< PreviousTeknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 80 2. Menurut jenis bahan dasar - Mineral - Keramik - Email 3. Menurut bentuk fisik atau wujudnya - Batu batuan - Kerikil - Pasir - Tepung - Serbuk Bata tahan api menurut bentuk fisiknya 1. Batu Tahan Api Batu tahan api yaitu dari bahan mineral atau oxid dari logam dan setengah logam, bahan ini memiliki kemampuan akan tahan api dengan tekanan tinggi. Biasanya batu tahan api ini digunakan untuk tanur peleburan atau oven perlakuan panas 2. Bahan Tahan Api Kerikil, Pasir / Tepung Bahan tersebut juga berasal dari mineral maupun keramik tahan api, yang biasanya digunakan sebagai pembungkus atau pelapis tanur bakar, oven pelebur maupun oven oven lainnya. Dalam penggunaannya , akan dicampur dengan perekat, juga bahan tahan api, agar memudahkan dalam pengerjaannya. 3. Yang berbentuk campuran, misalnya dalam bentuk adonan, pasta ataupun adukan. Juga biasa digunakan sebagai pelapis luar pada batu tahan api atau sebagai pengikat sewaktu menyusun batu tahan api tersebut. Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 81 Klasifikasi bahan yang digunakan di dunia dapat diklasifikasikan menjadi beberapa golongan, yang diantaranya terdapat golongan logam. Golongan logam tersebut dibagi kembali menjadi dua kelompok besar yaitu logam besi dan bukan besi. Berikut ini diberikan diagram klasifikasi material logam secara garis besar: 1. Besi (Iron) Besi kasar yang diperoleh melalui pencairan didalam dapur tinggi dituangkan kedalam cetakan yang berbentuk setengah bulan dan diperdagangkan secara luas untuk dicor ulang pada cetakan pasir yang disebut sebagai “Cast Iron” (besi tuang) sebagai bahan baku produk, dimana besi tuang akan diproses menjadi baja pada dapur-dapur baja yang akan menghasilkan berbagai jenis baja. Bahan Non Ferro Logam Non-Ferro (Non-Ferrous Metal) ialah jenis logam yang secara kimiawi tidak memiliki unsur besi atau Ferro (Fe), oleh karena itu logam jenis ini disebut sebagai logam bukan Besi (non Ferro). Beberapa dari jenis logam ini telah disebutkan dimana termasuk logam yang banyak dan umum digunakan baik secara murni maupun sebagai unsur paduan. Pada uraian berikut akan kita lihat logam dari jenis non Ferro ini secara lebih luas lagi, karena semakin berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi terutama dalam pengolahan bahan logam, menjadikan semua jenis logam digunakan secara luas dengan berbagai alasan, mutu produk yang semakin ditingkatkan, kebutuhan berbagai peralatan pendukung teknologi serta keterbatasan dari ketersediaan bahan-bahan yang secara umum digunakan dan lain- lain. Logam non Ferro ini terdapat dalam berbagai jenis dan masing- masing memiliki sifat dan karakteristik yang berbeda secara spesifik antara logam yang satu dengan logam yang lainnya, demikian puladalam cara pengadaannya, pengolahannya, perlakuannya serta pemakaiannya. Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 82 Keberagaman sifat dan karakteristik dari logam Non Ferro ini memungkinkan pemakaian secara luas baik digunakan secara murni atau pun dipadukan antara logam non ferro bahkan dengan logam Ferro untuk mendapatkan suatu sifat yang baru yang berbeda dari sifat asalnya . Logam non ferro dapat dikelompokan dalam 2 kelompok menurut berat jenis dari logam tersebut yaitu : Logam berat Logam berat ialah logam yang memiliki berat jenis (ρ) lebih besar dari 4,0 kg/dm3, yang termasuk dalam kelompok ini antara lain ialah : 1 Tembaga,Copper,Cuprum (Cu) 2 Seng, Zincum (Zn) 3 Timah putih, Tin, Stannum (Sn) 4 Lead, Timah hitam,Plumbum (Pb) 5 Silisium (Si) 6 Manganese (Mn) 7 Chromium (Cr) Logam ringan : Logam berat ialah logam yang memiliki berat jenis (ρ) lebih kecil dari 4,0 kg/dm3, yang termasuk dalam kelompok ini antara lain ialah : 1 Aluminium (Al) 2 Magnesium (Mg) Logam Mulia : Logam mulia ialah logam yang tidak