PROSES
PRODUKSI 2
PERANCANGAN
PENGECORAN LOGAM
NAMA
: DWI PERMANA ANUGARH
NPM
: G1C019038
DOSEN : - A. SOFWAN FA,ST ,.M,Tech,. Ph.D
- PUTRA BISMANTOLO , S.T ,. M.T
TEKNIK
MESIN
UNIVERSITAS
BENGKULU
Pengecoran Logam
Pengecoran
logam adalah suatu proses manufaktur yang menggunakan logam
cair dan cetakan untuk menghasilkan bentuk yang mendekati bentuk geometri akhir
produk jadi. Logam cair akan dituangkan atau ditekan ke dalam cetakan yang
memiliki rongga cetak (cavity) sesuai dengan bentuk atau desain yang
diinginkan. Setelah logam cair memenuhi rongga cetak dan tersolidifikasi,
selanjutnya cetakan disingkirkan dan hasil cor dapat digunakan untuk proses
sekunder.
Untuk
menghasilkan hasil cor yang berkualitas maka diperlukan pola yang berkualitas
tinggi, baik dari segi konstruksi, dimensi, material pola, dan kelengkapan
lainnya. Pola digunakan untuk memproduksi cetakan. Pada umumnya, dalam proses
pembuatan cetakan, pasir cetak diletakkan di sekitar pola yang dibatasi rangka
cetak kemudian pasir dipadatkan dengan cara ditumbuk sampai kepadatan tertentu.
Pada lain kasus terdapat pula cetakan yang mengeras/menjadi padat sendiri
karena reaksi kimia dari perekat pasir tersebut. Pada umumnya cetakan dibagi
menjadi dua bagian yaitu bagian atas (cup) dan bagian bawah (drag) sehingga
setelah pembuatan cetakan selesai pola akan dapat dicabut dengan mudah dari
cetakan.
Inti
dibuat secara terpisah dari cetakan, dalam kasus ini inti dibuat dari pasir
kuarsa yang dicampur dengan Airkaca (Water Glass / Natrium Silikat), dari
campuran pasir tersebut dimasukan kedalam kotak inti, kemudian direaksikan
dengan gas CO2 sehingga menjadi padat dan keras. Inti diseting pada cetakan.
Kemudian cetakan diasembling dan diklem.
Sembari
cetakan dibuat dan diasembling, bahan-bahan logam seperti ingot, scrap, dan
bahan paduan, dilebur di bagian peleburan. Setelah logam cair dan homogen maka
logam cair tersebut dituang ke dalam cetakan. Setelah itu ditunggu hingga
cairan logam tersebut membeku karena proses pendinginan. Setelah cairan
membeku, cetakan dibongkar. Pasir cetak, inti, dan benda tuang dipisahkan.
Pasir cetak bekas masuk ke instalasi daur ulang, inti bekas dibuang, dan benda
tuang diberikan ke bagian fethling untuk dibersihkan dari kotoran dan dilakukan
pemotongan terhadap sistem saluran pada benda tersebut. Setelah fethling
selesai apabila benda perlu perlakuan panas maka diproses di bagian perlakuan
panas.
Jenis-jenis pengecoran logam yaitu :
1.
Sand Casting, Yaitu jenis pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir. Jenis
pengecoran ini paling banyak dipakai
karena ongkos produksinya murah dan dapat membuat benda coran yang berkapasitas
berton–ton.
2.
Centrifugal Casting, Yaitu jenis pengecoran dimana cetakan diputar bersamaan
dengan penuangan logam cair kedalam cetakan. Yang bertujuan agar logam cair
tersebut terdorong oleh gaya sentrifugal akibat berputarnya cetakan. Contoh
benda coran yang biasanya menggunakan jenis pengecoran ini ialah pelek dan
benda coran lain yang berbentuk bulat atau silinder.
3.
Die Casting, Yaitu jenis pengecoran yang cetakannya terbuat dari logam.
Sehingga cetakannya dapat dipakai berulang-ulang. Biasanya logam yang dicor
ialah logam non ferrous.
4. Investment Casting, yaitu jenis pengecoran yang polanya terbuat dari lilin
(wax), dan cetakannya terbuat dari keramik. Contoh benda coran yang biasa
menggunakan jenis pengecoran ini ialah benda coran yang memiliki kepresisian
yang tinggi misalnya rotor turbin.
Ada beberapa
macam pasir yang dipakai dalam pengecoran sand casting. Tetapi ada beberapa
syarat yang harus dipenuhi agar hasil cetakan tersebut sempurna, antara lain:
1.
Mempunyai sifat mampu bentuk sehingga
mudah dalam pembuatan cetakan dengan kekuatan cocok. Cetakan yang dihasilkan
harus kuat dan dapat menahan temperatur logam cair yang tinggi sewaktu dituang
kedalam cetakan.
2.
Permeabilitas yang cocok. Agar udara
yang terjebak didalam cetakan dapat keluar melalui sela-sela butir pasir untuk
mencegah terjadinya cacat coran seperti gelembung gas, rongga penyusutan dan
lain-lain.
