bab ii pengecoran
DESCRIPTION
dasar teori pengecoranTRANSCRIPT
Laporan Kerja Praktek Universitas Bengkulu
Pamungkas (G1C007039) { PAGE \* MERGEFORMAT }
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sejarah Pengecoran
Awal penggunaan logam oleh orang ialah ketika orang membuat perhiasan
dari emas atau perak tempaan, kemuadian membuat senjata atau mata bajak
dengan menempa tembaga, hal itu dimungkinkan karena logam-logam ini terdapat
di alam dalam keadaan murni, sehingga dengan mudah orang dapat menempanya.
Coran dibuat dari logam yang dicairkan, dituang ke dalam cetakan,
kemudian dibiarkan mendingin dan membeku. Oleh karena itu sejarah pengecoran
dimulai ketika orang mengetahui bagaimana mencairkan logam dan bagaimana
membuat cetakan. Hal itu terjadi kira-kira tahun 4000 Sebelum Masehi,
sedangkan tahun yang lebih tepat tidak diketahui secara jelas. Secara kebetulan
orang menemukan tembaga mencair, selanjutnya mengetahui cara untuk menuang
logam cair ke dalam cetakan.
Pengecoran perunggu dilakuan pertama di Mesopotamia kira-kira tahun
3000 Sebelum Masehi, kemudian teknik ini diteruskan ke Asia Tengah, India dan
China. Pada zaman China kuno semasa dinasti Yin, yaitu kira-kira 1500 – 1000
Sebelum Masehi. Pada masa itu tangki-tangki yang halus buatannnya dibuat
dengan jalan pengecoran. Teknik pengecoran di India dan China ini diteruskan ke
Jepang dan Asia Tenggara, sehingga di Jepang banyak archa-archa Budha dibuat
antara tahun 600 dan 800 Masehi. Sementara di Eropa teknik pengecoran pertama
kali ditemukan dalam tahun 1500 Sebelum Masehi, yaitu di Spanyol, Swiss,
Jerman, Austria, Norwegia, Denmark, Swedia, Inggris dan Prancis.
2.2 Teori Pengecoran
Proses Pengecoran adalah salah satu teknik pembuatan produk dimana
logam dicairkan dalam tungku peleburan kemudian di tuangkan kedalam rongga
cetakan yang serupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akan dibuat
(Gambar 2.1).
Laporan Kerja Praktek Universitas Bengkulu
Pamungkas (G1C007039) { PAGE \* MERGEFORMAT }
Gambar 2.1 Proses penuangan pada coran
Produk pengecoran disebut coran atau benda cor. Pengecoran digunakan
untuk membuat bagian mesin dengan bentuk yang kompleks. Ada 4 faktor yang
berpengaruh atau merupakan ciri dari proses pengecoran, yaitu :
1. Adanya aliran logam cair kedalam rongga cetak
2. Terjadi perpindahan panas selama pembekuan dan pendinginan dari
logamdalamcetakan
3. Pengaruh material cetakan
4. Pembekuan logam dari kondisi cair
Klasifikasi pengecoran berdasarkan umur dari cetakan, ada pengecoran dengan
cetakan sekalipakai (Expendable Mold) dan ada pengecoran dengan cetakan
permanent (Permanent Mold). Cetakan pasir merupakan termasuk dalam
expendable mold. Karena cetakan hanya bisa digunakan satu kali pengecoran saja,
setelah itu cetakan tersebut dirusak saat pengambilan coran. Dalam pembuatan
cetakan, jenis-jenis pasir yang digunakan adalah pasir silika, pasir zircon atau
pasir hijau. Sedangkan perekat antar butir-butir pasir dapat digunakan,bentonit,
resin, furan atau air gelas. Proses pengecoran meliputi: pembentukan pola,
pembuatan cetakan, persiapan dan peleburan logam, penuangan logam cair ke
dalam cetakan, pembersihan coran dan proses daur ulang pasir cetakan. Proses
pengecoran dapat digambarkan pada gambar diagram alir pada gambar 2.2.
Laporan Kerja Praktek Universitas Bengkulu
Pamungkas (G1C007039) { PAGE \* MERGEFORMAT }
Gambar 2.2. Diagram alir pada proses pembuatan coran.
2.3 Teori Pola (Pattern) Pengecoran
Pola adalah tiruan atau duplikat bentuk benda kerja yang akan dihasilkan
dengan pengecoran, dengan toleransi ukuran sesuai persyaratan, proses, &
perhitungan pengecoran, umunya toleransi ukuran adalah 1 %. Pemilihan material
pola tergantung pada bentuk dan ukuran produk cor, akurasi dimensi, jumlah
produk cor dan jenis proses pengecoran yang digunakan.
