pengecoran 4. riser dan chill (pcr)
DESCRIPTION
PengecoranTRANSCRIPT
DISAINRiser dan Chill
Fakultas Teknik MetalurgiUniversitas Sultan Ageng Tirtayasa
1
DISAINRiser dan Chill
By. AM
Risering SystemRiser : Reservoir/Tampungan yang dibuat dalam cetakanlogam untuk mencegah cacat rongga dalam benda coranakibat penyusutan logam.
Logam cair umumnya melalui 3 tahappenyusutan/ perubahan saat solidifikasi dalam
cetakanTahap 1. Liquid Shrinkage
Tahap 2. Solidification ShrinkageTahap 3. Solid Shrinkage
2
Logam cair umumnya melalui 3 tahappenyusutan/ perubahan saat solidifikasi dalam
cetakanTahap 1. Liquid Shrinkage
Tahap 2. Solidification ShrinkageTahap 3. Solid Shrinkage
The contribution of each one of the threedistinct stages
of volume contraction
2. Liquid shrinkage:penyusutan yangterjadi pada logam cair jika logam cair
didinginkan dari temperatur tuangmenuju temperatur pembekuan
1. Solidification shrinkage: adalah penyusutanyang terjadi selama logam cair melalui phasapembekuan (perubahan fasa cair menjadi fasapadat)
3
3. Solid shrinkage: penyusutan yang terjadi selama periodesolid metal didinginkan dari temperatur pembekuan menujutemperatur ruang
Initial liquid metal Solid skinand formationof shrinkage void
internal shrinkage
4
Initial liquid metal Solid skinand formationof shrinkage void
internal shrinkage
Internal shrinkageplus dishing.
Surfacepuncture
Riser di tambahkan untuk menghindari liquid shrinkageDAN mensupply liquid feed metal untuk mengimbangi liquid &solidification shrinkage dalam Certakan.
Tujuan dibuatnya Riser :• Mendapatkan produk casting tanpa cacat akibatpenyusutan
• Meningkatkan produktifitas casting dengan caramemaksimalkan casting yield
5
Tujuan dibuatnya Riser :• Mendapatkan produk casting tanpa cacat akibatpenyusutan
• Meningkatkan produktifitas casting dengan caramemaksimalkan casting yield
Prinsip umum desain riser(s)• Menentukan Modulus Casting (MS)• Metode risering ditentukan berdasarkan qualitas
mold dan material.• Menentukan Modulus Transfer Liquid (MN) dan
jumlah riser yang diperlukan.• Pilih Jenis Riser dan Hitung Dimensinya (MR).• Pilih jenis kontak riser (neck) dan hitung
dimensinya.• Tentukan volume riser(s)• Tentukan temperatur penuangan berdasarkan
metode risering
6
• Menentukan Modulus Casting (MS)• Metode risering ditentukan berdasarkan qualitas
mold dan material.• Menentukan Modulus Transfer Liquid (MN) dan
jumlah riser yang diperlukan.• Pilih Jenis Riser dan Hitung Dimensinya (MR).• Pilih jenis kontak riser (neck) dan hitung
dimensinya.• Tentukan volume riser(s)• Tentukan temperatur penuangan berdasarkan
metode risering
Modulus akan membantu mendeskripsikan lajupendinginan.
Berat casting dan ketebalan dinding tidak akuratuntuk mengambarkan laju pendinginan
Menentukan Modulus Casting (MS)
7
Simple shapes: Kubus, plat, bar, etc
Horizontal dimensi >5x dari t
Panjang >5b
Bentuk yang lebih rumit dihitung dengan memecahkanyamenjadi beberapa simple form
8
Bentuk yang lebih rumit dihitung dengan memecahkanyamenjadi beberapa simple form
Volume = VColling Surface Area = CSAa,b = any sideC = Non Cooled side
Hitung Modulus (M1, M2 dan M3) Benda dibawah Ini?
a dan b = sisi ygterkena pendinginanc = sisi yg tidakterkena pendinginan
1
12
4
33
5
1,5
4,5
0,5
5,5
2
4,5
9
Riser ditempatkan pada daerah dengan Modulus yang terbesar
• Cetakan diharapkan mampu menahan tekanan darilogam cair yang disebabkan pendinginan dansolidifikasi
• Pasir dan cetakan kulitmempunyai kekuatan yang cukuprendah untuk menahan tekanan tersebut.
• Ikatan kimia pasir cetak akan mempunyai kekuatanyang baik jika dipersiapkan dengan baik.
Metode risering ditentukan berdasarkan qualitas cetakan dan materialyg dicasting
10
• Cetakan diharapkan mampu menahan tekanan darilogam cair yang disebabkan pendinginan dansolidifikasi
• Pasir dan cetakan kulitmempunyai kekuatan yang cukuprendah untuk menahan tekanan tersebut.
