68630461 unit 3 jenis jenis proses pengecoran
TRANSCRIPT
Abrianto Akuan-TechnoMET UNJANI
Jenis-jenis Proses Pengecoran Page 1 of 19
UNIT 3
JENIS-JENIS PROSES PENGECORAN
Bandung, 2009
Abrianto Akuan-TechnoMET UNJANI
Jenis-jenis Proses Pengecoran Page 2 of 19
3.1 Pendahuluan
Pengecoran logam telah ada pada awal 4000 SM. di mana pada awal
perkembanganya proses pengecoran logam yang telah dilakukan adalah pengecoran emas
dan tembaga karena logam tersebut mudah dibentuk dan ditempa pada temperatur kamar
dan sangat diminati pada masa itu. Ahli sejarah memprediksikan bahwa tembaga salah
satu logam pertama yang dibentuk melalui proses pengecoran dan diproses tempa untuk
dibuat bentuk-bentuk tertentu, dalam perkembangan teknologi pengecoran logam secara
tidak sengaja terjadi reduksi bijih tembaga yang dibentuk dengan dipukul-pukul (ditempa)
hingga terbentuk suatu bentuk benda yang dapat dipergunakan seperti perhiasan, senjata,
alat makan dan lain-lain. Hal ini terjadi pada peradaban mesopotamia dan teknologi
pengolahan logam ini tersebar keberbagai penjuru dunia. Inovasi yang sangat signifikan
dalam proses pengecoran logam adalah proses pemaduan logam, dan yang pertama
dipadukan adalah tembaga dan tin (timah) hingga terbentuk suatu paduan perunggu
(bronze) dan paduan ini lebih banyak diminati dan lebih luas lagi penggunaanya pada
zaman perunggu (bronze age) selama kurang lebih 2000 tahun di mesir.
Gambar 3.1 Patung dewa zeus coran perunggu dari Artemision, Canada 500 tahun SM.8)
Pada perkembangan selanjutnya proses pengecoran logam menjadi lebih
maju hingga produk hasil pengecoran semakin bervariasi seperti pembuatan bell yang
diteruskan menjadi meriam (cannon) dan yang pertama dibuat di Ghent, Belgia pada
tahun 1313 oleh seorang pendeta keagamaan yang membuat cannon berbahan perunggu
Abrianto Akuan-TechnoMET UNJANI
Jenis-jenis Proses Pengecoran Page 3 of 19
dengan menggunakan bore yang selanjutnya menggunakan suatu inti dan untuk akurasi
penembakan proyektil peluru maka cannon tersebut diproses pemesinan yang disebut
boring. Pada tahun 1550 di eropa di buat cannon pertama yang terbuat dari besi cor, dan
peluru yang dibuat dari bahan yang sama mulai dibuat tahun 1568. namun, produk-
produk tersebut hanya untuk kepentingan militer. Pada awal abad ke-16 hingga 17 dibuat
produk cor seperti kompor dan pipa air yang terbuat dari besi cor dibuat untuk masarakat
sipil. Hingga tahun 1700-an kompor dari besi cor adalah salah satu produk industri cor
yang dianggap paling menguntungkan. Suksesnya nilai komersial dari kompor ini
mengakibatkan seni dan teknologi pengecoran semakin berkembang pesat. Teknologi
baru yang dirintis pada akhir tahun 1800 oleh O. Mergenthaler dan pertama dipatenkan
oleh H. Doehler pada tahun 1905 yaitu Die-casting yang selanjutnya dikembangkan oleh
E. Wagner tahun 1907 dengan desain Hot-chamber untuk membuat perlengkapan perang
dunia ke-1 dengan membuat masker dan teropong (frame binocular). Data sejarah yang
membuktikan bahwa metal casting telah dimulai 4000 tahun Sebelum Masehi dan bahwa
logam untuk pertama kali digunakan didaerah laut Hitam yang terkenal dengan nama
Eurasiatic step Belt, pegunungan Carpatin Rusia. Ringkasan dari sejarah proses
pengecoran ini adalah sebagai berikut:
Emas merupakan logam yang pertama kali mendapat perhatian, disusul oleh
tembaga (Cu) dan adalah logam yang pertama kali di cor. Setelah itu diketahui
bahwa Cu sering tercampur dengan logam lain yang membuatnya lebih keras dan
dikenal dengan nama perunggu, yaitu campuran tembaga dan timah (Sn).