Menurut bahan, pola dapat dibedakan Menjadi :
1. Pola Logam
2. Pola Kayu
3. Pola Lilin
4. Pola Gabus / Polysterol
Laporan Kerja Praktek Universitas Bengkulu
Pamungkas (G1C007039) { PAGE \* MERGEFORMAT }
Pada pembuatan pola harus diperhatikan beberapa hal antara lain:
pengaruh penyusutan logam cair, ketirusan, tahap penyelesaian, distorsi dan
kelonggaran, sehingga kita dapat memperoleh benda cor yang benar-benar sesuai
dengan benda yang akan dibuat.
a) Penyusutan
Karena hampir semua jenis logam menyusut pada waktu pembekuan, pada
waktu membuat pola perlu ditambahkan ukuran penyusutan. Untuk
kemudahan, untuk besi cor dapat digunakan mister susut yang 1,04% atau
0,00104 mm/mm lebih panjang dari ukuran standar. Direncanakan suatu roda
gigi yang bila pemesinan telah selesai, mempunyai diameter luar 150 mm.
Untuk brons perlu ditambah 1,56%, baja 2,08%, aluminium dan magnesium
1,30%.
b) Tirus
Bila pola yang dapat diangkat dikeluarkan dari cetakan, kadang-kadang
tepi cetakan pasir yang bersentuhan dengan pola terangkat.Oleh karena itu
untuk memudahkan pengeluaran pola, maka sisi tegak pola dimiringkan.
Untuk permukaan luar, biasanya dipakai penambahan sebesar 1,04% hingga
2,08%. Untuk lubang di sebelah dalam dapat digunakan kemiringan sampai
6,25%.
c) Tahap Penyelesaian
Permukaan coran yang akan mengalami pemesinan biasanya diberi tanda
tertentu. Tanda tersebut berarti bahwa pola harus dipertebal, sehingga cukup
bahan untuk diselesaikan. Umumnya penambahan adalah 3,0 mm. Untuk pola
yang besar suaian tersebut harus ditambah karena ada kemungkinan bahwa
benda cor akan melengkung.
d) Distorsi
Distorsi terjadi pada benda coran dengan bentuk yang tidak teratur
karena sewaktu membeku terjadi penyusutan yang tidak merata.
Kemungkinan ini perlu diperhitungkan sewaktu membuat pola.
Laporan Kerja Praktek Universitas Bengkulu
Pamungkas (G1C007039) { PAGE \* MERGEFORMAT }
e) Kelonggaran
Bila pasir di sekitar pola ditumbuk-tumbuk kemudian pola dilepaskan,
pada umumnya ruangan pola akan lebih besar sedikit. Pada benda cor yang
besar atau benda cor yang tidak mengalami penyelesaian, hal ini dapat diatasi
dengan membuat pola yang kecil sedikit.
2.3.1 Jenis-jenis Pola :
Pola mempunyai jenis bentuk seperti diuraikan di bawah ini. Pada
pemilihan jenis pola, harus diperhatikan produktivitas, kwalitas coran dan harga
pola.
1. Pola tunggal (Single Piece Pattern).
Biasanya digunakan untuk bentuk produk yang sederhana dan jumlah
produk sedikit.Pola ini dibuat dari kayu atau polysterol dan tentunya tidak
mahal.Tipe pola tunggal ini merupakan pola paling sederhana & murah,
bentuk prinsip menyerupai coran asli, dan digunakan untuk jumlah coran
yang sedikit.
2. Pola Belahan (Split pattern).
Pola belahan terdiri dari dua buah pola yang terpisah sehingga akan
diperoleh rongga cetak dari masing-masing pola. Dengan pola ini, bentuk
produk yang dapat dihasilkan rumit dari pola tunggal.Pola ini digunakan
untuk pencetakan pengecoran dalam jumlah yang sedang dan pembuatannya
lebih cepat.
3. Pola Pelat Pasangan (Match Plate Pattern).
Jenis ini popular yang digunakan di industri. Pola “terpasang jadi satu”
dengan suatu bidang datar dimana dua buah pola atas dan bawah dipasang
berlawanan arah pada suatu pelat datar. Jenis pola ini sering digunakan
bersama-sama dengan mesin pembuatan cetakan dan dapat menghasilkan laju
produksi yang tinggi untuk produk-produk kecil.
Laporan Kerja Praktek Universitas Bengkulu
Pamungkas (G1C007039) { PAGE \* MERGEFORMAT }
2.4 Teori Cetakan
Cetakan adalah suatu tempat yang digunkan untuk membentuk atau
mencetak cairan logam.Pengecoran berdasarkan cetakan dibedakan menjadi :
a. Pengecoran dengan cetakan sekali pakai (expendable mold casting)
Contohnya :sand casting, shell casting, dll.
b. Pengecoran yang dipakai berulang kali (multiple-use moldcasting)
Contohnya :die cacting
Cetakan (rongga cetakan) dapat dibuat dari logam atau bahan non-
logam.Cetakan pasir hanya dapat digunakan sekali saja, berbeda dengan cetakan
logam yang dapat dipergunakan berulang kali.
Cetakan logam menghasilkan permukaan produk yang halus, dibandingkan
dengan cetakan pasir.Pada cetakan logam menghasilkan gradient temperature
yang besar pada permukaan produk cor, sedangkan cetakan pasir menghasilkan
gradien temperatur yang kecil.Dengan demikian, cetakan dari bahan logam
maupun cetak dari bahan non-logam memiliki keunggulan dan keterbatasan
masing-masing.
