Nama
: Egi Seven Situmorang
Npm
: G1C019036
Mata kuliah : Proses
Produksi 2
Jenis Pola
Pola dari berbagai jenis,
masing-masing memenuhi persyaratan pengecoran tertentu.
1.
Pola potongan tunggal
2.
Pola belah atau dua bagian
3. Pola
pelat korek api
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