Tugas Teknik pengecoran “Pengaruh Tekanan Dan Ketebalan Rongga Cetakan Terhadap Mekanisme Pembekuan Pada Proses HPDC (High Pressure Die Casting) Untuk Material ADC 12” Oleh : Renhard niptro g (1007113735)

Latar Belakang Struktur Logam Yang Terjadi Pada Pemadatan Merupakan Suatu Proses Transisi Fase Dari Fase Cair Ke Fase Padat Yang Berlangsung Secara Diskontinu. Ketika Cairan Logam Mulai Membeku, Struktur Butir Kristal Yang Terjadi Pada Umumnya Tidak Seragam. Tingkat Ketidak Seragaman Tersebut Akan Bergantung Pada Gradien Temperatur Likuidus-solidus, Laju Pemindahan Kalor, Geometri Cetakan Dan Faktor Pengiring Lainnya. Pada Saat Cairan Bersentuhan Dengan Dinding Cetakan, Cairan Akan Mengalami Pendinginan Dan Kristalisasi. Laju Pendinginan Yang Tinggi Tersebut Menyebabkan Nukleasi Kristal-kristal Lebih Efektif Dibanding Dengan Pertumbuhannya Masing-masing. Dengan Menurunnya, Temperatur Dan Laju Pendinginan Akibat Perbedaan Suhu Antara Cairan Dan Dinding Cetakan Yang Semakin Mengecil. Pertumbuhan Kristal-kristal Akan Semakin Efektif Dibanding Dengan Pertumbuhan Inti-inti Kristal Baru.

Rumusan Masalah Mengetahui Mekanisme Pembekuan Pada Proses Pengecoran HPDC (High Pressure Die Casting) Untuk Material ADC 12 Pada Variasi Tekanan Dan Ketebalan Rongga Cetakan Yang Berbeda.

Tujuan Penelitian Mengetahui pola pembekuan terhadap pengaruh variasi tekanan pada proses HPDC (High Pressure Die Casting) untuk material ADC 12. Mengetahui pola pembekuan terhadap variasi ketebalan rongga cetakan pada proses HPDC (High Pressure Die Casting) untuk material ADC 12. Mengetahui pola pembekuan yang dominan terjadi pada proses HPDC (High Pressure Die Casting) untuk material ADC 12.

Batasan Masalah Material benda uji adalah ADC 12. Variabel tekanan yang akan di uji 3 MPa, 5 MPa, dan 7 MPa dengan temperature tuang 750˚C. Variabel ketebalan rongga cetakan pengecoran 4 mm, 8 mm, dan 12 mm. Pada proses pengecoran dengan HPDC (High Pressure Die Casting).

Tabel 1. Pedoman Angka untuk Pengecoran Bertekanan Tinjauan Pustaka HPDC (High Pressure Die Casting) Pengecoran HPDC Ini Dilakukan Dengan Menginjeksikan Logam Cair Dengan Tekanan Kedalam Cetakan Logam. Prinsip HPDC Adalah Mendorong Logam Cair Pada Shot Tube Kedalam Cetakan Dengan Tekanan, Tekanan Ini Dapat Mencapai 100 Mpa. Tabel 1. Pedoman Angka untuk Pengecoran Bertekanan

Skema Pengecoran HPDC Cold Chamber Hot Chamber

Model pergerakan logam cair di dalam saluran injeksi

Pembekuan Logam Cair

Aluminium Bentuk fisik aluminium biasnya adalah aluminium berwarna putih, mengkilat, dan lunak. Aluminium mempunyai beberapa sifat-sifat karakteristik fisis antara lain merniliki massa jenis sekitar 2,7 kg/m³, penghantar panas yang baik (konduktor panas), penghantar listrik yang baik (konduktor listrik), tahan terhadap korosi, dan susunan atom face centered cubic (FCC), karakteristiknya ringan, lunak, mudah dideformasi dan temperatur lelehnya rendah yaitu dengan temperatur 660⁰C maka akan mencair.

Adapun Paduan Aluminium yang biasa digunakan yaitu : Al-Si Al-Cu dan Al-Cu-Mg Al-Mn Al-Mg Al-Mg-Si Al-Mg-Zn

Struktur mikro Al-Si-Mg Diagram Fasa Al-Si Struktur mikro Al-Si-Mg Struktur mikro Al-Si

Pengaruh Tekanan Injeksi terhadap Porositas Pengecoran HPDC adalah proses pengecoran dengan cara menginjeksikan logam cair ke dalam cetakan dan memberikan tekanan selama pembekuan dalam ruang tertutup (Masnur, 2008). Besarnya tekanan dalam pengecoran akan berpengaruh terhadap porositas. Semakin tinggi tekanan yang diberikan akan menghasilkan porositas semakin rendah. Pengaruh tekanan injeksi terhadap porositas dapat dilihat seperti pada Tabel 2 di bawah ini.

