Pola Sepotong Tunggal
Pola satu potong atau tunggal adalah yang paling murah
dari semua jenis pola. Jenis pola ini hanya digunakan jika pekerjaannya
sangat sederhana dan tidak menimbulkan masalah penarikan. Ini juga
digunakan untuk aplikasi dalam produksi skala sangat kecil atau dalam
pengembangan prototipe. Jenis pola ini diharapkan seluruhnya di drag dan
salah satu permukaan diharapkan datar yang digunakan sebagai bidang
perpisahan. Pada cetakan dibuat sistem gating dengan memotong pasir dengan
bantuan alat pasir. Jika tidak ada permukaan datar seperti itu, pencetakan
menjadi rumit. Pola one-piece khas ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 6: Pola Satu Bagian Khas
Pola Split atau Two Piece
Pola split atau two piece adalah jenis pola yang
paling banyak digunakan untuk coran yang rumit. Itu terbelah di
sepanjang permukaan perpisahan, yang posisinya ditentukan oleh bentuk
casting. Satu setengah dari pola dicetak di drag dan setengah lainnya di
cope. Kedua bagian dari pola harus disejajarkan dengan benar dengan
menggunakan pin pasak, yang dipasang, ke bagian penutup dari pola. Pin
pasak ini cocok dengan lubang yang dibuat secara presisi di separuh pola
seret. Pola perpecahan khas dari roda besi cor Gambar 7 (a) ditunjukkan
pada Gambar 7 (b).
Gambar 7 (a): Rincian Roda Besi Cor
Klasifikasi Proses Pengecoran
Proses pengecoran dapat diklasifikasikan menjadi EMPAT kategori berikut :
-
Proses Pencetakan Konvensional
a. Sebuah. Cetakan
Pasir Hijau
b. Cetakan Pasir
Kering
c. Flask less
Moulding
-
Proses Chemical Sand Moulding
a. Sebuah. Cetakan
Shell
b. Cetakan Natrium
Silikat
c. Cetakan Tanpa
Panggang
-
Proses Cetakan Permanen
a. Sebuah. Gravity
Die casting
b. Die Casting
Bertekanan Rendah dan Tinggi
-
Proses Pengecoran Khusus
a. Sebuah. Lilin
yang Hilang
b. Cetakan Kerang
Keramik
c. Pengecoran Pola
Penguapan
d. Cetakan
Tersegel Vakum
e. Pengecoran Sentrifugal
Cetakan Pasir Hijau
Pasir hijau adalah metode pencetakan paling beragam yang
digunakan dalam operasi pengecoran logam. Prosesnya menggunakan cetakan yang
terbuat dari pasir lembab yang dikompres atau dipadatkan. Istilah "hijau"
menunjukkan adanya kelembaban di pasir cetakan. Bahan cetakan terdiri dari
pasir silika yang dicampur dengan bahan pengikat yang sesuai (biasanya tanah
liat) dan kelembaban.
Keuntungan :
1. Kebanyakan logam dapat dituang dengan metode ini.
2. Pola biaya dan biaya material relatif rendah.
3. Tidak Ada Batasan sehubungan dengan ukuran pengecoran dan jenis logam atau paduan yang digunakan
Kekurangan :
Permukaan akhir dari coran yang diperoleh dari proses ini tidak baik dan
pemesinan sering kali diperlukan untuk mencapai produk jadi.
Prosedur Pembuatan Cetakan Pasir
Tata cara pembuatan cetakan roda besi tuang ditunjukkan pada (Gambar 8 (a), (b), (c)).
•Langkah pertama dalam membuat cetakan adalah dengan menempatkan pola pada
papan cetakan.
• Tarikan ditempatkan di papan ((Gambar 8 (a)).
• Pasir menghadap kering ditaburkan di atas papan dan pola untuk memberikan
lapisan yang tidak lengket.
• Pasir cetakan kemudian dibongkar untuk menutupi pola dengan jari;
kemudian drag terisi penuh.
• Pasir kemudian dikemas dengan kuat di tarikan dengan menggunakan hand
rammers. Serudukan harus tepat yaitu tidak boleh terlalu keras atau
lunak.
• Setelah serudukan selesai, kelebihan pasir diratakan dengan batang lurus
yang disebut sebagai strike rod.
• Dengan bantuan batang ventilasi, lubang ventilasi dibuat untuk menarik
hingga kedalaman penuh labu serta pola untuk memfasilitasi pembuangan gas
selama penuangan dan pemadatan.
