Download - penuangan dan inspesi logam
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
1/41
PL IV
PENUANGAN DAN INSPEKSI
4.1 Tujuan
1. Praktikan dapat mengetahui dan memahami definisi beserta macam pengecoran
logam
2. Praktikan dapat mengetahui macam cacat coran beserta penyebab dan
pencegahannya
3. Praktikan mampu menganalisa hasil coran berserta solusi pada cacat coran
4.2 Dasar Teori
4.2.1 Pengecoran Logam
Pengecoran logam adalah salah satu proses manufaktur dengan cara
meleburkan logam pada suhu superheating (sampai sekitar 500C 1000C diatas titik
lebur logam kemudian dituangkan dalam cetakan dan membiarkan membeku dalam
cetakan. Pengecoran memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan proses
manufaktur lainnya! seperti yang dipaparkan pada tabel ".1. #erikut ini dapat dilihat
diagram alir proses pengecoran logam pada gambar ".1.
$ambar ".1 % &iagran alir proses Sand Mold casting'umber % alpak)ian! 200* % 300
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
2/41
+abel ".1 elebihan Pengecoran logam terhadap proses manufaktur lainnya
Pengecoran ,ogam Proses -anufaktur ,ainnya
#isa untuk produk berbentuk rumit dari
dimensi kecil hingga besar
-eski bisa melakukan pembentukan
produk berdimensi rumit! akan sangat
mahal dan tidak mungkin dilakukan
permesinan
#ahan baku yang digunakan untuk
mengecor bisa dari scrup atau bisa )uga
dari barang rongsokan
#iaya inestasi produksi masal lebih
tinggi daripada pengecoran
-emiliki sifat isotropis (ketahanan
termal
&ibutuhkan gaya yang sangat besar untuk
membentuk logam men)adi benda ker)a
(misal permesinan dan penempaan
&alam pengecoran logam! secara umum dikelompokkan men)adi dua )enis
berdasarkan pada cetakan pengecoran! yaitu %
1. Expandable Mold Casting
Expandable mold castingadalah teknik pengecoran logam yang cetakannya
hanya dapat digunakan satu kali sa)a. #erikut contoh dari expandable mold casting!
yaitu%
a. Sand Mold Casting
&apat diartikan pengecoran ini menggunakan media pasir! air dan bahan
pengikat! sebagai cetakan )enis ini banyak diminati karena%
1. &apat dipakai untuk logam dengan titik lebur tinggi
2. &apat digunakan mencetak benda dari ukuran kecir hingga besar
3. /umlah produksi mulai dari satuan hingga puluhan.
+ahapan sand mold casting ganti yang di tasur
1. Papan cetakan diletakan pada lantai yang rata dengan pasir yang tersebar
mendatar.2. Pola dan rangka cetakan untuk drag diletakkan di atas papan cetakan. angka
cetakan harus cukup besar sehinggatebalnya pasir 30 sampai 50 mm. ,etak
saluran ditentukan lebih dulu.
3. Pasir muka yang telah diayak ditaburkan untuk menutupi permukaan pola
dalam rangka cetak. ,apisan pasir muka dibuat setebal 30 mm.
". Pasir cetak ini ditimbun di atasnya dan dipadatkan dengan penumbuk. &alam
penumbukan ini harus dilakukan hatihati agar pola tidak terdorong langsung
oleh penumbuk. emudian pasir yang tertumpuk meleati tepi atas dari rangka
cetakan digaruk dan cetakan diangkat bersama pola dari papan cetakan.
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
3/41
5. Cetakan dibalik dan diletakan pada papan cetakan! dan setengah pola lainnya
bersamasama rangka cetakan untuk cup dipasang diatasnya! kemudian bahan
pemisah ditaburkan di permukaan pisah dan di permukaan pola.
*. #atang saluran turun atau pola untuk penambah dipasang! kemudian pasir muka
dan pasir cetak dimasukkan dalam rangka cetakan dan dipadatkan.
. Pengalir dan saluran dibuat dengan mempergunakan spatula.
4. ,ogam cair dituang pada suhu tinggi.
. Peker)aan penyelesaian dilakukan.
