PENGECORAN BIASA Pertemuan 11 Matakuliah : D0234/Teknologi Proses Tahun : 2007/2008 PENGECORAN BIASA Pertemuan 11

. Learning Outcomes Outline Materi : PENGECORAN BIASA Learning Outcomes . Mahasiswa dapat menerangkan tentang jenis dan tahapan pembuatan cetakan Outline Materi : Tahapan Pengecoran Logam Jenis Cetakan Saluran Masuk, Penambah, dan Karakteristik Pembekuan Jenis, Bahan, dan Konstruksi Pola Bina Nusantara

TAHAPAN PENGECORAN LOGAM PENGECORAN BIASA TAHAPAN PENGECORAN LOGAM Pembuatan cetakan; Persiapan dan peleburan logam; Penuangan logam cair ke dalam cetakan; Pembongkaran; Pembersihan coran; Pemeriksaan; Proses daur ulang pasir. Gambar 11.1 Diagram alir proses pengecoran Bina Nusantara

Keuntungan Pembentukan dengan Cetakan : PENGECORAN BIASA Keuntungan Pembentukan dengan Cetakan : Laju produksi tinggi, Finishing lebih baik, Toleransi dimensi lebih baik, Sifat mekanik lebih baik. Proses Pengecoran : Pengecoran biasa, pengisian rongga cetakan dilakukan tanpa tekanan; Pengecoran khusus, pengisian rongga cetakan dilakukan dengan tekanan. Bina Nusantara 11-3

Berdasarkan bahan yang dipakai : PENGECORAN BIASA JENIS CETAKAN Berdasarkan bahan yang dipakai : cetakan pasir, cetakan lempung, cetakan logam, cetakan khusus Berdasarkan cara pemakaian : Cetakan tidak permanen : hanya dapat digunakan satu kali saja. Contoh : cetakan pasir (sand casting), cetakan kulit (shell mold casting), Cetakan presisi (precision casting). Cetakan permanen : dapat digunakan berulang-ulang. Contoh : gravity permanent mold casting, pressure die casting, centrifugal die casting. Bina Nusantara

Cetakan Pasir : cawan tuang (pouring basin), saluran turun (sprue), PENGECORAN BIASA Cetakan Pasir : cawan tuang (pouring basin), saluran turun (sprue), saluran masuk (gate), pola (pattern), bagian atas cetakan (cope), bagian bawah cetakan (drug), alas cetakan (bottom board), Gambar 11.2 Bagian-bagian penting cetakan pasir baut pena (pin), pengunci (lug), sambungan pemisah (joint for parting), Bina Nusantara

Prosedur pembuatan cetakan pasir : PENGECORAN BIASA Prosedur pembuatan cetakan pasir : Dengan pola yang dapat dipakai berulang-ulang; pasir dipadatkan disekitar pola, kemudian pola dikeluar-kan, rongga yang terbentuk diisi dengan logam cair (gambar 11.3). Dengan pola sekali pakai; pola dibuat dari polisteren atau sejenisnya dan tidak dikeluarkan, pola menguap pada saat logam cair dituangkan ke dalam cetakan (gambar 11.4). Bina Nusantara

PENGECORAN BIASA Prosedur pembuatan cetakan pasir dengan pola yang dapat dipakai berulang-ulang : Gambar 11.3 Prosedur pembuatan cetakan pasir dengan pola yang dapat dipakai berulang-ulang Bina Nusantara

Prosedur pembuatan cetakan pasir dengan pola sekali pakai : PENGECORAN BIASA Prosedur pembuatan cetakan pasir dengan pola sekali pakai : Gambar 11.4 Cetakan pasir dengan pola sekali pakai Bina Nusantara

Keungtungan pengecoran dengan pola sekali pakai : PENGECORAN BIASA Keungtungan pengecoran dengan pola sekali pakai : Sangat tepat untuk mengecor benda-benda dalam jumlah kecil; Tidak memerlukan pemesinan lagi; Menghemat bahan coran; Permukaan mulus; Tidak diperlukan pembuatan pola kayu yang rumit; Tidak diperlukan inti dan kotak inti; Pengecoran jauh lebih sederhana. Kerugian : Pola rusak sewaktu dilakukan pengecoran; Pola lebih mudah rusak, oleh karena itu memer-lukan penanganan khusus lebih sederhanan; Pada pembuatan pola tidak dapat digunakan mesin mekanik; Tidak ada kemungkinan untuk memeriksa keadaan rongga cetakan. Bina Nusantara

