chapter ii

5/17/2018 Chapter II - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/chapter-ii-55ab58a069445 1/46

17

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pendahuluan

Pengecoran logam merupakan salah satu proses pembentukan logam

dengan menggunakan cetakan yang kemudian diisi dengan logam cair. Pada

proses pengecoran logam bahan baku dicairkan dengan cara memanaskanya

hingga mencapai titik lebur, kemudian cairan logam ini dituang kedalam rongga

cetakan yang telah disediakan sebelumnya. Logam cair dibekukan dengan cara

membiarkanya dalam rongga cetakan selama beberapa lama. Setelah logam cair

membeku seluruhnya maka cetakan dapat dibongkar.

2.1.1 Besi Cor

Besi cor adalah paduan besi yang mengandung karbon, silisium,

mangan, pospor dan belerang. Besi cor dikelompokkan menjadi besi cor kelabu,

besi cor kelas tinggi, besi cor kelabu paduan, besi cor bergrafit bulat, besi cor

mampu tempa dan besi cor cil. Struktur mikro dari besi cor terdiri dari ferlit atau

perlit dan serpian karbon bebas. Kekuatan tarik dari besi cor kira – kira 10 – 30

kgf/mm², titik cairnya kira – kira 1200 ºC.

Besi cor kelabu mempunyai sifat mampu cor sangat baik serta murah,

sehingga besi cor jenis ini paling banyak digunakan untuk benda – benda coran.

Besi cor kelas tinggi mengandung lebih sedikit carbon dan silikon, ukuran grafit

Universitas Sumatera Utara



18

bebasnya agak kecil dibanding besi cor kelabu, kekuatan tariknya kira – kira 30 -

50 kgf/mm².

Besi cor kelabu paduan mengandung unsur – unsur paduan dan grafit,

mempunyai struktur yang lebih stabil sehingga sifat – sifatnya lebih baik. Unsur –

unsur yang ditambahkan adalah : Krom, Nikel, Molibdenum, Vanadium, Titan

dan sebagainya yang menyebabkan sifat tahan panas, tahan aus, tahan korosi, dan

mampu mesin yang sangat baik.

Besi cor mampu tempa dibuat dari besi cor putih yang dilunakkan pada

sebuah tanur dalam waktu yang lama. Menurut standart mikronya besi cor mampu

tempa terdiri atas : besi cor mampu tempa erapian hitam, besi cor mampu tempa

perapian putih, dan besi cor mampu tempa perlit. Besi cor mampu tempa

mempunyai keuletan dan perpanjangan yang lebih baik dibanding dengan besi cor

kelabu.

Besi cor grafit bulat dibuat dengan jalan mencampurkan mangnesium,

kalsium, atau serium ke dalam cairan logam sehingga grafit bulat akan

mengendap. Besi cor cil adalah besi cor yang mempunyai permukaan terdiri dari

bes cor putih dan bagian dalamnya terdiri dari struktur dengn endapan grafit.

2.1.2 Baja Cor

Baja cor digolongkan dalam baja karbon, dan baja paduan. Coran baja

karbon adalah paduan besi karbon dan digolongkan menjadi tiga macam yaitu

baja karbon rendah (C<0,2 %), baja karbon menengah (C 0.2 – 0.5 % ), baja

karbon tinggi (C 0.5 – 2 %). Kadar karbon yang rendah menyebabkan keliatan

rendah, perpanjangan (elongation) yang tinggi dan sifat mampu las yang baik.




19

Titik cair baja cor sekitar 1500 ºC, mampu cornya lebih buruk dibandingkan besi

cor akan tetpi baja cor baik digunakan sebagai bahan untuk bagian – bagian mesin

sebab kekuatanya yang tinggi dan harganya yang rendah.

Baja cor paduan adalah baja cor yang ditambah unsur – unsur paduan

seperti : Mangan, Krom, Molidenum atau Nikel. Unsur paduan ini ditambahkan

untuk memberikan sifat – sifat yang khusus pada baja seperti : sifat tahan aus,

tahan asam dan tahan korosi.

2.1.3 Baja paduan

Baja paduan didefenisikan sebagai suatu baja yang dicampur dengan

satu atau lebih unsur campuran seperti nikel, kromium, molibden, vanadium,

mangan, dan wolfram yang berguna untuk memperoleh sifat-sifat yang

dikehendaki (keras, kuat dan liat), tetapi unsur karbon tidak dianggap sebagai

salah satu unsur campuran. Penambahan unsur didalam baja karbon dapat

dilakukan dengan satu unsur atau lebih dan tergantung pada karakteristik atau

sifat-sifat baja yang dibuat. Suatu kombinasi antara dua unsur atau lebih unsur

campuran memberikan sifat khusus dibandingkan dengan satu unsur campuran,

misalnya baja yang dicampur dengan kromium dan nikel akan menghasilkan baja

yang mempunyai sifat keras dan kenyal. Adapun pengaruh unsur-unsur campuran

terhadap sifat-sifat baja adalah sebagai berikut :

1. Baja karbon mempunyai kekuatan yang terbatas dan tegangan pada baja

yang berpenampang besar harus dikurangi. Kekuatan baja dapat dinaikkan

dengan menambah unsur campuran seperti nikel, mangan, dalam jumlah

yang kecil kedalam besi dan menguatkannya.




20

2. Kekenyalan baja dapat diperoleh dengan menambah sedikit nikel yang

menyebabkan butiran-butirannya menjadi halus.

3. Ketahanan pemakaian baja dapat diperoleh dengan menambah unsur

penstabil karbid, misalnya kromium dan nikel sehingga terjadi penguraian

karbid. Cara lain untuk menghasilkan ketahanan pakai adalah dengan

menambah nikel atau mangan agar transformasi temperatur rendah, dan

akan menyebabkan pembentukan austenit dengan jalan pendinginan. Baja

paduan ini dilakukan pengerjaan panas untuk kekerasan dan ketahanan.

4. Kekerasan dan kekuatan baja karbon akan mulai turun bila temperatur

mencapai 2500 ºC. Ketahanan panas dapat diperoleh dengan menaikkan

temperatur transformasi dengan cara menambahkan krom dan wolfram

atau dengan merendahkan temperatur transformasi dengan menambahkan

nikel yang menghasilkan suatu struktur austenit setelah dilakukan

pendinginan. Pertumbuhan butiran berhubungan dengan pemanasan pada

temperatur tinggi tetapi dapat diimbangi dengan penambahan unsur nikel.

Unsur kromium cendrung menaikkan pertumbuhan butiran dan

penambahan nikel akan menyebabkan baja kromium tahan terhadap

temperatur tinggi. Agar dapat memperbaiki ketahanan baja terhadap beban

rangka maka ditambahkan sejumlah kecil molibdem.

5. Ketahanan baja terhadap tahan karat diperoleh dengan menambahkan unsur

krom sampai 12% sehingga membentuk lapisan tipis berupa oksida pada

permukaan baja untuk mengisolasikan antara besi dengan unsur-unsur

yang menyebabkan karatan. Baja tahan karat yang paling baik terutama

pada temperatur tinggi, yaitu diperoleh dengan cara menggunakan nikel




21

dan kromium bersama-sama untuk menghasilkan suatu struktur yang

berlapis

2.1.4 Coran Paduan Tembaga

Macam – macam coran tembaga adalah : perunggu, kuningan, kuningan

kekuatan tinggi, dan perunggu aluminium. Perunggu adalah paduan antara

tembaga dan timah. Perunggu yang biasa dipakai adalah mengandung kurang dari

15 % timah. Titik cairnya kira – kira 1000 ºC, sifat ketahanan korosi dan

ketahanan aus yang sangat baik. Perunggu digolongkan menjadi : perunggu

pospor yaitu perunggu yang ditambah pospor, perunggu timbal yaitu perunggu

yang ditambahkan timbal untuk memperbaiki sifat – sifatnya.

