140 cetakan pasir dengan pengikat khusus 113

140

5 Cetakan Pasir Dengan Pengikat Khusus 5.10 Evaluasi

Bagian B (Pertemuan ke-7) Materi Modul 5

Soal TTS (Teka-Teki Silang) Isilah soal TTS di bawah ini!

1 6

9

2

8 10

3

7

4

5

Mendatar 1 Nama lain dari proses pembuatan cetakan kulit 2 Salah satu jenis pasir cetak kulit 3 Zat pencampur pada pasir silika dengan persentase 3—7% untuk pembuatan cetakan dengan cara CO2 4 Gas yang dianjurkan agar dipakai sebagai zat pengeras pasir untuk cara kotak inti dalam cara kotak dingin 5 Bahan selain polisosianat yang dibubuhkan pada pasir silika dalam jumlah yang pas untuk pembuatan

cetakan kotak dingin

Menurun 6 Bahan yang digunakan sebagai bahan pengikat pasir untuk cara kotak panas 7 Reaksi yang menyebabkan campuran pasir dengan air-kaca dan bubuk logam seperti Si atau Al mengeras 8 Campuran antara resin fenol dan pasir silika 9 Bahan yang dapat memperbaiki sifat ambruk campuran semen dan pasir silika dalam pembuatan cetakan

mengeras sendiri 10 Nama cara pembuatan cetakan atau inti di mana pasir dengan pengikat resin set-panas disemprotkan ke

dalam kotak logam yang dipanaskan

4 Cetakan Pasir dan Pasir Cetak 113 4.8 Pasir cetak

Susunan pasir cetak

Bentuk butir pasir

Butir pasir bulat Butir pasir sebagian bersudut

Butir pasir bersudut Butir pasir kristal

Gambar 4.23 Bentuk butir-butir dari pasir cetak

• Jenis butir pasir bulat baik sebagai pasir cetak, karena memerlukan jumlah pengikat yang lebih sedikit untuk mendapat kekuatan dan permeabiliti tertentu, serta mampu alirnya baik sekali.

• Pasir berbutir kristal kurang baik untuk pasir cetak, sebab akan pecah menjadi butir-butir kecil pada pencampuran serta memberikan ketahanan api dan permeabiliti yang buruk pada cetakan, dan selanjutnya membutuhkan pengikat dalam jumlah banyak.

• Pasir cetak biasanya kumpulan dari butir-butir yang berukuran bermacam-macam. Tetapi kadang-kadang terdiri dari butir-butir tersaring yang mempunyai ukuran seragam.

Tanah lempung

• Tanah lempung terdiri dari kalonit, ilit dan monmarilonit juga kuarsa, felspar, mika dan kotoran lain-lainnya.

• Jika tanah lempung ditambahkan air, ia menjadi lekat dan jika lebih banyak air akan menjadi seperti pasta.

• Kalau lempung kehilangan kadar airnya, sifat lekatnya menjadi sangat berkurang.

• Ukuran dan butir-butir tanah lempung adalah sekitar 0,005 mm sampai 0,02 mm.

• Untuk coran yang besar dan cetakan pasir kering, dipakai pasir silika yang telah dicampur dengan tanah lempung yang mempunyai derajat tahan api tinggi.

• Kadang-kadang dibutuhkan bentonit, yaitu suatu jenis dari tanah lempung. Bentonit terdiri dari butir-butir halus dari 10—0,01μ yang fasa penyusun utamanya ialah monmorilonit (Al2O3 ⋅ 4SiO2 ⋅ H2O). Keplastisan terjadi karena penggelembungan dengan menambahkan air padanya.

Pengikat lain

• Inti sering dibuat dari pasir yang dibubuhi minyak nabati pengering 1,5—3,0% seperti minyak biji rami (linseed oil), minyak kedelai, atau minyak biji kol dan dipanggang pada temperatur 200 –250℃ yang disebut inti pasir minyak.

• Inti pasir minyak tidak menyerap air dan mudah ambruk pada waktu pembongkaran. Tetapi pasir dengan hanya dibubuhi minyak saja kekuatannya pada temperatur tinggi tidak cukup, sehingga perlu dibubuhkan sedikit bentonit dan kanji supaya mudah dibentuk dan diolah meskipun pada temperatur kamar.

• Sebagai tambahan, pada tanah lempung kadang-kadang dibubuhkan dekstrin yang dibuat dari kanji sebagai pengikat pembantu.

• Dekstrin bersifat lekat meskipun kadar airnya rendah, sehingga ia dipakai sebagai penstabil dari butir pasir pada permukaan cetakan basah atau kering.

• Selain dari itu, air kaca, resin atau semen dipakai

sebagai pengikat khusus.

Tambahan khusus

Bubuk arang, tepung ter, jelaga kokas, atau tepung grafit dibubuhkan kira-kira 1% kepada pasir cetakan agar: • permukaan coran menjadi halus, • pembongkaran mudah, dan • mencegah permukaan kasar.

• Kelebihan tambahan, menyebabkan cacat karena gas yang terbentuk. Oleh karena itu penting untuk menggunakannya dalam jumlah yang pas.

114

4 Cetakan Pasir dan Pasir Cetak 4.8 Pasir cetak

Sifat-sifat pasir cetak

Sifat-sifat pasir basah

• Pasir cetak dengan tanah lempung atau bentonit sebagai pengikat menunjukkan berbagai sifat sesuai dengan kadar air.

• kadar air adalah faktor sangat penting untuk pasir cetak.

• Menunjukkan hubungan antara kadar air dan berbagai sifat pasir dengan pengikat tanah lempung

Gambar 4.24 Pengaruh kadar air dan lempung pada pasir diikat lempung

• Kadar tanah lempung dibuat tetap dan kadar air ditambah, maka kekuatan berangsur-angsur bertambah sampai titik maksimum dan seterusnya menurun. Kecenderungan serupa timbul kalau kadar air dibuat tetap dan kadar lempung ditambah.

• Titik maksimum dari kekuatan dan permeabilitas adalah keadaan di mana butir-butir pasir ditempati oleh lempung yang berlebihan air.

• Air yang tidak cukup akan menurunkan kekuatan karena kurang lekatnya lempung. Selanjutnya tanah lempung yang berbutir menempati ruangan antara butir-butir pasir dan menurunkan permeabilitas.

• Menunjukkan hubungan antara kadar air, kekuatan dan permeabilitas dari pasir dengan pengikat bentonit.

Gambar 4.25 Penggunaan cil

• Kadar air yang membuat kekuatan maksimum dan yang membuat permeabilitas maksimum pada umumnya tidak sama.

• Jika kadar air bertambah, kekuatan & permeabilitas naik sampai titik maksimum dan menurun jika kadar air bertambah terus seperti pada Gambar 4.25.

• Untuk pasir dengan pengikat bentonit, kadar air yang menyebabkan kekuatan basah maksimum dan yang menyebabkan permeabilitas maksimum sangat berdekatan satu sama lain.

5 Cetakan Pasir Dengan Pengikat Khusus 139 5.10 Evaluasi

Bagian A (Pertemuan ke-7)

Soal nomor 1 Di bawah merupakan cara pembuatan cetakan mengeras sendiri, kecuali?

➀Cetakan mengeras sendiri dengan pengikat water-glass ➁Cetakan mengeras sendiri dengan campuran semen

➂Cetakan pasir cair mengeras sendiri

➃Cetakan mengeras sendiri dengan pengikat anorganik

➄Cetakan mengeras sendiri dengan pengikat organik

Soal nomor 2

Jelaskan proses pembuatan inti dengan cara kotak inti dingin di bawah ini!

Peniupan Penyaluran gas

Soal nomor 3 Manakah yang merupakan pelapis cetakan yang biasa dipakai?

➀Pelapis cetakan tanah ➁Pelapis cetakan lempung

➂Pelapis cetakan semen

➃Pelapis cetakan resin fenol

➄Pelapis cetakan air

138

5 Cetakan Pasir Dengan Pengikat Khusus 5.9 Rangkuman dan Jendela Motivasi

Modul 5 (Pertemuan ke-7)

• Cetakan mengeras sendiri terjadi ketika pengikat khusus yang ditambahkan kepada pasir cetak, kemudian campuran tersebut mengeras secara alamiah.