Sebagai contoh pada cetakan pasir, setelah produk cor membeku, untuk
mengeluarkan produk cor, setakan haurs dihancurkan.Pasir dari cetakan yang
dihancurkan tadi dapat digunakan kembali untuk pembuatan cetakan setelah
ditambah air dan diaduk hingga merata.Namun demikian, cetakan dari bahan
logam maupun cetakan dari bahan pasir memilikai keunggulan dan keterbatasan
masing-masing.
Kelebihan dari bahan logam
1) Dapat digunakan kembali
2) Permukaan produk cor lebih halus
3) Dapat dipakai pada proses semi otomatis
4) Efisien jika untuk digunakan untuk produksi missal
Kekurangan cetakan dari bahan logam
1) Biaya pembuatan mahal
2) Tidak dapat digunakan pada benda kerja yang rumit
Laporan Kerja Praktek Universitas Bengkulu
Pamungkas (G1C007039) { PAGE \* MERGEFORMAT }
3) Rawan terjadinya cacat blowhole karena kurangnya permaebilitas
cetakan
Kelebihan cetakan dari bahan pasir :
1) Biaya pembuatan cetakan murah.
2) Permaebilitas.
2.4.1 Klasifikasi Cetakan Berdasarkan Bahan
Ditinjau dari bahan cetakan dapat dibagi menjadi :
1. Cetakan pasir basah(green-sand molds) Cetakan dibuat dari pasir basah dengan
pengikat tanah lempung atau bentonit.
2. Cetakan kulit kering(skin dried mold)
Ada dua cara pembuatan cetakan :
a. Pasir disekitar pola setebal kira-kira 10 mm dicampur dengan pengikat
sehingga bila pasir mengering terbentuk permukaan yang keras. Bagian
lainnya terdiri dari pasir basah biasa.
b. Seluruh cetakan dibuat dari pasir basah kemudian permukaannya yang
bersinggungan dengan pola disemprot atau dilapisi bahan yang mengeras bila
dipanaskan. Pelapis terdiri dari minyak cat, molas, sagu atau bahan sejenis.
Permukaan harus dikeringkan dengan tiupan udara atau dengan pemanasan.
3. Cetakan pasir kering
Cetakan dibuat dari pasir yang kasar dengan menggunakan material untuk
pengikat.Tempat cetakan terbuat dari bahan logam.Cetakan pasir kering tidak
menyusut sewaktu kena panas dan bebas dari gelembung udara.
4. Cetakan lempung(Loam mold)
Cetakan lempung biasanya digunakan untuk cetakan benda yang besar.Kerangka
cetakan terbuat dari batu bata atau besi yang dilapis dengan lempung kemudian
diperhalus permukaannya.Pembuatan cetakan ini biasanya memerlukan waktu
yang lama.
5. Cetakan furan (Furan mold)
Pasir yang kering dan tajam dicampur dengan asam fosfor yang dalam hal ini
merupakan reagens pemercepat.Resin furan ditambahkan secukupnya dan
Laporan Kerja Praktek Universitas Bengkulu
Pamungkas (G1C007039) { PAGE \* MERGEFORMAT }
campuran diaduk hingga resin merata. Pasir dibentuk dan dibiarkan mengeras
yaitu sekitar 1 atau 2 jam.
6. Cetakan CO2
Pasir yang bersih dicampur dengan natrium silikat dan campuran dipadatkan di
sekitar pola, kemudian dialirkan gas CO2 dan campuran akan mengeras. Cetakan
CO2 digunakan untuk bentuk yang rumit dan permukaan cetakannya licin.
7. Cetakan logam
Cetakan ini banyak digunakan pada cetakan die-casting (cetak-tekan) logam
dengan suhu lelehnya rendah.Cetakan mempunyai permukaan yang licin.
8. Cetakan khusus
Cetakan khusus adalah cetakan yang terbuat dari plastik, kertas, kayu, semen,
plaster atau karet.
2.4.2 Pembuatan Sistem Saluran
Sistim saluran adalah jalan masuk bagi cairan logam yang dituangkan
kedalam rongga cetakan sistem saluran terbagi menjadi beberapa bagian antara
lain:
1. Cawan tuang, yaitu merupakan penerima yang menerima cairan logam
langsung dari ladel. Biasanya berbentuk corong atau cawan dengan
saluran turun di bawahnya.
2. Saluran turun, yaitu saluran pertama yang membawa cairan logam dari
cawan tuang kedalam pengalir dan saluran masuk, dibuat tegak lurus
dengan irisan berupa lingkaran.
3. Pengalir, yaitu saluran yang membawa logam cair dari saluran turun
kebagian-bagian yang cocok pada cetakan. Pengalir biasanya mempunyai
irisan seperti trapesium atau setengah lingkaran sebab irisan yang
demikian mudah dibuat dalam permukaan pisah.
4. Saluran masuk, yaitu saluran yang mengisikan logam cair dari pengalir
kedalam rongga cetakan. Saluran masuk dibuat dengan irisan yang lebih
kecil dari irisan pengalir supaya memcegah kotoran masuk kedalam
rongga cetakan.
Laporan Kerja Praktek Universitas Bengkulu
Pamungkas (G1C007039) { PAGE \* MERGEFORMAT }
5. Penambah, yaitu saluran yang hanya berfungsi sebagai penambah dari
cetakan.