Kuningan adalah paduan antara tembaga dan seng, dan kuningan

kekuatan tinggi adalah paduan yang terdiri dari : Tembaga Aluminium, Besi,

Mangan, Nikel. Unsur – unsur tersebut ditambahkan untuk memperbaiki sifat –

sifatnya.

2.1.5 Coran Paduan Ringan

Coran paduan ringan adalah coran paduan aluminium, coran paduan

magnesium dan sebagainya. Aluminium murni mempunyai sifat mampu cor yang

sangat jelek, oleh karena itu digunakan paduan aluminium dengan penambahan

tembaga, silisium, mangan, dan nikel. Coran paduan aluminium adalah ringan dan

merupakan penghantar panas yang sangat baik.




22

2.1.6 Coran Paduan Lainya

Paduan seng yang mengandung sedikit aluminium dipergunakan untuk

pengecoran cetakan. Logam monel adalah paduan nikel yang mengandung

tembaga serta mengandung molibdenum, krom, dan silikon. Paduan timbal adalah

paduan antara timbal, tembaga dan timah.

2.2 Struktur dan Sifat-sifat Baja Cor

2.2.1 Struktur coran baja

Baja karbon adalah paduan dari sistem besi-karbon. Kadar karbonnya

lebih rendah dari pada kadar karbon pada besi cor dan biasanya kurang dari

1,0%C. Sebagai unsur-unsur tambahan selain karbon, baja cor mengandung 0,20 -

0,70 Si, 0,5–100 % Mn, fosfor dibawah 0,06 dan belerang dibawah 0,06%.

Struktur mikro dari baja karbon yang mempunyai kadar karbon kurang

dari 0,8% terdiri dari ferit dan perlit. Kadar karbon yang lebih tinggi menambah

jumlah perlit. Dalam hal ini apabila kadar karbon diatas 0,8% baja ini terdiri dari

perlit dan sementit yang terpisah. Kadar karbon yang lebih tinggi menambah

jumlah sementit.

2.2.2 Sifat-sifat coran baja karbon

Kalau kadar karbon dari baja cor bertambah, kekutannya bertambah.

Penambahan mangan juga memberikan kekuatan tarik yang lebih tinggi tetapi

pengaruhnya kurang dibandingkan dengan karbon. Coran baja karbon biasanya

dilunakkan, dinormalkan dan ditemper sebelum dipakai. Dibandingkan dengan




23

melunakkan, menormalkan coran baja karbon memberikan butir-butir halus dan

memberikan harga yang lebih tinggi untuk batas mulur dan serta kekuatan tarik.

Perbaikan dari sifat-sifat baja cor dengan jalan menormalkan sangat jelas

apabila kadar karbonnya lebih tinggi. Kalau coran baja ditemper pada 650 ºC

setelah dilunakkan, maka batas mulur, kekuatan tariknya menurun sedangkan

perpanjangan dan pengecilan luasnya lebih baik. Gambar 2.1 menunjukkan

pengaruh kadar karbon dan perlakuan panas pada sifat-sifat mekanis dari coran

baja karbon. Gambar 2.2 menunjukkan hasil pengujian tarik dari baja karbon yang

dinormalkan pada berbagai temperatur. Kekuatan baja karbon sangat turun, diatas

kira-kira 300 ºC. Perpanjangan dan pengecilan luas turun kalau temperatur

meningkat sampai 200 ºC dan naik diatas 200 ºC.

Untuk mengukur sifat-sifat mekanis dari baja cor karbon, batang uji

diambil dari bagian-bagian yang berhubungan dengan badan utama atau dari

coran yang terpisah dicor bersama-sama yang kemudian dilunakkan, dinormalkan

dan ditemper sebelum pengujian.

2.3 Struktur dan Sifat-sifat Baja Cor Khusus

Baja cor khusus terdiri dari cor paduan rendah dan baja cor paduan

tinggi yang dibuat dengan menambahkan macam-macam unsur paduan kepada

baja cor karbon. Mangan dan juga sisilium biasanya selalu tercampur waktu

pengolahan baja, sehingga dalam hal ini baja cor tidak dapat disebut baja cor

khusus, kecuali kalau unsur-unsur tersebut ditambahkan sebagai unsur paduan.




24

Gambar 2.1 Pengaruh kandungan karbon dan perlakuan panas

pada sifat-sifat mekanik (Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit

PT. Pradnya Paramita, Jakarta, 1986, hal 34)

Baja ini disebut baja paduan rendah apabila unsur paduannya

ditambahkan 1 – 2 % dan disebut baja paduan menengah apabila unsur paduannya

ditambahkan 2 – 5 % dan disebut baja paduan tinggi apabila unsur paduannya

diatas 5 %.

2.3.1 Baja cor paduan rendah

Baja cor dikeraskan dan dikuatkan dengan pencelupan dingin tetapi

mampu kerasnya agak buruk dan hanya kulitnya yang keras. Lapisan yang

mengeras menjadi lebih tebal dengan menambah Mn, Cr, Mo, atau Ni. Baja

tersebut boleh dikatakan mempunyai mampu keras yang tinggi. Hal ini

disebabkan karena karbon larut dalam austenit yang menyebabkan baja menjadi

keras dengan pencelupan dingin.




25

Gambar : 2.3 Data dari pengujian tarik panas

dari baja cor karbon dinormalkan

Gambar 2.2 Data dari pengujian tarik panas dari baja cor karbon dinormalkan(Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit


Gambar 2.2 menunjukkan hubungan antara kekerasan yang tertinggi dari

berbagai baja yang dicelupkan terhadap berbagai kadar karbon. Kalau kadar

karbon rendah, kekerasan tertinggi akan bertambah dengan bertambahnya kadar

karbon, tetapi tidak demikian untuk kadar karbon lebih dari 0,5 - 0,6%. Hubungan

antara kadar karbon dan kekerasan ini dapat dipergunakan untuk baja karbon,

karena kekerasan yang tertinggi ditentukan oleh kadar karbon, sedangkan macam

atau kadar unsur paduan hanya memperdalam lapisan yang keras dan tidak

menambah kekerasan.

Dalam penormalan, walaupun baja mempunyai mampu keras tinggi akan

terhadap perbedaan kekerasan yang kecil antara permukaan dan bagian tengahnya.




26

Tetapi kalau baja karbon dikeraskan dengan menambah unsur paduan maka

kekerasan baja yang dinormalkan bertambah sebanding dengan kekuatannya.

Gambar 2.3 Kadar karbon dan kekerasan maksimum baja setelah di celup dingin(Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit


Pada umumnya sifat-sifat baja cor menjadi lebih buruk kalau massanya

bertambah. Karena massanya besar, bagian tengahnya mempunyai kekuatan dan

keuletan yang lebih buruk dibanding dengan kulitnya. Hal ini disebabkan oleh

perbedaan dan perbandingan pembekuan. Kalau massa menjadi besar, dibagian

yang lebih dekat ke tengah, pembekuannya menjadi lebih lambat dan strukturnya

menjadi lemah. Baja cor paduan rendah terdiri dari beberapa macam seperti

diuraikan dibawah ini : baja cor mangan rendah dan baja cor krom mangan

mempunyai mampu keras yang lebih tinggi dari pada baja cor karbon biasa,

sehingga dengan pengolahan panas yang cocok didapat baja yang murni dan ulet.

Baja cor paduan karbon rendah dipergunakan untuk bagian-bagian mesin

yang memerlukan kekuatan dan keuletan, dan baja cor paduan karbon tinggi

dipakai untuk roda gigi karena sangat baik ketahanan ausnya.




