Tugas 4 Pengecoran Proses Produksi 2 ( Egi Seven Situmorang G1C019036 ) ~ PROSES PRODUKSI II

PERANCANGAAN PENGECORAN LOGAM

Perancangan Pengecoran Gasket Dari Logam Aluminium

Disusun Oleh:

NAMA : EGI SEVEN SITUMORANG

NPM : G1C019036

MATA KULIAH : PROSES PRODUKSI 2

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS BENGKULU

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur Penulis haturkan kehadirat Tuhan Yang Maha ESA

atas segala anugrah yang diberikan sehingga penulis dapat membuat tulisan ini

dengan segenap kekurangan yang ada dan pengetahuan di mata kuliah proses

produksi dua pada semester 3 program studi teknik mesin

Di modul proses perancangan logam ini penulis mengambil judul proses perancangan pengecoran asbak rokok dari logam aluminium dengan metode pengecoran

Dalam penulisan laporan ini penulis mendapat banyak kesulitan.

Kesulitan tersebut menjadi rintangan yang menghalangi penulis untuk menyelesaikan

laporan ini. Namun berkat bantuan, arahan, dorongan, serta bimbingan dari berbagai

pihak akhirnya kesulitan tersebut dapat teratasi.

Sebagai penutup, penulis kembali mengucapkan terima kasih dan semoga laporan ini

dapat bermanfaat bagi pembacanya. Selain itu, penulis juga mengharapkan apresiasi

dari pembaca baik berupa saran maupun kritik

Bengkulu,25 Sept 2020

Egi Seven Situmorang

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Di era yang semakin maju dan modern ini memaksa manusia untuk melakukan sebuah rekayasa guna memenuhi kebutuhan, tak terkecuali dalam hal teknologi yang berperan penting akan kelangsungan hidup manusia seperti dalam halnya rekayasa dan proses perlakuan pada logam yang mempunyai pengaruh sangat vital karena merupakan sebuah elemen dasar untuk membuat sebuah konstruksi. Alumunium bisa digunakan sebagai bahan transmisi karena ringan. Alumunium bersifat sangat lunak tetapi dapat dicampur dengan menambahkan unsur-unsur lain seperti tembaga, silium, mangan, magnesium dan sebagainya. Selain itu, bahan dasar untuk membuat alumunium (alumina) sangat terbatas dan pengolahannya memerlukan dana yang besar. Sehingga dilakukan daur ulang (recycle) dari limbah alumunium. Salah satu cara mendaur ulang yaitu dengan melakukan proses pengecoran kembali alumunium tersebut dari sisa produksi atau limbah alumunium menjadi bahan baku (raw material). Alumunium merupakan unsur nomer tiga terbanyak di alam yang diperkirakan sekitar 8 %, dalam hutan produksi menempati urutan ketiga setelah besi dan baja. Hal ini karena almunium memiliki sifat fisis dan mekanik yang dapat diperbaiki, bahan baku yang mudah didapat, dan teknik produksi yang tinggi. Pengecoran merupakan proses peleburan logam dengan cara dicairkan, lalu kemudian dituang kedalam cetakan dan dibiarkan hingga membeku. Bahan yang dipakai dalam cetakan sangat bervariasi, beberapa contoh diantaranya dibuat dari bahan logam, pasir, semen, kulit, keramik, dan sebagainya. Dari masing - masing bahan cetakan ini memiliki pengaruh terhadap kualitas hasil produk coran logam cair. Kualitas ini terutama mengenai sifat mekanis dan cacat yang terbentuk selama proses penuangan hingga membeku.

1.2 Batasan Masalah

1.Jenis proses pengecoran yang dipilih
2. Jenis Logam produk yang dipilih
3. Jenis cetakan yang dipilih
4. Geometri produk
5. Membuat gambar pola cetakan
6. Perancangan tahap tahap membuat cetakan
7. Perencanaan bahan baku yang di lebur
8. Perancangan suhu Tuang

1.3 TUJUAN

Tujuan dari pembuatan perancangan pengercoran adalah :

1.Untuk mengetahui Jenis proses pengecoran yang ada saat ini
2. Untuk mengetahui apa saja Jenis cetakan yang ada dan bagaimana keunggulannya
4. Agar dapat menggambar geometri produk yang akan di cor
5. Dapat mengetahui bagaimana membuat gambar pola cetakan
6. Dapat mengetahui perancangan tahap tahap membuat cetakan