+ahapan pembuatan cetakan pasir dapat dilihat pada gambar ".2
$ambar ".2 % +ahapan -embuat Cetakan Pasir
'umber % 'urdia dan en)i! 2013%"
b. Investment Casting
Cara ini merupakan cara pengecoran khusus dimana pola benda ker)a dibuat
dari lilin. 'etelah itu dipanaskan agar lilin meleleh sehingga meninggalkan rongga
hingga diisi dengan logam cair. 6ntuk lebih )elasnya! coran dengan pola lilindapat
dilihat pada gambar ".3.
+ahapan investment casting1. Pembuatan cetakan untuk pengecoran lilin2. Pola lilin dan sistem saluran3. Pola lilin dan sistem saluran disusun agar men)adi pola". 'usunan tersebut dilapisi5. 'usunan pola yang dilapisi ditutup dengan campuran inestment*. -enghilangkan lilin dengan pemanasan dengan suhu 100o 110o
. Cetakan dibakar dengan temperatur 40o 110o
4. ,ogam cair dituangkan pada cetakan bertemperatur tinggi. Peker)aan penyelesaian dilakukan
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
4/41
tp
$ambar ".3 % +ahapan prosesInvestment casting
'umber %Dyne Casting! 2010
c. Evaporative Pattern Casting
+ermasuk sistem saluran masuk riser dan inti dibuat dari bahan busapoliesteren. &alam hal ini cetakan tidak harus dibuka dalam cup dan drag karena
pola tidak harus dikeluarkan. 6ntuk lebih )elasnya! evaporative casting dapat
dilihat pada gambar ".".
+ahapanEvaporativecasting
1. Pembuatan cetakan untuk pengecoran
2. Pembuatan pola dan sistem saluran dari busa
3. Pola busa langsung disusun pada cetakan dan diberi pasir
". ,ogam cair dituang pada suhu tinggi sehingga mengakibatkan pola busa
menguap5. Peker)aan penyelesaian dilakukan
$ambar "." %Evaporate Casting
'umber % alpak)ian (200 % 20
2. Multiple Mold Casting
Multiple Mold Casting adalah proses pengecoran logam dengan cetakan
permanen. Cetakan permanen memiliki beberapa keuntungan diantaranya adalah
dapat digunakan pada skala produksi massal sehingga biaya produksi dapat
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
5/41
diminimalisir dan cetakan permanen memiliki keuntungan toleransi dimensi yang
baik yang termasuk dalam multiple mold casting yaitu%
a. Die Casting (Cetak +ekan
Pengecoran cetak tekan termasuk proses pengecoran cetakan permanen
dengan cara mengin)eksikan logam cair kedalam rongga cetakan dengan cetakan
tinggi (1 sampai 30 -Pa . +ekanan tetap dipertahankan selama proses
pembekuan. +erdapat dua )enis cetak tekan! yaitu %
1. -esin Cetak +ekan uang Panas (Hot Chamber
Pada mesin cetak ruang panas ! tungku peleburan terdapat pada mesin dan
silinder in)eksi terendam dalam logam cair.tekanan in)eksi berkisar antara 35
-Pa. -esin ini digunakan untuk logam cor dengan titik lebur rendah seperti 'n
! Pb !dan 7n. ontainer logam cair men)adi satu dengan mesin cetak. 6ntuk
gambar -esin Cetak +ekan uang Panas dapat dilihat pada gambar ".5.
$ambar ".5 % -esin Cor Cetak uang Panas
'umber % $rooer (200 % 230
2. -esin Cetak uang &ingin (Cold Chamber
Pada mesin cetak ruang dingin ! tungku peleburannya terpisah dan silinderinfeksi diisi logam cair secara manual atau mekanis. +ekanan in)eksinya
berkisar antara 1" sampai 1"0 -pa digunakan untuk logam cor dengan titik
lebur lbih tinggi! dan biasanya digunakan untuk pengecoran logam nonferrous.
6ntuk gambar -esin Cetak +ekan uang Panas dapat dilihat pada gambar ".*.
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
6/41
$ambar ".* % -esin Cetak +ekan uang &ingin
'umber % $rooer (200 % 230
b. Centrifugal Casting
Centrifugal Casting dilakukan dengan cara menuangkan logam cair ke dalam
cetakan yang berputar. akibat pengaruh gaya sentrifugal logam cair akan
terdistribusi ke dinding rongga cetak dan kemudian membeku.
elebihan menggunakan centrifugal casting%
1. iser tidak diperlukan.