Varisasi Tekanan Terhadap Kekerasan Semakin tinggi tekanan, kekerasannya juga semakin tinggi. Peningkatan tekanan menyebabkan peningkatan undercooling thermal sehingga jumlah inti yang terbentuk juga lebih banyak. Peningkatan koefisien heat transfer juga meningkatkan heat flux pada interface logam cair dan dinding cetakan sehingga meningkatkan laju pembekuan. Jumlah inti yang lebih banyak menyebabkan butiran semakin halus, sehingga kekerasannya semakin tinggi juga.

Diagram Alir Penelitian B A B

Penelusuran Literatur Penelusuran literatur meliputi : pencarian bahan tentang cara pengujian dengan pengecoran HPDC (High Pressure Die Casting), bahan mengenai struktur mikro dari ADC 12 dan berdiskusi dengan pembimbing yang dilaksanakan di Universitas Riau.

Bahan yang dikumpulkan adalah jenis material ADC 12. Menggunakan mesin HPDC yang digunakan untuk mengepres ADC 12 masuk ke dalam cetakan dengan kemampuan penekanan hingga 9 Mpa. Komposisi ADC 12 Al Cu Mg Si Fe Mn Ni Zn Pb Sn Ti Cr 85.27 2.13 0.02 10.57 0.74 0.18 0.03 0.91 0.05 0.04

Peleburan Tungku yang digunakan untuk melebur aluminium serbuk besi adalah dapur krusibel dengan tipe dapur tetap dengan skala laboraturium dengan menggunakan bahan bakar LPG. Kontruksi dapur pada dasarnya terdiri atas krusibel sebagai tempat peleburan logam yang terletak di tengah-tengah dapur, sedangkan untuk dapur terbuat dari bahan tahan api yang sekaligus sebagai penyekat panas (isolator panas).

Penuangan Logam Cair Proses penuangan dilakukan dengan cepat dan berhati- hati untuk menghindari terjadi pembekuan setelah diangkat dari tungku. Setelah bahan coran masuk ke dalam lubang pengecoran mesin HPDC kemudian tuas mesin HPDC didorong ke depan untuk memberikan penekanan pada bahan coran sehingga bahan coran masuk ke seluruh bagian cetakan.

Penekanan pada tekanan 3 MPa, 5 MPa, dan 7 MPa Spesimen yang digunakan 27 buah dengan : Dengan Tekanan 3 MPa dengan ketebalan rongga 4 mm= 3 buah Dengan Tekanan 3 MPa dengan ketebalan rongga 8 mm= 3 buah Dengan Tekanan 3 MPa dengan ketebalan rongga 12 mm= 3 buah Dengan Tekanan 5 MPa dengan ketebalan rongga 4 mm= 3 buah Dengan Tekanan 5 MPa dengan ketebalan rongga 8 mm= 3 buah Dengan Tekanan 5 MPa dengan ketebalan rongga 12 mm= 3 buah Dengan Tekanan 7 MPa dengan ketebalan rongga 4 mm= 3 buah Dengan Tekanan 7 MPa dengan ketebalan rongga 8 mm= 3 buah Dengan Tekanan 7 MPa dengan ketebalan rongga 12 mm= 3 buah Dengan temperatur tuang pada saat pengecoran yaitu pada temperatur 750˚C

Pelepasan dari cetakan Proses penuangan dari cetakan dilakukan setelah didinginkan kira-kira selama 5 menit kemudian cetakan di buka, biarkan hasil coran dingin dengan sendirinya. Setelah itu hasil pengecoran dikeluarkan dari cetakan.

Pengamatan struktur Mikro Pengujian struktur mikro dilakukan di Laboraturium Laboratorium Teknik Mesin Universitas Riau Pekanbaru dengan menggunakan alat Mikroskop Optik. Pengujian struktur mikro dilakukan setelah spesimen uji mengalami proses polishing dan etching, hingga spesimen uji tampak mengkilap serta tidak ada goresan pada permukaan spesimen uji. Sebelum melakukan pengamatan struktur mikro, material uji harus melalui beberapa proses persiapan yang harus dilakukan yakni: Pemotongan (Sectioning) Pengamplasan (Grinding) Pemolesan (Polishing) Pengetsaan (Etching)

Jadwal Kegiatan

Sekian & Terima Kasih