Gambar 2.3. Sistem pengaliran pengecoran kedalam rongga cetakan
Fungsi sistem saluran masuk perlu dirancang dengan mempertimbangkan faktor-
faktor berikut:
1. Aliran logam hendaknya memasuki rongga cetakan pada dasar atau dekat
dasarnya dengan turbulensi seminimal mungkin. Hal ini perlu
diperhatikan, khususnya pada benda tuang yang kecil
2. Pengikisan dinding saluran masuk dan permukaan rongga cetakan harus
ditekan dengan mengatur aliran logam cair atau dengan menggunakan inti
pasir kering.
3. Aliran logam cair yang masuk harus diatur sedemikian sehingga terjadi
solidifikasi terarah. Solidifikasi hendaknya mulai dari permukaan cetakan
kea rah logam cair sehingga selalu ada logam cair cadangan untuk
menutupi kekurangan akibat penyusutan.
Usahakanlah agar slag, kotoran atau partikel asing tidak dapat masuk ke
dalam rongga cetakan.
2.5. Bahan-Bahan Pengecoran
2.5.1. Besi Cor
Besi cor adalah paduan besi yang mengandung Karbon, Silisium, Fosfor
dan Belerang. Besi cor ini digolongkan menjadi enam macam yaitu: besi cor
Laporan Kerja Praktek Universitas Bengkulu
Pamungkas (G1C007039) { PAGE \* MERGEFORMAT }
kelabu, besi cor kelas tinggi, besi cor paduan, besi cor bergrafit bulat, besi cor
mampu tempa dan besi cor cil.
Karbon dan Silisium ternyata mempengaruhi struktur mikro, ukuran serta
bentuk dari karbon bebas, ketebalan dan laju pendinginan mempengaruhi struktur
mikro. Kekuatan tarik dari besi cor kelabu kira-kira 10 – 30 Kgf/mm2, namun besi
cor ini agak getas, titik cairnya kira-kira 1200 oC dan mempunyai mampu cor
sangat baik serta murah.
Besi cor kelas tinggi mengandung lebih sedikit Karbon dan Silikon,
ukuran grafit bebasnya agak kecil dibanding dengan besi cor kelabu, sehingga
kekuatan tariknya lebih tinggi yaitu kira-kira 30 – 50 Kgf/mm2. Besi tuang yang
berkualitaas tinggi dihasilkan dengan cara “suntikan“ atau menambahkan grafit
kedalam ladel sebelum proses penuangan. Suntikan dilakukan pada besi tuang
agar pembentukan srtukturnya oleh grafit dapat dikontrol.(Hari Armanto, 2003)
Besi cor paduan mengandung unsur-unsur paduan dan grafit, mempunyai
struktur yang stabil sehingga sifat-sifatnya lebih baik. Unsur-unsur yang
ditambahkan adalah Khrom, Nikel, Molibden, Vanadium, Titan dan sebagainya.
Besi cor mampu tempa dibuat dari besi cor putih yang dilunakkan di dalam tanur
dalam waktu yang lama.
Besi cor bergrafit bulat dibuat dengan jalan mencampurkan Magnesium,
Kalsium atau Serium kedalam cairan logam sehingga grafit bulat akan
mengendap. Besi cor cil ialah besi cor yang mempunyai permukaan terdiri dari
besi cor putih dan bagian dalamnya terdiri dari struktur dengan endapan grafit.
2.5.1.1 Besi Cor Kelabu
Besi cor kelabu memiliki penampang patahan berwarna kelabu, hal ini
disebabkan oleh banyaknya kandungan grafit dalam besi cor. Grafit pada besi
tuang kelabu ini terbentuk pada saat pembekuan. Proses grafitisasi ini didorong
oleh tingginya kadar karbon, adanya unsur graphite stabilizer, terutama silikon,
temperatur penuangan ng tinggi danpendinginan yang lambat. Grafit pada besi
tuang kelabu ini berbentuk flake (serpih). Ujung – ujung grafit yang meruncing
menyebabkan ketangguhan besi tuang ini akan rendah. Serpihan grafit yang halus
Laporan Kerja Praktek Universitas Bengkulu
Pamungkas (G1C007039) { PAGE \* MERGEFORMAT }
serta distribusi yang merata dapat meningkatkan kekerasan besi cor kelabu. Sifat-
sifat Mekanik Besi Cor Kelabu secara umum adalah sebagai berikut :
a. Kekuatan Tarik dan Perpanjangan
Karbon memberikan pengaruh terbesar pada kekuatan tarik besi
cor. Kandungan karbon yang rendah meninggikan kekuatannya. Silikon
memberikan kecenderungan yang serupa tetapi lebih lemah daripada
karbon. Besi cor kelabu menjadi lemah jika kandungan silikon pada
ferrit-silikon lebih dari 2% dan menjadi getas jika persentasenya
mencapai 2,2 – 2,5%. Persentase mangan kurang dari 1,2% akan
memperkuat besi cor kelabu, sedangkan fosfor dan belerang hanya
memberikan pengaruh yang kecil pada besi cor kelabu dalam persentase
yang rendah.
b. Kekerasan
Besi cor kelabu memiliki kekerasan 130 – 280 BHN dan sangat
erat kaitannya dengan struktur mikro , grafit kasar dalam matriks ferrit
menyebabkan kekerasan rendah, grafit halus, dan sedikit menyebabkan
kekerasan lebih tinggi Nilai kekerasan berbanding terbalik dengan
kekuatan tarik.
c. Mampu Mesin dan Tahan Aus
Besi cor kelabu memiliki sifat mampu mesin dan tahan aus yang
baik. Mampu mesin yang baik disebabkan oleh adanya grafit yang
bekerja sebagai pelumas, juga oleh nilai
kekerasan dan kekuatan tarik yang lebih rendah.