2. Produk yang berlekuklekuk dapat diproses dengan permukaan yang baik.
3. +oleransi benda kecil.
". #enda ker)a uniform.
ekurangan menggunakan centrifugal casting%
1. 8arga peralatan mahal.
2. #iaya maintenence mahal.
3. ,a)u produksi rendah.
". 'atu cetakan hanya digunakan untuk satu produk.
5. $aya sentrifugal besar.
/enis)enis centrifugal casting%
1. Pure Centifugal Casting (Pengecoran sentrifugal se)ati .
&alam pengecoran sentrifugal se)ati! logam cair dir9tuangkan ke dalam
cetakan yang berputar untuk menghasilkan benda cor yang berbentuk turbular!
seperti pipa! tabung! bushing! cincin! dan lainlain.
$ambar ". % Proses Penuangan Pengecoran sentrifugal se)ati
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
7/41
'umber % $rooer (200 % 232
&alam gambar ". ditun)ukan logam cair dituangkan ke dalam cetakan
horisontal yang sedang berputar melalui caan tuan (pouring bashin yang
terletak pada salah satu u)ung cetakan. Pada beberapa mesin! cetakan baru
diputar setelah logam cair dituangkan. kecepatan putar yang sangat tinggi
menghasilkan gaya sentrifugal sehingga logam akan terbentuk sesuai dengan
bentuk dinding cetakan. /adi! bentuk luar dan bentuk cor bisa bulat! oktagonal!
heksagonal atau bentukbentuk yang lain! tetapi sebelah dalamnya akan
berbentuk bulatan! karena adanya gaya radial yang simetri.
arakteristik benda cor hasil pengecoran sentrifugal se)ati%
-emiliki densitas (kepadatan yang tinggi terutama pada bagian luar coran.
tidak ter)adi penyusutan pembekuan benda terutama pada bagian luar cor
karena adanya gaya sentrifugal yang beker)a secara kontinu selama proses
pembekuan.
Cenderung ada impuritas pada dinding sebelah dalam coran dan hal ini dapat
dihilangkan dengan pemesinan.
2. Pengecoran semi sentrifugal.
Pada metode ini! gaya sentrifugal digunakan untuk menghasilkan benda cor
yang pe)al bukan turbular. Cetakan dirancang dengan riser pada pusat untuk
pengisian logam cair!seperti ditun)ukan pada gambar ".4.
'umber ".4 % Proses Pengecoran 'emi 'entrifugal
'umber % $rooer (200 % 232
&ensitas logam dalam akhir pengecoran lebih besar pada bagian luar
dibandingkan dengan bagian dalam coran yaitu bagian dekat dengan pusat
rotasi. ondisi ini dimanfaatkan untuk membuat benda dengan lubang di
tengah! seperti roda! puli. #agian tengah yang memiliki densitas rendah mudah
diker)akan dengan pemesinan.
3. Pengecoran sentrifuge.
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
8/41
&alam pengecoran sentrifuge cetakan dirancang dengan beberapa cetakan
rongga cetak yang diletakan disebelah luar dari pusat rotasi sedemikian rupa
sehingga logam cair yang dituangkan ke dalam cetakan akan di distribusikan ke
setiap rongga cetak dengan gaya sentrifugal! seperti pada gambar "..