SALURAN MASUK, PENAMBAH, DAN KARAKTERISTIK PEMBEKUAN PENGECORAN BIASA SALURAN MASUK, PENAMBAH, DAN KARAKTERISTIK PEMBEKUAN Sistem Saluran Masuk : berfungsi untuk mengalir-kan logam cair ke dalam rongga cetakan. Cawan tuang; Saluran turun; Pengalir; Saluran masuk. Gambar 11.5 Sistem saluran masuk Bina Nusantara

PENGECORAN BIASA Faktor-faktor yang harus dipertimbangkan dalam me-rancang sistem saluran masuk : Turbulensi aliran masuk ke rongga cetakan pada dasar atau dekat dasarnya harus seminimal mung-kin, terutama untuk benda cor yang kecil; Harus dihindari terjadinya pengikisan terhadap dinding dan rongga cetakan, dengan mengatur aliran logam cair secara baik; Logam harus dapat masuk ke rongga cetakan sedemikianrupa, sehingga terjadi pembekuan (solidifikasi) terarah; Slag, kotoran, atau partikel asing tidak boleh masuk ke rongga cetakan. Bina Nusantara

PENGECORAN BIASA Penambah (riser) : dibuat sebagai cadangan logam cair untuk mengimbangi penyusutan (shrinkage) dalam pembekuan dari coran. Logam cair dalam penambah harus membeku lebih lambat dari coran. Jenis Penambah : A. Terbuka, B. Buntu. Gambar 11.6 Penambah terbuka dan penambah buntu Bina Nusantara

Penambah buntu dan penambah terbuka : PENGECORAN BIASA Penambah buntu dan penambah terbuka : Penambah buntu Penambah terbuka Tidak berhubungan dengan udara luar  pembekuan logam cair lebih lambat Berhubungan dengan udara luar  pembekuan logam cair lebih cepat Pembekuan cepat  dibutuhkan cadangan logam cair lebih banyak  harus dibuat lebih besar Pembekuan lambat  dibutuhkan lebih sedikit logam cair  dapat dibuat lebih kecil Besar  kurang ekonomis Kecil  lebih ekonomis Besar dan terbuka  lebih mudah dibuat Kecil dan tertutup  lebih sulit dibuat Bina Nusantara

Karakteristik Pembekuan : PENGECORAN BIASA Karakteristik Pembekuan : Pembekuan (solidifikasi) : transformasi logam cair kem-bali ke bentuk padatnya. Solidifikasi logam murni ; logam murni membeku pada temperatur konstan yaitu sama dengan tem-peratur pembekuannya/ temperatur leburnya. Gambar 11.7 Solidifikasi logam murni Bina Nusantara

PENGECORAN BIASA Solidifikasi paduan; Paduan pada umumnya mem-beku pada daerah temperatur tertentu. Gambar 11.8 Solidifikasi paduan Bina Nusantara

Tahapan terjadinya shrinkage : PENGECORAN BIASA Shrinkage : adalah penyusutan pada daerah tertentu yang dapat menimbulkan cacat-cacat coran (berupa rongga-rongga atau retak) Tahapan terjadinya shrinkage : Penyusutan yang terja-di selama pendinginan fase cair (sebelum ter-jadi solidifikasi); Penyusutan yang terja-di pada saat perubahan fase cair ke fase padat; Penyusutan yang terja-di selama pendinginan fase padat sampai tem-peratur kamar. Gambar 11.9 Tahapan terjadinya shrinkage Bina Nusantara

PENGECORAN BIASA Solidifikasi terarah ; untuk mengurangi pangaruh shrinkage dapat dilakukan dengan mengarahkan proses solidifikasi pada daerah tertentu, dengan cara : Memasang penambah (riser); dengan memasang riser (gambar 11.6), maka daerah yang mengalami solidifikasi awal akan berada jauh dari sumber logam cair, sehingga shrinkage yang mungkin terjadi berada pada riser itu sendiri. Menurut hukum Chvorinov, riser diletakkan pada daerah yang memiliki rasio volume terhadap luas rendah, karena pada daerah tersebut akan me-ngalami solidifikasi paling cepat. Dengan menambahkan riser, maka solidifikasi dapat diperlambat sehingga kemungkinan terjadinya shrinkage dapat dihindarkan. Bina Nusantara

