1 - bahan dasar cetakan (print)

1

M.Afandi/Refractory/Polcep/06

1

BAHAN DASAR BAHAN DASAR CETAKANCETAKAN

OlehOleh: M. : M. AfandiAfandi

Bahan Dasar CetakanBahan Dasar Cetakan


2

PendahuluanPendahuluan

Saat ini pengetahuan Saat ini pengetahuan bahan untuk pengecoran bahan untuk pengecoran dianggap penting dianggap penting khususnya untuk sasaran khususnya untuk sasaran bidang teknik permesinan bidang teknik permesinan dan otomotif yg masih dan otomotif yg masih sangat dominan.sangat dominan.

Pada jaman dahulu penge-tahuan bahan hanya sebatas pada pemakaian barang-barang seni.

2



3

TujuanTujuanDalam dunia pengecoran logam diperlukan Dalam dunia pengecoran logam diperlukan pengetahuan mengenai segala macam bahan pengetahuan mengenai segala macam bahan agar tepat dalam penggunaannya dan berfungsi agar tepat dalam penggunaannya dan berfungsi sebagaimana mestinya.sebagaimana mestinya.Oleh karena itu seorang ahli pengecoran logam Oleh karena itu seorang ahli pengecoran logam harus mengenal bahanharus mengenal bahan--bahan yang bahan yang diperlukannya untuk memenuhi kebutuhan diperlukannya untuk memenuhi kebutuhan dalam pembuatan benda cor.dalam pembuatan benda cor.Seorang ahli pengecoran logam dituntut untuk Seorang ahli pengecoran logam dituntut untuk mempunyai kemampuan memilih bahan yang mempunyai kemampuan memilih bahan yang tepat dalam mendapatkan hasil yang maksimal.tepat dalam mendapatkan hasil yang maksimal.

Dengan memilih bahan yang tepat, akan banyak Dengan memilih bahan yang tepat, akan banyak pengaruh yang positif dari tujuan kita dalam pengaruh yang positif dari tujuan kita dalam pembuatan bendapembuatan benda--benda cor yang diinginkan benda cor yang diinginkan baik dari segi faktor teknik, faktor ekonomis, baik dari segi faktor teknik, faktor ekonomis, dan masih banyak faktor lain yang dan masih banyak faktor lain yang menguntungkan.menguntungkan.



4

Pengetahuan Bahan Pengecoran LogamPengetahuan Bahan Pengecoran Logam

Bahan yang harus kita kenal, meliputi:Bahan yang harus kita kenal, meliputi:Pengetahuan bahan yang dibutuhkan dalam Pengetahuan bahan yang dibutuhkan dalam pembuatan pola pengecoran logam, termasuk pembuatan pola pengecoran logam, termasuk bahan penunjangnya.bahan penunjangnya.BahanBahan--bahan yang dipakai sebagai bahan bahan yang dipakai sebagai bahan cetakan.cetakan.BahanBahan--bahan tahan api (bahan tahan api (refractory materialrefractory material).).Bahan logam dan paduannya.Bahan logam dan paduannya.

3



5

Mineral untuk Cetakan PasirMineral untuk Cetakan Pasir

Untuk membuat cetakan pasir pengecoran logam, Untuk membuat cetakan pasir pengecoran logam, diperlukan bahandiperlukan bahan--bahan meliputi:bahan meliputi:

Bahan dasarBahan dasarPerekatPerekatBahan tambahBahan tambah

BahanBahan--bahan tersebut harus mampu menahan terhadap bahan tersebut harus mampu menahan terhadap temperatur tinggi yang diakibatkan oleh panas dari temperatur tinggi yang diakibatkan oleh panas dari cairan logam yang dituangkan ke dalam cetakan.cairan logam yang dituangkan ke dalam cetakan.



6

Bahan Cetakan Pengecoran LogamBahan Cetakan Pengecoran Logam

Semen Campuran; SiO2 + CaO + Al2O3+ Fe2O3 + Lempung (MgO+SiO3).

Bahan Cetakan Pengecoran Logam

Bahan Dasar

Bahan Perekat

Bahan Additiv

Quarz, Chromit, Zirkon, Olivin, Schamotte, Eisengranulat.