$ambar ". % Proses Pengecoran sentrifuge
'umber % $rooer (200 % 232
c. Suee!e Casting
-erupakan proses dimana logam cair membeku dibaah tekanan dalam
keadaan tetap antara plat hidrolis. $ambar suee!e casting dapat dilihat pada
gambar ".10.+ahapan s:ue;e casting%
a. ,ogam cair dimasukan pada cetakan
b. &itekan pada kondisi konstan
c. &iberikan hingga solid dan dingin
d. &iangkat dari cetakan
$ambar ".10 % ':ue;e Casting
'umber %
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
9/41
Peleburan atau pencairan adalah proses yang menghasilkan perubahan fase
;at dari padat ke cair. =nergi internal ;at padat meningkat (biasanya karena panas
mencapai temperature tertentu (disebut titik leleh saat ;at ini berubah cair. +ungku
tungku peleburan yang biasanya digunakan dalam industri pengecoran logam antara
lain! dapur induksi! dapur listrik! dapur kru;. arakteristik masing masing tungku
peleburan adalah %
1. &apur ,istrik >nduksi
1. &apur ,istrik >nduksi /enis nduksi /enis
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
10/41
$ambar ".12 % &apur ,istrik >nduksi /enis
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
11/41
logam
+er)adi kontak dengan elemen
pemanas
apastias peleburan tinggi (25
50 ton@)am arena kapasitas peleburan yang
tinggi maka konsumsi daya listrik
tinggi
ter)adi pemanasan dan peleburan
logam
+idak ter)adi kontak dengan
elemen pemanas
apasitas peleburan lebih rendah
dari dapur listrik (beberapa kg
3!* ton
onsumsi daya listrik lebih
rendah dadapur listrik
?. Superheating
Superheating (sampai sekitar 500C 1000C diatas titik lebur logam
adalah pemanasan lan)ut atau penambahan temperatur diatas temperatur cair.
'emakin tinggi penambahan temperatur maka "luidity semakin meningkat!
karena aktu yang dibutuhkan untuk kembali ke fase padat semakin lambat.
$ambar ".11 menun)ukkan hubungan antara temperatur dan fluiditas.
$ambar ".1" % Superheating
'umber % #elly! 2001 % 112
4.2.! Soli"i#i$asi
'olidifikasi adalah proses transformasi dari logam@paduan dalam keadaan
cair men)adi padat. 'olidifikasi diaali dengan pembentukan inti yang stabil karena
temperatur pada setiap bagian logam tidak sama. 'etelah terbentuk inti dengan logam
yang masih dalam fase cair! terbentuklah butir. ,ogam cair sedikit demi sedikit berubah
men)adi fase solid mulai dari berbentuk kristal hingga akhirnya men)adi benarbenar
padat. $ambar ".15 menun)ukkan proses dari solidifikasi. 'uhu pembekuan tiap
material pun berbeda! seperti yang dituliskan pada tabel ".3.
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
12/41
$ambar ".15 % Proses 'olidifikasi
'umber % #eeley! 2001%433
+abel ".3 Ailai dari suatu pembekuan (suhu cair! panas fusi! energi permukaan
maksimum undercooling untuk logam
'umber % Chaimer! 1*"%10
Proses 'olidifikasi
1. +ahapan dalam Pembekuan ,ogam ('olidifikasi
+ahapan dalam pembekuan logam ada 2! yaitu %
?. Pembekuan >nti 'tabil dalam ,ogam Cair
+erdapat 2 mekanisme pengintian dari partikel padat dalam logam cair %
a. Pengintian homogen
Pada saat logam murni cair didinginkan dibaah suhu pembekuannya
beberapa dera)at! inti homogen banyak terbentuk karena atom lambat membuat
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
13/41
inti bersama. Pengintian homogen membutuhkan suhu undercoooling# yaitu
suhu beberapa dera)at dibaah suhu cair.
b. Pengintian 8eterogen (Heterogeneous $ucleation
Pengintian heterogen sama dengan pengintian homogen hanya sa)a logam
cairnya tidak murni. Pada pengintian heterogen! suhu undercoolingtidak terlalu
besar.
2. Pembentukan ristal dalam ,ogam Cair dan Pembentukan 'truktur #utir
'etelah inti yang stabilter bentuk pada logam yang sedang memadat!
kemudian inti tumbuh men)adi kristal.
3. $rafik 'olidifikasi
a. $rafik 'olidifikasi -urni
$ambar ".1* % 'olidifikasi ,ogam -urni
'umber % /ain! 1*"%140
$ambar ".1* men)elaskan grafik perubahan fase dari suatu logam dari fase
padat men)adi fase cair. Pen)elasan tiap titik akan di)elaskan sebagai berikut%
+itik 1 ke 2
+er)adi penurunan suhu akibat perbedaan temperatur logam cair disebut
kalor sensibel karena hanya ter)adi penurunan suhu sa)a sampai titik 2 tanpa
ter)adi perubahan fase dalam hal ini fasenya tetap logam cair.