Sifat ketahanan aus struktur perlit lebihbaik daripada struktur ferit.
Umumnya kekerasan yang lebih tinggi menyebabkan sifat tahan aus yang
lebih baik, misalnya adalah besi cor perlit dengan kekerasan lebih dari
180 – 200 BHN adalah yang diinginkan. Sifat ketahanan aus dapat
diperbaiki oleh penambahan krom, nikel, molibden, tembaga,dan lainnya.
Laporan Kerja Praktek Universitas Bengkulu
Pamungkas (G1C007039) { PAGE \* MERGEFORMAT }
2.5.2. Baja Cor
Baja cor digolongkan ke dalam baja karbon dan baja paduan. Coran baja
karbon adalah paduan besi karbon dan digolongkan menjadi tiga macam, yaitu
baja karbon rendah (C < 0,20%), baja karbon menengah (0,20 – 0,50% C) dan
baja karbon tinggi (C > 0,50%). Kadar karbon yang rendah menyebabkan
kekuatan rendah, perpanjangan yang tinggi dan harga bentur serta mampu las
yang baik. Baja cor memiliki struktur yang buruk dan sifat yang getas apabila
tidak dilakukan perlakuan panas, dengan pelunakan atau penormalan maka baja
cor menjadi ulet dan strukturnya menjadi halus. Titik cairnya kira-kira 1500 oC,
mampu cornya lebih buruk dibandingkan dengan besi cor, tetapi baja cor dapat
dipergunakan baik sekali sebagai bahan untuk bagian-bagian mesin, sebab
kekuatannya yang tinggi dan harganya yang rendah.
Baja cor paduan adalah baja cor yang ditambah unsur-unsur paduan. Salah
satu atau beberapa paduan adalah unsur-unsur paduan seperti Mangan, Khrom,
Molibden, Almunium, Silisium atau Nikel dibubuhkan untuk memberikan sifat-
sifat khusus dari baja paduan tersebut, umpamanya sifat-sifat ketahanan aus,
ketahanan asam, korosi dan keuletan.
2.5.3 Pengaruh Unsur-Unsur Paduan
Adapun unsur-unsur yang akan berpengaruh besar bila diberikan dalam
paduan antara lain:
a. Silikon (Si)
Silikon terkandung dalam jumlah kecil di dalam semua bahan besi dan
dibubuhkan dalam jumlah yang lebih besar pada jenis-jenis logam
istimewa. Fungsinya meningkatkan kekuatan, kekerasan, sifat mampu
diperkeras secara keseluruhan, kekenyalan, ketahanan aus, ketahanan
terhadap panas dan karat, ketahanan terhadap keras. Dan menurunkan
regangan, kemampuan tempa dan las.
Laporan Kerja Praktek Universitas Bengkulu
Pamungkas (G1C007039) { PAGE \* MERGEFORMAT }
b. Mangan (Mn)
Hampir sama seperti Silikon (Si), Mangan (Mn) terkandung dalam
semua bahan besi dan dibubuhkan dalam jumlah besar pada jenis-jenis
istimewa (contohnya baja keras mengandung Mangan dengan 13%
Mn). Fungsinya untuk meningkatkan kekuatan, kekerasan, mampu
temper menyeluruh, ketahanan aus, penguatan pada pembentukan
dingin. Dan untuk menurunkan mampu serpih.
c. Krom (Cr)
Krom (Cr) merupakan unsur terpenting untuk baja konstruksi dan
perkakas, baja tahan karat dan asam.Fungsinya untuk
meningkatkankekerasan, kekuatan, batas rentang, ketahanan aus,
mampu keras, mampu temper menyeluruh, ketahanan panas, kerak,
karat dan asam kemudahan pemolesan serta menurunkan regangan
(dalam tingkat kecil).
d. Nikel (Ni)
Jika baja dan Nikel dipadu, maka paduan ini dapat dilas, disolder dan
diberi penggarapan mengelupas serpih dengan baik serta dapat dibentuk
dalam keadaan dingin dan panas, dapat dipoles, dapat dimagnetisasi.