27

2.3.2 Baja cor tahan karat

Baja cor tahan karat adalah baja yang diperbaiki tahanan korosinya

dengan menambah nikel atau krom, dan ini akan memberikan katahanan korosi,

ketahanan panas dan ketahanan dingin yang baik sekali dibandingkan dengan baja

cor karbon biasa. Baja didalam air atau udara akan berkarat oleh oksidasi,

sedangkan baja paduan dengan kandungan krom lebih dari harga tertentu

mempunyai sifat pasif terhadap oksidasi dan bebas dari karat.

Kandungan krom yang banyak cenderung untuk membuat sifat pasif dan

kebanyakan baja tahan karat mengandung krom lebih dari 12%. Selanjutnya

apabila nikel ditambahkan, maka ketahanan korosi, keuletan pada temperatur

rendah, mampu olah dan mampu lasnya sangat diperbaiki. Baja tahan karat ini

dapat digolongkan menjadi baja tahan karat martensit, austenit dan ferit sesuai

dengan struktur mikronya.

Baja cor tahan karat martensit mempunyai mampu keras dan ketahanan

korosi yang paling baik dalam keadaan setelah dicelup dingin dan ditemper.

Contoh khas adalah baja cor yang mengandung 13% krom yang mempunyai

mampu keras sendiri dengan pengerasan alam yaitu pendinginan udara luar. Baja

ini cocok sekali untuk dipakai pada atmosfir yang bersifat korosi ringan dan cocok

untuk sesuatu yang memerlukan kekuatan, kekerasan dan ketahanan aus yang

tinggi, sebagai contoh sebagai saluran dan rumah-rumah untuk turbin.

Baja cor tahan karat austenit yang khas adalah baja cor 18 Cr-8 Ni yang

mempunyai katahanan korosi dan sifat mekanis yang baik. Struktur dari sistem

Fe-Ni-Cr menjadi austenit lengkap pada komposisi 18% Cr-18-Ni, dimana

ketahanan korosi yang terbaik tak akan didapat kecuali apabila karbon larut dalam




28

austenit dan tidak megendap secara terpisah. Oleh karena itu baja cor ini dipakai

setelah menjadi austenit seluruhnya dan kemudian didinginkan dalam air setelah

dipanaskan pada temperatur 1000 ºC-1100 ºC.

Baja cor tahan karat ferit mengandung krom lebih dari 16% tidak dapat

dikeraskan dengan jalan pencelupan dingin. Baja ini ketahanan korosinya lebih

kecil dibandingkan dengan baja tahan karat austenit, tetapi murah sehingga

dipergunakan untuk komponen-komponen yang adanya hubungannya dengan

industri kimia. Baja ini terutama baik sekali dalam ketahanan korosinya terhadap

asam nitrat. Tetapi baja yang mengandung krom lebih dari 18% akan kehilangan

keuletannya dan akibat pengelasan menjadi getas dan mudah patah.

2.3.3 Struktur dan Sifat-Sifat dari Baja Cor Tahan Panas

Umumnya, bahwa baja cor tahan panas adalah nama umum untuk baja

cor yang dipakai pada temperatur tinggi yaitu diatas 650 ºC. Terdiri dari baja cor

paduan tinggi dengan krom tinggi dan baja cor paduan tinggi dengan nikel tinggi

sesuai dengan komposisi kimianya. Perbedaan dengan baja cor tahan karat ialah

kandungan karbonnya lebih tinggi dan kekuatan yang tinggi pada temperatur

tinggi. Sifat-sfat yang harus dipunyai oleh baja cor tahan panas adalah sebagai

berikut :

1. Kestabilan permukaan (tahan korosi dan tahan asam yang baik)

2. Kekuatan jalar pada temperatur tinggi

3. Keuletan pada temperatur tinggi

4. Tahanan yang tinggi terhadap kelelahan panas




29

5. Tahanan yang tinggi terhadap kegetasan karena pengaruh bonan

6. Tahanan aus yang baik dan deformasi yang kecil

2.3.4 Struktur dan Sifat-Sifat Dari Baja Cor Mangan Tinggi

Baja cor mangan tinggi mengandung mangan 11 – 14 % dan karbon 0,9

- 1,2% dimana harga perbandingan antara Mn dan C kira-kira 10%. Struktur

setelah dicor sangat getas karena karbit mengendap pada batas butir austenit,

sedangkan struktur yang dicelup dingin dalam air dari 1000 ºC menjadi austenit

seluruhnya dan keuletannya menjadi lebih baik. Kekerasan baja ini kira-kira 200

HB.

Tetapi dapat dikeraskan sampai kira-kira 550 HB dengan penempatan

berulang-ulang dan pengerjaan dingin. Oleh karena itu ia mempunyai tahanan

tinggi terhadap keausan dibawah beban lentur, dengan demikian ia dapat dipakai

sebagai bahan penghancur, lapisan dari gilingan bola silangan rel dan seterusnya.

2.4 Dapur Induksi

PT. Karya Deli Stellindo menggunakan dapur induksi untuk

menghasilkan baja. dapur induksi mempunyai prinsip transformator yaitu arus

bolak-balik dapat ditransformatorkan atau dapat mengubah tenaga arus bolak-

balik dari tekanan yang tinggi ke tekanan yang rendah dengan arus yang tinggi.

Dapur induksi mempergunakan tiga kumparan dengan mempergunakan

arus berputar. Inti tidak dipergunakan pada dapur ini dan sebagai ganti inti

dipergunakan cairan baja. Dapur ini mempergunakan arus liar yang kuat yang




30

dialirkan kedalam cairan baja untuk dirubah menjadi panas, sehingga panas yang

dihasilkan dapat digunakan untuk melebur logam/baja.

Kesukaran yang timbul dalam mempergunakan dapur adalah merubah

frekuensi tinggi menjadi frekuensi terbatas atau rendah. Lilitan primer terbuat dari

tembaga yang dibuat berlubang untuk aliran air pendingin. Dinding dapur ini

terbuat dari campuran asbes dengan semen dan untuk dapur yang besar (muatan

lebih dari 1 ton) terbuat dari kayu berlapis asbes atau bahan non magnet yang

tidak panas/cair karena arus listrik.

Dapur ini dilengkapi dengan mekanik pengungkit agar mudah

mengeluarkan isi dapur setelah selesai proses pembuatan baja. Cara kerjanya

dapur sebagai berikut, pertama sekali dilakukan pengisian dapur dengan baja

rongsokan/bekas setelah terlebih dahulu dipilih dan diketahui campuran unsur-

unsurnya karena pada waktu proses berlangsung sangat sukar untuk mengadakan

analisa kimianya disebabkan proses didalam dapur waktunya sangat pendek ±20

menit.

Setelah bahan-bahan dimasukkan arus listrik frekuensi tinggi mengalir

ke lilitan primer sehingga didapat arus liar yang kuat dan seterusnya dialirkan ke

muatan/bahan yang akan menimbulkan panas karena tahanan didalam dapur.

Panas yang timbul didalam dapur digunakan untuk melebur logam dan setelah

terjadi pencairan didalam dapur, pemanasan tetap dilakukan sampai pada

temperatur yang dimestikan untuk pengeluaran baja yang diproses yang gunanya

untuk dioksidasi cairan baja. Sewaktu pencairan baja terjadi maka terak cair dan

bahan-bahan non metal berada dibagian atas cairan dan terak cair dan non metal

yang timbul keatas dikeluarkan dari dalam dapur.