+itik 2 ke 3
Pada titik 2 dimulainya proses perubahan fase dari liuidke solid sampai
mencapai titik 3 tetapi tanpa penurunan temperatur (kalor laten. Pada titik 3
keseluruhan logam cair telah men)adi solid dan ini adalah titik akhir pembekuan.
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
14/41
+itik 3 ke "
+er)adi penurunan suhu dari titik 3 hingga titik ". ,ogam sudah berbentuk
padat (solid dari titik 3. Pada titik " suhu logam padat sudah sama dengan suhu
lingkungan luarnya. alor yang ter)adi adalah kalor sensibel.
b. $rafik 'olidifikasi Paduan
,ogam paduan umumnya membeku pada daerah temperatur tertentu! seperti
yang ditun)ukkan pada gambar ".1.
$ambar ".1 % 'olidifikasi ,ogam Paduan
'umber % /ain! 1*"%12
$aris aal ter)adinya pembekuan disebut garis li:uidus dan garis akhir
pembekuan disebut garis solidus. 'uatu paduan dengan komposisi tertentu bila
didinginkan dalam aktu yang sangat lama! maka pembekuannya akan ter)adi saat
mencapai garis li:uidus dan pembekuan berakhir pada saat mencapai garis solidus!
setelah itu pendinginan akan berlangsung terus hingga mencapai temperatur
ruangan.
". &aerah pembekuan
?.Chill %one
'elama proses penuangan logam cair kedalam cetakan! logam cair yang
berkontak langsung dengan dinding cetakan akan mengalami pendinginan yang
cepat dibaah temperatur liuidnya. ?kibatnya! pada dinding cetakan tersebut
timbul banyak inti padat dan selan)utnya tumbuh kearah logam cair. #ila
temperatur penuangan rendah maka seluruh bagian logam cair akan membeku
secara cepat dibaahtemperatur liuidus. &an bila temperatur penuangan tinggicairan logam yang berada ditengahtengah logam cair akan tetap berasa diatas
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
15/41
temperatur liuidusuntuk )angka aktu yang lama. &aerah pembekuan Chill %one
dapat dilihat pada gambar ".14.
$ambar ".14 % &aerah Pembekuan Chill %one
'umber % ?skeland! 2010%3"5
#. Columnar %one
'esaat setelah penuangan! gradien temperatur pada dinding cetakan menurun
dan kristal pada daerah chill tumbuh meman)ang. irstalkristal tersebut tumbuh
meman)ang berlaanan dengan arah perpindahan panas (panas bergerak dari
cairan logam kearah dinding cetakan yang temperaturnya lebih rendah yang
disebut dengan dendrit. 'etiap kristal dendrit mengandung banyak logamlogam
dendrit (primary dendrit. /ika fraksi olue padatan (dendrit meningkat denganmeningkatnya pan)ang dendrit dan )ika struktur yang terbentuk berfase tunggal!
maka lenganlengan dendrit sekunder dan tertier akan timbul dari lengan dendrit
primer. &aerah yang terbentuk antara u)ung dendrit dan titik dimana sisa cairan
terakhir akan membeku yang disebut mushy !one& pasty !one. $ambar ".1
menun)ukkan daerah pembekuan Columnar %one.
$ambar ".1 % &aerah Pembekuan Columnar %one
'umber % ?skeland! 2010%3"5
C.Euiaxed %one
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
16/41
&aerah ini terdiri dari butirbutir euiaxial yang tumbuh secara acak
ditengahtengah logam cair. Pada daerah ini perbedaan temperatur yang ada tidak
menyebabkan ter)adinya pertumbuhan butir meman)ang. $ambar ".20
menun)ukkan daerah pembekuanEuiaxed %one.
$ambar ".20 % &aerah PembekuanEuiaxed %one
'umber % ?skeland! 2010%3"5
4.2.4 %lui"i&as
a. &efinisi
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
17/41
$ambar ".21 % -ode PembekuanPlane Interface Mode
'umber % #eeley! 2001%21
i. Cairan memasuki saluran dan pembentukan butirbutir kolom dengan
aliran halus dimulai.
ii. #utir kolom terus tumbuh kearah hulu.iii. Penyumbatan mulai ter)adi.
i. 'isa pengecoran membeku dengan pertumbuhan butir yang cepat.
b. -ode Pembekuan'agged Interface Mode ditun)ukkan pada gambar ".22.
