definisi pengecoran dengan cetakan pasir

PROSES MANUFAKTUR (PENGECORAN LOGAM DENGAN CETAKAN PASIR)

BAB 1

DEFINISI PENGECORAN DENGAN CETAKAN PASIR

Proses pengecoran (CASTING) adalah salah satu jenis pembuatan produk

dimana logam dicairkan dalam tungku peleburan kemudian di tuangkan kedalam

rogga cetakan yang serupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akan dibuat.

Ada 4 faktor yang berpengaruh atau merupakan ciri dari prose pengecoran, yaitu:

1. Adanya aliran logam cair kedalam rongga cetak

2. Terjadi perpindahan panas selama pembekuan dan pendinginan dari logam

dalam cetakan

3. Pengaruh material cetakan

4. Pembekuan ligam dari kondisi cair

Klasifikasi pengecoran berdasarkan umur dari cetakan, ada pengecoran logam

dengan sekali pakai (expendable Mold) dan ada pengecoran dengan cetakan

permanent (permanent Mold). Cetakan pasir termasuk dalam expendable mold.

Karena hanya bisa digunakan satu kali pengecoran saja, setelah itu cetakan

tersebut dirusak saat pengambilan benda 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/ air

gelas.

A. Bahan dan peralatan

1. Pasir cetak(silika)

2. Cetakan (pola sekali pakai)

3. Pola

4. Tepung terigu/tepung tapioka

5. Peralatan mekanik seperti palu, rammer untuk memadatkan pasir

6. Bentonit atau sodium montmorillonit

7. Air sebagai pelarut

8. Kokas/ arang, batu kapur, bijih besi/besi bekas.

KELOMPOK 3 - TEKNIK MESIN - UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT


Kebanyakan pasir yang digunakan adalah pasir silika, pasir merupakan produk

dari hancuran batu-batuan dalam jangka waktu yang lama. Pasir digunakan pada

bahan percetakan dikarenakan pasir tahan terhadap temperatur tinggi & murah.

Pemilihan jenis pasir untuk cetakan melibatkan beberapa faktor penting seperti

bentuk dan ukuran pasir. Sebagai contoh pasir halus dan bulat akan menghasilkan

permukaan produk yang halus/mulus.

Cetakan pola sekali pakai umumnya terdiri dari satu bagian, ditempatkan di

atas papan alar dan drag dibuat sebagaimana biasanya. Setelah drag selesai,

dibalik, dan ditanjutkan dengan pembuatan kup. Jangan lupa membuat rubang-

lubang pelepas udara. Meskipun lazirmnya dipergunakan pasir basah, pasir jenis

lainnya banyak digunakan juga, khusur nya pada bagian permukaan pola. Tidak

diperlukan pasir pemisah antara kup dan drag karena pola hanya dibuka ketika

akan mengeluarkan benda coran. Saluran turun dari bagian sistem saluran masuk

lainnya biasanya merupakan bagian dari pola. Pola polistiren termasuk saluran

turun dan saluran tuangnya ditinggalkan dalam cetakan. Logam cair dituangkan

dengan cepat ke dalam saluran turun; polirtiren menguap; dan logam cair mengisi

rongga cetakan dan ketika logam cair memasuki cetakan dalam cetakan pasir,

akan menggantikan pola polisteren tersebut.

Keuntungaa dari proses ini meliputi:

1. Sangat tepat untuk mengecor benda-benda daiamjumlah kecil.

2. Tidak memerlukan pemesinan lagi.

3. Menghemat bahan coran.

4, Permukaan mulus.

5. Tidak diperlukar pembuatan pola belahan kayu yang rumit.

6. Tidak diperlukan inti atau kotak inti.

7. Pengecoran jauh lebih sederhana.

Kerugiannya adalah:

1. Pola rusak sewaktu dilakukan pengecoran.



2. Pola lebih mudah rusak, oleh karena itu memerlukan penanganan yang

lebih sederhana.

Pada pembuatan pola tidak dapat digunakan mesin mekanik tidak ada

kemungkinan untuk memeriksa keadaan rongga cetakan.

Pola merupakan gambaran dari bentuk produk yang akan dibuat. Pila dapat

dibuat dari kayu, plastik/polimer, atau logam. Pemilihan material pola tergantung

pada bentuk dan ukuran produk cor, akurasi dimensi, jumlah produk cor, dan jenis

proses pengecoran yang akan digunakan. Jenis-jenis pola:

a. Pola tunggal(one pice pattern / solid pattern)

Biasanya digunakan untuk bentuk produk yang sederhana dan jumlah

produk yang sedikit. Pola ini dibuat dari kayu dan tentunya tidak mahal.

b. Pola terpisah(spilt pattern)

Terdiri dari dua buah pola yang terpisah sehingga akan diperoleh rongga

dari masing-masing pola. Dengan pola ini, bentuk produk yang dapat

dihasilkan rumit dari pola tunggal.

c. Match-piate pattern

Jenis ini populer digunakan di industri. Pola “terpasang jadi satu” dengan

suatu bidang datar dimana dua buah pola atas bawah dipasang berlawanan

arah pada suatu pelat datar. Jenis pola ini sering digunakan bersama-sama

dengan mesin pembuat cetakan dan dapat menghasilkan laju produksi yang

tinggi untuk produk-produk kecil.