• Bahan pengikat organik yang dipakai untuk cetakan mengeras sendiri adalah minyak yang didenaturkan atau resin furan.

• Resin fenol dan polisosianat (M.D.I) ditambahkan pada pasir silika dengan jumlah yang pas dan kemudian

diaduk untuk membuat cetakan kotak dingin. • Untuk cetakan pasir dengan pengikat khusus harus dipilih pelapis cetakan yang sesuai dengan: nomor

kehalusan butir dari pasir, bahan, tebal dan bentuk coran, jenis pengikat, dan sebagainya.

Jendela Motivasi

Lihatlah Kebaikan Orang Lain

Anjuran ini sama sekali tidak bermaksud agar Anda selalu menyenangkan orang lain, karena sebenarnya Anda tak mampu melakukan hal itu. Namun agar hidup Anda lebih produktif, lebih efektif dan lebih ringan. Bila semua orang senang mencari-cari kesibukan sisi buruk orang lain, maka dunia akan penuh dengan kebingungan. Anda akan berhadapan dengan puluhan nasihat, ratusan saran, bahkan ribuan caci-maki. Hal ini berlaku pula pada diri Anda. Selalu melihat keburukan orang lain, membuat hidup Anda menjadi kusam. Sedangkan dengan melihat kebaikan orang lain, hidup menjadi menyenangkan. Anda akan lebih banyak waktu untuk menikmatinya. Kulit jeruk terasa pahit. Sedangkan isi jeruk terasa manis menyegarkan. Bukankah kita belajar dari alam? Kita mengupas dan menyingkirkan kulit jeruk yang pahit untuk mereguk kesegaran buah jeruk. Kita tak menyukai keburukan maka singkirkan. Jika mencari kebaikan maka carilah. Dan temukan itu pada setiap orang yang hadir pada hidup Anda.

4 Cetakan Pasir dan Pasir Cetak 115 4.8 Pasir Cetak

Sifat-sifat pasir cetak (Lanjutan) Sifat penguatan oleh udara • Sifat-sifat cetakan yang berubah selama antara

pembuatan cetakan dan penuangan disebut sifat penguatan oleh udara.

• Umumnya sifat penguatan oleh udara disebabkan oleh pergerakan air dalam cetakan dan penguapan air dari permukaan cetakan.

• Penguapan air dari permukaan cetakan meninggikan kekerasan permukaan cetakan.

• Derajat kenaikan kekerasan tergantung pada sifat campuran pasir, derajat pemadatan atau keadaan sekeliling cetakan (temperatur udara luar, kelembaban, dan seterusnya).

• Penguapan air membuat permukaan cetakan dari

pasir yang dicampur bentonit menjadi getas. Karena itu laju penguapan air harus diatur.

Sifat-sifat kering

• Pasir dengan pengikat lempung yang dikeringkan mempunyai permeabilitas dan kekuatan yang meningkat dibandingkan dengan dalam keadaan basah, karena air bebas dan air yang diserap pada permukaan butir tanah lempung dihilangkan.

• Faktor yang memberikan pengaruh sangat besar pada sifat-sifat kering, adalah kadar air sebelum pengeringan.

• Kekuatan tekan kering dari pasir dengan pengikat lempung mempunyai hubungan dengan cacat “terpotong” yang terjadi pada waktu penaungan.

• Kekuatan tekan kering yang rendah cenderung menyebabkan cacat terpotong.

• Kekuatan tekan yang berlebihan akan membuat pembongkaran menjadi susah.

Sifat-sifat panas

Cetakan mengalami temperatur tinggi dan tekanan tinggi dari logam cair pada waktu penuangan. Sehingga kekuatan panas, pemuaian panas, dan sebagainya harus diketahui sebelumnya.

Satu balok pasir cetak pada suatu keadaan permukaan memuai cepat dan selanjutnya perlahan-lahan mencapai harga maksimum

Pemuaian panas berubah sesuai dengan jenis pasir cetak

• Volume maksimum menjadi lebih besar jika temperatur lebih tinggi.

• Pasir yang memiliki butir-butir halus, akan membutuhkan waktu lebih lama untuk mencapai volume maksimum.

• Pasir pantai dan pasir gunung mempunyai pemuaian panas yang lebih kecil dibanding dengan pasir silika.

• Pasir olivin dan pasir sirkon yang mempunyai pemuaian panas sangat kecil.

• Pemuaian panas bertambah sebanding dengan kadar air dari pasir dan menurun kalau kadar yang dapat terbakar bertambah.

Gambar 4.26 Kurva pemuaian panas dari pasir pada temperatur tetap

Gambar 4.27 Pemuaian panas dari bermacam-macam pasir

116

4 Cetakan Pasir dan Pasir Cetak 4.8 Pasir Cetak

Sifat-sifat pasir cetak (Lanjutan) Sifat-sifat panas

Kekuatan panas

• Cetakan harus tahan terhadap tekanan dari aliran logam cair dalam keadaan panas. Kekuatan ini berubah menurut keadaan dan kira-kira setinggi-tingginya hanya 30 kgf/mm2 untuk besi cor dan baja cor. Sebenarnya diinginkan harga yang lebih besar dari harga tersebut bagi coran besar dan coran pasir kering.

Kekuatan panas berubah-ubah sesuai dengan pasir cetak yang dipengaruhi oleh adanya • kadar tanah lempung, • distribusi besar butir dan • massa jenis. • Kalau kadar tanah lempung dibuat tetap, kekuatan

ikat bertambah apabila besar butir mengecil dan kekuatan pasir yang besar butirnya tidak seragam berkekuatan lebih tinggi dari pada pasir yang mempunyai besar butir seragam.

• Pasir dengan butir tidak seragam dapat dipadatkan sehingga mempunyai massa jenis yang tinggi, mempunyai permukaan sentuh yang luas dengan butir-butir tetangganya dan mempunyai kekuatan panas yang tinggi.

Gambar 4.28 Kekuatan tekan panas dari pasir cetak

Perubahan bentuk panas

• Pasir cetak yang cocok menunjukkan perubahan bentuk yang lebih besar sampai ia patah, kalau gaya bekerja pada sebuah balok pasir dalam keadaan panas.

• Perubahan bentuk dapat disebut kemampuan absorpsi pemuaian panas pada penuangan logam cair ke dalam cetakan.

• Perubahan bentuk akan bertambah apabila besar butir mengecil dari kadar tanah lempung, tambahan khusus, dan kadar airnya bertambah.

Gambar 4.29 Deformasi panas dari pasir cetak

Sifat-sifat sisa

• Sifat sisa adalah sifat-sifat cetakan yang dibutuhkan ketika coran diambil dari cetakan setelah penuangan.

• Untuk pembongkaran, perlu sifat mampu ambruk yang baik.

• Sifat mampu ambruk dari pasir cetak ialah berarti bahwa cetakan dengan mudah dapat rontok dan pasir cetak dengan mudah dapat disingkirkan dari permukaan coran.

• Pasir cetak dipakai berulang kali, sehingga pengumpulan pasir setelah pembongkaran harus mudah.

• Pengaturan yang ketat dari kadar air dan pengikat diperlukan agar pasir cetak mempunyai sifat-sifat sisa yang baik.

• Pasir yang sifat ambruknya buruk dapat diperbaiki dengan menambahkan bubuk arang atau kanji kepadanya.

5 Cetakan Pasir Dengan Pengikat Khusus 137 5.7 Cara kotak dingin

Pembuatan cetakan kotak dingin

• Resin fenol dan polisosianat (M.D.I) ditambahkan di pasir silika dalam jumlah yang cocok, lalu diaduk.

• Dari campuran pasir ini dibuat cetakan dengan menggunakan mesin pembuat cetakan tiup.

• Gas amin dilewatkan ke dalam cetakan, dan cetakan mengeras pada saat itu.

• Setelah terjadi pengerasan, udara ditiupkan ke dalam cetakan untuk mengeluarkan gas amin yang masih ada dan disalurkan melalui bak penetral.

• Kemudian cetakan diambil. • Jenis pembuatan cetakan ini disebut cara kotak

dingin. Menunjukkan cara pembuatan cetakan kotak dingin, yang dapat dijelaskan sebagai berikut.