$ambar ".22 % -ode Pembekuan'agged Interface Mode
'umber % #eeley! 2001%21
i. Cairan memasuki saluran dan pembentukan butirbutir kolom bergerak padat
cair dimulai.
ii. #utirbutir kolom terus tumbuh dan pembentukan atau ter)adi diu)ung.iii. Penyumbatan ter)adi dipintu masuk aliran! meski penampang tidak terlalu
padat.
i. 'isa pengecoran membeku dan pembentukan rongga penyusutan ter)adi di
u)ung.
c. -ode PembekuanIndependent Crystallitation Mode ditun)ukkan pada gambar
".23.
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
18/41
$ambar ".23 % -ode PembekuanIndependent Crystallitation Mode
'umber % #eeley! 2001%21
i. Cairan memenuhi saluran dan pembentukan butirbutir kolom dimulai dan
butiranbutiran halus membentuk atom.ii. #utiran halus tumbuh pesat saat aliran ter)adi.
iii. ?liran terhenti saat konsentrasi kritis dan butiran halus ter)adi diu)ung.
i. 'isa pengecoran membeku dan penyusutan kecil terdistribusi.
(. )hermal Properties
-eskipun komposisi dan mode pembekuan adalah faktor besar yang
mempengaruhi fluiditas dan menun)ukkan hubungan yang mirip! tetapi hubungan
antara fluiditas dan superheat tidak identik. aktu yang dibutuhkan untuk
pendinginan hingga suhu pembekuan tergantung pada kandungan panas dan sifat
sifat termal daripada suhu itu sendiri.'ebagai contoh! pada sistem alumunium silikon! fluiditas maksimum tidak
ter)adi pada komposisi lutetic seperti banyak ter)adi pada sistem paduan lain.
Aamun pada paduan hyperetatic menun)ukkan fluiditas lebih tinggi karena
tingginya panas fusi dari silikon. -eski sebagian besar inti ini ter)adi karena
pergeseran komposisi kekomposisi yang tidak stabil dengan kandungan silikon
yang lebih besar dari ukuran normalnya.
b. Cara Pengu)ian
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
19/41
$ambar ".2" % Spiral Mold )est
'umber % #eeley! 2001%1
Pengu)ian fluiditas cetakan berbentuk spiral seperti yang terlihat pada
gambar ".2" bertu)uan untuk mengu)i mampu alir cairan logam dengan
menggunakan cetakan sekecil mungkin dan dapat memperkecil kesalahan
sensitiitas aliran terhadap beda ketinggian.
Pengu)ian ini dilakukan dengan cara mengalirkan logam cair kecetakan
spiral! semakin banyak bagian cetakan yang terisi! maka semakin besar nilai
fluiditasnya.
2. *acuum "luidity )est
$ambar ".25 % *acuum "luidity )est
'umber % #eeley! 2001%14
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
20/41
Pengu)ian akum seperti yang terlihat pada gambar ".25 bertu)uan untuk
mengamati pan)ang aliran logam yang mengalir melalui saluran sempit saat
dihisap oleh pompa akum dari dapur krusikel.
Pengu)ian ini dilakukan dengan cara mengalirkan logam cair melalui tabung
gelas halus dibaah pengaruh hisapan dari kondisi akum sebagian. Pressure
head diketahui dengan akurat dan faktor manusia dalam penuangan dapat
dihilangkan.
3. Multiple Channel "luidity )est Casting
$ambar ". 2* %Multiple Channel "luidity )est Casting
'umber % #eeley!2001%23
Pengu)ian pada gambar ".2* digunakan untuk mengetahui fluiditas
aliran logam cair saat melalui saluran lebih dari satu dan dengan luas
penampang sama sempitnya yang mana banyak terdapat pada saluran cetakan
pengecoran yang sebenarnya.
4.2.' (aca& (oran
1. Porositas
Porositas merupakan cacat yang ter)adi akibat terperangkapnya gas dalam
logam cair pada aktu proses pengecoran. Pada benda cor terdapat lubanglubang
baik pada permukaan maupun pada bagian dalam benda cor tersebut.