Selain pasir silika,untuk membuat cetakan pasir basah(green sand) diperlukan

bahan baku lain misalnya bentonit dan air sebagai pelarut. Memang ada beberapa

bahan aditif yang bisa digunakan antara lain sodium silicate(water glass), gula



tetes, dextrin(tepung tapioka). Cetakan pasir ditambah bahan aditif dengan tujuan,

diantaranya adalah: meningkatkan kekuatan, meningkatkan permeabilitas,

memperbaiki sifat plastisitas pasir, ketahanan cetankan terhadap temperatur tinggi

dan permukaan hasil akhir yang baik. Pemakaian kadar bentonit yg tinggi akan

menurunkan sifat permebealitas cetakan, namun rendahnya sifat permebealitas

pada pasir mengakibatkan udara /gas yang berasal dari cairan logam sulit untuk

keluar dari cetakan. hal ini berdampak kemungkinan terjadinya cacat porositas

atau blow-hole. Cacat bow-hole ini dapat diatasi dengan cara mengatur kandungan

kelembapan pasir, ukuran butir harus sesuai, memastikan ladle dalam keadaan

kering sebelum dilakukan penuangan dan pada saat penumbukan pasir tidak

terlalu keras sehingga masih terdapat rongga-rongga diantara pasir. Sedangkan

gula tetes digunakan untuk mempertinggi pemakaian pasir cetak dapat digunakan

berulang kali. Namun, namun jumlah penggunaan ulang pasir cetak tergantung

antara lain jenis pasir, ukuran pasir dan temperatur tiang cairan logam. Kadar gula

tetes yang berlebihan menyebabkan kebasahan pasir cetak, yang berdampak

terbentuknya gas/uap air dalam cetakan pasir semakin tinggi.

B. Pembuatan Pola Dengan Sterofoam.

Pertama, pola terbuat dari foam polystyrene, yang dapat dilakukan dengan

berbagai cara. Untuk volume kecil berjalan pola dapat dipotong tangan atau mesin

dari blok solid foam, jika geometri cukup sederhana bahkan dapat dipotong

dengan menggunakan pemotong foam panas-kawat. Jika volume besar, maka pola

bisa diproduksi secara massal oleh suatu proses yang sama dengan injection

molding. Pra-manik diperluas polistiren yang disuntikkan ke dalam cetakan

aluminium dipanaskan pada tekanan rendah. Uap ini kemudian diterapkan pada

polistiren yang menyebabkan itu untuk memperluas lebih untuk mengisi die. Pola

terakhir adalah udara sekitar 97,5% dan 2,5% polistirena. cekungan menuangkan

Pra-membuat, pelari, dan anak tangga bisa menjadi panas terpaku pada pola ini

untuk menyelesaikannya. Selanjutnya, cluster foam dilapisi dengan investasi

keramik, juga dikenal sebagai lapisan bahan tahan api, melalui mencelupkan,

menyikat gigi, penyemprotan atau lapisan aliran. Lapisan ini menciptakan sebuah

penghalang antara permukaan foam halus dan permukaan pasir kasar. Kedua hal



kontrol permeabilitas, yang memungkinkan gas yang diciptakan oleh pola foam

menguap untuk melarikan diri melalui lapisan dan masuk ke pasir. permeabilitas.

Pengendalian merupakan langkah penting untuk menghindari erosi pasir.

Akhirnya, membentuk penghalang sehingga logam cair tidak menembus atau

menyebabkan erosi pasir selama menuang. Setelah lapisan mengering, cluster

ditempatkan dalam termos dan didukung dengan un-pasir berikat. pasir ini

kemudian dipadatkan menggunakan tabel getaran. Setelah dipadatkan, cetakan

siap untuk dituangkan. Otodies tuang umum digunakan di LFC, karena proses

tuang jauh lebih penting daripada dalam praktek pengecoran konvensional.

Proses pengecoran ini menguntungkan bagi coran yang sangat kompleks

yang secara teratur akan membutuhkan core. Hal ini juga dimensi akurat,

mempertahankan permukaan akhir yang sangat baik, memerlukan konsep tidak,

dan tidak memiliki garis pemisah sehingga tidak ada flash terbentuk.