PENGECORAN BIASA Memasang cil (chill) : Panas tertinggi dapat terjadi pada bagian-bagian tebal yang mengalami konsentrasi aliran panas paling tinggi, sehingga pada bagian tersebut kemungkinan akan terjadi shrinkage. Gambar 11.10 Daerah yang sering mengalami shrinkage Untuk mencegah terjadinya shrinkage tersebut dapat dipasang cil yaitu benda (terutama logam) yang diletak-kan pada bagian cetakan yang mendapat panas paling tinggi untuk mempercepat pendinginan sehingga bagian tersebut membeku pada waktu yang bersamaan dengan bagian lainnya. Bina Nusantara

JENIS, BAHAN, DAN KONSTRUKSI POLA Jenis pola : PENGECORAN BIASA JENIS, BAHAN, DAN KONSTRUKSI POLA Jenis pola : Pola yang dapat dipakai berulang-ulang : Pola tunggal; Pola belah; Pola terpisah; Pola dengan pengalir; Pola dengan papan penyambung; Pola roda dengan penuntun; Pola sipat/pola sapu. Gambar 11.11 Berbagai jenis pola yang dapat dipakai berulang-ulang Bina Nusantara

PENGECORAN BIASA Pola sekali pakai : Pola sekali pakai, ditinggalkan dalam cetakan dan dibiarkan menguap. Oleh karena itu pola jenis ini merupakan pola tunggal yang telah dilengkapi dengan sistem saluran masuk, pengalir, dan penambah. A B Gambar 11.12 A. Pola sekali pakai B. Coran seberat 4469 kg Bina Nusantara

PENGECORAN BIASA Bahan Pola : Kayu : digunakan untuk jumlah produksi terbatas, sehingga tidak perlu menggunakan bahan yang awet, tetapi biaya relatif murah dan mudah dibentuk; Logam : digunakan untuk jumlah produksi yang besar, sehingga lebih awet dalam penggunaannya; Jenis logam yang sering digunakan : kuningan, besi cor, dan aluminium Stirofoam (polistiren) : digunakan untuk pola sekali pakai. Bina Nusantara

PENGECORAN BIASA Konstruksi Pola : Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan pola : Penyusutan benda cor : setiap benda cor selalu mengalami penyusutan pada waktu membeku, oleh karena itu dalam pembuatan pola biasanya dipakai mistar susut; Tirus : pola perlu dibuat tirus untuk memudahkan pengeluaran pola dari dalam cetakan; Penyelesaian : untuk menghindari pelengkungan pada benda cor yang tipis, perlu dibuat lebih tebal sehingga diperlukan pekerjaan penyelesaian (pemesinan); Distorsi : perlu diperhitungkan terjadinya diformasi pada benda cor karena penyusutan yang tidak merata; Kelonggaran : sering terjadi karena dilakukan penum-bukan pasir di sekitar pola pada waktu melepas pola dari dalam cetakan. Bina Nusantara

Pola untuk blok V dari besi cor : PENGECORAN BIASA Pola untuk blok V dari besi cor : Gambar 11.13 Blok V dari besi cor pola dibuat dengan mistar susut, tambahan kemiringan untuk memudahkan pengeluaran pola dari dalam cetakan, alur dibuat kemudian dengan proses pemesinan. Bina Nusantara

Cara pembuatan balok tirus : PENGECORAN BIASA Cara pembuatan balok tirus : A B C D E Balok tirus; Pola yang terdiri dari bagian lepas dan inti pasir basah; Pola menggunakan inti pasir kering; Pembuatan cetakan dengan pola terlepas; Pembuatan cetakan dengan inti pasir kering. Gambar 11.14 Cara pembuatan balok tirus Bina Nusantara

PENGECORAN BIASA SELESAI TERIMA KASIH Bina Nusantara