Fngsinya untuk meningkatkan keuletan, kekuatan, pengerasan
menyeluruh, ketahanan karat, tahanan listrik (kawat pemanas) dan
untuk menurunkan kecepatan pendinginan dan regangan panas
(regangan terkecil dimiliki baja Invar dengan 36 % Ni)
e. Molibdenum (Mo)
Molibdenum kebanyakan dipadu dengan baja dalam ikatan dengan Cr,
Ni, V. Funginya meningkatkan kekuatan tarik, batas rentang, mampu
temper menyeluruh, batas rentang panas, ketahanan panas dan batas
kelelahan, suhu-suhu pijar pada perlakuan panas.Dan mempunyai
fungsi menurunkan regangan, kerapuhan pelunakan.
f. Vanadium (V)
Mempunyai dampak mirip Molibdenum (Mo) dalam baja, namun tanpa
mengurangi regangan.Fungsinya meningkatkan kekuatan, batas rentang,
Laporan Kerja Praktek Universitas Bengkulu
Pamungkas (G1C007039) { PAGE \* MERGEFORMAT }
keuletan, ketahanan panas dan ketahan lelah, suhu pijar pada perlakuan
panas. Dan menurunkan kepekaan terhadap sengatan panas yang
melewati batas pada perlakuan panas.
g. Wolfram (W)
Wolfram merupakan unsur paduan terpenting bagi baja olah cepat dan
logam keras. Berkat titik leburnya yang tinggi, maka digunakan untuk
kawat pijar dan logam keras. Fungsi Wolfram (W) adalah
meningkatkan kekerasan, kekuatan, batas rentang, kekuatan panas,
ketahan terhadap normalisasi dan daya sayat.Dan menurunkan regangan
(sedikit).
h. Kobalt (Co)
Paduan ini digunakan sebagai bubuhan terhadap baja olah cepat dan
baja terkeras, magnet permanen mengandung pula kobalt.Pengaruhnya
untuk meningkatkank kekerasan, ketahanan aus, ketahanan karat dan
panas, daya hantar listrik dan kejenuhan magnetis.
i. Titanium (Ti)
Memiliki kekuatan yang sama seperti baja, mempertahankan sifatnya
hingga 400 oC, oleh karena itu merupakan paduan kawat las. Karbid
titanium memiliki kekerasan yang tinggi dan titik lebur yang tinggi,
merupakan unsur logam yang keras.
j. Tanatalum (Ta)
Sangat tahan karat (hanya diserang oleh asam fluor zat air).Baja Krom
anti karat menjadi dapat dilas baik dengan Ta.Titik lebur 3150 oC.Unsur
campuran dari logam keras. Berat jenisnya 16,6 N/mm3.
2.6. Pengecoran dengan Cetakan Pasir
Pada pengecoran dengan menggunakan pasir kebanyakan pasir yang
digunakan dalam pengecoran adalah pasir silika (SiO2). Pasirmerupakan produk
dari hancurnya batu-batuan dalam jangka waktu lama. Alasanpemakaian pasir
sebagai bahan cetakan adalah karena murah dan ketahanannya
terhadaptemperature tinggi. Ada dua jenis pasir yang umum digunakan yaitu
Laporan Kerja Praktek Universitas Bengkulu
Pamungkas (G1C007039) { PAGE \* MERGEFORMAT }
naturally bonded(banks sands) dan synthetic (lake sands). Karena komposisinya
mudah diatur, pasirsinetik lebih disukai oleh banyak industri pengecoran.Operasi
pengecoran dengan cetakan pasir melibatkan tahapan proses perancangan
produkcor, pembuatan pola dan inti, pembuatan cetakan, penuangan logam cair
danpembongkaran produk cor.
Peleburan logam pada umumnya mempunyai titik lebur diatas
12000C,maka tidak mudah untuk mendapatkan cetakan yang sanggup menekan
panasdiatas temperatur tersebut. Untuk itu pasir cetak yang baik harus memenuhi
persyaratan cetakan.Pengecoran dengan cetakan pasir melibatkan aktivitas-aktivitas
sepertimenempatkan pola dalam kumpulan pasir untuk membentuk rongga cetak,
membuatsistem saluran, mengisi rongga cetak dengan logam cair, membiarkan logam
cairmembeku, membongkar cetakan yang berisi produk coran membersihkan produk
cor. Hingga sekarang, proses pengecoran dengan cetakan pasir masih menjadi
andalanindustri pengecoran terutama industri-industri kecil.
Ada tiga jenis cetakan pasir yaitu green sand, cold-box dan no-bake mold.
Cetakan yang banyak digunakan dan paling murah adalah jenis green sand mold
(cetakan pasir basah).Kata “basah” dalam cetakan pasir basah berati pasir cetak
itu masih cukup mengandungair atau lembab ketika logam cair dituangkan ke
cetakan itu.
Istilah lain dalam cetakanpasir adalah skin dried. Cetakan ini sebelum
dituangkan logam cair terlebih dahulu permukaan dalam cetakan dipanaskan atau
dikeringkan. Karena itu kekuatan cetakan ini meningkat dan mampu untuk
diterapkan pada pengecoran produk-produk yang besar.
Dalam cetakan kotak dingin (box-cold-mold), pasir dicampur dengan
pengikat yangterbuat dari bahan organik dan in-organik dengan tujuan lebih
meningkatkan kekuatan cetakan. Akurasi dimensi lebih baik dari cetakan pasir
basah dan sebagai konsekuensinya jenis cetakan ini lebih mahal.