Dibandingkan dengan casting investasi, itu lebih murah karena merupakan proses

yang sederhana dan foam lebih murah daripada lilin. Anak tangga biasanya tidak

diperlukan karena sifat proses karena logam cair menguap foam logam pertama ke

dalam cetakan mendingin lebih cepat daripada yang lain, yang mengakibatkan

pembekuan arah alam. Foam mudah memanipulasi, mengukir dan lem, karena

sifat unik. Fleksibilitas LFC sering memungkinkan untuk mengkonsolidasikan

bagian menjadi salah satu komponen yang tidak terpisahkan. Proses pembentukan

lain akan memerlukan produksi satu atau lebih bagian yang akan dirakit. Dua

kelemahan utama adalah bahwa pola biaya bisa tinggi untuk aplikasi volume

rendah dan pola yang mudah rusak atau terganggu karena kekuatan rendah

mereka.

C. Terminologi Pengecoran dengan Cetakan Pasir

Secara umum cetekan harus memiliki bagian-bagian utama sebagai berikut:

1. Cavity (rongga cetekan), merupakan ruangan tempat logam cair yang di

tuangkan kedalam cetakan. Bentuk rongga ini sama dengan benda kerja yang

akan dicor. Rongga cetakan dibuat dengan menggunakan pola.

2. Core (inti), fungsinya adalah membuat rongga pada benda coran. Inti dibuat

terpisah dengan cetakan dan dirakit pada saat cetakan akan digunakan. Bahan



inti harus tahan menahan temperatur cairan logam paling kurang bahannya dari

pasir.

3. Gating sistem (sistem saluran masuk), merupakan saluaran masuk kerongga

cetakan dari saluran turun. Gating sistem suatu cetakan dapat lebih dari satu,

tergantung dengan ukuran 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 cetakan tuang yang

diinginkan.

5. Pouring basin, merupakan lekukan pada cetakan yang fungsinya untuk

mengurangi kecepatan logam cair masuk lansumg dari ladle ke spure.

Kecepatan aliran logam yang tinggi dapat terjadi erosi pada spure dan

terbawanya kotoran-kotoran logam cair yang berasal dari tungku kerongga

cetakan.

6. Raiser (penambah), merupakan cadangan logam cair yang berguna dalam

mengisi kembali rongga cetakan bila terjadi penyusutan akibat solidifikasi.

7. Cope, yaitu setangah bagian dari bagian atas dari cetakan pasir.

8. Drag, yakni setengah bagian bawah dari cetakan pasir tersebut

D. PeleburanBagian ini berbentuk silinder yang merupakan tabung persegi empat. Pada bagian dalamnnya dipasang bata tahan api kualitas tinggi dan memiliki ketebalan ± 1m. Dibuat tebal dan menggunakan bata tahan api karena :- Dapat tahan terhadap proses kimia- Dapat tahan terhadap tekanan logam cair dan terak cair- Dapat tahan terhadap temperatur tinggiDiantara pasangan-pasangan bata tahan api, dipasang pipa-pipa saluran yang dialiri air pendingin dan pada bagian atas tabung dipasang pipa-pipa yang digunakan untuk menyalurkan udara panas. Pada bagian dinding tungku dipasangi lubang laluan logam cair dan terak cair.Bahan-bahan dalam Proses Tanur Tinggi1. Biji besiBesi didapat dengan mengambil dari biji besi yang umumnya berbentuk oksida dari alam dan besi murni hanya didapat dalam jumlah yang kecil. Pemisahan unsur besi dari biji besi dilakukan dalam sebuah tungku yang dinamai dengan SMELTING (proses reduksi). Adapun biji besi tersebut ditemukan dalam bentuk sebagai berikut :a. Berbentuk batu- Hematit (Fe2O3, batu besi merah) mengandung unsur besi antara 45 %-65 % dan sedikit mengandung fosfor.



- Magenetit (Fe3O4) mengandung unsur besi antara 40 % - 70 % dan hampir tidak mengandung fosfor, berwarna hijau tua mendekati warna hitam dan mempunyai sifat magnet yang kuat.- Fe2O3H2O, mengandung unsur besi 25 % - 50 % air dan fosforb. Berbentuk pasirPasir besi (TiO2) mengandung oksida besi = 70 % yang bercampur dengan oksida titan (Ti2O2) antara 9 % - 11 %- Berbutir halusSperosiderit mengandung unsur besi ±40 % bercampur dengan tanah liat.