1. Campuran pasir ditiupkan ke dalam peti inti oleh udara.

2. Gas amin ditiup ke dalam. Gas sisa dikeluarkan dari kotak inti oleh udara untuk disalurkan ke bak penetral. Gas bersih dilepaskan ke udara luar.

Gambar 5.5 Proses pengolahan pasir untuk pasir cair mengeras sendiri

Karena gas amin merupakan gas racun, maka semua penyekat harus sempurna.

Pasir untuk cara kotak inti • Cara kotak inti ini terdiri dari resin fenol (cairan I) dan

M.D.I. (cairan II). • Jumlah cairan I dan II yang ditambahkan ialah 2—3%

dari jumlah pasir. • Waktu pengerjaan campuran ini kira-kira 1—1,5 jam. • Sebagai zat pengeras disarankan untuk dipakai gas

etilamin karena lebih baik dari pada gas metilamin.

• Bahan baku pasir lebih baik netral atau asam, karena pasir basa tidak mungkin dibuat cetakan.

• Kadar air dari pasir lebih baik 0,2%, karena kadar air yang berlebihan, sangat menurunkan kekuatan cetakan.

• Perbandingan dari cairan I pada cairan II optimum pada 5 : 5 sampai 4 : 6.

5.8 Pelapis cetakan Bagi cetakan pasir dengan pengikat khusus harus dipilih pelapis cetakan yang cocok sesuai dengan: nomor kehalusan butir dari pasir, bahan, tebal dan bentuk coran, jenis pengikat, dan sebagainya. Pelapis cetakan di bawah ini adalah yang biasa dipakai.

Pelapis cetakan air

Grafit kerak 35 bagian, grafit tanah 35 bagian, lempung tahang api 15 bagian, pengikat (tetes atau lainnya) 3 bagian, bata tahan api kelas tinggi (sebagai contoh, bunga zirkon) 12 bagian dan air 100 sampai 200 bagian diaduk untuk dipakai sebagai pelapis. Kemudian dioleskan pada permukaan cetakan dan dikeringkan.

Pelapis cetakan kering cepat

1. Metanol mutu tinggi 100 bagian, resin fenol 2 bagian, terpenten 1,4 bagian diaduk (campuran 1).

2. Campuran 1 60—70 bagian, grafit kerak 20 bagian, grafit tanah 10 bagian, jelaga kokas 20 bagian, lempung tahan api 10 bagian dan bunga zirkon 40 bagian diaduk untuk dipakai sebagai pelapis. Oleskan pada permukaan cetakan dan dibakar sehingga pelarutnya terbakar.

• Pelapis cetakan kering cepat dipakai untuk cetakan atau inti dari pasir minyak, cetakan CO2 atau cetakan kulit.

• Cara penggunaannya ialah dengan dioleskan, menyemprotkan atau mencelupkan dan pemilihan cara tersebut tergantung pada bentuk cetakan atau efisiensi kerja.

136

5 Cetakan Pasir Dengan Pengikat Khusus 5.6 Cetakan mengeras sendiri

Cetakan pasir cair mengeras sendiri

• Pada pembuatan cetakan pasir, yang biasa dilakukan ialah pasir harus dimampatkan dengan cara guncang-desak atau pelemparan.

• Pemampatan membutuhkan tenaga kerja, waktu dan menimbulkan suara bising. Dalam menghindari keburukan ini telah diusahakan untuk memperoleh cetakan dengan kekerasan tinggi tanpa penumbukan, maka yang dapat memenuhi persyaratan tersebut adalah cetakan pasir mengeras sendiri yang cair.

• Orang dapat mengira bahwa mencampurkan air

dengan pasir bisa mendapatkan kecairan. Tetapi dengan jalan tersebut tidak mungkin dapat membuat cetakan karena pasir berpisah dengan air, lagi pula air yang berlebihan akan menyebabkan gelembung gas dan lubang-lubang kecil pada coran.

Campuran pasir yang digunakan adalah: 1. Pasir campuran semen ditambah degan zat pengaktif

reaksi antar muka 1 sampai 2% dicampur secara tepat.

2. Pasir semen dengan air-kaca, terak (2CaO ⋅ SiO2) dan zat pembentuk busa dan lain-lain ditambahkan. Dengan mengaduk dalam pengaduk berputar diperoleh campuran pasir mengeras sendiri yang cair.

• Karena campuran ini mempunyai kecairan yang baik

sekali, maka hanya perlu untuk menuangkan ke dalam cetakan, tanpa memerlukan operasi pemadatan. Karena itu waktu pembuatan cetakan dapat lebih singkat dibandingkan dengan pembuatan cetakan biasa yang memerlukan penumbukan. Cetakan akan mengeras dengan sendirinya setelah beberapa jam. Cara pembuatan cetakan ini disebut pembuatan cetakan cair mengeras sendiri.

menunjukkan pembuatan campuran pasir untuk cetakan cair mengeras sendiri

Gambar 5.5 Proses pengolahan pasir untuk pasir cair mengeras sendiri


Mempersiapkan pasir cetak

Perputaran pasir Pasir cetak digunakan berulang-kali dengan tidak tergantung pada bahan logam cair.

Menunjukkan bagaimana perputaran pasir dilakukan

Gambar 4.30 Diagram aliran dari pengolahan pasir

118


Mempersiapkan pasir cetak (Lanjutan) Perputaran pasir

• Pasir cetak disiapkan menjadi keadaan dapat dipakai kembali dengan mencampurkan pasir baru dan pengikat baru setelah kotoran-kotoran dibuang.

Pekerjaan penting selama proses pencampuran pasir dan pengikat baru adalah • pembuangan debu halus dan kotoran, • pencampuran dan • pendinginan pasir cetak.

• Pasir cetak dipecah menjadi potongan-potongan,

dengan demikian debu halus akan bertambah. Karena gaya pengikat menjadi hilang, maka perlu ditambah pasir baru dan pengikat.

• Tanpa pasir dan pengikat baru, kekuatan dan permeabilitas pasir cetak akan memburuk dan menyebabkan cacat seperti berkulit kasar atau sebagainya.

• Pencampuran adalah langkah yang paling penting dalam pengolahan pasir.

• Tanah lempung, air dan bahan tambahan dibutuhkan pada pasir cetak, selanjutnya pengukuran yang tepat dari jumlah mereka dan pencampurannya sampai mendapat distribusi yang merata dari bahan-bahan tambahan itu sangat penting.

• Pencampuran yang tidak baik tidak memberikan kekuatan yang cukup pada pasir. Penggunaan berulang-kali dari pasir akan menaikkan temperaturnya, sehingga pendinginan menjadi perlu.

• Tanpa pendinginan, penguapan air bertambah kalau temperatur pasir melebihi 35—40℃, dan uap air mengembun pada permukaan pola selama pembuatan cetakan yang menyebabkan pembuangan pasir dari permukaan pola menjadi sulit. Selanjutnya cacat-cacat coran bertambah. Oleh karena itu pasir perlu didinginkan oleh alat pendingin.

• Untuk pengolahan pasir, dipakai mesin yang cocok

untuk itu, yaitu: penggilingan pasir, pengaduk pasir, pengayak pasir, pencampur pasir, dan sebagainya.

Penggiling pasir, pengaduk pasir

• Pasir dicetak diolah oleh penggiling pasir atau pengaduk pasir menurut jenis pengikat. • Biasanya penggiling pasir dipakai untuk pasir dengan lempung sebagai pengikat. • Pengaduk pasir dipakai untuk pasir dengan pengikat seperti minyak pengering atau natrium silikat.

Menunjukkan penggiling pasir. Penggiling pasir biasanya mempunyai dua rol, berputar dalam tangki yang mengaduk pasir bersama pengikat dengan menekannya ke dasar atau ke samping tangki.

Jenis pertama mempunyai dua rol yang menggelinding di pelat dasar dan berputar pada poros pusat. • Jumlah putaran sekeliling poros pusat

biasanya 40—60 putar/menit, • Pengadukan pasir biasanya selama 5—10

menit dari permulaan sampai berakhir.

Jenis kedua mempunyai dua rol yang menggelinding dalam bidang mendatar dan mengaduk pasir dengan menekannya ke pinggir tangki. • Jumlah putaran kira-kira 60—100 putar/menit, dan • membutuhkan waktu 2—3 menit untuk mengaduk dari awal

sampai akhir. • Jenis pertama adalah yang lebih disukai.