Pasir

Non Pasir Grafit, Logam, Keramik.

Silikatis

Resin

Minyak

Larut Air

Bentonite, Kaolinit, Ethyksilikat Air-kaca, Semen.

Furan, Pep-set, Aminoplast, RCS.

Leinoele, Talloel.

Melasse, Alkonolamin, Dextrose.

Tepung Batu bara, Aspal/Ter, Bitumen, Arang batok kelapa.

Tepung kayu, kokas/batu bara muda.

Karbon-aktiv

Karbon Td. aktiv

Fe-oksid, BaSO4, H3BO3, dan S.Non Karbon

4



7

Bahan Dasar Cetakan PasirBahan Dasar Cetakan PasirPasir cetak yang umum digunakan biasanya pasir Pasir cetak yang umum digunakan biasanya pasir kuarsa.kuarsa.Untuk cetakan tertentu menggunakan pasir cetak khusus Untuk cetakan tertentu menggunakan pasir cetak khusus dari:dari:

Pasir zirkon (Zr[SiOPasir zirkon (Zr[SiO44])])Pasir olivine ([MgFe]O.SiOPasir olivine ([MgFe]O.SiO22))Pasir chamottePasir chamottePasir chromite dan chromePasir chromite dan chrome--magnesitemagnesite

Bahan perekat terdiri dari jenis silikat dan resin (bahan Bahan perekat terdiri dari jenis silikat dan resin (bahan sintetis), dan bahan lainnya untuk menambah sifat / sintetis), dan bahan lainnya untuk menambah sifat / kemampuan pasir cetak.kemampuan pasir cetak.Bahan baku didapat dari berbagai tempat terdiri dari Bahan baku didapat dari berbagai tempat terdiri dari pasir alam maupun pasir buatan.pasir alam maupun pasir buatan.



8

Klasifikasi Pasir CetakKlasifikasi Pasir CetakBentuk butiranBentuk butiran

Bulat, Bersudut bulat, Bersudut tajam, dan Pecahan Bulat, Bersudut bulat, Bersudut tajam, dan Pecahan atau serpih.atau serpih.

Permukaan butiranPermukaan butiranHalus/licin, Kasar dan bercelah Halus/licin, Kasar dan bercelah

Besar butiran.Besar butiran.Kasar, menengah, halusKasar, menengah, halus

5



9

Bentuk Butiran PasirBentuk Butiran Pasir

Bulat Bersudut bulat

Bersudut tajam

Serpih



10

Permukaan Butiran Permukaan Butiran

Halus/licin Kasar Bercelah

6



11

Besar Butiran PasirBesar Butiran PasirPengelompokan besar butiran, yaitu dalam Pengelompokan besar butiran, yaitu dalam besaran antara 0,02 sampai dengan 2 mm besaran antara 0,02 sampai dengan 2 mm antara lain;antara lain;

Pasir halusPasir halus40 % lebih, dengan butiran 0,06 mm 40 % lebih, dengan butiran 0,06 mm -- 0,1 mm.0,1 mm.

Pasir menengahPasir menengah45 % lebih, dengan butiran 0,1 mm 45 % lebih, dengan butiran 0,1 mm -- 0,2 mm.0,2 mm.

Pasir kasarPasir kasar50 % lebih, dengan butiran antara 0,2 50 % lebih, dengan butiran antara 0,2 –– 2 mm.2 mm.



12

Pasir CetakPasir CetakPasir KuarsaPasir Kuarsa ((Quartz SandQuartz Sand) ) –– SiOSiO22

Pasir Zirkon (Pasir Zirkon (Zircon SandZircon Sand) ) –– Zr(SiOZr(SiO44))

Pasir Chromit Pasir Chromit –– FeCrFeCr22OO44

Pasir Olivine Pasir Olivine –– (Mg,Fe)(Mg,Fe)22[SiO[SiO44]]