2. Batu KapurBiji besi hasli proses reduksi belum dapat diaktakan bersih secara keseluruhan dan masih terdapat kotoran-kotoran. Untuk menghilangkan kotoran-kotoran tersebut maka pada saat diproses dalam tanur tinggi ditambahkan batu kapur (CaO atau dolomite, CaCO3) sehingga akan membentuk terak

3. Bahan BakarBahan bakar yang digunakan dalam proses tanur tinggi adalah kokas dan arang kayua. Arang kayuKeuntungan mengunakan arang kayu adalah karena bersih, tidak mengandung P dan S. Sedangkan kerugiannya adalah :-->Nilai kalornya rendah kira-kira 400 Cal/Kg-->Tidak keras, mudah pecah dan berpori-pori-->Jumlahnya terbatas-->Hanya dapat digunakan untuk tanur tinggi yang memiliki tinggi 17-20m

b. KokasDidapat dari pembakaran tidak sempurna batu bara. Keuntungan menggunakan kokas sebagai bahan bakar adalah :-->Nilai kalornya tinggi sekitar 8000 Cal/Kg-->Keras, besar-besar dan berpori-pori-->Mempunyai kadar karbon yang tinggi-->Sewaktu pembuatan kokas terdapat hasil tambahan seperti gas, ter, dll.Kekurangan bahan bakar kokas yaitu mengandung belerang (S) dan ini sangat buruk pengaruhnya terhadap pembuatan baja atau besi cor.AnthrositKeuntungan menggunakan bahan bakar jenis ini adalah :-->Nilai karbonnya tinggi sekitar 8000 Cal/Kg-->Cukup keras dan besar-besar-->Tidak mengandung gasKekurangan bahan bakar anthrosit adalah tidak berpori dan hanya sedikit terdapat di dunia

4. Udara panasUdara panas digunakan untuk membantu pembakaran (CO2) dan pembentukan gas CO sebagai gas untuk reduksi biji besi. Untuk mereduksi bijih besi diperlukan udara panas yang banyak dan udara panas yang digunakan mempunyai temperatur



±900OC. Untuk mendapat udara panas dengan temperatur yang tinggi adalah dengan memanaskan udara dingin di tungku pemanas yang dinamakan tungku COWPER. Udara dingin yang dimasukkan didatangkan dari kompresor torak.Keuntungan menggunakan udara panas dalam proses tanur tinggi adalah untuk menghemat bahan bakar untuk mempercepat proses reduksi atau pencairan biji besi.



BAB 2

PROSES PENGECORAN LOGAM DENGAN POLA PULI

Dalam pengecoran logam dengan pola puli tahap-tahapnya yaitu:

1. Mempersiapkan Bahan dan Peralatan:

1. Pasir cetak(siliki)

2. Cetakan(pola sekali pakai)

3. Pola puli

4. Tepung terigu

5. Peralatan mekanik, seperti rammer, tukul, dan lain-lain

6. Bentonit atau sodium montmorillonit

7. Air sebagai pelarut

8. Kokas/arang, batu kapur, bijih besi/besi bekas.

2. Pembuatan Pola Puli dengan Sterofoam

Gambar 1. Pola puli



Gambar di atas merupakan pola puli, pola puli tersebut telah di jelaskan

pada pembuatan pola dengan Sterofoam dia atas, yaitu dapat kita buat Untuk

volume kecil berjalan pola dapat dipotong tangan atau mesin dari blok solid

foam, jika geometri cukup sederhana bahkan dapat dipotong dengan

menggunakan pemotong foam panas-kawat. Kemudian pola puli tersebut di

susun menjadi satu kesatuan seperti pada gambar di bawah ini.

3. Melapisi pola agar pada saat logam cair menggantikan pola hasil yang di

dapatkan dengan permukaan yang rata.

4. Memasukkan pasir ke dalam tempat cetakan dengan menambah bentonit dan

air sebagai pelarut agar meningkatkan kekuatan cetak pasir.

5. Setelah pasir telah terisi, proses selanjutnya yaitu penuangan logam cair yang

telah di leburkan terlebih dahulu.

6. Setelah penuangan selesai, logam cair telah menggantikan pola, setelah dingin

keluarkan puli yang telah jadi logam, dan

7. Proses yang terakhir yaitu permesinan, agar ukuran yang di dapat lebih tepat

Sesuai dengan yang kita inginkan, dan dengan permukaan yang mulus. Dan puli

itu sendiri biasanya terdapat pada motor metik, pada generator, mesin pompa air,

kompresor, dan lain-lain.



Daftar Pustaka

1. http://puslit.petra.ac.id/journals/mechanical/, 25-10-11, 15:45 WITA

2. http://www.4shared.com/document/MVlhQFz4/Unit-

2_Pengantar_Proses_Manufa.html, 24-10-11, 08.36 WITA


http://www.4shared.com/document/MVlhQFz4/Unit-2_Pengantar_Proses_Manufa.html

http://www.4shared.com/document/MVlhQFz4/Unit-2_Pengantar_Proses_Manufa.html

definisi pengecoran dengan cetakan pasir

Documents