• Labu tarik yang sudah jadi sekarang digulung ke papan bawah yang
memperlihatkan polanya.
• Cope setengah dari pola tersebut kemudian ditempatkan di atas pola drag
dengan bantuan menemukan pin. Cope flask pada drag terletak sejajar lagi
dengan bantuan pin ((Gambar 8 (b)).
• Pasir perpisahan yang kering ditaburkan ke seluruh tarikan dan pada
pola.
• Pin sariawan untuk membuat bagian sariawan terletak agak jauh dari pola.
Juga, pin riser, jika diperlukan, ditempatkan di tempat yang sesuai.
• Pengoperasian pengisian, penumpukan dan ventilasi cope dilanjutkan dengan
cara yang sama seperti yang dilakukan di drag.
• Pin sariawan dan riser dilepas terlebih dahulu dan baskom tuang disendok
di bagian atas untuk menuangkan logam cair.
• Kemudian pola dari cope dan drag dihapus dan pasir menghadap dalam bentuk
pasta diaplikasikan di seluruh rongga cetakan dan runner yang akan
memberikan hasil akhir permukaan yang baik pada pengecoran.
• Cetakan sekarang sudah terpasang. Cetakan sekarang siap untuk dituang
(lihat ((Gambar 8 (c))
Gambar 8 (a)
Gambar 8 (b)
Gambar 8 (c)
Gambar 8 (a, b, c): Prosedur Pembuatan Cetakan Pasir
Material dan Properti Cetakan
Berbagai macam bahan cetakan
digunakan di pengecoran untuk pembuatan cetakan dan inti. Mereka termasuk
pasir cetakan, pasir sistem atau pasir pendukung, pasir menghadap, pasir
perpisahan, dan pasir inti. Pilihan bahan cetakan didasarkan pada sifat
pemrosesannya. Sifat-sifat yang umumnya dibutuhkan dalam bahan cetakan
adalah:
-
Refraktori
Merupakan kemampuan bahan cetakan untuk menahan suhu logam cair yang akan
dituang sehingga tidak melebur dengan logam. Refraktori pasir silika
paling tinggi.
-
Permeabilitas
Selama penuangan dan pemadatan coran berikutnya, sejumlah besar gas dan
uap dihasilkan. Gas-gas ini adalah gas yang telah diserap oleh logam
selama peleburan, udara yang diserap dari atmosfer dan uap yang dihasilkan
oleh cetakan dan pasir inti. Jika gas ini tidak dibiarkan keluar dari
cetakan, mereka akan terperangkap di dalam cetakan dan menyebabkan cacat
cetakan. Untuk mengatasi masalah ini bahan cetakan harus porous. Ventilasi
yang tepat dari cetakan juga membantu keluarnya gas yang dihasilkan di
dalam rongga cetakan.
-
Kekuatan Hijau
Pasir cetakan yang mengandung uap air disebut sebagai pasir hijau.
Partikel pasir hijau harus memiliki kemampuan untuk menempel satu sama
lain untuk memberikan kekuatan yang cukup pada cetakan. Pasir hijau harus
memiliki kekuatan yang cukup agar cetakan yang dibangun dapat
mempertahankan bentuknya.
-
Kekuatan Kering
Ketika logam cair dituangkan ke dalam cetakan, pasir di sekitar rongga
cetakan dengan cepat diubah menjadi pasir kering karena uap air di pasir
menguap karena panasnya logam cair. Pada tahap ini pasir cetakan harus
memiliki kekuatan yang cukup untuk mempertahankan bentuk yang tepat dari
rongga cetakan dan pada saat yang sama harus mampu menahan tekanan
metalostatis dari bahan cair.
-
Kekuatan Panas
Begitu kelembapan dihilangkan, pasir akan mencapai suhu tinggi saat logam
dalam cetakan masih dalam keadaan cair. Kekuatan pasir yang dibutuhkan
untuk menahan bentuk rongga disebut kekuatan panas.
-
Kolapibilitas
Pasir cetakan juga harus memiliki kolapibilitas sehingga selama kontraksi
pengecoran yang dipadatkan tidak memberikan perlawanan apa pun, yang dapat
mengakibatkan retakan pada coran. Selain sifat-sifat khusus ini, bahan
cetakan harus murah, dapat digunakan kembali dan harus memiliki
konduktivitas termal yang baik. .