Pasir SchamottePasir Schamotte

7



13

Pasir Kuarsa Pasir Kuarsa –– SiOSiO22Adalah pasir alam yang banyak dipakai pada Adalah pasir alam yang banyak dipakai pada industri pengecoran logamindustri pengecoran logamPasir tersebut harus dicuci terlebih dahulu dan Pasir tersebut harus dicuci terlebih dahulu dan kemudian diklasifikasikan kedalam bentuk dan kemudian diklasifikasikan kedalam bentuk dan besar butirannya.besar butirannya.Lokasi: Tuban, Sukabumi dan Bangka.Lokasi: Tuban, Sukabumi dan Bangka.Kandungan SiOKandungan SiO22 min. 98 dan kapurnya 0 % min. 98 dan kapurnya 0 %

Pasir KuarsaPasir Kuarsa



14

SifatSifat--sifat Pasir Kuarsasifat Pasir KuarsaRumus Rumus : SiO: SiO22Berat jenis Berat jenis : 2.65 g/cm: 2.65 g/cm33

Massa JenisMassa Jenis : 1,3: 1,3--1,5 gr/cm1,5 gr/cm33

Suhu cair Suhu cair : 1760 : 1760 --1790 1790 °°C (1710 C (1710 °°C untuk Cristobalit)C untuk Cristobalit)Sinter Point Sinter Point : : >>1400 1400 °°CCKekerasanKekerasan : 7: 7Bentuk kristal : trigonalBentuk kristal : trigonal--trapezohedral, umumnya columnar trapezohedral, umumnya columnar WarnaWarna : putih, coklat, violet, abu: putih, coklat, violet, abu--abu, kuningabu, kuningPatahanPatahan : conchoidal: conchoidalPH PH : asam: asamBesar butiran : 0,1 Besar butiran : 0,1 –– 1,5 mm1,5 mmKadar lumpur : kemungkinannya tidak ada.Kadar lumpur : kemungkinannya tidak ada.Pemuaian Pemuaian : :

pada suhu 573 pada suhu 573 °°CCdari dari ββ--kuarsa kuarsa ------> > αα--kuarsakuarsa

Pada suhu 870Pada suhu 870°°C C αα--kuarsakuarsa ------> > ββ--tridymitetridymite

Pada suhu 1470Pada suhu 1470°°C C ββ--tridymite tridymite ------> > ββ--cristobalitcristobalit


8



15

Bentuk Kristal & Data KimiaBentuk Kristal & Data Kimia

β-Kuarsa(trigonal-

trapezohedral)

α-Kuarsa(hexagonal-

trapezohedral)


0.1 %0.1 %Hilang terbakarHilang terbakar

0.2 %0.2 %NaNa22O + KO + K22OO

0.1 %0.1 %CaO + MgOCaO + MgO

0.05 %0.05 %FeFe22OO33

0.3 %0.3 %AlAl22OO33

99 %99 %SiOSiO22



16


HeimbergWolfshagen, Harz,

Jerman. Tinggi 1 cm

AmethystSchlema-Hartenstein, Erzgebirge, Saxony,

Jerman. Lebar 8.5 cm

SaubergEhrenfriedersdorf,

Erzgebirge, Saxony, Jerman.

Panjang 2.5 cm


backbackback

9



17

Pasir Zirkon Pasir Zirkon –– Zr[SiOZr[SiO44]]Bahan mineral alam dengan kandungan ZrOBahan mineral alam dengan kandungan ZrO22minimal 65% dan lainnya adalah SiOminimal 65% dan lainnya adalah SiO22 sebanyak sebanyak 33% . 33% . Berasal dari batuan magma dan batuan Berasal dari batuan magma dan batuan metamorph.metamorph.Pasir ini memiliki sifatPasir ini memiliki sifat--sifat yang baik yaitu sifat yang baik yaitu pemuaiannya kecil sekali dan tahan suhu tinggi. pemuaiannya kecil sekali dan tahan suhu tinggi. Pasir ini banyak terdapat di Australia.Pasir ini banyak terdapat di Australia.Dalam dunia pengecoran logam, pasir Zirkon Dalam dunia pengecoran logam, pasir Zirkon digunakan untuk pengecoran baja atau digunakan untuk pengecoran baja atau pengecoran presisi.pengecoran presisi.