Gambar 4.31 Penggiling pasir (rol berputar pada bidang tegak)

Gambar 4.32 Penggiling pasir (dengan rol berputar pada bidang mendatar)

• Pengaduk pasir mempunyai sebuah pemutar dengan beberapa baling-baling yang dipasang pada porosnya dan berputar sekeliling poros mendatar dalam saluran mendatar. Pasir dan pengikat diaduk di dalamnya.

• Ada dua jenis pengaduk pasir yaitu: bak dan jenis kontinu.

• Hal penting dalam pemakaian mesin penggiling pasir dan pengaduk pasir adalah menjaga jumlah yang telah ditentukan, menjaga waktu pengolahan dan membersihkannya setelah pemakaian.

5 Cetakan Pasir Dengan Pengikat Khusus 135 5.6 Cetakan mengeras sendiri

• Cetakan mengeras sendiri terjadi apabila pengikat khusus dibubuhkan pada pasir cetak, kemudian mengeras secara alamiah.

• Sebagai pengikat dipakai bahan organik, semen, air-kaca, dan sebagainya.

• Reaksi pengerasan dimulai saat pencampuran selesai. Oleh karena itu waktu pengolahan pasir harus cocok dengan waktu pembuatan cetakan, dan tidak baik membiarkan campuran pasir untuk waktu yang lama setelah pencampuran.

Cetakan mengeras sendiri dengan pengikat organik

• Bahan pengikat organik yang dipakai adalah: minyak yang didenaturkan atau resin furan.

• Dalam pemakaian minyak yang didenaturkan, 1—5% minyak ditambahkan di pasir silika, ditambah juga sabun logam atau kalium permanganat 0—10% dari jumlah minyak, sebagai zat pengoksid.

• Dalam pemakaian resin furan, ditambahkan 2—3% pada pasir silika, di samping itu juga ditambahkan asam fosfat atau asam borat sebanyak 20—30% dari jumlah resin sebagai zat pengeras.

• Untuk mencampur dipakai pengaduk pasir biasa.

• Waktu pengadukan dipengaruhi oleh temperatur pasir dan keadaan udara luar.

• Kalau temperatur udara luar pada waktu pengolahan pasir dan temperatur pasir rendah, maka terjadi oksidasi dan timbulnya kekuatan basah lebih lambat.

• kalau pasir dipanaskan, oksidasi dan timbulnya kekuatan basah dipercepat.

• Derajat peningkatan diatur oleh jumlah zat pengeras. • Kekuatan pasir setelah pencampuran bertambah

sesuai dengan waktu, setelah 24 jam kekuatan tekanannya menjadi 10—15 kgf/cm2.

Cetakan mengeras sendiri dengan campuran semen

1. Berikan semen portland 6—12% pada pasir silika. 2. Tambahkan zat pengeras lain seperti gula tetes atau

kalsium klorida dan air sebanyak 50—100% dalam perbandingan pada semen, lalu aduk.

3. Pasir dan semen dicampur selama 2 menit oleh pengaduk pasir jenis Shimson.

4. Tambahkan air dan aduk selama 3—5 menit. 5. Kadang-kadang bubuk kayu atau bubuk arah

dicampurkan ke dalamnya untuk memperbaiki sifat ambruknya dalam pembuatan cetakan.

6. Masukkan pasir campuran semen ke dalam rangka cetakan sebelum kehilangan fluiditasnya,

7. Keluarkan pola sebelum kekuatan pasir semen meningkat. Pastikan tidak terjadi retak agar cetakan tidak rusak waktu penarikan pola. Penarikan lebih baik dilakukan setelah cetakan keras dan tentu penarikan menjadi lebih sulit. Sehingga permukaan pola lebih baik dibuat halus dan diberi kemiringan yang cukup serta dilapisi dengan minyak encer atau minyak tanah supaya mudah ditarik.

8. Cetakan berukuran kecil dari pasir campuran semen dipakai sewaktu basah. Cetakan berukuran besar lebih baik dikeringkan dulu pada temperatur 200℃ selama 2 atau 3 jam.

Cetakan mengeras sendiri campuran dengan air-kaca

Sistem air-kaca terak

• Campuran pasir dengan tambahan terak atau semen mengeras pada temperatur kamar dan menunjukkan kekuatan yang cukup untuk satu cetakan karena terak atau semen bekerja sebagai zat pengeras.

• Pasir jenis ini lebih murah dibandingkan dengan pasir pengeras CO2 dan menunjukkan mampu ambruk yang lebih baik, karenanya kadang-kadang pasir tersebut dipakai.

Beberapa hal yang disebut di bawah ini harus diketahui: 1. Kekuatan cetakan terjadi dalam waktu yang singkat, lubang-lubang kecil atau gelembung udara terjadi kalau

logam cair dituangkan tiba-tiba, sebab terkandung kadar air sisa yang banyak. Oleh karena lebih baik kalau menuangkan logam cair ke dalam cetakan 24 jam atau lebih setelah pembuatan cetakan.

2. Pengambilan pola lebih baik dilakukan 40—60 menit untuk kup dan 90—120 menit untuk drag setelah pembuatan cetakan. Zat pemisah harus dioleskan secukupnya pada pola untuk mencegah karat.

3. Permukaan cetakan dilapisi dengan bubuk grafit atau sebangsanya. Tanpa pelapisan cetakan, pengambilan pasir akan sukar dan permukaan coran menjadi kasar.

Sistem air-kaca bubuk logam

• Campuran pasir, air-kaca dan bubuk logam seperti Si atau Al mengeras karena reaksi oksotermis.

• Reaksi eksotermis sangat keras dan air hilang sebab membentuk hidrogen. Oleh karena itu akan diperoleh cetakan yang kuat tanpa air.

• Cara yang menggunakan ferro silikon sebagai bubuk silikon disebut proses-N, merupakan cara yang paling terkenal dari tipe ini.

Perhatikan hal berikut dalam menggunakan cetakan ini 1. Reaksi kimia harus telah berakhir. Kalau logam cair

dituangkan ke dalam cetakan yang reaksinya belum selesai, maka reaksi pembentukan gas hidrogen akan terjadi karena cetakan terpanasi, yang dapat menyebabkan ledakan.

2. Laju reaksi tergantung pada temperatur udara luar. Oleh karena itu susunan dan waktu pencampuran harus ditentukan pada keadaan normal.

134

5 Cetakan Pasir Dengan Pengikat Khusus 5.5 Evaluasi


Soal nomor 1 Perhatikan proses pembuatan cetakan pasir berikut!

A B C

Apa nama proses pembuatan cetakan tersebut?

➀Proses pembuatan cetakan kulit dengan kotak tabur ➁Proses pembuatan cetakan kulit dengan pola logam

➂Proses pembuatan cetakan kulit dengan pegas

➃Proses pembuatan cetakan kulit dengan cincin

➄Proses pembuatan cetakan kulit dengan meja logam

Soal nomor 2

Tuliskan proses pembuatan cetakan dengan cara CO2?

A B C D

Soal nomor 3 Apa nama gambar tersebut?

➀Grafit tanah ➁Pasir silika

➂Molasses

➃Resin furan

➄Lempung tahan api

Perhatikan gambar di bawah ini!


Mempersiapkan pasir cetak (Lanjutan) Pencampur pasir

Pencampur pasir dipakai untuk memecah bongkah-bongkah pasir setelah pencampuran.

• Pasir cetak diisikan ke atas ban karet yang bergigi berbentuk sisir yang bergerak memecah pasir melalui satu sisi yang mempunyai celah-celah banyak dan kemudian melemparkannya.

• Pemberian udara dapat dilakukan, demikian juga penyisihan kotoran, kalau perlu.

• Kecepatan pengisian dari ban kira-kira 10 m/detik dan jarak pelemparan pasir biasanya 2 sampai 3 m.

• Pasir dari penggiling pasir kadang-kadang diisikan ke pencampur pasir, dan biasanya pasir bekas diisikan langsung ke dalamnya.

Gambar 4.33 Pencampur pasir

Pengayakan

Dalam mendapatkan kembali pasir cetak, ayakan dipakai untuk menyisihkan kotoran dan butir-butir pasir yang sangat kasar. Ada dua jenis ayakan, yaitu: jenis berputar dan jenis bergetar.