Cetakannya terbuat dari batu atau tanah liat (fire clay) untuk membuat benda
seperti: kepala anak panah, kepala kapak, dan alat-alat pertanian yang sederhana.
Proses casting berpindah kearah timur ke kawasan Orient, terus berkembang
sampai ± 10 abad. Produk-produk benda seni yan rumit dan halus menunjukkan
bahwa mereka sudah mengenal Lost Wax Technique. Jenis cetakan yang dipakai
adalah cetakan batu tertutup, sectional Loam Mold. Pengrajin-pengrajin Cina
memperoleh keahlian dalam pembuatan bronze casting dan pengetahuan ilmu
metalurgi
Besi (Fe) di temukan 2000 BC. Pada awalnya di hasilkan dari bijih besi yang
direduksi, kemudian dicampur dengan slag menjadi bentuk bola lalu ditempa.
Bangsa Cina dikenal telah dapat men-cor besi ± 600 BC.
Abrianto Akuan-TechnoMET UNJANI
Jenis-jenis Proses Pengecoran Page 4 of 19
Di India cast crucible steel pertama kali di buat pd thn ± 500 AD, proses tersebut
kemudian menghilang dan baru di temu-kenali lagi oleh Benyamin Huntsman, di
Inggris pada thn 1750.
Setelah berkembang kearah timur, proses casting berpindah kembali kearah barat
ke daerah Timur Dekat (Near East), cekungan Mediterranean dan sisa daratan
Eropa lainnya.
Bangsa Mesir mempebaiki apa yang telah dicapai oleh bangsa Cina. mereka
mempunyai andil dalam menemukan proses lost wax untuk membentuk benda-
benda coran. Penggunaan cope & drag, core molding, muncul pada awal
pengembangan ‘Egyptian Artisan’ tentang metal casting.
Sampai ± abad ke 14 di Eropa logam besi belum dapat dibuat dengan proses cor.
Pada awal abad ke-13 perhatian utama para foundryman adalah membuat lonceng-
lonceng gereja dengan proses yang di kenal dengan nama Loam Moulding/ Sweep
Molding.
Tahun 1313, meriam pertama di buat di kota Ghent, Belgia oleh para Monk.
Benda-benda dan patung-patung artistik dibuat di Itali oleh Benvenuto
Cellini, yang memakai proses Loam Moulding yang dikombinasikan dengan lost-
wax process.
Vannoccio Biringuccio(1480-1539), foundryman ‘tulen’ pertama yang pantas
disebut sebagai Bapak ‘Foundry Industry’. Pada 1538 beliau menjadi kepala
‘Papal Foundry’ di Roma dan di kenal sebagai orang pertama yang
mengejawantahkan keahliannya dalam bentuk tulisan secara detil. Bukunya yang
berjudul ‘Pirotechnia’, tak disangsikan lagi dianggap sebagai buku yang
mencakup semua aspek metalurgi dlm abad ke 16. Ketiga prinsip terpenting dalam
membuat produk cor menurutnya adalah:
Making and arranging mold well
Smelting and liquefying the materials of the metals well, and
Making the composition of their association according to the result you
wish to have.
1730, Abraham Darby, dari Coalbrookdale, Inggris mengawali pemakaian kokas
sebagai bahan bakar utama dalam Iron-foundries.
1794, Cupola pertama didirikan, bentuknya seperti yang ada pada saat ini, oleh
Wilkingson dari Inggris.
Abrianto Akuan-TechnoMET UNJANI
Jenis-jenis Proses Pengecoran Page 5 of 19
1642, Pabrik Pengecoran pertama di dirikan di Lynn, Massachusetts, Amerika
ditepi sungai Saugus dan dikenal dengan nama ‘Saugus Iron Works’. Produk
pertamanya dikenal dengan nama ‘Saugus Pot’.
1775, Paul Revere, mengoperasikan bell-and-fitting foundry di Boston, Amerika.
1847, Asa Whitney, dari Philadelphia, memperoleh paten dalam proses aniling
roda mobil terbuat dari chilled-iron.