Pasir ZirkonPasir Zirkon



18

SifatSifat--sifat Pasir Zirkonsifat Pasir ZirkonRumus Rumus : Zr[SiO: Zr[SiO22]]Berat jenis Berat jenis : 3.9 : 3.9 –– 4.8 g/cm4.8 g/cm33

Suhu cair Suhu cair : 2200 : 2200 --2400 2400 °°CCSinter Point Sinter Point : : >>1500 1500 °°CCKekerasanKekerasan : 7.5: 7.5Bentuk kristal : tetragonalBentuk kristal : tetragonalWarnaWarna : coklat, kelabu kemerahan, kuning, transparan. : coklat, kelabu kemerahan, kuning, transparan. PatahanPatahan : conchoidal: conchoidalPH PH : asam lunak: asam lunak

tetragonal

Zircon, Niedermendig, Laacher See, Eifel, Germany. Height 8 mm

backbackback

Pasir ZirkonPasir Zirkon

10



19

Pasir Chromit Pasir Chromit –– FeCrFeCr22OO44Termasuk pasir buatanTermasuk pasir buatanBahan dasar dari batuan chrom yg kemudian ditambang Bahan dasar dari batuan chrom yg kemudian ditambang lalu dilakukan proses pemecahan dan pemisahan dari lalu dilakukan proses pemecahan dan pemisahan dari bahanbahan--bahan lain yang terkandung dalam batuan bahan lain yang terkandung dalam batuan tersebut. tersebut. Komposisi pasir chromit siap pakai yaitu:Komposisi pasir chromit siap pakai yaitu:50% Cr50% Cr22OO33 + 27% Fe+ 27% Fe22OO33 + 10% Al+ 10% Al22OO33 + 10% MgO + 3 % batuan + 10% MgO + 3 % batuan

lain. lain. Pasir chromit umumnya dipakai dalam industri Pasir chromit umumnya dipakai dalam industri pengecoran baja, akan tetapi bukan baja paduan chrom. pengecoran baja, akan tetapi bukan baja paduan chrom. Lokasi: Afrika Selatan, Finlandia, Rusia, dan Turki.Lokasi: Afrika Selatan, Finlandia, Rusia, dan Turki.

Pasir ChromitPasir Chromit



20

SifatSifat--sifat Pasir Chromitsifat Pasir ChromitRumus Rumus : FeCr: FeCr22OO44Berat jenis Berat jenis : 4.5 : 4.5 –– 4.8 g/cm34.8 g/cm3Suhu cair Suhu cair : 1900 : 1900 °°C (2435 C (2435 °°C utk. CrC utk. Cr22OO33) ) KekerasanKekerasan : 5.5: 5.5Bentuk kristal : isometrikBentuk kristal : isometrikWarnaWarna : hitam, hitam metalik : hitam, hitam metalik PatahanPatahan : conchoidal: conchoidalPH PH : 7: 7--9 , Reaksi pada temperatur tinggi adalah basa9 , Reaksi pada temperatur tinggi adalah basa

isometric backbackback

Pasir ChromitPasir Chromit

11



21

Pasir Olivin Pasir Olivin –– (Mg,Fe)(Mg,Fe)22[SiO[SiO44]]Termasuk pasir buatan yang berasal dari batuan Termasuk pasir buatan yang berasal dari batuan alam Magnesium besi silikat yang kemudian alam Magnesium besi silikat yang kemudian melalui proses pemecahkan, pemisahan dari melalui proses pemecahkan, pemisahan dari bahanbahan--bahan lain dan dicuci. bahan lain dan dicuci. Komposisi pasir olivin siap pakai yaitu:Komposisi pasir olivin siap pakai yaitu:93% 2MgO.SiO93% 2MgO.SiO22 + 6% 2FeO.SiO+ 6% 2FeO.SiO22 + 1 %+ 1 % batuan lain. batuan lain.

Pasir olivine memiliki keunggulan yaitu pemuaian Pasir olivine memiliki keunggulan yaitu pemuaian kecil juga ketahanan terhadap penetrasi cairan kecil juga ketahanan terhadap penetrasi cairan baja, sehingga pasir ini banyak dipakai dalam baja, sehingga pasir ini banyak dipakai dalam industri pengecoran baja. industri pengecoran baja. Lokasi: Norwegia, USA, Jepang dan Yugoslavia Lokasi: Norwegia, USA, Jepang dan Yugoslavia