Ayakan jenis berputar • Ayakan jenis berputar berbentuk silinder atau segi enam ataupun piramida segi delapan.

• Pasir yang diisikan ke dalam ayakan jenis berputar berkurang karena pengayakan ketika berjalan dari jalan masuk ke jalan keluar, maka jalan keluar dibuat lebih kecil dari pada jalan masuk.

• Pada jenis segi banyak, pasir jatuh secara terputus-putus oleh perputaran, dan pasir saling berbenturan satu sama lain sehingga gumpalan-gumpalan serempak pecah.

Gambar 4.34 Pengayak berputar

Ayakan jenis bergetar

Gambar 4.35 Pengayak bergetar

• Pasir bekas yang dibongkar dari rangka cetakan berbentuk gumpalan dan balok-balok. Dalam hal ini digunakan saringan pemecah.

Konstruksi saringan pemecah adalah yaitu: • mempunyai drum berputar dengan dinding yang dilengkapi pelat-pelat spiral. Pelat spiral ini membawa balok-

balok pasir ke atas yang kemudian jatuh sehingga pecah menjadi kecil-kecil.

120


Mempersiapkan pasir cetak (Lanjutan) Pemisah magnetis

• Dalam mendapatkan kembali pasir cetak untuk besi cor dan baja cor, dipakai pemisah magnetis untuk menyisihkan potongan-potongan besi yang berada dalam pasir.

• Ada dua macam magnet yang biasa dipakai, magnet permanen dan elektromagnet.

• Magnet dipasang pada roda dari ujung konveyor ban. • Pasir dibawa oleh konveyor ke pemisah magnetis dan

dijatuhkan ke depan. • Potongan-potongan besi dalam pasir akan melekat

pada magnet dan berputar sampai mereka jatuh ketika sampai pada dasar.

Pendingin pasir

Dalam mendinginkan pasir, udara pendinginan perlu bersentuhan dengan butir-butir pasir sebanyak mungkin. Oleh karena itu berbagai akal diusahakan pada pendinginan pasir ini.

Gambar 4.36 Pendingin pasir pengagitasi

Mempunyai konstruksi di mana udara lewat melalui pasir yang diagitasi

Gambar 4.37 Pendingin pasir tegak Gambar 4.38 Pendingin pasir bergetar

Mempunyai konstruksi di mana pasir dijatuhkan ke dalam tangki dan disebar oleh sebuah sudu selama jatuh yang kemudian didinginkan oleh udara dari bawah.

Menunjukkan alat di mana pasir diletakkan pada pelat berlubang banyak dan didinginkan oleh udara dari dasar. Dalam hal ini penggetaran pelat dan pengambangan pasir adalah efektif.

Apabila terjadi temperatur pasir sangat tinggi, dan pemberian udara yang kurang, lebih baik mengagitasi pasir dengan diberi sedikit air, yang akan menguap dan mengambil panas penguapan sehingga temperatur pasir turun.

5 Cetakan Pasir Dengan Pengikat Khusus 133 5.4 Rangkuman dan Jendela Motivasi


• Pembuatan cetakan kulit adalah bagian dari proses pengecoran yang dapat dijelaskan sebagai berikut: Pertama-tama pola logam dipanaskan awal, kemudian pasir silika yang dicampur dengan resin fenol sebagai pengikat, ditaburkan di atasnya, maka terbentuklah cetakan kulit yang tipis dan keras karena pengaruh set-panas dari resin.

• Pasir cetak kulit ada dua jenis, yaitu pasir resin dan pasir berlapis. • Cara kotak panas adalah cara pembuatan cetakan atau inti di mana pasir dengan pengikat resin set-panas

disemprotkan ke dalam kotak logam yang dipanaskan. • Pembuatan cetakan dan inti dengan cara CO2 bisa dilakukan secara mekanik maupun secara otomatis. • Cetakan atau inti dibuat dengan air-kaca mempunyai mampu ambruk yang buruk karenanya pembongkaran

menjadi sulit.

Jendela Motivasi

Alasan di Balik Kegagalan

Bila Anda mencari alasan untuk sebuah kegagalan, Anda bisa temukan berjuta-juta dengan mudahnya. Namun, alasan tetaplah alasan. Ia tak akan mengubah kegagalan menjadi keberhasilan. Sering kali, alasan serupa dengan pengingkaran. Semakin banyak menumpuk alasan, semakin besar pengingkaran pada diri sendiri. Ini menjauhkan Anda dari keberhasilan, sekaligus melemahkan kekuatan diri sendiri. Berhentilah mencari suatu alasan untuk menutupi kegagalan. Mulailah bertindak untuk meraih keberhasilan. Belajarlah dari penambang yang tekun mencari emas. Ditimbanya berliter-liter tanah keruh dari sungai. Ia saring lumpur dan pasir. Ia sisir pasir dari logam. Tak jemu ia lakukan hingga tampaklah butiran emas berkilauan. Begitulah seharusnya Anda memperlakukan kegagalan. Kegagalan itu seperti pasir keruh yang menyembunyikan emas. Bila Anda terus berusaha, tekun mencari perbaikan di sela-sela kerumitan, serta berani menyingkirkan alasan-alasan, maka Anda akan menemukan cahaya kesempatan. Hanya mencari alasan, sama saja dengan membuang pasir dan semua emas yang ada di dalamnya.

132

5 Cetakan Pasir Dengan Pengikat Khusus 5.3 Cara CO2

Pembuatan cetakan dengan cara CO2

1. Tambahkan natrium silikat kira-kira 3—7% pada pasir silika dan dicampur baik, kemudian

2. Buat cetakan dari campuran ini dengan tangan atau dengan mesin.

3. Gas CO2 ditiupkan ke dalam cetakan pada tekanan 1,0 sampai 1,5 kgf/cm3, maka cetakan ini akan mengeras dalam waktu singkat.

Cara pembuatan cetakan ini disebut cara CO2.

• Cara CO2 dapat dipakai untuk pembuatan inti. Reaksi pengerasan pada cara CO2 dijelaskan pada rumus berikut.

Garis besar pembuatan cetakan dengan cara CO2 adalah sebagai berikut.

1 3

Pasir dipadatkan ke dalam kotak inti dan lubang angin dibuat dengan menggunakan jarum-jarum.

Gas CO2 dialirkan melalui lubang-lubang itu.

2 4

Kotak inti ditutup dan jarum-jarum ditarik sehingga terjadi lubang-lubang.

Keluarkan inti itu dari kotak inti.

Gambar 5.4 Proses pembuatan inti dengan CO2

Pembuatan cetakan dan inti dengan cara CO2 dapat dilakukan secara mekanik ataupun secara otomatis.

Pasir untuk cara CO2

• Air-kaca sampai 6% ditambahkan pada pasir silika yang mempunyai kadar lempung sesedikit mungkin dan dicampur dengan menggunakan pengaduk pasir.

• Butir-butir pasir lebih baik agak bundar. • Air-kaca yang dipakai harus mempunyai

perbandingan molekul SiO2 dan Na2O lebih dari 2,5, dan air yang bebas di bawah 50% serta mempunyai viskositas rendah.

• Pencampuran pasir silika dan air kaca dilakukan selama kurang dari 5 menit, dan campuran harus diisolasi dari udara luar dalam satu bejana.

• Cetakan atau inti yang dibuat dengan air-kaca mempunyai mampu ambruk yang buruk karenanya pembongkaran menjadi sulit. Karena itu biasanya bubuk tir atau bubuk kayu dibubuhkan ke dalam campuran. Bubuk tersebut akan terbakar oleh logam cair dan memperbaiki sifat mampu ambruknya, selain itu juga mencegah penetrasi logam cair ke dalam ruang antara butir-butir pasir, sehingga terbentuk kulit coran yang bersih.

• Penambahan bubuk tir sebanyak 0,5 sampai 2% dan bubuk kayu sebanyak 0,5 sampai 1,5%.


Pengujian pasir cetak

Pengujian kadar air

Cara-cara berikut biasa dipakai sebagai pengujian kadar air dari pasir cetak. 1. Timbang campuran pasir 50 gram dan keringkan ke

dalam tungku pengering pada 100—110℃ untuk 1 atau 2 jam.

2. Spesimen yang telah dikeringkan itu didinginkan pada temperatur kamar di dalam sebuah desikator dan kemudian ukur lagi beratnya.