-
Komposisi Pasir Molding
Bahan utama dari setiap pasir cetakan adalah:
• Pasir
dasar,
• Binder,
dan
•
Kelembaban
• Base Sand
Pasir silika adalah pasir dasar yang paling umum
digunakan. Pasir dasar lain yang juga digunakan untuk pembuatan kapang
adalah pasir zirkon, pasir kromit, dan pasir olivin. Pasir silika paling
murah di antara semua jenis pasir dasar dan mudah didapat.
-
Bahan pengikat
Binder ada banyak jenisnya seperti:
1. pengikat tanah liat,
2. Pengikat organik dan
3. Pengikat anorganik
Pengikat tanah liat adalah bahan pengikat yang paling umum digunakan yang
dicampur dengan pasir cetakan untuk memberikan kekuatan. Jenis tanah liat
yang paling populer adalah:
Kaolinit atau lempung api (Al2O3 2 SiO2 2 H2O) dan Bentonit (Al2O3 4 SiO2
nH2O)
Dari dua bentonit tersebut dapat menyerap lebih banyak air yang
meningkatkan daya rekatnya.
-
Kelembaban
Tanah liat memperoleh tindakan ikatannya hanya dengan adanya jumlah
kelembaban yang dibutuhkan. Ketika air ditambahkan ke tanah liat, itu
menembus campuran dan membentuk mikrofilm, yang melapisi permukaan setiap
serpihan tanah liat. Jumlah air yang digunakan harus dikontrol dengan
baik. Hal ini karena sebagian air, yang melapisi permukaan serpihan tanah
liat, membantu mengikat, sedangkan sisanya membantu meningkatkan
plastisitas. Komposisi khas dari pasir cetakan diberikan dalam (Tabel
4).
Tabel 4: Komposisi Khas Pasir Cetakan
|
Molding Sand Constituent |
Weight Percent |
|
Silica sand |
92 |
|
Clay (Sodium Bentonite) |
8 |
|
Water |
4 |
Bila diinginkan bahwa bahan pembentuk gas diturunkan
dalam cetakan, cetakan yang dikeringkan dengan udara kadang lebih disukai
daripada cetakan pasir hijau. Dua jenis pengeringan cetakan sering
dibutuhkan.
1. Pengeringan kulit dan
2. Pengeringan cetakan lengkap.
Dalam pengeringan kulit, cetakan wajah yang kokoh diproduksi. Pengocokan cetakan hampir sama baiknya dengan cetakan pasir hijau. Metode yang paling umum untuk mengeringkan lapisan cetakan tahan api menggunakan api udara panas, gas atau minyak. Pengeringan kulit pada cetakan dapat dilakukan dengan bantuan obor, diarahkan ke permukaan cetakan.
Proses Pencetakan Shell
Ini adalah proses di mana, pasir yang dicampur dengan resin termoseting dibiarkan bersentuhan dengan pelat pola yang dipanaskan (200 oC), ini menyebabkan kulit (cangkang) sekitar 3,5 mm campuran pasir / plastik menempel pada pola .. Kemudian cangkang dihapus dari pola. Cope dan drag shell disimpan dalam labu dengan bahan cadangan yang diperlukan dan logam cair dituangkan ke dalam cetakan.
Pasir Molding dalam Proses Pencetakan Kerang
Pasir cetakan adalah campuran pasir kuarsa berbutir
halus dan bakelite bubuk. Ada dua metode pelapisan butiran pasir dengan
bakelite. Metode pertama adalah metode pelapisan dingin dan metode lainnya
adalah metode pelapisan panas.
Pada metode cold coating, pasir kuarsa dituang ke dalam mixer kemudian
ditambahkan larutan bakelite bubuk dalam aseton dan etil aldehida.
Campuran khasnya adalah 92% pasir kuarsa, 5% bakelite, 3% etil aldehida.
Selama pencampuran bahan, resin menyelimuti butiran pasir dan pelarut
menguap, meninggalkan lapisan tipis yang melapisi permukaan butiran pasir
secara seragam, dengan demikian memberikan fluiditas pada campuran
pasir.
Dalam metode pelapisan panas, campuran dipanaskan hingga 150-180 o C
sebelum pasir dimasukkan. Dalam proses pencampuran pasir, resin fenol
formaldehida ditambahkan. Alat pencampur dibiarkan mendingin hingga 80 -
90 o C. Metode ini memberikan sifat campuran yang lebih baik daripada
metode dingin.