2.6.1 Syarat-syarat cetakan pasir
Cetakan pasir harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :
1. Mempunyai sifat mampu bentuk sehingga mudah dalam pembuatan
cetakandengan kekuatan yang cocok.
Laporan Kerja Praktek Universitas Bengkulu
Pamungkas (G1C007039) { PAGE \* MERGEFORMAT }
2. Permeabilitas (kemampuan pasir cetak untuk dialiri fluida tiap satuan luas
dalam waktu tertentu) yang cocok. Permeabilitas yang kurang baik akan
menyebabkan cacat coran seperti rongga penyusutan, gelembung gas, atau
kekasaran permukaan.
3. Distribusi besar butir yang cocok. Permukaan coran menjadi halus kalau coran
dibuat di dalam cetakan yang berbutir pasir halus, tetapi kalau terlalu halus gas
sulit untuk keluar sehingga dapat mengakibatkan cacat coran seperti
gelembung gas.
4. Tahan panas terhadap temperatur logam pada waktu penuanganl ogam.
5. Mampu dipakai lagi. Pasir harus dapat dipakai berulang-ulang supaya
ekonomis.
2.6.2 Terminologi Pengecoran dengan Cetakan Pasir
Gambar 2.4. Terminologi pada proses pengecoran dengan cetakan pasir
Secara umum cetakan harus memiliki bagian-bagian utama sebagai berikut :
1) Cavity (rongga cetakan), merupakan ruangan tempat logam cair yang
dituangkankedalam cetakan. Bentuk rongga ini sama dengan benda kerja
yang akan dicor. Ronggacetakan dibuat dengan menggunakan pola.
2) Core (inti),adalah suatu bentuk dari pasir yang dipasang pada rongga
cetakan untuk mencegah pengisian logam pada bagian yang seharusnya
berbentuk lubang atau berbentuk rongga dalam suatu coran Inti cetakan
Laporan Kerja Praktek Universitas Bengkulu
Pamungkas (G1C007039) { PAGE \* MERGEFORMAT }
yang digunakan untuk pengecoran besi cor dibuat dari pasir atau resin.
(Surdia, 2000:104). Contohnya lubang baut. Inti ini biasanya dibuat dari
pasir kali yang bersih yang dicampur dengan bahan pengikat dan
dipanaskan sehingga memperoleh kekuatan tertentu.
3) Gating sistem (sistem saluran masuk), merupakan saluran masuk
kerongga cetakandari saluran turun. Gating sistem suatu cetakan dapat
lebih dari satu, tergantung denganukuran rongga cetakan yang akan diisi
oleh logam cair.
4) Sprue (Saluran turun), merupakan saluran masuk dari luar dengan posisi
vertikal.Saluran ini juga dapat lebih dari satu, tergantung kecepatan
penuangan yang diinginkan.Pouring basin, merupakan lekukan pada
cetakan yang fungsi utamanya adalah untukmengurangi kecepatan logam
cair masuk langsung dari ladle ke sprue. Kecepatan aliranlogam yang
tinggi dapat terjadi erosi pada sprue dan terbawanya kotoran-kotoran
logamcair yang berasal dari tungku kerongga cetakan.
5) Raiser (penambah), merupakan cadangan logam cair yang berguna dalam
mengisikembali rongga cetakan bila terjadi penyusutan akibat solidifikasi.
2.7 Proses Peleburan Logam (Melting)
Peleburan logam merupakan aspek terpenting dalam operasi-operasi
pengecoran karena berpengaruh langsung pada kualitas produk cor. Pada proses
peleburan, mula-mula muatan yang terdiri dari logam, unsur-unsur paduan dan
material lainnya seperti fluks dan unsur pembentuk terak dimasukkan kedalam
tungku. Fluks adalah senyawa inorganic yang dapat “membersihkan” logam cair
dengan menghilangkan gas-gas yang ikut terlarut dan juga unsur-unsur pengotor
(impurities). Fluks memiliki beberpa kegunaan yang tergantung pada logam yang
dicairkan, seperti pada paduan alumunium terdapat cover fluxes (yang
menghalangi oksidasi dipermukaan alumunium cair),.Cleaning fluxes, drossing
fluxes, refining fluxes, dan wall cleaning fluxes.
Besi corsecara tradisional di cairkan dalam kupola, tetapi pencairan
dengan listrik dalam industri sekarang ini menjadi semakin meluas. Beberapa hal
yang mendasarinya adalah:
Laporan Kerja Praktek Universitas Bengkulu
Pamungkas (G1C007039) { PAGE \* MERGEFORMAT }
a. Mudah mengontrol komposisi dan temperatur.
b. Kehilangan logam yang sedikit.
c. Memungkinkan memakai logam bermutu rendah.
d. Mengurangi jumlah pekerja.
e. Memperbaiki persyaratan kerja.
Untuk mencairkan besi cor dipergunakan dua tipe tanur listrik, yaitu tanur
induksi dan tanur busur listrik. Dari dua jenis tanur tersebut tanur yang biasa
banyak dipakai adalah Tanur Induksi Frekuensi Rendah disebabkan karena tanur
ini murah dan operasinya mudah.