Baja cor untuk pertama kali di buat di India, dan kemudian di cor di Inggris, 1609.
1831, William Vickers dari Inggris berhasil membuat baja cor dari sekrap
wrought-iron dengan mencampurkan mangan oksida dan karbon.
1847, Krupp Works, di Jerman memproduksi senjata api terbuat dari baja
1818, baja cor dibuat dengan proses krusibel di pabrik cor Valley Forge
1865, Bessemer Converter pertama di dirikan di Troy, New York
dengan menyandang nama Sir Henry Bessemer dari Inggris.
1870, Open-hearth furnace pertama didirikan di Amerika guna menunjang
perkembangan industri baja cor.
Hingga saat ini proses pengecoran masih terus dikembangkan agar teknologi
pengecoran semakin memiliki tingkat produktifitas tinggi dalam dunia industri
pengolahan logam. Teknologi pengecoran yang terus di kembangkan antara lain, teknik
pengecoran dengan vacuum process, continous casters dan proses pengecoran lainnya
untuk peningkatan produktifitas pengecoran logam di industri.
3.2 Tinjauan Umum Proses Pengecoran
Apakah yang di maksud dengan Casting Process? Proses casting adalah proses
pembentukan objek logam yang diperoleh dengan cara menuangkan logam cair kedalam
cetakan berongga yang menyerupai bentuk benda yg di inginkan, dan membiarkannya
membeku.
Proses pengecoran memiliki beberapa keuntungan dan kemampuan dalam proses
manufaktur logam antara lain:
Mampu untuk membuat suatu komponen dengan bentuk geometri yang
kompleks baik bentuk internal dan bentuk eksternalnya.
Proses pengecoran adalah salah satu proses manufaktur yang mampu
menghasilkan produk yang telah memiliki bentuk seperti hasil akhirnya atau
Abrianto Akuan-TechnoMET UNJANI
Jenis-jenis Proses Pengecoran Page 6 of 19
mendekati hasil akhirnya, dan dapat dilajutkan dengan proses pemesinan
untuk finishing-nya.
Pengecoran mampu memproduksi komponen dengan ukuran besar hingga
memiliki berat lebih dari 100 ton hingga yang kecil dengan berat satu ons.
Pengecoran dapat dilakukan untuk banyak logam yang dapat dilakukan
pemanasan hingga dalam keadaan cairnya.
Selain memiliki banyak keuntungan proses pengecoran juga memiliki beberapa
kerugian antara lain terbatasnya target sifat mekanik yang ingin dicapai, porositas yang
tinggi, akurasi dimensional yang jelek, dan memiliki tingkat bahaya yang cukup tinggi
ketika memproses logam cair yang panas baik bagi manusia dan lingkungan.
Produk hasil pengecoran memiliki range ukuran dari mulai yang terkecil dengan
berat hanya beberapa ons hingga produk berukuran besar dengan berat dalam ukuran ton.
Produk-produk tersebut antara lain adalah alat-alat dokter gigi, perhiasan, kompor bara
kayu, blok mesin dan kepala silinder, frame mesin, rel kereta api, pipa dan rumah pompa.
Seluruh varietas logam baik ferrous dan non-ferrous dapat diproses cor. Suatu
perlengkapan pabrikasi yang meliputi pembuatan cetakan, peleburan, pengontrolan logam
cair hingga proses penuangan, dan finising biasa disebut foundry. Orang yang bekerja di
pabrik pengecoran ini disebut dengan Foundrymen.
2.1 Pengecoran centrifugal
Pengecoran centrifugal adalah proses penuangan logam cair ke dalam cetakan
yang berputar. Proses pengecoran ini dapat menghasilkan produk coran yang relatif bebas
dari gas dan shrinkage porosity. Karena pengaruh dari gaya centrifugal hasil coran akan
lebih padat, permukaan halus dan struktur logam yang dihasilkan akan memberikan sifat
mekanik yang baik. Selain itu, pengotor yang memiliki berat jenis lebih rendah
dibandingkan logamnya akan berkumpul di permukaan dalam dan dapat dibuang melalui
proses pemesinan.