Proses Pencetakan Sodium Silikat
Dalam proses ini, bahan tahan api dilapisi dengan
pengikat berbasis natrium silikat. Untuk cetakan, campuran pasir dapat
dipadatkan secara manual, diguncang atau diperas mengelilingi pola dalam
labu tersebut. Setelah pemadatan, gas CO 2 dilewatkan melalui inti atau
cetakan. CO 2 secara kimiawi bereaksi dengan natrium silikat untuk
menyembuhkan, atau mengeras, pengikat. Pengikat yang diawetkan ini
kemudian menahan refraktori di sekitar pola. Setelah proses pengeringan,
pola ditarik dari cetakan.
Proses natrium silikat adalah salah satu proses kimia yang paling dapat
diterima secara lingkungan. Kerugian utama dari proses ini adalah bahwa
bahan pengikat sangat higroskopis dan mudah menyerap air, yang menyebabkan
porositas pada pengecoran. Selain itu, karena bahan pengikat menciptakan
dinding cetakan yang keras dan kaku, goyangan dan karakteristik
kolapibilitas dapat memperlambat produksi. Beberapa keuntungan dari proses
tersebut adalah:
• Inti dan cetakan yang keras dan kaku merupakan ciri
khas dari proses tersebut, yang memberikan
toleransi dimensi yang baik kepada
pengecoran;
• permukaan akhir pengecoran yang baik sudah
tersedia;
Proses Cetakan Permanen
Pada semua proses di atas, cetakan perlu disiapkan
untuk setiap pengecoran yang dihasilkan. Untuk produksi skala besar,
membuat cetakan, untuk setiap pengecoran yang akan diproduksi, mungkin
sulit dan mahal. Oleh karena itu, cetakan permanen, yang disebut cetakan
dapat dibuat dari mana sejumlah besar coran dapat diproduksi. , cetakan
biasanya terbuat dari besi cor atau baja, meskipun grafit, tembaga dan
aluminium telah digunakan sebagai bahan cetakan. Proses di mana kami
menggunakan cetakan untuk membuat coran disebut pengecoran cetakan
permanen atau die casting gravitasi, karena logam memasuki cetakan di
bawah gravitasi. Suatu saat di die casting kami menyuntikkan logam cair
dengan tekanan tinggi. Ketika kita memberikan tekanan dalam menginjeksikan
logam itu disebut proses die casting bertekanan.
Keuntungan :
• Cetakan Permanen menghasilkan pengecoran padat suara dengan sifat
mekanik yang unggul.
• Coran yang dihasilkan memiliki bentuk yang cukup seragam memiliki
tingkat akurasi dimensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan coran yang
diproduksi di pasir
• Proses cetakan permanen juga mampu menghasilkan kualitas hasil akhir
yang konsisten pada coran
Kekurangan :
• Biaya perkakas biasanya lebih tinggi daripada biaya pengecoran
pasir
• Proses ini umumnya terbatas pada produksi coran kecil dengan desain
eksterior sederhana, meskipun coran kompleks seperti blok mesin aluminium
dan kepala sekarang sudah biasa.
Pengecoran Sentrifugal
Dalam proses ini, cetakan diputar dengan cepat di sekitar poros
tengahnya saat logam dituangkan ke dalamnya. Karena gaya sentrifugal,
tekanan terus menerus akan bekerja pada logam saat mengeras. Terak, oksida
dan inklusi lainnya menjadi lebih ringan, dipisahkan dari logam dan
dipisahkan ke tengah. Proses ini biasanya digunakan untuk pembuatan pipa
hollow, tube, hollow semak, dll yang bersifat axisymmetric dengan lubang
konsentris. Karena logam selalu didorong ke luar karena gaya sentrifugal,
tidak ada inti yang perlu digunakan untuk membuat lubang konsentris.