3.
Distribusi besar butir yang cocok.
4.
Mampu dipakai lagi supaya ekonomis
5.
Pasir harus murah.
6.
Tahan panas terhadap temperatur logam
pada saat dituang ke cetakan.
Pasir cetak
yang lazim digunakan didalam industri pengecoran adalah sebagai berikut:
1.Pasir
Silika
2.
Pasir Zirkon
3.Pasir
Olivin
Dalam
proses pengecoran logam ada beberapa bahan logam yang sering digunakan untuk
membuat benda kerja melalui proses pengecoran (casting)
1.
Besi Cor
2. Baja Cor
3. Coran paduan tembaga
4. Coran paduan ringan
5. Coran paduan lainnya
Langkah Proses Pengecoran Piston
1. Design (Gambar)
Langkah
pertama dalam proses pengecoran logam adalah mendesign atau menggambar, dimana
proses menggambar tersebut menggunakan software Autocad atau Catia.
2. Persiapan Bahan
Bahan-bahan
yang akan digunakan dalam proses pembuatan produk Piston melalui proses
pengecoran logam diantaranya adalah sebagai berikut :
a. Papan kayu yaitu papan yang
digunakan sebagai dasar dari pola Piston yang akan dibuat dengan luas ukuran
400×600 mm.
b. Kayu balok yaitu kayu yang
digunakan untuk membuat pola Piston dengan tebal 20 mm.
c. Dempul merupakan bahan yang digunakan untuk
melapisi pola Piston dan menutup rongga-rongga yang ada pada pola.
d.
Isamu yaitu cat yang digunakan untuk
melapisi pola Piston.
e.
Methanol adalah campuran yang digunakan
dalam proses isamu atau pelapisan pola.
f.
Lem
yang digunakan sebagai perekat amtara pola Piston dengan papan kayu.
g.
Alumunium ADC 12 merupakan logam utama
yang akan digunakan sebagai bahan untuk membuat Piston.
3. Pembuatan Cetakan Pasir Co2
Jenis
pengecoran logam yang digunakan untuk membuat handle kopling dilakukan dengan
menggunakan metode pengecoran cetakan pasir Co2 (Sand Casting), Maka hal-hal
yang perlu dipersiapkan antara lain ialah : Pasir Silika, Water glass, air, Cup
& Drag, gas Co2 dan Bahan Coating (Spirtus dan grafit).
Langkah
pertama yaitu menentukan berapa banyak pasir silika yang kita butuhkan sesuai
dengan cup & drag yang ada. Lalu kita campurkan waterglass ke dalam pasir
kemudian diaduk hingga rata. Waterglass yang dipakai sekitar 3-6% berat pasir.
Setelah pasir dan waterglass rata, kemudian dimasukan kedalam cup & drag
yang telah dimasukan terlebih dahulu pola coran dan pada saat pasir dimasukan
kedalam cup kita pasang cawan tuang yang langsung dilengkapi dengan saluran
turun dan memasang saluran penambah pada samping kiri dan kanan dari pola coran.
Setelah terisi penuh kita tembakan gas Co2 hingga pasir mengeras. Kemudian pola
bisa kita lepas dari cetakan dan selanjutnya pola tersebut kita coating dengan
bahan coating yaitu grafit yang dicampur dengan spirtus dicampur menjadi satu
didalam wadah, selanjutnya disemprotkan pada pola yang terbentuk pada pasir
cetak yang bertujuan agar logam cair tidak menempel pada cetakan sehingga
mempermudah dalam pembongkaran dan pengambilan coran dari cetakan. Selain itu
proses couting juga dilakukan terhadap ladel dan tempat yang disiapkan sebagai
wadah jika ada logam cair yang tersisa.
4. Proses Peleburan
Logam
yang kita lebur adalah logam alumunium ADC 12 yang dimasukan kedalam tungku
yang kemudian dipanaskan menggunakan burner dengan bahan bakarnya menggunakan
solar. Alumunium saat ini ialah logam kedua terbanyak setelah besi karbon (cast
iron) yang dipakai untuk komponen mesin, contoh dalam bidang otomotif. Selain
itu juga dipakai pada alat-alat rumah tangga seperti panci dll. Kelebihan dari
alumunium ialah logam ini ringan, kuat, konduktor panas dan listrik yang baik
setelah emas dan tembaga. Titik cair dari alumunium murni + 6500C. Tetapi
alumunium jika dipadukan oleh unsur paduan maka titik cairnya akan bertambah.
Unsur-unsur paduan yang biasanya dipakai sebagai paduan aluminium adalah
silikon, tembaga, magnesium, timah dan lain-lain.