Sebuah mesin centrifugal casting harus dapat memenuhi empat operasi yang
akurat dan dengan kemampuan yang dapat diulang – ulang:
1. Cetakan dapat berputar pada kecepatan yang telah ditentukan sebelumnya.
2. Harus ada sebuah alat untuk menuangkan logam cair pada cetakan yang berputar.
3. Ketika logam dituangkan, kecepatan pendinginan harus ditentukan di dalam cetakan.
Abrianto Akuan-TechnoMET UNJANI
Jenis-jenis Proses Pengecoran Page 7 of 19
4. Harus ada sebuah alat untuk mengeluarkan produk cor dari cetakan.
Pada proses penuangan, logam cair dapat dimasukan melalui salah satu ujung
cetakan. Laju penuangan sangat bervariasi tergantung dari ukuran benda cor yang akan
dibuat dan jenis logam yang digunakan. Apabila laju penuangan yang terlalu pelan akan
menghasilkan formasi bertumpuk dan akan terbentuk porositas. Dan laju pembekuan
yang sangat pelan merupakan salah satu penyebab terjadinya retakan ke arah longitudinal.
Pada temperatur pengecoran yang tinggi memerlukan kecepatan putar yang lebih tinggi
untuk menghindari terjadinya sliding. Sedangkan pada temperatur pengecoran yang
rendah menyebabkan permukaan bertumpuk dan porositas. Temperatur pengecoran juga
mempengaruhi jumlah dari segregasi yang terjadi.
Kecepatan putar bervariasi pada setiap proses pengecoran. Proses putaran dapat
dibagi menjadi tiga bagian :
a. Pada saat penuangan, cetakan diputar pada kecepatan yang cukup untuk melontarkan
logam cair ke dinding cetakan.
b. Ketika logam mencapai ujung cetakan yang lain, kecepatan putar ditingkatkan.
c. Kecepatan putar dipertahankan konstan selama beberapa waktu sesudah penuangan,
kecepatan konstan bervariasi sesuai dengan tipe cetakan, jenis logam cair dan
ketebalan dinding yang dibutuhkan.
2.3 Jenis pengecoran centrifugal
2.3.1 Semi Centrifugal
Pada proses ini cetakan diisi penuh oleh logam cair dan biasanya diputar pada
sumbu vertikal. Bila diperlukan dapat digunakan inti untuk menghasilkan produk cor
yang berongga. Bagian tengah dari cetakan biasanya padat, akan tetapi strukturnya kurang
padat dan memungkinkan adanya cacat inklusi.
Coran yang sulit dihasilkan melalui cara statis dapat dilakukan dengan metode ini,
karena gaya centrifugal memasukan logam cair di bawah tekanan yang lebih tinggi jika
dibandingkan pada pengecoran statis. Hal ini meningkatkan hasil coran secara menonjol
(85-95%), benar-benar memenuhi lubang cetakan, dan menghasilkan coran berkualitas
tinggi, bebas rongga dan porositas. Bagian coran yang lebih tipis dapat dibuat dengan
metode ini dibanding dengan pengecoran statis. Aplikasi dari pengecoran semicentrifugal
adalah untuk membuat gear blanks, pulley, roda, impelers dan rotor motor listrik.
Abrianto Akuan-TechnoMET UNJANI
Jenis-jenis Proses Pengecoran Page 8 of 19
2.3.2 Centrifuging
Centrifuging (pressure) memiliki aplikasi yang paling luas. Pada metode ini,
lubang coran disusun disekitar pusat sumbu putaran seperti jari-jari roda, sehingga
memungkinkan produksi coran lebih dari satu. Gaya centrifugal memberikan tekanan
yang diperlukan logam cair seperti yang terdapat pada pengecoran semicentrifugal.
Metode pengecoran ini khususnya digunakan untuk memproduksi valve bodies, bonnet,
plugs, yokes, brackets dan banyak lagi pada industri pengecoran lainnya.
2.3.3 True centrifugal
True Centrifugal digunakan untuk menghasilkan coran turbular atau silindris
dengan memutar cetakan pada sumbunya sendiri. Hasil coran memiliki pembekuan
terarah atau pembekuan dari bagian luar coran menuju sumbu putaran (sumbu rotasi).