Cetakan dapat diputar tentang sumbu vertikal, horizontal atau miring atau
tentang sumbu horizontal dan vertikal secara bersamaan. Panjang dan
diameter luar ditentukan oleh dimensi rongga cetakan sedangkan diameter
bagian dalam ditentukan oleh jumlah logam cair yang dituangkan ke dalam
cetakan Gambar 9 (Pengecoran Sentrifugal Vertikal), Gambar 10 (Pengecoran
Sentrifugal Horizontal)
Gambar 9: (Pengecoran Sentrifugal Vertikal)
Gambar 10: (Pengecoran Sentrifugal Horizontal)
Keuntungan :
• Pembentukan interior berongga dalam silinder tanpa inti
• Lebih sedikit bahan yang dibutuhkan untuk gerbang
• Struktur berbutir halus pada permukaan luar pengecoran bebas gas dan
penyusutan rongga dan porositas
Kekurangan :
• Lebih banyak pemisahan komponen paduan selama penuangan di bawah gaya
rotasi
• Kontaminasi permukaan internal coran dengan inklusi non-logam
• Diameter internal tidak akurat
Investment Casting Process
Proses Pengecoran Investasi
Akar dari proses pengecoran investasi, metode cire
perdue atau "lilin yang hilang" berasal dari setidaknya milenium keempat
SM. Para seniman dan pematung Mesir kuno dan Mesopotamia menggunakan
dasar-dasar proses pengecoran investasi untuk membuat perhiasan, dada, dan
berhala dengan detail yang rumit. Proses investasi pengecoran juga disebut
proses lilin yang hilang dimulai dengan produksi replika lilin atau pola
bentuk coran yang diinginkan. Sebuah pola diperlukan untuk setiap
pengecoran yang akan diproduksi. Polanya dibuat dengan menyuntikkan lilin
atau polistiren ke dalam cetakan logam. Sejumlah pola dilampirkan ke
sariawan lilin pusat untuk membentuk rakitan. Cetakan dibuat dengan
mengelilingi pola dengan bubur tahan api yang dapat diatur pada suhu
kamar. Cetakan kemudian dipanaskan sehingga polanya meleleh dan mengalir
keluar, meninggalkan rongga yang bersih. Cetakan dikeraskan lebih lanjut
dengan pemanasan dan logam cair dituangkan selagi masih panas. Saat
pengecoran dipadatkan, cetakan rusak dan cetakan dikeluarkan.
Langkah-langkah dasar dari proses pengecoran investasi adalah (Gambar
11):
1. Produksi pola lilin, plastik, atau polistiren
sekali pakai panas
2. Pemasangan pola-pola ini ke dalam sistem
gerbang
3. "Berinvestasi", atau menutupi perakitan pola dengan
bubur tahan api
4. Melelehkan rakitan pola untuk menghilangkan bahan
pola
5. Menembak cetakan untuk menghilangkan jejak terakhir
dari bahan pola
6. Menuangkan
7. Knockout, cutoff dan finishing.
Gambar 11: Langkah Dasar Proses Pengecoran Investasi
Keuntungan :
• Pembentukan interior berongga dalam silinder tanpa inti
• Lebih sedikit bahan yang dibutuhkan untuk gerbang
• Struktur berbutir halus pada permukaan luar pengecoran bebas gas dan
penyusutan rongga dan porositas
Kekurangan :
• Lebih banyak pemisahan komponen paduan selama penuangan di bawah gaya
rotasi
• Kontaminasi permukaan internal coran dengan inklusi non-logam
• Diameter internal tidak akurat
Proses Pengecoran Investasi Cangkang Keramik
Perbedaan mendasar dalam pengecoran investasi adalah
bahwa dalam pengecoran investasi pola lilin direndam dalam agregat tahan
api sebelum dewaxing sedangkan, dalam investasi cangkang keramik, cangkang
keramik dibangun di sekitar rakitan pohon dengan berulang kali mencelupkan
pola ke dalam bubur (bahan tahan api seperti zirkon dengan pengikat).
Setelah setiap pencelupan dan pelapisan selesai, rakitan dibiarkan
mengering seluruhnya sebelum lapisan berikutnya diterapkan. Jadi, shell
dibangun di sekitar rakitan. Ketebalan cangkang ini tergantung pada ukuran
coran dan suhu logam yang akan dituang.
Setelah cangkang keramik selesai dibuat, seluruh rakitan ditempatkan ke
dalam autoclave atau tungku api kilat pada suhu tinggi. Cangkang
dipanaskan hingga sekitar 982 o C untuk membakar sisa lilin dan untuk
mengembangkan ikatan suhu tinggi di cangkang. Cetakan cangkang kemudian
dapat disimpan untuk digunakan di masa mendatang atau logam cair dapat
segera dituangkan ke dalamnya. Jika cetakan cangkang disimpan, cetakan
tersebut harus dipanaskan terlebih dahulu sebelum logam cair dituangkan ke
dalamnya.
Keuntungan :
• permukaan akhir yang sangat baik
• toleransi dimensi yang ketat
• pemesinan dapat dikurangi atau dihilangkan sama sekali
0 komentar:
Posting Komentar