3. Nyatakan perbedaan antara berat awal dan berat akhir pada temperatur kamar dan nyatakan perbandingan antara harga tersebut dengan berat awal dalam persentase. Harga ini berarti harga kadar air bebas.

Cara di atas memakan waktu lama tetapi tepat.

• Dalam keadaan terburu-buru penggunaan pengujian kadar air yang cepat dan disederhanakan adalah baik.

• Cara pengujian kadar air yang cepat dan disederhanakan adalah pengeringan pasir dengan tiupan udara panas.

• Butuh waktu 5—10 menit untuk mendapat kadar air.

Gambar 4.39 Penguji kadar air cepat sederhana

Pengujian permeabilitas

• Ruangan porus antar butir-butir pasir adalah perlu untuk cetakan agar gas dari cetakan atau dari logam cair dapat melepaskan diri selama waktu penuangan.

• Pengujian permeabilitas yang umum dipakai adalah sebagai berikut.

Langkah 1 Langkah 2

Buat 3 spesimen standar berukuran ⊘ 50 mm x 50 mm dengan memadatkan pasir dalam silinder pemadat dari ukuran yang tertentu pada pemadat pasir yang standar.

Pasang spesimen pada alat penguji permeabilitas dan pengujian dilakukan dengan memberi perbedaan tekanan dan waktu yang diperlukan untuk melewatkan 2.000 cc udara melalui spesimen standar. Permeabilitas dihitung dari rumus berikut.

Gambar 4.40 Pemadat pasir standar Gambar 4.41 Alat penguji permeabilitas

Catatan P Q L A p T

permeabilitas volume udara yang lewat melalui spesimen panjang spesimen (5 cm) luas irisan spesimen (19,625 cm2) tekanan udara (cm) waktu yang diperlukan untuk melewatkan volume udara Q melalui spesimen (menit)

Permeabilitas

P = Q ⋅L

p⋅A⋅T • Permeabilitas berhubungan erat dengan keadaan

permukaan coran. • Permeabilitas kecil menyebabkan kulit coran halus

dan gelembung-gelembung udara. • Permeabilitas yang besar menyebabkan kulit

kasar serta penetrasi. • Oleh karena itu permeabilitas yang pas sangat

penting.

Na2O ⋅ SiO2 ⋅ xH2O+ CO2 → Na2CO3 ⋅ xH2O + SiO2

122


Pengujian pasir cetak (Lanjutan) Pengujian kekuatan Kekuatan tekan dilakukan sebagai berikut. Langkah ke-1 • Buat 3 spesimen standar (⊘ 50 mm x 50 mm). • Padatkan pasir dalam tabung spesimen pemadat pasir standar. • Keluarkan untuk dipakai pada pengujian kekuatan

Langkah ke-2

Beban diberikan kepada spesimen sampai patah, yang dilakukan pada mesin penguji kekuatan pasir. Kekuatan tekan dihitung dengan rumus berikut.

Gambar 4.42 Mesin penguji kekuatan tekan pasir

Laju pembebanan adalah • 30 g/cm2/s untuk spesimen basah, dan • 150 g/cm2/s untuk spesimen pasir kering.

• Kekuatan cetakan berbeda-beda menurut jenis dan jumlah pengikat serta kadar air.

• Kekuatan yang tidak cukup akan menyebabkan mudah pecahnya cetakan.

• Kekuatan yang berlebihan akan mencegah penyusutan coran dan menyebabkan retak serta pembongkarannya sulit.

Pengujian kadar lempung

• Lempung ialah partikel-partikel dengan ⊘ < 20μ yang terdapat dalam pasir cetak. • Penentuan kadar lempung adalah sebagai berikut.

• Pasir cetak lebih dari 100 g dikeringkan pada 100—110℃ sampai beratnya tetap dan kemudian didinginkan pada temperatur kamar.

• 50 g dari pasir kering itu ditimbang dengan teliti dan dimasukkan ke dalam larutan soda kaustik dari konsentrasi 0,1%.

• Larutan ini diputar dan dikocok oleh pencuci berputar dan kemudian lempung dipisah.

• Pasir yang tertinggal dikeringkan dan didinginkan untuk ditimbang. Kadar lempung dihitung dengan rumus berikut.

Gambar 4.43 Alat pencuci pasir berputar

• Sedikit kadar lempung menyebabkan turunnya kekuatan cetakan.

• Kadar lempung yang berlebihan menyebabkan memburuknya permeabilitas dan membentuk gumpalan-gumpalan butir pasir.

• Kekuatan sisa yang tinggi menyebabkan cetakan sulit dibongkar.

5 Cetakan Pasir Dengan Pengikat Khusus 131 5.1 Cetakan kulit

Pasir cetak kulit • Pasir cetak kulit ada dua macam, yaitu pasir resin

dan pasir resin. • Pasir resin adalah campuran antara resin fenol dan

pasir silika. Kadar resin kira-kira 4— 7%. • Massa jenis bubuk resin berbeda sekali dengan

massa jenis pasir silika dan tidak mudah dicampur secara merata. Karena itu perlu dicampurkan sedikit metal alkohol.

Pasir berlapis terdiri dari butir-butir pasir yang diselubungi oleh resin fenol, dibuat dengan cara sebagai berikut. 1. Tambahkan resin cair pada pasir untuk menutupi

butir-butir pasir, kira-kira pada temperatur 150℃ (cara pelapisan panas).

2. Aduklah agar butir-butir pasir tertutup oleh resin, pada temperatur kamar (proses dingin).

3. Panaskan pasir silika dan tutupi butir-butir pasir dengan bubuk resin (proses panas kering.

• Kelebihan dari pasir berlapis ialah menggunakan lebih sedikit resin dibandingkan dengan pasir resin.

• Kadar resin dari pasir berlapis adalah 2,5 sampai 3,5%.

• Berbeda dengan pasir resin, pasir berlapis mempunyai distribusi resin fenol yang merata dan menyebabkan cetakan kulit yang homogen dan kuat. Terutama sangat efektif untuk digunakan pada mesin pembuat cetakan kulit tiup di mana biasanya pasir resin terpisah.

5.2 Cara kotak panas Ringkasan dari cara kotak panas

• Cara kotak panas adalah cara pembuatan cetakan atau inti di mana pasir dengan pengikat resin set-panas disemprotkan ke dalam kotak logam yang dipanaskan.

• Kotak yang dibuat dari besi cor biasa dipakai sebagai

kotak inti untuk pembuatan inti. • Kotak inti dipanaskan awal pada 200 sampai 250℃.

Kemudian pasir ditiupkan ke dalamnya, maka pasir segera mengeras karena panas dari kotak inti.

• Inti yang tebal mempunyai bagian dalam yang tidak mengeras. Jika dibiarkan dalam keadaan itu pasir akan mengeras sampai ke dalam. Tetapi biasanya diikuti dengan pemanggangan yang kedua kali pada 150 sampai 180℃.

• Bisa dikatakan sangat sulit untuk membuat inti berongga seperti pada pembuatan cetakan kulit, karena pengisapan dan pendorongan oleh udara tidak dapat mengeluarkan pasir yang tidak terpanggang.

• Inti dengan cara kotak panas mempunyai mampu ambruk yang baik dan sangat menguntungkan pada pembongkaran karena resin terbakar pada temperatur tinggi.

Pasir untuk cara kotak panas

• Dalam cara ini resin furan dipakai sebagai bahan pengikat. Biasanya ditambahkan resin furan 2 sampai 3% pada pasir, di samping itu ditambahkan juga asam lemah 20 sampai 30% dari jumlah resin sebagai katalisator untuk bisa bercampur.

• Temperatur pasir sebelum pencampuran ditahan kira-kira di bawah 30℃.

• Pasir yang dicampur dengan resin furan harus mempunyai kadar kotoran atau debu yang sedikit dan permukaan butirnya harus bersih. Kalau syarat tersebut tidak dipenuhi, kekuatannya setelah mengeras akan berkurang.