Pembekuan terarah ini menghasilkan coran berkualitas tinggi tanpa cacat penyusutan
(shrinkage) yang merupakan penyebab utama cacat coran hasil cetakan pasir. Prosesnya
sendiri biasanya secara vertikal atau horizontal.
a. Pengecoran centrifugal type horizontal.
Secara umum pengecoran centrifugal type horizontal digunakan untuk membuat
produk seperti pipa, bushing, cylinder sleeves ( liner ), ring piston, roller, pulley, plat
kopling. Produk coran dengan bentuk tidak silinder atau tidak simetris, tidak dapat dibuat
dengan menggunakan proses ini.
Gambar 3.2 Mesin Horizontal Centrifugal Casting
b. Pengecoran centrifugal type vertical
Aplikasi dari pengecoran ini lebih luas jika dibandingkan dengan pengecoran
centrifugal type horizontal. Selain dari produk berbentuk silinder, produk dengan bentuk
yang tidak simetris dapat dibuat.
Abrianto Akuan-TechnoMET UNJANI
Jenis-jenis Proses Pengecoran Page 9 of 19
Gambar 3.3 Mesin vertical centrifugal casting.
2.3.4 Parameter pengecoran centrifugal
Parameter utama yang mempengaruhi kualitas coran adalah sebagai berikut:
a. Kecepatan putar.
Kecepatan putar dapat mempengaruhi struktur, umumnya efek dari peningkatan
kecepatan putar dapat menaikkan penghalusan dan meningkatkan turbulensi. Sedangkan
kecepatan putar yang sangat rendah akan menyebabkan logam cair menjadi tidak stabil.
Pengecoran centrifugal dengan cetakan pasir biasanya menggunakan kecepatan putar
yang rendah dengan tujuan untuk mengurangi cacat erosi.
b. Temperatur penuangan.
Temperatur penuangan dapat mempengaruhi proses pembekuan yang terjadi dan
struktur coran. Temperatur penuangan rendah akan menghasilkan butir halus dan
equiaxial sedangkan pada temperatur penuangan tinggi akan menghasilkan bentuk butir
columnar. Temperatur penuangan harus cukup tinggi untuk memastikan aliran logam cair
dan bebas dari cold laps, menghindari struktur kasar dan hot tearing akibat kelebihan
Abrianto Akuan-TechnoMET UNJANI
Jenis-jenis Proses Pengecoran Page 10 of 19
superheat. Umumnya temperatur penuangan berkisar antara 500 – 1000 C dari temperatur
cair.
c. Kecepatan penuangan.
Tujuan utamannya adalah untuk mengatur kecepatan penuangan yang dibutuhkan
sebelum logam cair membeku. Kecepatan penuangan yang terlalu tinggi menyebabkan
turbulensi terlalu tinggi dan percikan logam cair sedangkan kecepatan penuangan yang
rendah menghasilkan pembekuan yang terarah dan pengisian logam cair yang baik.
d. Temperatur cetakan.
Temperatur cetakan tidak begitu berpengaruh terhadap struktur coran. Yang
berpengaruh adalah derajat ekspansi dari cetakan dengan pemanasan awal. Derajat
ekspansi dapat mengurangi terjadinya tearing pada pengecoran true centrifugal.
2.4 Proses Die casting
Die casting merupakan permanent mold casting process, logam cair masuk ke
dalam cetakan dengan cara diinjeksi atau ditekan dengan tekanan berkisar 7-350 MPa.
Tekanan dijaga sampai logam cair membeku dalam cetakan. Cetakan dalam proses
pengecoran ini disebut dengan Die, oleh karena itu proses pengecorannya dinamai dengan
Die casting. Penggunaan tekanan untuk mengalirkan logam cair ke dalam cetakan
membedakan proses ini dengan proses pengecoran lain pada kelompok permanent mold
casting.
Berdasarkan pada bagaimana logam cair diinjeksikan/ditekan ke dalam cetakan, die
casting dibedakan atas:
1. Hot chamber process
Logam dicairkan dalam suatu wadah (chamber/pot) yang tergabung dalam mesin
die casting, sebuah piston digunakan untuk menekan logam cair ke dalam cetakan
dengan tekan yang tinggi, 7-35 MPa. Tekanan diberikan pada logam cair sampai
dengan logam cair membeku di dalam cetakan. Proses ini umumnya digunakan
untuk paduan logam dengan titik lebur rendah seperti: seng, timah dan timbal.