31

Didalam dapur ini terak cair tidak dapat diyakini (tidak sempurna)

menutupi cairan sehingga kemugkinan dapat timbul oksidasi pada cairan. Untuk

mencegah terjadinya oksidasi pada cairan baja didalam dapur, maka pada

permukaan cairan dimasukkan gas reduksi. Setelah proses didalam dapur selesai,

maka baja cair dikeluarkan dari dalam dapur yang ditampung oleh ladel untuk

dibawa ketempat penyelesaian selanjutnya.

Gambar 2.4 Tanur induksi jenis kruss(Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit


2.5 Bentuk dan Ukuran Coran

Dalam pengecoran bentuk dan ukuran yang sembarang dapat diizinkan,

tetapi dalam beberapa hal produk-produk sukar dibuat dan mempunyai cacat yang

tergantung pada bentuk dan ukurannya, sehingga kadang-kadang coran menjadi

mahal. Oleh karena itu pertimbangan yang teliti tidak dapat dihindarkan.

Pertama, bentuk dari pola hendaknya mudah dibuat. Pola yang sukar

dibuat membutuhkan waktu dan biaya yang banyak. Pola harus sederhana kecuali

jika pengerjaannya memang memerlukan kerumitan.




32

Kedua, cetakan dari coran hendaknya mudah. Terutama harus dihindari

bentuk-bentuk yang tidak dapat dicetak dengan cup dan drag saja atau kalau

mungkin lebih baik tidak dengan permukaan pisau yang rumit.

Ketiga, cetakan hendaknya tidak menyebabkan berbagai cacat dalam

coran. Cetakan tidak didinginkan kalau menyebabkan cacat dalam penuangan dan

pembekuan walaupun pembuatan cetakan mudah.

Dalam beberapa hal, coran menjadi lebih mudah dibuat dan cacatnya

hilang apabila bentuk dan ukurannya dirubah sedikit. Oleh karena itu sangat

penting bahwa pembuat dan perencana tetap bekerja sama agar coran mudah

dibuat dan tanpa cacat.

2.5.1 Bentuk standar dan ukuran coran

Ukuran coran harus ditentukan sehingga coran mudah dibuat. Dinding

yang tipis dapat membuat cetakan retak dan coran yang tidak baik, maka tebal

minimum harus dipilih sesuai dengan bahannya. Pada tabel 2.1 menunjukkan

tebal minimum dari coran pasir.

Tabel 2.1 Ketebalan minimum dinding cetakan pasir

Bahan

Ukuran Coran (mm)

Kurang

dari 200 200 – 400 400 – 800 800 – 1250 1250 – 2000 2000 – 3200

Besi cor

Kelabu3 4 5 8 8 10

Besi cor

bergrafit

bulat

5 – 6 6 – 8 8 – 10 10 – 12 12 – 16 16 – 20

Baja cor 5 6 8 10 12 16

Baja tahankarat

8 10 12 16 20 25

Brons &

kuningan2 2,5 3 4 5 6




33

Kuningan

tegangan

tinggi

3 4 5 6 8 10

Paduan

aluminium2 – 3 2,5 – 4 3 – 5 4 – 6 5 – 8 6 – 10

(Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit


Lubang berinti dari suatu coran harus diperhatikan mengenai bentuk,

ukuran dan panjangnya. Untuk lubang yang sempit dan panjang, inti akan

terpanaskan lanjut dan terjadi fusi, maka gas dari pasir akan membentuk rongga

udara. Oleh karena itu lubang inti sebaiknya tidak terlalu panjang dan sempit.

2.6 Pengecoran dengan Cetakan Pasir

Proses pengecoran yang paling seering dipakai adalah proses pengecoran

dengan menggunakan pasir sebagai bahan cetakan. Hal ini disebabkan beberapa

faktor antara lain Pembuatan cetakan yang relatif mudah, biaya pembuatan yang

rendah, dan dapat mengecor benda yang berukuran besar.

Cetakan pasir dapat dibagi menjadi beberapa jenis antara lain cetakan pasir

basah, cetakan pasir kering, cetakan sapuan dan cetakan CO2. Cetakan basah yaitu

cetakan yang dibuat dari pasir yang mengandung kadar air. Karena itu cetakan ini

mempunyai resiko cacat yang besar diakibatkan terperangkapnya uap air didalam

rongga cetakan.

2.6.1 Syarat – Syarat Pasir Cetak

Sifat-sifat pasir cetak harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :

a. Mempunyai sifat mampu bentuk sehingga paduan dalam pembuatan cetakan

dengan kekuatan yang cocok. Cetakan yang dihasilkan harus kuat sehingga




34

tidak rusak karena dipindah-pindah dan dapat menahan logam cair waktu

dituangnya kedalam. Karena itu kekuatannya pada temperatur kamar dan

kekuatan panasnya sangat diperlukan.

b. Permeabilitas yang cocok. Dikuatirkan bahwa hasil coran mempunyai cacat

seperti rongga penyusutan, gelembung gas atau kekasaran permukaan, kecuali

jika udara atau gas yang terjadi dalam cetakan waktu penuangan disalurkan

melalui rongga-rongga diantara butiran pasir keluar dari cetakan dengan

kecepatan yang cocok.

c. Distribusi besar butir yang cocok. Permukaan coran diperhalus kalau coran

dibuat dalam cetakan yang berbutir halus. Tetapi kalau butiran pasir terlalu

halus, gas dicegah keluar dan membuat cacat, yaitu gelembung udara.

Distribusi besar butir harus cocok mengingat dua syarat tersebut yang diatas.

d. Tahan terhadap temperatur logam yang dituang. Temperatur penuangan yang

biasa untuk bermacam-macam coran dinyatakan dalam tabel 2.2. Butir pasir

dan pengikat harus mempunyai derajat tahan api tertentu terhadap temperatur

tinggi, kalau logam cair dengan temperatur tinggi ini dituang kedalam cetakan.

e. Komposisi yang cocok. Butir pasir bersentuhan dengan logam yang dituang

mengalami peristiwa kimia dan fisika karena logam cair mempunyai

temperatur yang tinggi. Bahan-bahan yang tercampur yang mungkin

menghasilkan gas atau larut dalam logam adalah tidak dikehendaki.

f. Mampu dipakai lagi. Pasir yang telah digunakan sebaiknya dapat didaur ulang

atau digunakan kembali. Butir-butir pasir sebaiknya tidak pecah akibat panas

yang tinggi serta sifat-sifat mekanisnya tidak berubah.




35

g. Pasir harus murah. Pasir harus mudah didapatkan, murah dan tidak

memerlukan perlakuan tambahan, misalnya pegayakan.

Tabel 2.2 Temperatur penuangan untuk berbagai coran

Macam Coran Temperatur Penuangan (0C)

Paduan ringan 650 – 750

Brons 1100 – 1250

Kuningan 950 – 1100

Besi cor 1250 – 1450

Baja cor 1630 – 1650

( Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit PT. Pradya Paramita, Jakarta, 1986, hal 109)

2.6.2 Macam-macam pasir cetak

Pasir cetak yang paling lazim dipakai adalah pasir gunung, pasir pantai,

pasir sungai dan pasi silica yang disediakan alam. Beberapa dari pasir tersebut

dipakai begitu saja dan yang lain dipakai setelah dipecah menjadi butir-butir

dengan ukuran yang cocok. Kalau pasir mempunyai kadar lempung yang cocok

dan bersifat adhesi mereka dipakai begitu saja, sedangkan kalau sifat adhesinya

kurang, maka perlu ditambah lempung. Kadang-kadang berbagai pengikat

dibutuhkan juga disamping lempung.