Kekuatan tekan (kgf/cm2)=

Beban pada patahnya spesimen panjang (kgf)Luas penampang spesimen (cm2)

Kadar lempung (%)=

Berat spesimen (g) − berat pasir sisa(g)

Berat spesimen (g) × 100

130

5 Cetakan Pasir Dengan Pengikat Khusus 5.1 Cetakan kulit

Pembuatan cetakan kulit Cara 1 Pembuatan cetakan kulit adalah bagian dari proses pengecoran yang dijelaskan sebagai berikut. 1. Panaskan pola logam. 2. Taburkan pasir silika yang dicampur dengan resin

fenol sebagai pengikat di atas pola logam agar terbentuk cetakan kulit tipis dan keras akibat pengaruh set-panas dari resin. Cara ini disebut juga cara Croning atau proses-C.

• Setengah cetakan lainnya dibuat dengan cara yang sama, kemudian kedua belah cetakan tersebut ditutup dan diikat dengan klip atau direkat dengan zat perekat resin sintetik untuk menjadi cetakan lengkap.

• Logam cair dapat dituangkan langsung ke dalam cetakan itu dan atau ke dalam cetakan yang telah diperkuat oleh pasir atau diperkuat oleh mim baja.

Cara 2 Cara pembuatan kulit dengan mesin pembuat cetakan kulit yang menggunakan kotak tabur

Cara 3 Contoh pembuatan cetakan kulit dengan menggunakan logam

Langkah 1

Pola yang terbuat dari besi cor atau aluminium yang telah dipasang pada pelat logam, diletakkan pada rangka pemanas (pemanas listrik atau gas) untuk dipanaskan awal pada 200—250℃, kemudian larutan silikon yang berfungsi sebagai pemisah disemprotkan pada pola tersebut.

Langkah 2 Putar dan letakkan pola pada kotak tabur yang berisi pasir cetak kulit.

Gambar 5.2 Pola logam untuk cetakan kulit

Langkah 3 Balik kembali pola bersama kotak tabur agar pasir tertabur di atas pola.

Langkah 4 • Pola dan pasir dibiarkan untuk beberapa detik, yang kemudian diputar kembali ke kedudukan asal.

• Pasir yang tidak mengeras jatuh lagi ke dalam kotak tabur sedangkan lapisan setebal 5 sampai 7 mm tetap melekat pada pola.

Gambar 5.3 Mesin cetakan kulit jenis kotak tabur

Langkah 5 Pelat pola bersama lapisan kulit dibalik dan diletakkan di dalam tungku, dipanggang pada temperatur 200—300℃, maka seluruh lapisan kulit mengeras dalam beberapa menit.

• Ada mesin pembuat cetakan kulit tiup yang bekerja dengan meniup pasir kulit ke dalam kotak inti atau ke atas pelat pola.

• Mesin pembuat inti kulit kebanyakan jenis peniupan, agar inti berongga lebih seragam dapat dibuat.

• Cara 4 Untuk membuat inti berongga, pasir kulit ditiupkan ke dalam kotak inti panas, lalu dibalik setelah waktu tertentu.

• Setelah pasir yang tidak mengeras di bagian dalam disingkirkan, maka didapat inti berongga.

• Inti semacam ini memudahkan gas untuk keluar dan meniadakan cacat rongga udara.

Langkah 6 Keluarkan dari tungku dan kulit dibuka dari pola dengan menggunakan pena pembuka yang terpasang pada pola logam. Maka setengah dari cetakan kulit selesai.

Gambar 5.1 Proses pembuatan cetakan kulit


Pengujian pasir cetak (Lanjutan) Pengujian distribusi besar butir Pengujian distribusi besar butir dari pasir cetak adalah sebagai berikut. 1. Jumlah dari pasir kering yang didapat dari pengujian kadar lempung digunakan sebagai spesimen. Pasir itu

dimasukkan ke dalam bagian atas dari ayakan yang disusun berdasarkan ukuran mesh, ditutup dan digoyangkan selama 15 menit dengan pengguncang Ro-tap.

2. Kemudian pasir yang didapat dari tiap ayakan, berdasarkan besar butir pasir, ditimbang, dan persentase dari beratnya ditentukan. Di sini jumlah berat dari spesimen berarti berat lempung ditambah berat pasir dan biasanya 50 g.

• Menunjukkan pengguncang Ro-tap.

• Nomor kehalusan butir dihitung dengan rumus berikut, dengan mengalikan berat pasir pada tiap ayakan dengan pelipat Sn didapat dari Daftar 4.2.

Nomor kehalusan butir

F ⋅N Wn Sn

Nomor kehalusan Berat pasir di dapat dari tiap ayakan Pelipat dari

Gambar 4.44 Penguji pengguncang pasir Ro-tap

Daftar 4.2 Pelipat Sn untuk perhitungan nomor kehalusan butir Bukaan Mesh, Mikron

3.360 2.380 1.680 1.190 840 590 420

Sn 5 8 11 16 22 32 45

Bukaan Mesh, Mikron

297 210 149 105 74 53 tan

Sn 63 89 126 178 253 357 620

Persentase (%)=

Berat pasir pada tiap ayakan(g)Jumlah berat dari spesimen (g) × 100

F ⋅ N = ∑(Wn⋅Sn)

∑Wn

124

4 Cetakan Pasir dan Pasir Cetak 4.9 Rangkuman dan Rujukan


• Setelah pola ditarik dari cetakan, grafit atau bubuk mika yang dicampur air, dicatkan atau disemprotkan pada permukaan cetakan, dengan maksud: 1. Mencegah fusi dan penetrasi logam 2. Mendapatkan permukaan coran yang halus 3. Membuang pasir inti dan pasir cetak dengan mudah pada waktu pembongkaran 4. Meniadakan cacat-cacat disebabkan pasir, umpamanya sirip.

• Untuk pelapis cetakan pasir basah dipakai grafit, bubuk mika, atau talek yang murni. • Penyangga dibuat dari logam yang digunakan untuk menyangga inti. • Mandrel adalah kerangka yang diletakkan dalam inti atau cetakan untuk mencegah patahnya inti. • Dalam penuangan logam cair ke dalam cetakan, kup mengalami daya apung karena logam cair. Maka

pemberat perlu diletakkan di atas kup supaya tidak terapung. • Pasir cetak memerlukan sifat-sifat yang memenuhi persyaratan sebagai berikut:

1. Sifat mampu bentuk 2. Permeabilitas yang pas 3. Distribusi besar butir yang pas 4. Tahan terhadap temperatur logam yang dituang 5. Komposisi yang pas 6. Bisa digunakan kembali 7. Murah

• Pasir cetak yang paling lazim adalah pasir gunung, pasir pantai, pasir sungai, dan pasir silika yang disediakan

alam.

• Bentuk butir pasir dari pasir cetak dibedakan menjadi beberapa jenis yaitu: butir pasir bundar, butir pasir sebagian bersudut, butir pasir bersudut, butir pasir kirstal, dan sebagainya.

• Berbagai pengujian yang dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat pasir cetak yaitu: pengujian kadar air,

pengujian permeabilitas, pengujian kekuatan, pengujian kadar lempung, dan pengujian distribusi butir pasir.

Jendela Motivasi

Singkirkan Ketakutan

Jalan keberhasilan ini adalah milik Anda. Pada saat Anda menyadari bahwa Anda bertanggung jawab penuh atas segala sesuatunya, dan Anda tak menemukan alasan apa pun untuk menyalahkan orang lain, di saat itulah Anda menemukan jalan Anda sendiri. Di saat itulah Anda menyadari kebebasan dan hilangnya ketakutan. Hanya Anda yang mampu memikul hidup Anda, bukan orang lain. Bila Anda menganggap hidup adalah suatu tugas, tunaikanlah. Bila Anda menganggap hidup adalah beban, pikullah. Bila Anda menganggap hidup adalah harta karun yang tak terhingga, berbagilah. Kerjakanlah yang terbaik dari diri Anda. Tujuan hidup akan Anda temukan di saat Anda menjalani perjalanan Anda. Dan yang terpenting, Anda tidak akan menemukan apa-apa bila diam tak melakukan sesuatu pun.