BAB II
DASAR TEORI

2.1 Pengertian Umum

Pengecoran (Casting) adalah suatu proses penuangan materi cair seperti logam atau plastik yang dimasukkan ke dalam cetakan, kemudian dibiarkan membeku di dalam cetakan tersebut, dan kemudian dikeluarkan atau di pecah-pecah untuk dijadikan komponen mesin. Pengecoran digunakan untuk membuat bagian mesin dengan bentuk yang kompleks Pengecoran digunakan untuk membentuk logam dalam kondisi panas sesuai dengan bentuk cetakan yang telah dibuat. Pengecoran dapat berupa material logam cair atau plastik yang bisa meleleh (termoplastik), juga material yang terlarut air misalnya beton atau gips, dan materi lain yang dapat menjadi cair atau pasta ketika dalam kondisi basah seperti tanah liat, dan lain-lain yang jika dalam kondisi kering akan berubah menjadi keras dalam cetakan, dan terbakar dalam perapian. Proses pengecoran dibagi menjadi dua: expandable (dapat diperluas) dan non expandable (tidak dapat diperluas) mold casting Pengecoran biasanya diawali dengan pembuatan cetakan dengan bahan pasir. Cetakan pasir bisa dibuat secara manual maupun dengan mesin. Pembuatan cetakan secara manual dilakukan bila jumlah komponen yang akan dibuat jumlahnya terbatas, dan banyak variasinya. Pembuatan cetakan tangan dengan dimensi yang besar dapat menggunakan campuran tanah liat sebagai pengikat. Dewasa ini cetakan banyak dibuat secara mekanik dengan mesin agar lebih presisi serta dapat diproduk dalam jumlah banyak dengan kualitas yang sama baiknya Klasifikasi yang berkaitan dengan bahan pembentuk, proses pembentukan, dan metode pembentukan dengan logam cair, dapat dikategorikan sebagai berikut:

a. Expendable mold, yang mana tipe ini terbuat dari pasir, gips, keramik, dan bahan semacam itu dan umumnya dicampur dengan berbagai bahan pengikat (bonding agents) untuk peningkatan peralatan. Sebuah cetakan pasir khas terdiri dari 90% pasir, 7% tanah liat, dan 3% air. Materi-materi ini bersifat patah (bahwa, bahan ini memiliki kemampuan untuk bertahan pada temperature tinggi logam cair). Setelah cetakan yang telah berbentuk padat, hasil cetakan dipisahkan dari cetakannya.

b. Permanent molds, yang mana terbuat dari logam yang tahan pada temperature tinggi. Seperti namanya, cetakan ini digunakan berulang-ulang dan dirancang sedemikian rupa sehingga hasil cetakan dapat dihilangkan dengan mudah dan cetakan dapat digunakan untuk cetakan berikutnya. Cetakan logam dapat digunakan kembali karena bersifat konduktor dan lebih baik daripada cetakan bukan logam yang terbuang setelah digunakan. sehingga, cetakan padat terkena tingkat yang lebih tinggi dari pendinginan, yang mempengaruhi sturktur mikro dan ukuran butir dalam pengecoran.

c. Comosite molds, yang mana terbuat dari dua atau lebih material yang berbeda (seperti pasir, grafit, dan logam) dengan menggabungkan keunggulan masing-masing bahan. Pembentuk ini memiliki sifat tetap dan sebagian dibuang dan digunakan di berbagai proses cetakan untuk meningkatkan kekuatan pembentuk, mengendalikan laju pendinginan, dan mengoptimalkan ekonomi keseluruhan proses pengecoran.

2.2 Bahan-bahan Coran

Pada dasarnya semua logam yang mampu dicairkan dapat dibentuk dengan proses pengecoran. Bahan-bahnan ini umumnya memiliki titik leleh yang rendah sampai menengah. Untuk bahan yang titik cairnya tinggi jarang dilakukan dengan proses pengecoran. Pada parakteknya bahan-bahan logam yang umum di lakukan pembentukan dengan proses pengecoran adalah bahan besi, alumunium, tembaga, magnesium,timah.