Pasir OlivinePasir Olivine



22

SifatSifat--sifat Pasir Olivinesifat Pasir OlivineRumus Rumus : (Mg,Fe): (Mg,Fe)22[SiO[SiO44]]Berat jenisBerat jenis : 3.3 : 3.3 –– 4.2 g/cm34.2 g/cm3Suhu cair Suhu cair : 1750 : 1750 -- 1780 1780 °°C (dg. 8% Fe)C (dg. 8% Fe)KekerasanKekerasan : 6.7 : 6.7 –– 77Bentuk kristal : orthorombikBentuk kristal : orthorombikWarnaWarna : hijau kekuningan coklat, merah hati, hitam mengkilat: hijau kekuningan coklat, merah hati, hitam mengkilatPatahanPatahan : conchoidal: conchoidalPH PH : Reaksi pada temperatur tinggi adalah basa: Reaksi pada temperatur tinggi adalah basaSifat lainSifat lain ::

forsteriteforsterite = Mg= Mg22[SiO[SiO44] ] -- berwarna, hijau cerahberwarna, hijau cerahfayalitefayalite = Fe= Fe22[SiO[SiO44] ] –– kuning anggur, hijau kekuningankuning anggur, hijau kekuninganperidoteperidote = (Mg,Fe)= (Mg,Fe)22[SiO[SiO44] ] –– hijau kekuninganhijau kekuningan

orthorhombic Olivine


backbackback

12



23

Data KimiaData KimiaKarakter lainKarakter lain : forsterite menunjukkan suhu cair 1890: forsterite menunjukkan suhu cair 1890°°C, lalu fayalit C, lalu fayalit 12051205°°C. Olivine digunakan sbg refractory mengandung >8% FeC. Olivine digunakan sbg refractory mengandung >8% Fe22OO33. . Dengan penambahan AlDengan penambahan Al22OO33 membentuk cordieritemembentuk cordierite (Mg(Mg22AlAl44SiSi55OO1010) ) pada T>1240pada T>1240°°C. C.

0.40.40.10.1CaOCaO9.09.07.07.0FeFe22OO33

0.300.30NiONiO0.300.30CrCr22OO33

0.070.07MnOMnO0.010.01KK22O + NaO + Na22OO

0.80.80.50.5AlAl22OO33

40.040.041.741.7SiOSiO22

50.050.048.048.0MgOMgO#2 (%)#2 (%)#1 (%)#1 (%)


Diagram Sistem Biner forsterite (Mg2SiO4) - fayalite (Fe2SiO4) menunjukan tingkat kelarutan pada keadaan padat dan cair



24

Schamote Schamote Sejenis bahan tahan api buatan dan berupa bahan Sejenis bahan tahan api buatan dan berupa bahan campuran yang berasal dari bahan lempung/tanah liat campuran yang berasal dari bahan lempung/tanah liat atau kaolin.atau kaolin.Pembuatannya dengan cara dibakar dan digiling. Pembuatannya dengan cara dibakar dan digiling. Schamote berbentuk serpihan dan bahan perekatnya Schamote berbentuk serpihan dan bahan perekatnya tidak cocok dengan bahan perekat organis. Satutidak cocok dengan bahan perekat organis. Satu--satunya bahan perekat yang cocok adalah sejenis tanah satunya bahan perekat yang cocok adalah sejenis tanah liat tertentu.liat tertentu.Komposisi pasir schamote yaitu: Komposisi pasir schamote yaitu: 36% Al36% Al22OO33 + 3% Fe+ 3% Fe22OO33 + 2,5% (Na+ 2,5% (Na22O + KO + K22O) + sisanya Kuarsa O) + sisanya Kuarsa

max 58%max 58%..Schamote pada umumnya digunakan pada pengecoran Schamote pada umumnya digunakan pada pengecoran

baja.baja.


13



25

SifatSifat--sifat fisik Schamottesifat fisik Schamotte

BJ 2,7 gr/cmBJ 2,7 gr/cm33

Temperatur cair >1710 Temperatur cair >1710 °°CCReaksi pada temperatur Reaksi pada temperatur tinggi asam lunaktinggi asam lunakWarna Putih keabuan atau Warna Putih keabuan atau kecoklatankecoklatan

Schamotte

backbackback


1 - bahan dasar cetakan (print)

Documents