2. Cold chamber process
Logam dicairkan di luar mesin die casting dan dituang ke dalam wadah (chamber)
yang tidak dipanaskan, digunakan sebuah piston untuk mengalirkan logam cair ke
dalam cetakan dengan tekanan yang lebih tinggi antara 14-140MPa. Umumnya
digunakan untuk paduan logam dengan titik lebur tinggi seperti: aluminium,
magnesium dan tembaga.
Abrianto Akuan-TechnoMET UNJANI
Jenis-jenis Proses Pengecoran Page 11 of 19
Secara komersial, mesin die casting mempunyai kapasitas antara 25-3000 ton.
Umumnya die terbuat dari hot work die steels atau mold steels. Keausan die meningkat
dengan naiknya temperatur logam cair, oleh karena itu kadang diperlukan pelumas
(parting agents) dengan memberikan lapisan tipis pada permukaan die.
Melalui proses die casting dimungkinkan untuk membuat komponen dengan
kecepatan produksi yang tinggi serta menghasilkan komponen dengan kekuatan yang
tinggi, komponen bentuk kompleks dengan kualitas tinggi, akurasi dimensi dan
permukaan yang baik, sehingga tidak atau sedikit memerlukan proses pemesinan sebagai
proses akhir (net shape forming). Keuntungan proses die casting:
1. Kecepatan produksi tinggi
2. Kehalusan permukaan yang baik
3. Dimungkinan untuk bagian yang kecil sekitar 0,5 mm
4. Toleransi dimensi sangat ketat, ±0,076 mm untuk komponen kecil
5. Pendinginan cepat akan menghasilkan butir halus dengan kekuatan yang tinggi
6. Ekonomis untuk produksi dengan jumlah yang besar
Keterbatasan dari proses ini terletak pada bentuk benda kerja dikaitkan dengan
kemudahannya untuk dikeluarkan dari cetakan. Proses Die casting terdiri dari:
1. Material (penanganan awal pada material).
2. Melting Operations (proses peleburan).
3. Die casting Operation (proses pengecoran).
4. Trimming (pemisahan return scrap).
5. Visual check.
1. Material
Material yang akan diolah pada proses melting dikelompokkan menjadi dua:
- Return Scrap
Material yang tidak terpakai lagi setelah produksi selesai, yaitu stamp, overflow,
dan part out. Pengertian dari stamp adalah scrap yang terjadi dari saluran injeksi
molten yang ada pada die, overflow adalah return scrap yang timbul dari saluran
buangan udara, sedangkan part out adalah produk (komponen) yang tidak
memenuhi standar kualitas.
- Ingot
Material baru (bukan berupa scrap) dalam bentuk batangan.
Abrianto Akuan-TechnoMET UNJANI
Jenis-jenis Proses Pengecoran Page 12 of 19
CHARGING
KILLING
DISTRIBUSIMOLTEN
TAPPING
DISLAGING
FLUXING
2. Melting Operations
Melting Operation adalah proses peleburan scrap dan ingot pada dapur peleburan
(melting furnace) yang menghasilkan molten (logam cair). Bagan Melting Operation:
Gambar 3.4 Flow proses melting.
a. Charging
Proses memasukkan material ke dalam tungku peleburan. Dalam proses ini, return
scrap biasanya dimasukkan terlebih dahulu agar mencegah terjadinya kerusakan
pada lantai dinding furnace pada waktu charging, sebab biasanya ingot berukuran
panjang. Perbandingan antara return scrap dan ingot kira-kira 40%:60%.
b. Fluxing
Proses memasukkan paduan kimia (charging flux) pada saat peleburan. Proses ini
bertujuan untuk:
1. Mencegah terjadinya oksidasi dan pembentukan gas.
2. Melepaskan gas hidrogen.
3. Mengikat kotoran.
4. Memperbaiki struktur.
Setelah charging flux ditambahkan, kemudian diaduk-aduk agar kotoran dapat
diikat secara merata oleh flux.