BAB III
PROSEDUR PENGECORAN GASKET

3.1 Jenis Pengecoran yang dipilih

Pengecoran dengan Cetakan Pasir

Pengecoran dengan cetakan pasir merupakan proses pengecoran yang paling banyak digunakan. Hampir semua logam paduan (alloy) bisa dituang pada cetakan pasir. Proses pengecoran dengan cetakan pasir juga dapat digunakan untuk logam dengan suhu cair tinggi seperti baja, nikel, dan titanium. Proses pengecoran ini fleksibel, mampu mengerjakan produk ukuran kecil hingga sangat besar dan dalam jumlah produksi hingga jutaan.

Pengecoran dengan cetakan pasir dikenal dengan sebutan sand casting atau sand-mold casting. Tahap singkat proses ini yaitu: menuangkan logam cair ke dalam cetakan pasir, membiarkan logam tersebut dingin dan keras, kemudian memecah cetakan untuk mengambil hasil cor. Hasil cor harus dibersihkan dan diperiksa. Kadang, perlakuan panas diperlukan untuk meningkatkan sifat metalurgi.

Gambar 1. Cetakan Pasir.
(Sumber: Groover, Mikell P., 2010, Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes and Systems, 4th ed.)

Rongga dalam cetakan pasir dibentuk dengan sebuah pola (duplikat produk). Cetakan juga memiliki sistem saluran dan riser. Kadang inti (core) diperlukan untuk membuat produk cor berlubang (hollow).

Kelebihan Menggunakan Cetakan Pasir

Berikut beberapa keunggulan penuangan dengan cetakan pasir:

· Desain fleksibel.

· Mampu membuat bentuk kompleks.

· Pilihan logam yang dapat dicor banyak.

· Biaya alat murah.

Kekurangan Menggunakan Cetakan Pasir

Berikut beberapa kelemahan penuangan dengan cetakan pasir:

· Kekuatan mekanis produk rendah.

· Akurasi ukuran rendah.

· Permukaan akhir produk buruk.

· Cacat tidak bisa dihindari.

· Memerlukan proses lanjutan seperti permesinan.

3.2 Jenis Logam Produk yang dipilih

Untuk jenis logam yang dipilih kita akan menggunakan Aluminium adalah unsur kimia , dengan lambang Al, dan dengan nomor atom 13. Aluminium juga termasuk logam paling berlimpah. meski aluminium bukan merupakan jenis logam berat, tetapi merupakan elemen yang berjumlah besar, sekitar 8% dari permukaan bumi

Aluminium juga merupakan konduktor yang baik untuk listrik karna ringan dan kuat. alumunium juga merupakan konduktor yang baik untuk panas. karna dapat ditempa menjadi lembaran serta ditarik menjadi kawat dan menjadi batangan dengan bermacam-macam penampang serta tahan korosi

Aluminium banyak digunakan di berbagai hal. sebagian besar digunakan dalam kabel bertegangan tinggi. dan juga secara luas digunakan untuk bingkai jendela serta badan pesawat terbang. ditemukan juga di rumah sebagai panci, botol minuman ringan dsb. Aluminium juga digunakan untuk melapisi lampu mobil

Ada dua tahap cara pemurnian aluminium :

proses pemurnian bijih bauksit agar memperoleh aluminium oksida atau di sebut juga proses bayer
proses peleburan aluminium oksida agar menghasilkan aluminium murni atau di sebut juga proses hall-heroult

Rumus kimia aluminium adalah Al203 dan dengan Nama mineralnya adalah alumina,

gambar alumunium

Kelebihan Alumunium

Menjadi salah satu penghantar listrik dan panas yang baik meski tidak sebaik tembaga. Karena memiliki daya hantar listrik yang cukup baik ini aluminium digunakan pada kabel listrik sebagai pengganti tembaga yang harganya lebih tinggi saat ini di banding alumunium.
Memiliki warna stabil yang seolah-olah tidak berkarat. ini disebabkan karna aluminium begitu cepat bereaksi dengan oksigen yang ada di udara lalu menghasilkan aluminium oksida. Oksida yang sudah terbentuk itu tidak mudah terkelupas hingga mampu melindungi aluminium yang ada dibagian bawah..
Tidak perlu di cat karena sudah cukup bagus dan menarik di bagian permukaan alumunium
Serbuk aluminium yang halus terlihat seperti logam sehingga sering dicampur pada cat atau sering kita kenal dengan nama vernish
Tidak bereaksi dengan bahan kimia atau asa yang ada di dalam bahan baku makanan. karena itu aluminium banyak digunakan sebagai bahan dasar pembuatanalat rumah tangga