Daftar Isi 129 5 Cetakan Pasir Dengan Pengikat Khusus

5.1 Cetakan kulit Pembuatan cetakan kulit…………………………... Pasir cetak kulit…………………………..……..…...

130 131

5.2 Cara kotak panas Ringkasan dari cara kotak panas…………..…..… Pasir untuk cara kotak panas………………..….....

131 131

5.3 Cara CO2 Pembuatan cetakan dengan cara CO2…………... Pasir untuk cara CO2……………………………….

132 132

Rangkuman 133

Evaluasi 134 5.4 Cetakan mengeras sendiri

Mengeras pakai pengikat organik………………… Mengeras pakai campuran semen…………..…… Cetakan mengeras sendiri dengan campuran air-kaca……………………………………………….…. Cetakan pasir cair mengeras sendiri………...……

135 135 135 136

5.5 Cara kotak dingin Pembuatan cetakan kotak dingin……………….... Pasir untuk cara kotak inti……………………….…

137 137

5.6 Pelapis cetakan………………………….…………

137

5.7 Rangkuman 138 5.8 Evaluasi 139 5.9 Penutup dan rujukan 141 “Our greatest weakness lies in giving up. The most certain way to succeed is always to try just one more time” Kelemahan terbesar kita terletak pada menyerah. Cara paling pasti untuk sukses adalah selalu mencoba sekali lagi Thomas A. Edison

128

5 Cetakan Pasir Dengan Pengikat Khusus

Modul 5 Cetakan pasir dengan pengikat khusus Modul ini menjelaskan mengenai hal-hal yang berkaitan dengan cetakan-cetakan pasir yang menggunakan pengikat khusus. Indikator Pembelajaran • Mahasiswa mampu menerangkan berbagai macam cetakan mengeras sendiri berdasarkan

pengikatnya. • Mahasiswa mampu menerangkan proses pembuatan cetakan dengan kotak panas. • Mahasiswa mampu menerangkan teknik pembuatan cetakan CO2. • Mahasiswa mampu menerangkan berbagai macam cetakan mengeras sendiri berdasarkan

pengikatnya. • Mahasiswa mampu menerangkan proses pembuatan cetakan dengan cara kotak dingin. • Mahasiswa mampu menerangkan berbagai macam pelapis cetakan.

4 Cetakan Pasir dan Pasir Cetak 125 5.10 Evaluasi


Soal nomor 1

Di bawah ini merupakan tujuan dari penyemprotan grafit atau bubuk mika yang dicampur air pada permukaan cetakan, kecuali?

➀Mencegah fusi dan penetrasi logam ➁Menghasilkan gelembung udara pada coran

➂Mendapatkan permukaan coran yang halus

➃Mudah membuang pasir inti saat pembongkaran

➄Menghilangkan cacat akibat coran

Soal nomor 2

Berikut merupakan syarat bagi pasir cetak, kecuali?

➀Sifat mampu bentuk ➁Permeabilitas yang pas

➂Distribusi besar butir yang pas

➃Harga murah

➄Sifat mampu alir

Soal nomor 3

Manakah yang merupakan penyangga kepala ganda?

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

Soal nomor 4 Digunakan untuk apa alat di bawah ini?

➀Menguji kadar air pasir cetak ➁Menguji permeabilitas pasir cetak

➂Menguji kadar lempung pasir cetak

➃Menguji kekuatan tekan pasir cetak

➄Menguji distribusi besar butir pasir cetak

Soal nomor 5 Jenis butir pasir apakah yang ditunjukkan gambar berikut?

➀Butir pasir bulat ➁Butir pasir kristal

➂Butir pasir pipih

➃Butir pasir bersudut

➄Butir pasir sebagian bersudut

126

4 Cetakan Pasir dan Pasir Cetak 4.10 Evaluasi

Bagian B (Pertemuan ke-5)

Soal TTS (Teka-Teki Silang) Isilah soal TTS di bawah ini!

7

8

1

10

2

6

3

9

4

5

Mendatar 6 Bahan tambahan untuk tanah lempung yang dibuat dari kanji sebagai pengikat pembantu 7 Perlengkapan yang dibuat dari logam dan digunakan untuk menyangga inti 8 Penyangga yang dipakai untuk menyangga inti dari coran kecil 9 Kerangka yang diletakkan dalam inti atau cetakan untuk mencegah patahnya inti 10 Penyangga yang dibuat untuk coran yang tebal dan besar

Menurun 11 Partikel-partikel dengan ⊘ < 20μ yang terdapat dalam pasir cetak 12 Penyangga yang dipakai untuk menyangga inti coran yang besar seperti pipa-pipa 13 Sifat-sifat cetakan yang dibutuhkan ketika coran diambil dari cetakan setelah penuangan 14 Salah satu jenis dari tanah lempung yang terdiri dari butir-butir halus dari 10—0,01μ yang fasa penyusun

utamanya ialah monmorilonit (Al2O3 ⋅ 4SiO2 ⋅ H2O) 15 Jenis pasir cetak yang paling lazim selain pasir gunung, pasir sungai dan pasir silika yang disediakan alam

4 Cetakan Pasir dan Pasir Cetak 127 4.11 Penutup dan Rujukan

Penutup

Selamat Anda telah selesai mempelajari modul tentang cetakan pasir dan pasir cetak. Bagaimana setelah beberapa hari menekuni modul ini? Penulis mengucapkan terima kasih atas jerih payahnya. Materi dan tugas yang telah Anda lalui dengan sungguh-sungguh, menjadi bukti atas keberhasilan Anda. Tetapi, bila Anda rasakan masih juga ingin membaca kembali, tentu saja tidak dihalangi. Mungkin untuk mengingat kembali yang Anda anggap penting untuk segera diterapkan dalam kegiatan pengecoran. Dengan demikian kini Anda mampu: 1. Menggambarkan teknik pemuatan cetakan dengan tangan 2. Menggambarkan teknik pembuatan cetakan secara mekanis 3. Menerangkan proses pembuatan inti 4. Membedakan lapisan cetakan untuk pasir basah dan kering 5. Menyebutkan perlengkapan untuk cetakan 6. Mendefinisikan jenis-jenis pasir cetak, pengujian pasir cetak, dan sifat-sifat dari pasir cetak. Sebagai tambahan: kebanyakan cetakan yang digunakan adalah cetakan pasir. Cetakan pasir terkadang dibuat dengan tangan atau bisa juga dibuat dengan mesin cetakan.

Rujukan

Gambar awal modul Gambar 4.1—4.44 Daftar isi Ilustrasi 4.1 Ilustrasi 4.2 Ilustrasi 4.3 Ilustrasi 4.4 Ilustrasi 4.5 Pertemuan ke-4 Gambar soal no. 1 Gambar soal no. 2 Gambar soal no. 3 Gambar soal no. 4 Gambar soal no. 5 Pertemuan ke-5 Gambar soal no. 3 Gambar soal no. 4 Gambar soal no. 5 Daftar 4.1—4.2

Rolf Roller, dkk: Fachkunde Gießereitechnik (Verlag Europa-Lehrmittel, Nourney 2016) Tata Surdia, Kenji Chijiwa: Teknik Pengecoran (Pradnya Paramita, Jakarta 2006) Tata Surdia, Kenji Chijiwa: Teknik Pengecoran (Pradnya Paramita, Jakarta 2006) Tata Surdia, Kenji Chijiwa: Teknik Pengecoran (Pradnya Paramita, Jakarta 2006) Tata Surdia, Kenji Chijiwa: Teknik Pengecoran (Pradnya Paramita, Jakarta 2006) Tata Surdia, Kenji Chijiwa: Teknik Pengecoran (Pradnya Paramita, Jakarta 2006) Tata Surdia, Kenji Chijiwa: Teknik Pengecoran (Pradnya Paramita, Jakarta 2006) Bartels, Ch, dkk.: Gusseisen mit Kugelgraphit (BDG, 2010) Bartels, Ch, dkk.: Gusseisen mit Kugelgraphit (BDG, 2010) Bartels, Ch, dkk.: Gusseisen mit Kugelgraphit (BDG, 2010) Chin Hung Foundry Machinery Co., Ltd Vereins Deutscher Gessereifachleute e.V. VDG http://miftahfoundry.blogspot.com Tata Surdia, Kenji Chijiwa: Teknik Pengecoran (Pradnya Paramita, Jakarta 2006) Tata Surdia, Kenji Chijiwa: Teknik Pengecoran (Pradnya Paramita, Jakarta 2006) Tata Surdia, Kenji Chijiwa: Teknik Pengecoran (Pradnya Paramita, Jakarta 2006)

140 cetakan pasir dengan pengikat khusus 113

Documents