mudah bereaksi dengan unsur lain, yang termasuk dalam kelompok ini antara lain ialah : 1 Emas, Gold, Aurum (Au) 2 Perak, Silver, Argentum (Ag) Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 83 3 Platinum 4 Palladium Beberapa jenis logam non ferro ini dapat disebutkan sebagai berikut : 1 Timah hitam (Pb) 19 Iridium (Ir) 2 Titanium (Ti) 20 Germanium (Ge) 3 Nickel, Nickolium (Ni) 21 Tantalum (Ta) 4 Timah putih, Tin, Stannum(Sn) 22 Tellurium (Te) 5 Seng (Zn) 23 Manganese (Mn) 6 Magnesium (Mg) 24 Mercury, Hydragirum(Hg) 7 Aluminium (Al) 25 Molybdenum (Mo) 8 Tembaga,Copper, Cuprum(Cu) 26 Platinum (Pt) 9 Bismuth (Bi) 27 Palladium (Pd) 10 Boron (B) 28 Rhodium (Rh) 11 Cadmium (Cd) 29 Argentum , Silver (Ag) 12 Cerium (Ce) 30 Selenium (Se) 13 Chromium (Cr) 31 Thorium (Th) 14 Cobalt (Co) 32 Tungsten, Wolfram 15 Silisium (Si) 33 Emas, Gold, Aurum (Au) 16 Beryllium (Be) 34 Zirconium (Zr) 17 Vanadium (V) 35 Hafnium (Hf) 18 Antimony, Stibium (Sb) 36 Niobium (Nb) Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 84 Sifat dan berbagai karakteristik dari beberapa logam non Ferro. 1. Lead, Timbal, Timah hitam, Plumbum (Pb) Timah hitam atau Timbal (Lead) memiliki ketahanan terhadap serangan bahan kimia terutama larutan asam sehingga cocok digunakan pada Industri Kimia. Bahan Timah Hitam (Plumber) juga sering digunakan sebagai bahan flashing serta bahan paduan solder Juga digunakan sebagai lapisan bantalan paduan dengan penambahan free-cutting steel akan menambah sifat mampu mesin (Machinability). Timah hitam sangat sangat lunak, lembek tetapi ulet, memiliki warna putih terang yang sangat jelas terlihat pada patahan atau pecahannya. Timah Hitam memiliki berat jenis (ρ) yang sangat tinggi yaitu =11,3 kg/dm3 dengan titik cair 3270C, digunakan sebagai isolator anti radiasi Nuclear. Timah hitam diperoleh dari senyawa Plumbum-Sulphur (PbS) yang disebut “Gelena” dengan kadar yang sangat kecil. Proses pemurniannya dilakukan dengan memanaskannya didalam dapur tinggi, proses pencairan untuk menghilangkan oxides serta unsur lainnya. Selain untuk pemakaian sebagai isolator radiasi, Timah hitam digunakan juga sebagai bahan pelapis pada bantalan luncur, bahan timah pateri serta sebagai unsur paduan dengan baja atau logam Non Ferro lainnya yang menghasilkan logam dengan sifat Free Cutting atau yang disebut sebagai baja Otomat. Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 85 2. Titanium (Ti) Titanium (Ti) memiliki warna putih kelabu, sifatnya yang kuat seperti baja dan stabil hingga temperature 4000C, tahan korosi dan memiliki berat jenis (ρ) = 4,5 kg/dm3. Titanium (Ti) digunakan sebagai unsur pemurni pada baja serta sebagai bahan paduan dengan Aluminium dan logam lainnya. Titanium (Ti) memiliki titik cair 16600C dan kekuatan tarik 470 N/mm2 serta densitas 56 %. Titanium (Ti) tidak termasuk logam baru walaupun pengembangannya baru dilakukan pada tahun 1949, karena sebenarnya Titanium (Ti) telah terdeteksi sejak tahun 1789 dalam bentuk Oxide Silicon, karena pengaruh oxygen maka pada saat itu tidak memungkinkan untuk dilakukan extraction, dimana Titanium (Ti) merupakan bagian penting dari Oxygen, namun pada akhirnya ditemukan metoda pemurnian Titanium (Ti) ini melalui pemanasan dengan Carbon dan Clorine, kemudian dengan Magnesium dan denganSodium pada suhu pemanasan antara 8000C hingga 9000C yang menghasilkan Titanium Tetraclorite sebagai produk awal dari Titanium (Ti) yang selanjutnya menggunakan Magnesiumcloride atau Sodiumcloride. Proses pencairan dan penuangan Titanium (Ti) kedalam bentuk Ingot memerlukan teknik tersendiri karena proses pemanasan pada Titanium dapat mengikat oxides dari dapur pemanas itu sendiri dimana Titanium cair berhubungan dengan udara (Oxygen) yang merupakan komponen dari proses pencairan tersebut. Titanium cair mengikat electrode yang merupakanl arutan Titanium