Alumunium cair sangat reaktif sekali terhadap gas hidrogen (H). gas hidrogen
dapat membuat gelembung udara terikat didalam alumunium cair yang mengakibatkan
porositas pada produk coran nantinya. Reaksi kimianya:
Steam
Alumunium Hidrogen Alumunium oxide Untuk mencegah porositas pada logam
alumunium maka dapat dilakukan beberapa cara, antara lain dengan melindungi
alumunium cair menggunakan gas nitrogen (N2). Karena gas nitrogen mengikat
hidrogen sebagai penyebab porositas pada alumunium. Caranya yaitu dengan
menyemburkan gas nitrogen diatas alumunium cair hingga alumunium cair tersebut
masuk kedalam cetakan. atau dengan cara menggunakan flux . Yaitu flux ditaburkan
pada permukaan alumunium cair secara merata yang bertujuan agar gas hidrogen
tidak dapat masuk kedalam alumunium cair. Proses penaburan flux ini dilakukan
ketika alumunium tersebut dalam keadaan telah mencair.
Ada
4 macam flux yang dipakai dalam membuat produk alumunium menjadi lebih baik
dalam hal sifat-sifat fisik ataupun sifat mekaniknya, yaitu:
• Covering fluxes
Digunakan
untuk mencegah gas hidrogen masuk kedalam alumunium cair
• Cleaning fluxes
Untuk
menghilangkan kandungan padat nonmetalik dari alumunium cair
• Degassing fluxes
Dimasukan
kedalam alumunium cair untuk menghilangkan gas yang terjebak dalam alumunium
cair yang dapat menyebabkan porositas
• Drossing-off fluxes
Digunakan
untuk memperbaiki logam alumunium dari drosses.
5. Proses Tapping
Yaitu
proses penuangan logam cair dari tungku ke dalam ladel yang dilakukan setelah
logam alumunium mencair dan telah ditaburi flux pada permukaan alumunium agar
gas hydrogen tidak dapat masuk ke dalam alumunium cair. Dalam proses penuangan
logam cair dari tungku ke dalam ladel harus berhati-hati dengan menempatkan
ladel pada corong tungku supaya logam cair yang dituang tidak terbuang keluar
dari tungku.
6. Proses Pouring
Proses
pouring adalah proses penuangan logam cair dari ladel ke dalam cetakan. Dalam
proses penuangan logam cair ke dalam cetakan ini tidak boleh terputus sampai
cetakan pasir tersebut benar-benar penuh oleh logam cair dan jika ada sisa,
logam cair tersebut dituang ke dalam wadah yang telah dipersiapkan dan sudah
dicouting. Setelah selesai penuangan, logam cair tersebut kita tunggu sampai
membeku dengan waktu ± 30 menit.
7. Pembongkaran Cetakan
Setelah
logam cair membeku dalam cetakan, baut penyambung antara cup dan drag kita
buka, kemudian cup dan drag kita pisahkan, cup diangkat bersama coran dan
menyingkirkan pasir dari cup, drag dan coran dengan cara memukul pasir tersebut
menggunakan palu. Setelah terpisah, coran kita angkat kemudian cawan turun, saluran
turun, saluran masuk, saluran pengalir dan penambah dipisahkan dari coran dan
akhirnya sirip-sirip dipangkas serta permukaan coran dibersihkan. Dalam proses
pembongkaran ini dilakukan secara mekanis atau dengan tangan. Pasir yang telah
dpisahkan dikumpulkan dan cuci untuk memisahkan pasir dengan waterglass
sehingga pasir dapat digunakan kembali untuk membuat cetakan.
8. Pemeriksaan (Quality Control)
Proses
pemeriksaan produk coran terdiri dari beberapa proses pemeriksaan yaitu :
a.
Pemeriksaan rupa
- Pemeriksaan rupa/fisik
- Pemeriksaan dimensi (menggunakan jangka sorong, micrometer, jig pemeriksa dan
alat ukur lainnya)
b.
Pemeriksaan Cacat dalam
- Pemeriksaan ketukan
- Pemeriksaan penetrasi (dye-penetrant)
- Pemeriksaan magnafluks (magnetic-particle)
- Pemeriksaan supersonic (ultrasonic)
- Pemeriksaan radiografi (radiografi)
c.
Pemeriksaan material
- Pemngujian kekerasan (menggunakan metode Rockwell, Brinell, Vickers)
- Pengujian tarik
- Pengujian analisa kimia (spektrometri, EDS)
- Pengujian struktur mikro dan struktur makro
Setelah
benda coran dibersihkan kemudian dilakukan pemeriksaan pada coran tersebut
apakah pada benda coran terdapat cacat, jika terdapat cacat yang memungkinkan
tidak bisa diperbaiki melalui proses finishing atau proses pemesinan maka benda
kerja coran tersebut dilebur kembali. Dari 6 benda coran yang dibuat hanya satu
benda coran yang diambil karena benda coran ini yang memenuhi kriteria bahwa
benda coran tersebut baik dan selanjutnya dilakukan proses pemesinan (machining
process) untuk mendapatkan hasil produk yang lebih baik.
9. Produk Finishing
Setelah
proses pemeriksaan selesai dan dipilih benda coran dengan hasil yang baik,
selanjutnya benda kerja tersebut dilakukan proses pemesinan menggunakan mesin
milling dan mesin gerinda
0 komentar:
Posting Komentar