• Ikatan kimia pasir cetak akan mempunyai kekuatanyang baik jika dipersiapkan dengan baik.
Cetakan
Kuat
Lemah
Logam, Keramik, well compacted sand
Cetakan Pasir
• Faktor yg meningkatkan kecendrungan shrinkage:
– Temperatur leleh yang terlalu tinggi– Holding time yang lama– Komposisi Scrap– Adanya unsur penstabil carbida– Inoculasi yang tidak cukup
Peleburan akan mempengaruhi penyusutan logam
11
• Faktor yg meningkatkan kecendrungan shrinkage:
– Temperatur leleh yang terlalu tinggi– Holding time yang lama– Komposisi Scrap– Adanya unsur penstabil carbida– Inoculasi yang tidak cukup
Seleksi metode risering
12
• Pemilihan berdasarkan kekuatan mold danmodulus casting
• 3 dasar metode risering– PCR ( Pressure Control Risering)– Directly Applied Risering– Riserless
13
• Pemilihan berdasarkan kekuatan mold danmodulus casting
• 3 dasar metode risering– PCR ( Pressure Control Risering)– Directly Applied Risering– Riserless
Pressure Control Riser• Green sand dan mold sand umumnya
digunakan PCR• Tujuannya untuk mengontrol tekanan yang
dihasilkan saat cooling dan solidifikasi.• Prinsip PCR
14
• Green sand dan mold sand umumnyadigunakan PCR
• Tujuannya untuk mengontrol tekanan yangdihasilkan saat cooling dan solidifikasi.
• Prinsip PCR
Setelahpouringselesailogam cairmenyusut
Risermengakomodasipenyusutanlogam cair
Saat ekspansimulai, deformasicetakan dihindaridenganmengurangitekanan logamcair dengan caramengisi kembaliriser (blind)
Langkah disain PCR
Tentukan MS Tentukan Modulus Riserneck (MN) Tentukan Modulus Rises(MR)
Hubungan antara faktor (f), MS, MN dan MR
Lihat Card 3
15
Langkah disain PCR
Menentukan tipe riser dan menghitung dimensi
**Ketinggian Riser = 1,5 X D
Dengan neck diletakan pada drag**Ketinggian Riser = 1,5 X D + ketinggian neck
Dimensi ketinggian neck dapat dilihatpada card 4
16
Dimensi ketinggian neck dapat dilihatpada card 4
Bentuk Neck Dimensi
Diameter = 4 x MN
Sisi = 4 x MN
Bulat
Persegi
17
Sisi = 4 x MN
Sisi lebar = 3 X MNSisi Panjang = 6 X MN
Persegi
PersegiPanjang
18
Langkah disain PCR
Menentukan berat riser untuk menghitungyield dari disain getting sistem
Menentukan volume feeding efektifHanya bagian dari riser yang lebih tinggi dari titiktertinggi casting yang terpasang, akanmengkompensasi kontraksi cair dalam casting.(dapat di lihat pada card 5)“jika volume feeding efektif kurang darivolume yg diperlukan oleh bendung castingharus digunakan riser lebih besar atau riserlebih dari 1”
19
Menentukan berat riser untuk menghitungyield dari disain getting sistem
Menentukan volume feeding efektifHanya bagian dari riser yang lebih tinggi dari titiktertinggi casting yang terpasang, akanmengkompensasi kontraksi cair dalam casting.(dapat di lihat pada card 5)“jika volume feeding efektif kurang darivolume yg diperlukan oleh bendung castingharus digunakan riser lebih besar atau riserlebih dari 1”
Langkah disain PCR
Menentukan dimensi gate dan jumlah gateAgar sistem PCR untuk berfungsi dengan benar, getting systemharus diisolasi dari casting dan riser segera setelah penuanganselesai.>>> memastikan ingate memiliki modulus (MG) yg lebih kecildibandingkan dengan modulus Transfer cair (MN). Sehingga terjadipembekuan yg cepat>> Disain PCR MG ≤ 0,2 MN.Jika MG tidak memenuhi kondisi ini,dapat menambahkan jumlah ingate tapi mempertahankanluas penampang total ingate.
20
Menentukan dimensi gate dan jumlah gateAgar sistem PCR untuk berfungsi dengan benar, getting systemharus diisolasi dari casting dan riser segera setelah penuanganselesai.>>> memastikan ingate memiliki modulus (MG) yg lebih kecildibandingkan dengan modulus Transfer cair (MN). Sehingga terjadipembekuan yg cepat>> Disain PCR MG ≤ 0,2 MN.Jika MG tidak memenuhi kondisi ini,dapat menambahkan jumlah ingate tapi mempertahankanluas penampang total ingate.
21
22
23
24