Umumnya pasir yang mempunyai kadar lempung dibawah 10 sampai 20%

mempunyai adhesi yang lemah dan baru dapat dipakai setelah ditambahkan

persentase lempung secukupnya. Pasir silica (SiO2) merupakan pasir yang terbaik

karena dapat menahan temperatur tinggi tanpa terurai atau leleh. Pasir silika

biasanya murah, mempunyai umur panjang, bentuk dan ukuran bermacam-macam

hingga dapat disesuaikan dengan kebutuhannya. tetapi kerugiannya adalah




36

mempunyai koefisien muai yang tinggi dan cenderung untuk ikut bersatu

(menempel) dengan logam.

Disamping itu pasir ini banyak mengandung debu oleh karena itu

membahayakan kesehatan kerja. Disamping pasir silica dapat pula dipakai pasir

zircon (ZrSiO2) yang berwarna kuning dan kegunaan utama adalah untuk

pengecoran dan bagian permukaan rongga cetakan. Sifat-sifat yang dimiliki

adalah konduktivitas panas yang tinggi dan halus, disamping itu tidak meleleh

bersama logam cair (not fusing).

Pengunaan pasir ditentukan dari ukuran butiran pasir. Untuk ukuran benda

kerja yang kecil dan bentuknya liku-liku maka butiran pasir berukuran kecil harus

dipergunakan supaya bentuk detail dari benda kerja dapat sempurna diperoleh.

Sedangkan makin besar benda yang harus dicor, maka makin besar pula ukuran

butiran pasir yang harus dipakai, karena makin besar ukuran pasir makin

memudahkan gas-gas terbentuk keluar, disamping ketelitian dan permukaan yang

dicapai pun tidak terlalu tinggi.

Suatu bentuk yang tidak teratur serta tajam dari butir-butir pasir lebih

disukai untuk pembuatan cetakan, karena hal ini menjamin ikatan yang lebih kuat

dari suatu butir pasir lainnya hingga cetakan menjadi kuat dalam menahan tekanan

logam cair yang dicorkan.




37

2.6.3 Susunan Pasir Cetak

1. Bentuk butir dari pasir cetak digolongkan menjadi butir pasir bundar,

butir pasir sebagian bersudut, butir pasir bersudut, butir pasir kristal. Dari

diantara jenis butiran pasir diatas yang paling banyak adalah jenis butir

pasir bulat, karena memerlukan jumlah pengikat yang lebih sedikit.

2. Tanah lempung adalah terdiri dari kaolinit, ilit dan non morilonit, juga

kwarsa jika ditambah air maka akan menjadi lengket, dan jika diberikan

lebih banyak air akan menjadi seperti pasta. Ukuran butir dari tanah

lempung 0,005 – 0,02 mm, kadang – kadang dibutuhkan bentonit juga

yaitu merupakan sejenis dari tanah lempung dengan besar butiran yang

sangat halus 0,01 -10 µm dan fasa penyusutnya adalah monmorilonit.

3. Pengikat lain

Inti sering dibuat dari pasir yang dibubuhi minyak nabati pengering 1,5 -3

% dan dipanggang pada temperatur 200 – 250 ºC, sehingga disebut inti

pasir minyak. Inti ini tidak menyerap air dan mudah dibongkar. Sebagai

tambahan pada tanah lempung kasang – kadang dibubuhkan dekstrin yang

dibuat dari kanji sebagai bahan pembantu. Dekstrin bersifat lekat

meskipun kadar air nya rendah. Selain itu,resin ,air kaca, atau semen

digunakan sebagai pengikat khusus.

2.6.4 Sifat – Sifat Pasir Cetak

2.6.4.1 Sifat – sifat pasir cetak basah

Pasir cetak yang diikat dengan tanah lempung atau bentonit

menunjukkan berbagai sifat sesuai dengan kadar air, oleh karena itu pengaturan




38

kadar air adalah faktor yang penting untuk pasir cetak. Hubungan antara kadar air

dengan berbagai sifat yang terjadi dengan pengikat bentonit ditunjukkan pada

gambar dibawah ini.

Titik maksimum dari kekuatan dan permeabilitas adalah keadaan dimana

butir – butir pasir dikelilingi oleh campuran tanah lempung dan air dengan

ketebalan tertentu. Dengan kelebihan kadar air kekuatan dan permeabilitas akan

menurun karena ruangan antara butir – butir ditempati oleh lempung yang

berlebihan air. Air yang tidak cukup akan menurunkan kekuatan karena kurang

lekatnya lempung.

Gambar 2.5 Pengaruh kadar air dan kadar lempung(Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit


Hubungan antara kadar air, kekuatan dan permeabilitas dari pasir cetak

yang diikat dengan bentonit dapat dilihat pada gambar berikut.




39

Gambar 2.6 Pengaruh kadar air dan bentonit pada pasir diikat bentonit(Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit


Bila kadar air bertambah kekuatan dan permebilitas naik sampai titik

maksimum dan akan menurun kalau air bertambah terus. Untuk pasir dengan

pengikat benonit, kadar air yang menyebabkan kekuatan basah maksimum dan

yang menyebabkan permeabilitas maksimum sangat berdekatan.

2.6.4.2 Sifat- sifat kering

Pasir dengan pengikat pasir dan bentonit yang dikeringkan mempunyai

kekuatan dan permeabilitas yang meningkat dibandingkan dengan kekuatan basah,

karena air bebas dan air di absorbsi pada pemukaan tanah lempung dihilangkan,

faktor yang memberikan pengaruh sangat besar pada sifat – sifat kering adalah

kadar air sebelum pengeringan.

2.6.4.3 Sifat – sifat penguatan oleh udara

Sifat yang berubah antara pembuatan cetakan dan penuangan disebut

penguatan oleh udara, yang disebabkan oleh pergerakan air dalam cetakan dan




40

penguapan air dari pemukaan cetakan, yang meninggikan kekerasan permukaan

cetakan. Derajat kenaikan kekerasan tergantunag pada sifat campuran pasir,

derajat pemadatan dan keadaan sekeliling cetakan (temperatur udara luar, dan

kelembaban).

2.6.4.4 Sifat – sifat panas

Cetakan mengalami temperatur tinggi dan tekanan tinggi dari logam cair

pada waktu penuangan. Sehingga pemuaian panas, kekuatan panas, perubahan

bentu panas perlu diketahui.

a. Pemuain Panas

Pemuaian panas berubah sesuai dengan jenis pasir cetak, seperti

ditunjukkan pada gambar berikut.

Gambar 2.7 Pemuaian panas bermacam – macam pasir(Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit


Pasir pantai dan pasir gunung mempunyai pemuaian panas yang lebih

kecil dibanding dengan pasir silica, sedangkan pasir olivin dan pasir

sirkon yang mempunyai pemuaian pamanas sangat kecil. Pemuaian panas




41

bertambah sebanding dengan kadar air dari pasir dan menurun kalau kadar

yang dapat terbakar bertambah.

b. Kekuatan Panas

Kekuatan panas berubah – ubah sesuai dengan pasir cetak yang

dipengaruhi oleh adanya kadar tanah lempung, distribusi besar dan berat

jenis. Gambar 2.8 berikut ini menunjukkan kekuatan tekan panas dari pasir

cetak.