kasar, sedangkan Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 86 electrode itu sendiri tergantung pada bagian atas dari dapur pemanas, dalam keadaan yang demikian ini gas argon dihembuskan untuk memvacumkan ruangan serta cairan, bersamaan dengan itu dialirkan pula air pendingin. Dengan demikian serbuk Titanium akan terkumpul dibagian dasar dari dapur pemanas tersebut, selanjutnya setelah membentuk ingot diproses lagi melalui proses tempa (Forging), rolling, drawing atau extrusing. Dapur pemanas ini biasanya berkapasitas sampai 2 Ton. 3. Nickel, Nickolium (Ni) Nickel, Nickolium merupakan unsur penting yang terdapat pada endapan terak bumi yang biasanya tercamppur dengan bijih tembaga. Oleh kerena itu diperlukan proses pemisahan dan pemurnian dari berbagai unsur yang akan merugikan sifat Nickel tersebut. Dalam beberapa hal Nickel memiliki kesamaan dengan bijih logam yang lain seperti juga besi selalu memiliki sifat-sifat yang buruk seperti titik cair yang rendah kekuatan dan kekerasannya juga rendah, tetapi juga memiliki keunggulan sebagaimana pada Nickel ini ialah ketahanannya terhadap berbagai pengaruh korosi dan dapat mempertahankan sifatnya pada temepratur tinggi. Oleh karena itu Nickel banyak digunakan sebagai pelapis dasar sebelum pelapisan dengan Chromium, dimana Nickel dapat memberikan perlindungan terhadap berbagi pengaruh gangguan korosi pada baja atau logam- logam lainnya. Bijih Nickel mengandung 2,5 % Nickel yang bercampur bersama-sama unsur lain yang sebagian besar terdiri atas besi dan silica serta hampir 4 % Tembaga dan Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 87 sedikit Cobalt, Selenium, Tellurium, Silver, Platinum dan Aurum. Sedangkan Tembaga, besi dan Nicel berada pada bijih itu sebagai Sulfida. Setelah proses penambangan bijih itu dipecah dan dilakukan pemisahan dari berbagai unsur yang mengandung batuan yang mengapung. Kemudian sulfide Nickel dan Sulfide Tembaga dipisahkan melalui proses pengapungan. Proses berikutnya ialah pemanggangan Sulfide Nicel untuk menggerakan Sulphur, selanjutnya dituangkan kedalam bejana, untuk selnjutnya dilakukan pemurnian melalui proses oxidasi sebagaimana dalam proses Bessemer dalam pemurnian baja. Dari proses ini akan diperoleh 48 % Nickel dan 27 % Tembaga. Selanjutnya dipanaskan bersama Sodium Sulfat dengan pemanasan kokas untuk memperoleh larutan Tembaga Nickel dan Sulfide Besi, kemudian dituangkan kedalam ladle untuk dilakukan pemadatan, Selama pendinginan Tembaga dan Sodium mengapung keatas dan ketika terjadi pemadatan Nickel dan Tembaga akan terpisah oleh tiupan atau pemukulan. Proses pemurnian lajut dilakukan dengan electrolisa dengan terlebih dahulu disinter sehingga berbentuk Briket, atau dapat juga dengan proses ‘carbonil’ jika tresedia cukup daya listrik dimana serbuk Nickel dipanggang untuk menhilangkan sisasisa Sulphur dan Besi kemudian direduksi oleh Hydrogen. Dengan demikian maka oxide logam akan keluar dan membentuk uap, akan terbang dan membentuk gas Nickel carbonil yang kemdianmencair karena pengaruk Carbonmonoxide serta akan mengalir melalui kulit endapan Nickel. Pemakaian Nickel Secara komersial Nickel banyak digunakan secara murni terutama untuk peralatan-peralatan yang menuntut ketahanan korosi yang tinggi, seperti peralatan dalam industri makanan , industri kimia, obat-obatan serta peralatan kesehatan, industri petroleum dan lain- lain. Nickel dapat dibentuk melalui proses panas maupun dingin, memiliki sifat mampu tempa, mampu mesin dengan pemotong HSS. Dapat dikerjakan dengan Cupping, Drawing, Spining, Swaging, Bending, dan Forming. Penyambungan dapat dilakukan dengan pengelasan, penyolderan, Brazing dan Welding. Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 88 Nickel Paduan Walaupun Nickel ini termasuk logam yang mahal karena sulitnya proses pemurnian serta relative kecilnya kadar Nickel yang terkandung didalam bijih Nickel, namun karena sifatnya yang sangat spesifik terutama sifat ketahanannya terhadap korosi yang sangat tinggi maka Nickel memiliki peranan yang sangat penting sebagai salah satu bahan Teknik dalam pemakaiannya baik digunakan secara murni maupun sebagai unsur paduan. Sedemikian pengaruh Nickel dalam pemakaiannya sebagai unsur paduan, serta berbagai jenis logam dapat berpadu dengan unsur Nickel. Nickel –Iron Alloy Paduan Nickel dengan besi digunakan ketika diperlukan pengendalian rendah atau menengah terhadap expansi koefisien Thermal-nya; misalnya kepresisian mesin, seal glasses terhadap logam dan thermostats. Untuk keperluan ini kita kenali dalam perdagangan dengan merk “Nilo” Paduan besi dengan kadar Nickel antara 36 dan 50 %, Nilo-36 yakni paduan besi dengan kadar Nickel 36 %, Pada paduan ini hampir tidak terjadi expansi koefisien pada temperature normal sehingga banyak digunakan pada ukuran-ukuran Standard, pita ukur, batang pendulum serta peralatan mesin yang presisi. Bahan ini juga digunakan pada thermostat dengan temperature kerja diatas 1000C. Nilo 40 dan Nilo 42 ialah paduan dengan kadar Nickel 40 % dan 42 % digunakan sebagaiu bahan thermostat elektrik dan oven gas untuk memasak, Nilo 42 memiliki bentuk inti yang sama dengan Copper-Clad wires digunakan sebagai seal pada amplop gas dan bola lampu, valves radio serta tabung televise. Nilo 48 dan Nilo 50, yaitu paduan dengan kadar Nickel 48 dan 50 % pemakainnya adalah sebagai bahan sealing didalam glass lunak pada valves radio serta peralatan tabung Televisi. Paduan Besi dengan 29 % Nickel dan 17 % Cobalt (Nilo-K) expansinya sama dengan Medium Hard-Glasses dari Borosilicate digunakan sebagai pembungkus dari special high-power velves untuk Glassto metal sealer pada tabung X-ray serta nomerius electrical component. Teknik Pengecoran Logam & Perlakuan Panas | Semester 3 Hal - 89 Nickel Molybdenum Alloys Paduan ini memiliki sifat ketahanan korosi dari kandungan Nickel serta kadar besi yang rendah yang dapat ditingkatkan dengan menambah unsur Molybdenum. Paduan Coronel merupakan jenis khusus paduan Tempa yang termasuk dalam type ini, dengan kadar 66 % Nickel, 28 % Molybdenum dan 6 % Besi. Sifatnya dapat dikendalikan melalui proses pengerjaan dingin, tetapi dengan kekuatan tarik sebesar 930 N/mm2 serta angka kekerasan 250 HV ini memang terlalu keras dimana bahan telah dilakukan annealing, akan tetapi jika diperlukan tegangan dan kekerasan yang lebih tinggi masih dapat ditingkatkan dengan memperpanjang waktu pemanasan pada Temperatur 7500C dan akan menghasilkan angka kekerasan hingga 350 HV walaupun hal ini jarang dilakukan. Nickel- Copper Alloys Nickel dan Copper dalam larutan padat berada dalam semua perbandingan (lihat diagram keseimbangan paduan tembaga Nickel pada halaman 24), dimana paduan ini akan menghasilkan paduan Tempa Copper-Nickel yang dapat diperoleh dalam bentuk hasil pengecoran (Cast), plat strip, pipa, kawat batangan dan potongan. Monel ialah salah satu bahan paduan yang komposisinya terdiri atas 66 5 Nickel, 33 % Copper serta 2 % Manganese. Paduan ini memiliki kekuatan tarik hingga 840 N/mm2 dengan kekerasan hingga 200HV yang beregantung pada lamanya proses pelarutan menurut cara pengendapan, sehingga kekuatan tarik mmelalui proses perlakuan panas dapat mencapai 1500 N/mm2 dengan angka kekerasan hingga 340 HV. Paduan ini diperdagangkan dengan nama K-Monel. Monel sangat tahan terhadap serangan asam dan alkalis, gas dan air laut serta tegangannnya dapat meningkat oleh pengaruh temperature tinggi. Paduan dari jenis ini digunakan dalam bagian-bagian dari pompa, sudu pada turbin uap, poros profeller Nickel- Chromium Alloys Paduan ini digunakan apabila diperlukan suatu sifat bahan yang tahan terhadap oxidasi temperature tinggi. Campurannya adalah 80 : 20 Nickel Chromium dalam larutan. Next >