Daur Ulang Alumunium

Aluminium bisa di daur ulang 100% tanpa kehilangan beratnya 100% secara teori, namun secara praktik alumunium mengalami penyusutan berat yang signifikan saat proses daur ulang.Daur ulang yang membuat proses pencairan pada aluminium, proses yang membutuhkan 5% dari energi yang digunakan untuk memproduksi aluminium dari alumunium bijih.saat proses ini dilakukan, aluminium mengalami kehilangan berat sampai 15% dari berat bahan baku aslinya. Hilangnya berat tersebut disebabkan karna terjadinya oksidasi oleh udara selama proses pelelehan, menjadi oksida aluminium (Al2O3). penurunan berat alumunium juga disebabkan oleh jenis aluminium yang di daur ulang. Aluminium plat tipis memiliki tingkat risiko tinggi kehilangan berat yang lebih besar dibanding aluminium yang lebih plat tebal.

Ada bebeberapa senyawa aluminium yang banyak dipakai dalam kehidupan dan industri,contohnya sebagai berikut :

· Tawas, KAl(SO₄)₂.12H₂O sering digunakan pada penjernihan air untuk mengendapkan kotoran
· Aluminium sulfat Al₂(SO₄)₃sering dipakai dalam industri kertas dan mordan
· Zeolit Na₂O Al₂O₃.2SiO₂ sering dipakai untuk melunakkan air sadah.
· Aluminium Al₂O₃untuk pembuatan pasta gigi

3.3 Jenis Cetakan Yang dipilih

Untuk membuat gasket dari aluminium ini kita menggunakan cetakan green sand molds. Cetakan ini merupakan cetakan yang banyak digunakan karena terkenal murah. Dan dimaksud pasir basah ini karena pasir yang digunakan masih mengandung air saat logam cair dituangkan di cetakan tersebut.

pasir cetak Green sand digunakan pada pengecoran Fero yang memiliki berat tuang hingga 200 kg untuk PC atau 150 kg untuk berikut ini pembahasan selengkapnya mengenai material sifat dan kelebihan cetakan Green sand

material yang digunakan untuk membuat cetakan Green sand

1. Pasir

dalam membeli pasir untuk cetakan green sand perlu diperhatikan ukuran butiran pasir distribusi butiran-butiran panas dan kandungan silika pasir yang sering digunakan dalam pasir silika karena pasar ini memiliki ketahanan panas yang cukup tinggi dan ekonomis

2. Bentonit

bentonit adalah batuan lunak yang berasal dari material gunung api yang secara geologi mengalami proses asam atau basa dan telah Terpendam jutaan tahun material bentonit merupakan salah satu jenis tanah lempung dengan kandungan utama montmorillonit.

3. karbon

penggunaan karbon pada cetakan green sand bertujuan untuk

a. mencegah penetrasi logam

b. permukaan casting yang halus

c. mengurangi kerusakan karena pemuaian pasir

d. mengurangi deformasi cetakan sehingga potensi kerusakan karena penyusutan dapat diminimalkan

e. mempermudah proses pembongkaran cetakan

4. Tepung Tepungan

Tepung tepungan digunakan untuk memperbaiki sifat pasir cetak, agar lebih elastis, lebih tahan erosi dan mengimbangi peuaian butiran pasir silica

5. Air

Air merupakan salah satu unsur yang sangat penting dalam pembuatan cetakan greensand, karena berfungsi sebagai pengaktif kekuatan oada pasir green sand. Air mengandung unsur yang mempengaruhi bentonit

3.4 Geometri Produk

Berikut merupakan geometri 3d dari gasket sendiri.

Gasket tersebut memiliki 3 lubang, 2 lubang untuk pengikata dan lubang besar yang di tengah untuk sambungan aliran fluida.