Gambar 2.8 Kekuatan tekan panas dari pasir cetak (Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit


Pasir dengan butir tidak seragam dapat dipadatkan sehingga mempunyai

berta jenis yang tinggi, mempunyai permukaan sentuh yang luas dengan

butir – butir tetangganya dan mempunyai kekuatan panas yang tinggi.

c. Perubahan Bentuk Panas

Perubahan bentuk panas disebut kemampuan absorbsi pemuaian panas

pada penuangan logam cair kedalam cetakan. Perubahan bentuk akan

bertambah apabila besar butir mengecil dan kadar tanah lempung,




42

tambahan khusus dan kadar airnya bertambah. Perubahan kekuatan pasir

cetak dapat dilihat dari gambar 2.9

Gambar 2.9 Deformasi panas dari pasir cetak (Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit


2.7 Pola

Pola adalah bentuk dari benda coran yang akan digunakan dalam

pembuatan rongga cetakan. Pola yang digunakan dalam pembuatan cetakan terdiri

dari pola logam dan pola kayu. Pola logam digunakan untuk menjaga ketelitian

ukuran coran, terutama pada produksi massal, dan bisa tahan lama dan

produktifitasnya lebih tinggi. Pola kayu dibuat dari kayu, murah, cepat,

pembuatan dan pengolahanya lebih mudah dibanding cetakan logam. Oleh karena

itu pola kayu lebih cocok digunakan dalam cetakan pasir. Pemilihan pola

bergantung beberapa faktor seperti :

1. Kebutuhan penanganan, seperti jumlah, kualitas, ketebalan yang

dibutuhkan derajat keakuratan dan penyelesaian akhir.

2. Kemudahan dalam pembentukan.




43

3. Jenis dari proses pencetakan dan tipe cetakan dan peralatan yang

dibutuhkan.

4. Kemampuan pakai kembali. Untuk mendapatkan pola yang baik, maka

bahan material harus :

1. Mudah dikerjakan, dibentuk dan digabungkan.

2. Berat yang ringan sehingga mudah dalam penanganan.

3. Kuat, keras, dan tahan lama.

4. Tahan pada pemakaian dan pengikisan, korosi dan pengaruh

bahan kimia.

5. Ukuran yang stabil dan tidak terpengaruh oleh perubahan temperatur.

6. Biaya yang murah.

7. Dapat diperbaiki atau bahkan pemakain ulang.

8. Permukaan yang baik setelah finising.

Bahan dari pola logam bisa bermacam–macam sesuai dengan

penggunaannya sebagai contoh, logam tahan panas seperti ; besi cor, baja cor dan

paduan tembaga adalah cocok untuk pola pada pembuatan cetakan kulit,

sedangkan paduan ringan adalah mudah diolah dan dipilih untuk pola yang

dipergunakan dalam masa produksi dimana pembuatan cetakan dilakukan dengan

tangan.

Hal pertama yang harus dilakukan dalam pembuatan pola adalah

mengubah gambar benda menjadi gambar pengecoran dengan penambahan

ukuran akibat pertimbangan tambahan penyusutan, tambahan penyelesaian

dengan mesin. Kemudian gambar pengecoran dibuat menjadi bentuk dan ukuran

pola penetapan kup, drag dan permukaan pisah adalah yang paling penting untuk




44

mendapatkan hasil coran yang baik. Dalam hal ini dibutuhkan pengalaman dan

pada umumnya harus memenuhi beberapa ketentuan, antara lain:

1. Pola harus mudah dikeluarkan dari cetakan.

2. Sistem saluran harus dibuat sempurna untuk mendapatkan aliran logam

cair yang optimum.

3. Permukaan pisah lebih baik hanya satu bidang, karena permukaan pisah

yang terlalu banyak akan mengahabiskan terlalu banyak waktu dalam

proses.

2.7.1 Telapak Inti

Inti biasanya mempunyai telapak inti yang bertujuan sebagai berikut :

1. Tujuan dari telapak inti

a. Menempatkan inti, membawa dan menentukan letak dari inti. Ada

dasarnya dibuat dengan menyisipkan bagian dari inti.

b. Menyalurkan udara dan gas – gas dari cetakan yang keluar dari inti

c. Memegang inti, mencegah bergesernya inti dan menahan inti dari gaya

apung dari logam cair.

2. Macam dari telapak inti

Berdasarkan bentuknya telapak inti dapat digolongkan menjadi :

a. Telapak inti mendatar bertumpu dua, dalam hal ini inti dipasang mendatar

dan ditumpu pada kedua ujungnya.




45

Gambar 2.10 Telapak inti mendatar bertumpu dua(Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit


b. Telapak inti dasar tegak, inti ditahan tegak oleh telapak inti pada alasanya

yang cukup menstabilkan inti

Gambar 2.11 Telapak inti dasar tegak (Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit


c. Telapak inti tegak bertumpu dua, telapak inti dipasang pada drag dan kup

untuk mencegah jatuhnya inti.

Gambar 2.12 Telapak inti tegak bertumpu dua(Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit





46

d. Telapak inti untuk penghalang ( sebahagian ). Pola ini tidak dapat ditarik

kearah tegak lurus pada permukaan pisah karena ada tonjolan yang jauh

dari permukaan pisah.

Gambar 2.13 Telapak inti sebahagian(Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit


2.7.2 Macam – Macam Pola

Pola mempunyai berbagai macam bentuk. Pada pemilihan macam pola,

harus diperhatikan produktifitas, kualitas coran dan harga pola.

1. Pola pejal yaitu pola yang biasa dipakai, dimana bentuknya hampir serupa

dengan bentuk coran. Pola pejal terdiri dari :

a. Pola tunggal. Bentuknya serupa dengan coranya, disamping itu kecuali

tambahan penyusutan, tambahan penyelesaian mesin dan kemiringan pola

terkadang dibuat menjadi satu dengan telapak inti.

Gambar 2.14 Pola tunggal

(Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit PT. Pradnya Paramita, Jakarta, 1986, hal 57)




47

b. Pola belahan. Pola ini dibelah ditengah untuk memudahkan pembuatan

cetakan. Permukaan pisahnya bila memungkinkan harus dibuat menjadi

satu.

Gambar 2.15 Pola belahan(Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit


c. Pola setengah . Pola ini dibuat untuk membuat cetakan dimana kup dan

dragnya simetri dengan permukaan pisah.

Gambar 2.16 Pola setengah(Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit


d. Pola belahan banyak. Pola dibagi menjadi tiga atau lebih untuk

memudahkan penarikan dari cetakan dan penyederhanaan pemasangan

inti.




48

Gambar 2.17 Pola belahan banyak (Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit


2. Pola pelat pasang. Merupakan pelat dimana pada kedua belahnya

ditempelkan pola demikian juga saluran turun pengalir, saluran masuk dan

penambah biasanya dibuat dari logam dan plastik.

Gambar 2.18 Pola pelat pasang(Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit


3. Pola pelat kup dan drag. Pola diletakkan pada dua pelat demikan juga saluran

turun, pengalir, saluran masuk dan penambah. Pelat tersebut adalah pelat kup




49

dan drag. Kedua pelat dipegang oleh pena agar bagian atas dan bawah dari

coran menjadi cocok.

Gambar 2.19 Pola pelat kup(Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit


2.7.3 Bahan – Bahan Pola

Bahan – bahan yanga dipakai untuk pola antara lain :

1. Kayu

Kayu yang umum dipakai untuk pembuatan pola adalah kayu jeluntung,

saru, jati, aras, pinus dan mahoni. Pemilihan kayu tergantung pada macam dan

ukuran pola, jumlah produksi, dan lamanya dipakai. Kayu dengan kadar air

lebih 14% tidak dapat dipakai karena akan terjadi korosi yng disebabkan

perubahan kadar air dari kayu. Kadang - kadang suhu udara luar harus

diperhitungkan dan ini tergantung pada daerah dimana pola itu dipakai.

2. Resin sintetis

Dari berbagai macam resin sinteis, hanya resin epoksid yang banyak

dipakai. Bahan ini mempunyai sifat – sifat penyusutan yang kecil pada waktu




50

mengeras, tahan aus yang tinggi, memberikan pengaruh yang lebih baik

dengan penambah pengencer, zat pemelastis atau zat penggemuk menurut

penggunanya.

