BAB 12 TEORI DASAR PENGECORAN Pengecoran (casting) adalah proses dimana logam cair mengalir akibat gaya grafitasi atau gaya lain (yg diberikan) ke dalam rongga cetakan, dan dibiarkan membeku dng bentuk sebagaimana rongga cetakannya. Produknya: benda tuang/ coran/ casting

Material awal: dlm kondisi cair atau plastis (highly plastic). Produk (coran) diperoleh setelah material awal tersebut membeku dalam cetakan Dpt memproses Logam, kaca, polymers dan polymer matrix composites Prinsip dasar: pencairan + penuangan ke dalam cetakan + biarkan membeku Variabel proses perlu diatur Perhatikan sistem saluran tuang

Produk pengecoran INGOT: merupakan produk dari industri logam primer, adalah produk pengecoran dengan bentuk yang sederhana dan memiliki ukuran yg besar, utk diproses labih lanjut misalnya di rol, tempa dll. CORAN: adalah produk pengecoran yang memiliki bentuk rumit dan sudah mendekati bentuk akhir suatu part yang diinginkan.

Keunggulan Pengecoran Logam Mampu membuat coran dengan geometri yang rumit, baik bgian luar maupun bagian dalam dari produk Beberapa jenis pengecoran mampu menghasilkan bentuk akhir, tanpa memerlukan proses lanjut. Mampu membuat produk ukuran besar, lebih dari 100 ton Mampu memproses setiap logam yang dapat dicairkan. Beberapa pengecoran cocok untk produksi masal.

Kekurangan/ Kerugiannya Kerugian setiap pengecoran berbeda: Sifat mekanis terbatas (; HB; dll) Berpori Beberapa pengecoran akurasi dimensi dan kekasaran permukaannya jelek. Berbahaya bagi operator Menimbulkan pencemaran lingkungan

Contoh Coran Berat produk bisa dari bbrp ons s.d 100 ton lebih. Roda K.A Pipa Penggorengan Rumah turbin Rangka mesin Blok mesin dll

Cetakan Cetakan terdiri atas sebuah rongga yg geometrinya akan menentukan bentuk coran (produk) Ukuran rongga harus dibuat sedikit lebih besar dari ukuran produk yg diinginkan, guna mengantisipasi penyusutan saat pembekuan. Besarnya kompensasi penyusutan setiap logam berbeda. Bahan cetakan: pasir, plaster, keramik, dan logam

Pembagian proses Pengecoran Expendable Mold Yaitu cetakan sekali pakai, artinya cetakan hanya dapat digunakan satu kali pengecoran karena utk mendapatkan produknya cetakan harus di bongkar/ dirusak. Bahan cetakan: pasir, plaster. Permanent Mold Yaitu cetakan yang dapat digunakan berulang kali, cocok utk produksi masal, dan coran dengan bentuk yang lebih rumit mampu dibuat. Terdiri atas dua bagian, jadi hanya utk geometri coran yg sederhana. Bahan cetakan dari logam

Cetakan (terbuat dari) Pasir Pola terbuat dari kayu, logam, dan plastik yg dibentuk sebagaimana coran yg akan dibuat. Pola memiliki ukuran yg sedikit lebih besar dr pd ukuran coran, guna mengkompensasi penyusutan yg terjadi selama proses pembekuan. Pasir tuang dpt dibentuk karena dicampur dg bahan pengikat. Cara pembuatan cetakan tuang dari pasir, sbb: lih. Gmbr (b) Rongga cetakan dibentuk dengan pola (pattern)

Flask: boks ada 2 Atas disebut cope Bawah disebut drag Antara keduanya ada garis pemisah (parting line) Bentuk rongga cetakan menentukan bentuk coran bagian luar, sedang permukaan dalam ditentukan oleh bentuk inti

Pengujian fluiditas Pouring cup Sprue Spiral mold Limit of flow before freezing

Diagram suhu – waktu logam murni ( Dari titik lebur )

Karakteristik struktur butir kristal logam murni Butir kristal bulat ukuran kecil dengan orientasi acak, dekat dinding cetakan. butir kristal columnar (panjang-panjang), mengarah ke pusat coran.

Diagram suhu – waktu logam paduan (alloy) Freezing completed Solid cooling

Karakteristik struktur butir kristal logam paduan Butir kristal ukuran kecil dengan orientasi acak Butir kristal columnar besar- besar

Penyusutan coran silindrik selama proses pembekuan

Penyusutan coran silindrik selama proses pembekuan

CARA MENGURANGI EFEK PENYUSUTAN Penempatan riser chills

Contoh: rancanglah ukuran raiser dg bentuk silinder dg ratio diameter thd tinggi =1. Cm=19.5 min/in2, yg akan membeku lebih lama 0.5 menit dari corannya.

Chvorinov rules TST= Cm (V/A)2 TST = waktu total pembekuan [menit] Cm = konstante cetakan V = volume coran [mm3] A = luas permukaan coran [mm2] Penempatan riser sedekat mungkin dng bagian coran yg V/A nya besar

v=2gh MFT=V/Q [menit] Q= v.A [mm3/menit] Dimana V = volume produk [mm3] v = kecepatan aliran logam [mm/menit] Q= kapasitas [mm3/menit] A = luas penampang pada suatu titik dari saluran tuang [mm2] T = waktu pengisian rongga cetakan v=2gh

Panas Yg diperlukan utk menaikan suhu hingga mencapai temperatur penuangan H=V{Cs(Tm-To)+Hf+ Cl(Tp-Tm)} Dimana: H :panas Total yang diperlukan utk menaikan suhu logam hingga mencapai suhu penuangan [Joule] :densitas [g/cm3] V : Volume material yg dicairkan [cm3] Cs : Panas spesifik dari logam phase padat [J/g-0C] Tm : Temperatur pencairan logam [0C] To : Temperatur awal [0C] Hf : Panas Fusi [J/g] Cl : Panas Spesifik volumetrik logam cair [J/g-0C] Tp :Temperatur Penuangan.[0C]