Abrianto Akuan-TechnoMET UNJANI
Jenis-jenis Proses Pengecoran Page 13 of 19
c. Killing Time
Setelah flux diaduk-aduk, kemudian didiamkan selama 5-10 menit agar kotoran
yang sudah terikat dapat mengambang ke permukaan.
d. Dislaging
Kotoran yang mengambang di permukaan molten ditarik ke luar dan ditampung.
e. Tapping
Penuangan molten dari melting furnace ke dalam ladle crene, yaitu alat yang
terdapat pada ladle transport untuk menampung molten. Sebelum proses tapping
dilakukan cradle crane harus dipanaskan terlebih dahulu, yaitu selama 15 menit
agar tidak lembab. Hal ini dilakukan untuk menghindari terjadinya ledakan pada
saat tapping, disamping itu juga untuk menghindari terjadinya penurunan
temperatur molten pada saat dipindahkan.
f. Distribusi Molten
Dengan bantuan ladle transport, molten didistribusikan ke masing-masing holding
furnace untuk kemudian diproses casting.
2.4.1 Die casting Operation
Die casting Operation adalah proses pengecoran molten ke dalam cetakan (die)
dengan sistem injeksi pada tekanan tinggi (High Pressure Injection Process). Keunggulan
dari Die casting Operation antara lain:
1. Presisi tinggi, sehingga dapat mengurangi pengerjaan lanjut.
2. Cocok untuk komponen yang rumit dan tipis.
3. Dapat berproduksi secara masal, sehingga menghemat biaya produksi
4. Kepadatan komponen yang tinggi menyebabkan kurangnya kemungkinan cacat
(casting defect).
Abrianto Akuan-TechnoMET UNJANI
Jenis-jenis Proses Pengecoran Page 14 of 19
Tahapan-tahapan dalam Die casting Operation:
INSERTINSTALLATION
DIE CLOSED
INJECTION
POURING
CASTINGREMOVAL
CASTINGEJECTOR
DIE OPEN
CURRING TIME
SPRAYPROCESS
TRIMMING
VISUAL CHECK
PLACE INBASKET
MELTING
NO
YES
Abrianto Akuan-TechnoMET UNJANI
Jenis-jenis Proses Pengecoran Page 15 of 19
a. Insert Installation
Proses pemasangan insert. Pemasangan dilakukan secara manual, harus sesuai dan
tidak longgar.
b. Die Closed
Gerakan menutup die dengan menggunakan unit clamping sistem toggle. Seting
load-meter pada proses ini harus memenuhi standar, yaitu antara 80-95%. Apabila
kurang dari 80% maka kemungkinannya daerah sekitar parting line tidak tertutup
rapat sehingga terjadi flash, yaitu molten mencair dari celah dies pada saat injection.
Apabila load-meter melebihi 100%, maka toggle akan mengunci sehingga tidak bisa
terjadi injection.
c. Pouring Process
Proses penuangan molten oleh ladle dari holding furnace ke plunger sleeve (saluran
injeksi molten). Sebelum pouring dilakukan ladle harus dipanaskan terlebih dahulu
agar terhindar dari basah dan lembab. Selama proses pouring usahakan ladle-time
tidak terlalu laam agar temperatur molten tidak turun.
d. Injection Pressure
Proses penginjeksian molten ke dalam cetakan dengan tekanan. Injection Pressure
dibagi menjadi tiga tingkatan proses, yaitu:
1. Low Speed Injection. Tahap injeksi di mana molten akan mengisi cavity die
sampai batas gate. Proses ini mengurangi gerakan gelombang-gelombang
yang bisa menyebabkan turbulensi.
2. High Speed Injection. Tahap di mana molten mengisi penuh seluruh bagian
cavity die dan over flow
3. Pressure Boosting (intensifer pressure). Tahap injeksi di mana molten
dipadatkan dengan tekanan tinggi (impact pressure)
e. Die Open
Proses die membuka
f. Casting Ejection
Proses di mana setelah die open, komponen dikeluarkan dari moving die dengan
bantuan suatu alat yang disebut ejector.
g. Casting Removal
Proses pengambilan komponen secara manual oleh operator sesaat setelah
komponen dikeluarkan dari moving die oleh ejector pin. Komponen tersebut diambil
dengan menggunakan tang.