Tanur Induksi yang biasa dipakai adalah mempergunakan frekuensi 50
sampai 60 Hz, tetapi sekarang beberapa tanur mempergunakan frekuensi tiga kali
lupat (150 sampai 180 Hz). Tanur induksi dibagi menjadi dua jenis sesuai dengan
konstruksi dasarnya yaitu tanur krus atau jenis tak berinti dan tanur jenis saluran.
1. Tanur jenis krus
Tanur ini disebut juga tanur tak berinti. Ruangan tanur tempat logam
cair berbentuk krus seperti ditunjukkan dalam gambar 2.5. berikut.
Gambar 2.5. Tanur Induksi jenis Krus.
Lilitan kedua yang didinginkan air mengelilingi krus dan di luar lilitan
diletakkan juk yang terdiri dari pelat berlapis banyak, berfungsi untuk
memusatkan fluks magnet dan menahan lilitan.
2. Tanur jenis saluran
Ruangan tanur dibagi menjadi dua daerah, daerah pemanasan dan
daerah krus seperti ditunjukkan dalam gambar 2.6. Tanur digolongkan
menjadi beberapa jenis sesuai dengan letak dan jumlah inti. Pada
Laporan Kerja Praktek Universitas Bengkulu
Pamungkas (G1C007039) { PAGE \* MERGEFORMAT }
pokoknya, lilitan sekitar inti adalah lilitan pertama dan logam di dalam
saluran merupakan lilitan kedua.
Gambar 2.6. Tanur Induksi jenis Saluran.
Tanur jenis saluran mengambil tenaga listrik lebih sedikit, tetapi
memerlukan bahan tahan api yang netral berkualitas tinggi. Tanur ini
cocok untuk peleburan yang kontinue dan logam cair dapat dikeluarkan
dengan sudut kemiringan yang kecil. Karena konstruksinya, tanur ini tidak
dapat memualai bekerja dengan isi logam dingin, sehingga biasanya 20 –
30 % logam cair disisakan untuk memulai operasi berikutnya.
2.8 Proses Penuangan Logam
Penuangan adalah proses memasukkan cairan logam kedalam rongga cetak
yang terdapat pada cetakan. Proses ini merupakan puncak dari pembuatan tuangan
walaupun berlangsung dalam waktu yang sangat pendek. Dalam prosesini logam
cair yang dikeluarkan dari tanur akan diterima oleh ladel pembawa dan kemudian
dituangkan kedalam cetakan dengan menggunakan kowi (gayung)penuang. Kowi
(gayung) penuang biasanya berbentuk kerucut atau silinder. Ladel pembawa dan
Kowi (gayung) penuang tersebut terbuat dari plat baja danbagian dalamnya
dilapisi dengan batu tahan api.
Proses penuangan (pengecoran) ialah pengisian rongga cetakan dengan
bahan tuangan yang telah dileburkan (dicairkan), berbagai cara penuangan dapat
dilakukan sesuai dengan system pengecoran yang digunakan, seperti penuangan
pada cetakan pasir dilakukan dengan system penuangan menggunakan panci tuang
(ladle), dimana cetakan dibuat pada rangka cetak. Untuk pengecoran dengan
Laporan Kerja Praktek Universitas Bengkulu
Pamungkas (G1C007039) { PAGE \* MERGEFORMAT }
cetakan logam dimana bentuk luar dari cetakan itu sendiri telah didisain sesuai
dengan perencanaan dalam proses pengecorannya
2.9 Proses Pengerjaan Akhir
2.9.1 Pembongkaran dan Pembersihan Coran
Setelah proses penuangan selesai dan logam mengalami pembekuan
dalamwaktu yang cukup didalam cetakan selanjutnya kotak-kotak cetakan
dikosongkan atau dibongkar dan benda-benda coran dibersihkan dari pasir,
sertatukang cetak menyingkirkan saluran tuang dan penambah dengan martil
atauuntuk benda coran yang besar digunakan alat potong mesin. setelah itu
bendabendatuang dibawa ketempat-tempat pembersihan untuk menyingkirkan
brambramyang melekat pada benda hasil coran.
2.9.2 Pemeriksaan Hasil Coran
Pemeriksaan hasil coran dilakuakan untuk memelihara kualitas dari
coran,untuk menekan biaya dengan mengetahui terlebih dahulu produk yang
cacat. Pemeriksaan coran yang biasa dilakukan adalah pemeriksaan rupa yang
bertujuan untuk meneliti: ketidak teraturan,inklusi retak, retakan dan sebagainya
yang terdapat pada permukaan.
Pemeriksaan cacat dalam yang bertujuan untuk meneliti adanya cacat
seperti rongga udara, rongga penyusutan, inklusi, retakan dan sebagainya dalam
hasilcoran dengan jalan tanpa merusak atau
mematahkan yaitu dengan (sinar radiografi, kekuatan super sonik, dan magnit).
Pemeriksaan bahan yang bertujuanuntuk memeriksa ketidakteraturan bahan yang
diteliti dengan cara pengujianyang telah ditetapkan. Pemeriksaan merusak yang
dilakukan dengan cara mematahkan atau memotong produk hasil coran untuk
memastikan kualitas produk.