Resin polisterena dipakai sebagai bahan untuk pola yang dibuang setelah

dipakai dalam cara pembuatan yang lengkap. Pola dibuat dengan

menambahkan zat pembuat busa pada polistirena untuk membuat berbutir,

bentuk dan membuat busa. Berat jenisnya yang sangat kecil yaitu 0.02 – 0.04

dan resin ini mudah dikerjakan, tetapi tidak dapat menahan pengunaan yang

berulang – ulang sebagai pola.

Resin Epoksid dipakai untuk coran yang kecil – kecil dari suatu

produksi. Terutama sangat memudahkan rangkapnya dapat diperoleh dari pola

kayu atau pola plaster.

3. Bahan untuk pola logam

Bahan yang dipakai untuk pola logam adalah besi cor. Umumnya

digunakan besi cor kelabu, karena sangat tahan aus, tahan panas dan tidak

mahal. Kadang – kadang besi cor liat dipakai agar lebih kuat. Paduan tembaga

juga sering dipakai untuk pola cetakan kulit agar dapat memanaskan cetakan

yang tebal secara merata.

2.7.4 Perencanaan Pola

Dalam perencanaan pola untuk pengecoran harus mempertimbangkan

banyak faktor. Faktor – faktor tersebut yaitu:




51

1. Penyusutan

Semua logam yang mendingin maka akan mengecil (menyusut). Setiap

bahan logam derajat penyusutam ini tidak sama tergantung dari jenis dan

komposisi material tersebut.

2. Sudut miring (Draft)

Pada waktu model ditarik dari cetakan maka ada kecenderungan

terjadinya rontokan tepi rongga yang sebelumnya kontak dengan model.

Kecendrungan ini dapat dihilangkan atau dikurangi dengan menggunakan

sudut miring pada sisi model yang pararel dengan arah penarikan.

3. Kelebihan untuk permesinan (allowance for machining)

Pada gambar teknik dicamtumkan tanda – tanda pada semua permukaan

yang dikerjakan lanjut, terlebih pada produk yang proses pengerjaan mulanya

adalah pengecoran. Dari gambar pembuat model akan mengetahui bentuk

akhir dari produk, hingga dapat menambahkan berapa besar tambahan /

kelebihan yang harus diberikan untuk proses lanjut.

4. Distorsi

Kompensasi / kelebihan untuk distorsi hanya diberikan pada benda –

benda tuangan yang akan mengalami gangguan gerak dalam melakukan

penyusutan waktu pendinginan.

5. Goyangan

Pada waktu menarik model yang sering dilakukan sedikit goyangan

cetakan sedikit kekiri dan kekanan, meskipun hal ini sering dilakukan tanpa

sengaja. Hal ini cukup memberikan pembesaran pada rongga cetakan yang

kecil serta permukaan hasil cetakan tidak dikerjakan lanjut, maka hal ini perlu




52

diperhitungkan yaitu dengan sedikit memperkecil sedikit ukuran dari model,

sesuai batas toleransi ukuran yang masih dapat ditolerir.

2.8 Rencana Pengecoran

Pada pembuatan cetakan harus diperhatikan sistem saluran yang

mengalirkan cairan logam kedalam cetakan.besar dan bentuknya ditentukan oleh

ukuran tebalnya irisan dan macam logam yang dicairkan. Kualitas coran juga

tergantung dari sistem saluran coran dan keadaan penuanggan.

2.8.1 Istilah – Istilah dan Fungsi Dari Sistem Saluran

Sistem saluran adalah jalan masuk cairan logam yang dituangkan

kedalam rongga cetakan. Cawan tuang merupakan penerima cairan logam

langsung dari ladel. Saluran turun adalah saluran yang pertama membawa cairan

logam dari cawan tuang kedalam pengalir dan saluran masuk ke dalam cetakan.

Pengalir adalah saluran yang membawa logam cair dari saluran turun ke bagian –

bagian yang cocok pada cetakan. Saluran masuk adalah saluran yang mengisikan

logam cair dari pengalir ke dalam rongga cetakan.

Gambar 2.20 Istilah – istilah sistem pengisian(Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit





53

2.8.2 Bentuk dan Bagian – Bagian Sistem Saluran

1. Saluran turun

Saluran turun dibuat lurus dan tegak dan irisan berupa lingkaran. Kadang

– kadang irisanya dari atas sampai bawah, atau mengecil dari atas ke bawah. Yang

kedua dipakai apabila diperlukan penahan kotoran sebanyak mungkin. Saluran

turun dibuat dengan melubangi cetakan dengan menggunakan suatu batang atau

dengan memasang bumbung tahan panas.

2. Cawan tuang

Cawan tuang berbentuk corong dengan saluran turun dibawahnya.

Konstruksinya harus tidak dapat dilalui oleh kotoran yang terbawa dalam logam

cair. Oleh karena itu cawan tuang tidak boleh terlalu dangkal. Cawan tuang

dilengkapi dengan inti pemisah, dimana logam cair dituangkan disebelah kiri

saluran tuang. Dengan demikian inti pemisah akan penahan terak atau kotoran,

sedangkan logam bersih akan lewat dibawahnya kemudian masuk ke saluran

turun. Terkadang satu sumbat ditempatkan pada jalan masuk dari saluran turun

agar aliran dari logam cair pada saluran masuk cawan tuang selalu terisi. Dengan

demikain kotoran dan terak akan terapung pada permukaan dan terhalang untuk

masuk kedalam saluran turun.




54

Gambar 2.21 Ukuran cawan tuang(Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit


3. Pengalir

Pengalir mempunyai irisan seperti trapesium atau setengah lingkaran,

sebab irisan demikian mudah dibuat pada permukaan pisah dan juga pengalir

mempunyai luas permukaan terkecil untuk satu luasan tertentu, sehingga lebih

efektif untuk pendinginan yang lambat.

Logam cair dalam pengalir masih membawa kotoran yang terapung

terutama pada permulaan penuangan, sehingga harus dipertimbangkan untuk

membuang kotoran tersebut. Ada beberpa cara untuk membuang kotoran tersebut

yaitu sebagai berikut :

a. Perpanjangan pemisah dibuat pada ujung saluran pengalir.

b. Membuat kolam putaran pada tengah saluran pengalir (dibawah saluran

turun)

c. Membuat saluran turun bantu dan membuat penyaring




55

Tabel 2.3 Ukuran Pengalir

(Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit


Gambar 2.22 Perpanjangan Pengalir

4. Saluran masuk

Saluran masuk dibuat irisan yang lebih kecil daripada irisan pengalir,

agar dapat mencegah kotoran masuk kedalam rongga cetakan. Bentuk irisan yang

membesar kearah rongga cetakan untuk mencegah terkikisnya cetakan.




56

Gambar 2.23 Sistem saluran masuk

2.8.3 Penambah

Penambah adalah memberi logam cair unrtuk mengimbagi penyusutan

dalam pembekuan coran, sehingga penambah harus membeku lebih lambat

daripada coran, bila penambah terlalu besar maka presentasi terpakai akan

dikurangi, dan bila penambah terlalu kecil akan terjadi rongga penyusutan. Karena

itu penambah harus mempunyai ukuran yang cocok.

Penambah digolongkan menjadi dua macam : penambah samping dan

penambah atas. Penambah samping merupakan penambah yang dipasang

disamping coran, dan langsung dhubungkan dengan saluran turun dan pengalir,

sangat efektif untuk coran ukuran kecil dan menengah. Penambah atas merupakan

penambah yang dipasang diatas coran, biasanya berbentuk silinder dan

mempunyai ukuran besar.




