presisi (investment casting) : Dalam proses pengecoran ini pola dibuat dari lilin yang dilapisi dengan bahan tahan api untuk membuat cetakan, setelah sebelumnya lilin tersebut mencair terlebih dahulu dan dikeluarkan dari rongga cetakan. Pola lilin dibuat dengan cetakan induk (master die), dengan cara menuang atau menginjeksikan lilin cair ke dalam cetakan induk tersebut. Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 16 Tahapan pengecoran presisi : (lihat gambar 3.7) Pola lilin dibuat; Beberapa pola ditempelkan pada saluran turun (sprue) membentuk pohon bola; Gambar 3.7 Tahapan proses pengecoran presisi Pohon pola dilapisi dengan lapisan tipis bahan tahan api; Seluruh cetakan terbentuk dengan menutup pola yang telah dilapisi tersebut dengan bahan tahan api sehingga menjadi kaku; Cetakan dipegang dalam posisi terbalik, kemudian dipanaskan sehingga lilin meleleh dan keluar dari dalam cetakan; Cetakan dipanaskan kembali dalam suhu tinggi, sehingga semua kotoran terbuang dari cetakan dan semua logam cair dapat masuk kedalam bagian-bagian yang rumit disebut proses preheating; Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 17 Setelah logam cair dituangkan dan membeku cetakan dipecahkan, dan coran dilepaskan dari sprue-nya. Keuntungan dari pengecoran presisi : Dapat membuat coran dalam bentuk yang rumit; Ketelitian dimensi sangat baik (toleransi 0.076mm); Permukaan hasil coran sangat baik; Lilin dapat didaur ulang; Tidak diperlukan pemesinan lanjut; Kelemahan : Tahapan proses banyak sehingga biayanya mahal; Terbatas untuk benda cor yang kecil; Sulit bila diperlukan inti. Contoh penggunaan : komponen mesin turbin, perhiasan, alat penguat gigi. Cetakan presisi dapat digunakan untuk semua jenis logam, seperti : baja, baja tahan karat, paduan dengan titik lebur tinggi. Pengecoran dengan cetakan plaster dan keramik : Pengecoran dengan cetakan plaster mirip dengan cetakan pasir, hanya cetakannya dibuat dengan plaster (2CaSO4-H2O) sebagai pengganti pasir. Bahan tambahan, seperti bubuk dan silika dicampur dengan plaster untuk : mengatur kepadatan, mengatur waktu pengeringan cetakan, mengurangi terjadinya keretakan, dan meningkatkan kekuatan. Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 18 Untuk membuat cetakan, plaster dicampur dengan air dan dituangkan ke dalam pola plastik atau logam dalam rangka cetak (flask) dan dibiarkan mengering (catatan: pola kayu kurang sesuai untuk cetakan plaster). Kelemahan : Perawatan cetakan plaster sulit sehingga jarang digunakan untuk produksi tinggi; Kekuatan cetakan akan berkurang bila terlalu kering; Bila cetakan tidak kering uap lembab akan merusak hasil coran; Permeabilitas cetakan rendah, sehingga uap sulit keluar dari rongga cetak; Tidak tahan temperatur tinggi. Cara menanggulangi kelemahan : Keluarkan udara sebelum diisi cairan; Anginkan plaster agar dihasilkan plaster yang keras dan padat; Gunakan cetakan dengan komposisi dan perawatan khususyang dikenal dengan proses Antioch. Proses Antioch adalah proses yang menggunakan campuran 50% pasir dengan plaster, memanaskan cetakan dalam autoclave (oven yang menggunakan uap air superpanas dan bertekanan tinggi), dan kemudian dikeringkan. Dengan cara ini akan dihasilkan permeabilitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan cetakan plaster konvensional. Keuntungan : Permukaan akhir baik; Dimensi akurat; Mampu membuat bagian coran yang tipis. Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 19 Pengecoran dengan cetakan plaster digunakan untuk logam dengan titik lebur rendah seperti : aluminium, magnesium, dan paduan tembaga. Contoh Penggunaan : cetakan logam untuk mencetak plastik, karet, sudu-sudu pompa dan turbin, dan produk coran lainnya yang memiliki geometri yang rumit. Cetakan keramik mirip dengan cetakan plaster, bedanya cetakan keramik menggunakan bahan keramik tahan api yang lebih tahan temperatur tinggi dibandingkan dengan plaster. Jadi cetakan keramik dapat digunakan untuk mencetak baja, besi tuang, dan paduan lainnya yang mempunyai titik lebur tinggi. Penggunaan sama dengan cetakan plaster hanya titik lebur logam coran lebih tinggi. Kelebihan lainnya = cetakan plaster. Proses Cetakan Permanen Pengecoran cetakan permanen menggunakan cetakan logam yang terdiri dari dua bagian untuk memudahkan pembukaan dan penutupannya. Pada umumnya cetakan ini dibuat dari bahan baja atau besi tuang. Logam yang biasa dicor dengan cetakan ini antara lain aluminium, magnesium, paduan tembaga, dan besi tuang. Pengecoran dilakukan melalui beberapa tahapan seperti ditunjukkan dalam gambar 3.8 berikut ini. Next >