3.5 Gambar cetakan

3.6 Perancangan pembuatan cetakan

Pengecoran Cetakan Pasir Basah

Bahan yang harus di siapkan

material yang digunakan untuk membuat cetakan Green sand

1. Pasir

2. Bentonit

3. karbon

penggunaan karbon pada cetakan green sand bertujuan untuk

a. mencegah penetrasi logam

b. permukaan casting yang halus

c. mengurangi kerusakan karena pemuaian pasir

d. mengurangi deformasi cetakan sehingga potensi kerusakan karena penyusutan dapat diminimalkan

e. mempermudah proses pembongkaran cetakan

4. Tepung Tepungan

Tepung tepungan digunakan untuk memperbaiki sifat pasir cetak, agar lebih elastis, lebih tahan erosi dan mengimbangi peuaian butiran pasir silica

5. Air

Langkah kerja pengecoran cetakan pasir basah adalah sebagai berikut:

a. Mencampur Pasir Silika, perekat dan air dengan perbandigan tertentu.

b. Pembuatan pola, sesuai dengan bentuk coran yang akan dibuat;

c. Persiapan pasir cetak;

d. Pembuatan cetakan;

e. Peleburan logam;

f. Penuangan logam cair ke dalam cetakan;

g. Pendinginan dan pembekuan;

h. Pembongkaran cetakan pasir;

i. Pembersihan dan pemeriksaan hasil coran.

3.7 Perancangan Bahan Baku Yang dilebur

Untuk bahan baku yang dilebur, disini menggunakan Al,Zn,Fe,Si,Cu

Dilihat dari unsur yang ada pada material ini dapat digolongkan logam alumunium paduan seng (Al-Zn). Pengaruh kandungan seng (Zn) 0,601% akan menaikkan nilai tensile pada produk cor. Dari data diatas unsur yang paling dominan adalah Al-Zn. Pengaruh besi (Fe) 0,387% dalam alumunium yaitu penurunan sifat mekanis, penurunan kekuatan tarik, timbulnya bintik keras pada hasil produk coran, dan meningkatnya cacat porositas. Pengaruh silikon (Si) 0,180% mempunyai pengaruh baik dan mempermudah pengecoran, memperbaiki karakteristik atau sifat-sifat produk coran, mengurangi atau menurunkan penyusutan dalam coran, meningkatkan ketahanan korosi dan meningkatkan kekerasan dengan cara perlakuan panas. Sedangkan pengaruh buruk yang ditimbulkan dalam penambahan silikon adalah terjadinya keuletan dari material terhadap beban kejut dan coran cenderung akan rapuh jika kandungannya terlalu tinggi. Pengaruh kandungan tembaga (Cu) 0,167% menghasilkan efek yang baik pada peningkatan kekerasan produk cor, memperbaiki kekuatan tarik, mengurangi ketahanan

Korosi

3.8 Perancangan suhu tuang

Aluminium adalah salah satu contoh logam yang paling banyak digunakan dalam dunia industri. Aluminium memiliki sifat tahan terhadap korosi, ringan, penghantar panas yang baik, dapat ditempa, dan memiliki titik cair yang rendah, sehingga aluminium baik untuk proses pengecoran. Ada banyak variabel yang dapat mempengaruhi sifat mekanis hasil coran, diantaranya yaitu temperatur tuang. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh temperatur tuang terhadap struktur mikro pada hasil coran paduan Al-Si dengan menggunakan cetakan pasir. Penelitian ini dilakukan dengan memvariasikan temperatur tuang pada saat proses pengecoran. Temperatur tersebut yaitu sebesar 680°C, 705°C, 730°C, 755°C,

TAHAP FINISHING

Tahap terakhir adalah membongkar cetakan dengan merusak banyak rusuk persegi empat cetakan pasir , kemudiam memisahkan cetakan dengan hasil coran. Kemudian hasil coran di bersihkan dan diperiksa keadaan fisiknya, setelah itu dilakukan proses pemesinan untuk finishing produkny

FUNGSI PRODUK

Fungsi utama dari gasket adaiah untuk mencegah kebocoran selama jangka waktu tertentu. Gasket dipakai harus dapat menghindari kebocoran pada penggunaanya, tahan terhadap parts yang dilindungi dan bisa tahan tekanan dan temperatur operasi yang sangat tinggi.

sumber (Danang widyatmoko ; 2018)

Senin, 05 Oktober 2020

Tugas 4 Pengecoran Proses Produksi 2 ( Egi Seven Situmorang G1C019036 )

2.1 Pengertian Umum