57

Gambar 2.24 Penambah samping dan Penambah atas(Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit


2.9 Penuangan Logam Cair

Peleburan baja cor banyak menggunakan tanur llistrik dibandingkan

dengan tanur perapian terbuka (open hearth furnance), ini dikarenakan biaya

peleburan yang murah.peleburan dengan busur api listrik dibagi menjadi dua

macam proses yaitu pertama proses asm dan kedua proses basa. Cara pertama

dipakai untuk peleburan sekrap baja yang berkualitas tinggi sedangkan cara kedua

dipakai untuk memleburkan baja dengan kualitas biasa.

Dalam peleburan baja selain pengaturan komposisi kimia dan

temperatur, perlu juga mengatur absorbsi gas, jumlah dan macam inklusi bukan

logam. Untuk menghilangkan gas ditambahkan biji besi atau tepung kerak besi

selama proses reduksi.

Cairan baja yang dikeluarkan dari tanur diterima dalam ladel dan

dituangkan kedalam cetakan.ladel mempunyai irisan beberapa lingkaran dimana

diameternya hampir sama dengan tingginya. Untuk coran besar dipergunakan




58

ladel jenis penyumbat seperti pada gambar, sedangkan untuk coran kecil

dipergunakan jenis ladel yang dapat dimiringkan.

Gambar 2.25 Ladel jenis penyumbat(Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit


Ladel dilapisi oleh bata samot atau bata tahan api yang mempunyai pori

– pori kecil, penyusutn kecil dan homogen. Nosel atas dan penyumbat dibuat dari

bahan agalmatolit kadang – kadang dibuat juga dari bata karbon. Panjang nosel

dibuat cukup panjang agar membentuk tumpahan yang halus tanpa cipratan.

Ladel harus dalam keadaan kering yang dikeringkan lebih dahulu oleh burner

minyak residu sebelum dipakai.

Dalam proses penuangan diperlukan pengaturan temperatur penuangan

kecepatan penuangan dan cara penuangan. Temperatur penuangan berubah

menurut kadar karbon dalam cairan baja seperti ditunjukka pada grafik berikut.




59

Gambar 2.26 Temperatur penuangan yang disarankan(Sumber : Prof. Ir. Tata Surdia M.S Met E, Prof. Dr. Kenji Chijiiwa, Teknik Pengecoran Logam, Penerbit


Kecepatan penuangan umumnya diambil sedemikian sehingga terjadi

penungan yang tenang agar mencegah cacat coran seperti retak – retak dan

sebagaiya. Kecepatan penuangan yang rendah menyebabkan kecairan yang buruk,

kandungan gas oksidasi karena udara, dan ketelitian permukaan yang buruk. Oleh

karena itu kecepatan penuangan yang cocok harus ditentukan mengingat macam

cairan, ukuran coran dan cetakan.

Cara penuangan secara kasar digolongkan menjadi dua yaitu penuangan

atas dan penuangan bawah. Penuangan bawah memberikan kecepatan naik yang

kecil dari cairan baja dengan aliran yang tenang. Penuangan atas menyebabkan

kecepatan tuang yang tinggi dan menghasilkan permukaan yang kasar karena

cipratan. Pada saat permulaan penuagan laju penuangan harus rendah dan

perlahan –lahan dinaikkan. Dalam penempatan nosel diusahakan agar tidak

menyentuh cetakan. Perlu juga mencegah cipratan dan memasang nosel tegak

lurus agar mencegh miringnya cairan yang jatuh.




60

2.10 Pengujian Dalam Pengecoran

2.10.1 Pengukuran temperatur

Di dalam pengecoran pengukuran temperatur dilakukan untuk

mengetahui apakah suhu telah mencapai suhu cair logam yang baik sesuai

jenisnya. Adapun pembagianya adalah :

1. Pirometer benam

Pengukuran temperatur secara langsung dari cairan dilakukan dengan

membenamkan termokopel platina – platina radium yang dilindungi oleh

kwarsa atau pipa aluminium yang telah dikristalkan kembali. Sekarang

dikembangkan pirometer benam yang dapat habis dilindungi oleh pipa

kertas.

2. Pengujian batang

Pengujian batang merupakan cara praktis yang dipergunakan untuk

mengukur dari tanur induksi frekuensi tinggi dengan menggunakan

kawat baja lunak dengan diameter 4 sampai 6 mm dam sebuah jam

pengukur. Ujung kawat baja tersebut dicelupkan kedalam cairan dan

waktu yang dibutuhkan untuk mencairkanya diukur, kemudian lama

waktu itu dikonversikan pada temperatur.

3. Pengujian cetakan pasir atau pengujian sendok

Baja cair dimasukkan kedalam cetakan pasir atau dalam sendok contoh

yang beukuran tertentu, kemudian waktu yang dibutuhkan untuk

membentuk lapisan tipis oksida diukur dengna jam pengukur dan

dikonversikan padatemperatur.




61

2.10.2 Pengujian terak

Adapun pengujian terak dibagi beberapa cara yaitu

1. Pengujian dengan perbandingan warna

Dengan jalan membandingkan warna terak dengan warna standar terak

yang komposisinya telah diketahui, maka dapat diperkirakan kebasaan,

kadar oksidasi besi dan kadar oksidasi mangan.

2. Pengujian dengan perbandingan rupa

Baja cair diambil dengan sendok dan dituangkan kedalam cetakan baja.

Setelah membeku , warna, pola, struktur, gelembung pada permukaan

dan permukaan patahan diteliti untuk memperkirakan kebasaan dari

kemampuan oksidasinya.

3. Pengujian penghilang oksidasi

Setelah pengadukan cairan baja dengan terak didalam ladel, baja

dituangkan dengan tenang kedalam cetakan logam atau cetakan pasir.

Pada saat yang sama percikan bunga apinya diamati untuk

memperikarakan temperatur cairan. Patahan, permukaan coran yang

membeku diperiksa

4. Pengujian kerapuhan

Pengujian ini dipakai sebagai pengujian yang praktis untuk menentukan

kadar fosfor dan kadar oksidasi besi. Hal ini didasarkan pada kenyataan

bahwa posfor menyebabkan baja menjadi getas dan oksida besi

menyebabkan retakan batas butir. Batang uji yang dibor dan ditempa

dilanjutkan dengan penempaan sampai dibawah 2 mm dan retakan

diamati, yang kemudian dibandingkan dengan batang uji standar.




62

2.11 Pengolahan Kelapa Sawit

Proses pengolahan kelapa seait menjadi CPO dan kernel (inti sawit)

harus melalui proses yang baik, agar CPO dan inti sawit yang dihasilkan sesuai

dengan yang diharapkan. Apabila prose pengolahan CPO dan Kernel diproses

dengan baik maka nilai jualnya akan tinggi. Semakin baik randemen dari CPO

maka semakin tinggi nilai jualnya. Pada umumnya di PKS terdapat pembagian

stasiun pengerjaan dalam pengolahan kelapa sawit diantaranya yaitu

1. Stasiun Penerimaan TBS

2. Stasiun Loading Ramp

3. Stasiun Rebusan

4. Stasiun Threshing

5. Stasiun Pressing

6. Stasiun Klarifikasi

7. Stasiun Kernel

8. Stasiun Water Treatment

9. Stasiun Power Plant

10. Stasiun Boiler

11. Stasiun Pengiriman Produksi

Proses pencabikkan berondolan sawit termasuk kedalam stasiun

threshing. Setelah siap direbus di ketel rebusan maka TBS dimasukkan kedalam

thresher . Di dalam thresher TBS dilepaskan dari tandanya dan dibawa oleh

vertical fruit conveyor ke dalam digester. Didalam digester buah kelapa sawit

dicabik – cabik sampai daging buah terpisah dari biji sawit dan berbentuk serat.

Setelah melalui stasiun threshing maka stasiun selanjunya adalah stasiun pressing.


chapter ii

Documents