Abrianto Akuan-TechnoMET UNJANI
Jenis-jenis Proses Pengecoran Page 16 of 19
h. Spray Process
Proses pelapisan bagian permukaan cavity die dengan suatu cairan kimia yang
menggunakan suatu peralatan yang disebut dengan spray unit. Arah spray harus
kepada bagian-bagian yang paling sering mengalami over-heating, terutama pada
bagian pin. Cairan kimia yang digunakan dalam proses ini berfungsi untuk melapisi
cavity die agar komponen tidak menempel pada die.
4. Trimming
Proses memisahkan scrap dari komponen oleh operator secara manual setelah satu shot
produksi selesai. Proses triming dilakukan bersamaan dengan spray process.
5. Visual Check
Begitu shot produksi berikutnya dijalankan, maka akan dilakukan pemeriksaan komponen
secara visual. Pada komponen tidak diinginkan adanya : flow line, under cut, cacat
misrun, bercak, retak, dan burst.
2.4.2 Cetakan (Die)
Cetakan pada Die casting Process biasanya disebut die. Bagian-bagian utama die:
1. Fixed Die
Bagian dari die yang tidak bergerak. Pada bagian ini terdapat lower cavity (cetakan
bawah), stamp (saluran injueksi), dan guide pillars (poros pengarah).
2. Moving Die
Adalah bagian die yang bergerak pada saat die open dan die closed, karena terpasang
pada moving platen. Pada moving die terdapat upper cavity (cetakan atas), gate/runner
(saluran injeksi yang langsung menuju produk), lubang pengarah, overflow, dan lubang-
lubang untuk melewatkan ejector.
3. Core
Untuk komponen yang bentuknya rumit diperlukan sistem open-close dari samping
(core). Sebelum die open, core unit harus diseting untuk membuka terlebih dahulu.
Demikian juga sebelum die close, sistem ini dirancang agar menutup terlebih dahulu.
4. Parting Line
Garis pertemuan antara moving die, fixed die, dan core pada saat die closed.
5. Water Cooling System
Berfungsi untuk menjaga temperatur die sekitar 200ºC.
Abrianto Akuan-TechnoMET UNJANI
Jenis-jenis Proses Pengecoran Page 17 of 19
Gambar 3.5 Die.
2.5 Low Pressure Die casting (LPDC)
Logam cair dalam proses die casting umumnya menggunakan gaya gravitasi
untuk turun dan masuk ke cavity. Pada low-pressure casting, logam cair didorong ke atas
oleh tekanan gas untuk masuk ke dalam rongga cetakan. Tekanan tersebut dipertahankan
sampai logam cair sudah membeku seluruhnya dalam cetakan. Cara lain dari proses ini
adalah menghisap logam cair ke atas menggunakan sebuah penghisap vacuum, dengan
demikian selain logam cair terhisap ke atas juga menghilangkan gas terlarut sehingga
akan mengurangi porositas produk. Kelebihan dari proses die casting bahwa produk akhir
mempunyai kadar porositas lebih rendah sehingga sifat mekanik juga akan lebih baik.
Pada LPDC tidak dilakukan proses pouring terlebih dulu, akan tetapi logam cair
langsung dimasukkan di bagian injection, kemudian logam cair akan didorong oleh gas
bertekanan ke atas. Oleh karena itu proses penuangan tidak diperlukan karena desakan
gas bertekanan akan secara otomatis mendesak logam cair memasuki cavity.
Abrianto Akuan-TechnoMET UNJANI
Jenis-jenis Proses Pengecoran Page 18 of 19
Gambar 3.6 Skema Low Pressure Die casting (LPDC).
Abrianto Akuan-TechnoMET UNJANI
Jenis-jenis Proses Pengecoran Page 19 of 19
Tahapan-tahapan dalam LPDC:
INSERTINSTALLATION
DIE CLOSED
INJECTION BYPRESSURIZED
GAS
CASTINGREMOVAL
CASTINGEJECTOR
DIE OPEN
CURRING TIME
SPRAYPROCESS
TRIMMING
VISUAL CHECK
PLACE INBASKET
MELTING
NO
YES