Cacat porositas ada 2 macam! yaitu %
a. Interdendritic Shrin+age
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
21/41
Interdendritic Shrin+age merupakan cacat yang ter)adi akibat dari
penyusutan poripori kecil antara dendrit. Cacat ini sering disebut )uga
microshrin+ageataushrin+age porosity.
b. $asPorosity
$asPorosity merupakan cacat ini biasa ter)adi karena kelebihan hidrogen
yang tidak dapat dimasukkan dalam struktur logam atau paduan kristal padat
sehingga membentuk gelembung yang mungkin terperangkap dalam logam padat
dan akhirnya menghasilkan porositas gas.
Penyebab %
$as terbaa dalam logam cair selama pencairan
$as terserap dalam logam cair dari cetakan
+itik cair terlalu tinggi dan aktu pencairan terlalu lama
'olusi %
-engontrol )umlah gas yang dihasilkan material pada cetakan pasir -emberi pasir yang memiliki kadar air rendah dan permeabilitas yang sesuai
2. Shift(Pergeseran
Shift merupakan cacat yang ter)adi akibat dari ketidakcocokan masing
masing bagian dari coran. #iasanya ter)adi dibagian pola belahan. Shiftditun)ukkan
pada gambar ".2.
Penyebab %
Pergeseran titik tengah pola
Pergeseran titik tengah bagian core
angka cetak yang kurang tepat
6kuran dimensi cetakan yang salah
'olusi %
-emperbaiki desain cetakan sesuai dimensi dan ukuran yang tepat
-emberikan pin atau pengunci agar tidak ter)adi pergeseran
$ambar ".2 % Shift
'umber % 'urdia dan Chi)ia! 2013 D21"
3. Dirt and Sand Inclusion(otoran dan >nklusi Pasir
otoran dan inklusi pasir merupakan cacat yang ter)adi karena adanya
partikel asing atau kotoran yang tertanam pada permukaan coran dan bisa )uga karena
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
22/41
adanya rontokan pasir yang melekat pada permukaan hasil coran seperti pada gambar
".24.
Penyebab %
?danya pasir yang terkikis selama penuangan logam cair
?danya kotoran pada cetakan
#agian ongga cetakan kurang bersih
'olusi %
-elakukan penuangan secara perlahanlahan.
Pemberian saringan pada saluran penuangan sehingga kotoran tidak ikut masuk ke
dalam cetakan
-elakukan pemeriksaan dan pembersihan dibagian rongga cetakan.
$ambar ".24 %Dirt and Sand Inclusion
'umber % 'urdia dan Chi)ia! 2013 D215
". "in ('irip
-erupakan cacat yang ter)adi akibat penetrasi logam cair pada bagian
cetakan kap dan drag. ?pabila cetakan tidak tepat maka logam yang dicairkan akan
mengisi celahcelah cetakan dan menimbulkan cacat seperti sirip seperti yang tampak
pada gambar ".2.
Penyebab %
Penempatan cetakan kup dan drag yang tidak tepat
?danya penetrasi logam cair yang berlebihan'olusi %
-embuat permukaan cetakan yang halus dan rata.
Pemasangan kup dan drag harus tepat
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
23/41
$ambar ".2 %"in
'umber %,eeley# -/01/(
5. Shrin+age (Penyusutan
-erupakan cacat yang ter)adi saat pembekuan. Pembekuan yang tidak
seragam pada bagian coran menghasilkan perbedaan ketebalan dan luas permukaan
yang cukup besar. Shrin+age dapat dilihat pada gambar ".30.
Penyebab %
Pembekuan yang tidak seragam
6kuran gating system yang tidak sesuai
,etak riseryang kurang tepat
?danya temperature penuangan yang salah
'olusi %
Penyeragaman pada saat proses pembekuan
-eletakkan riserpada posisi yang tepat
$unakan suhu yang tinggi agar saat penurunan temperatur tidak ter)adi
penyusutan
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
24/41
$ambar ".30 % 'hrinkage
'umber % ?skeland! 2010%3"
4.2.) Ins*e$si
>nspeksi atau pemeriksaan cacat adalah pemeriksaan terhadap produk coran
untuk mengetahui ada tidaknya cacat pada produk coran tersebut. arena potensi
ter)adinya cacat pada coran cukup tinggi! maka inspeksi terhadap produk coran perlu
dilakukan. -acammacam metode pengu)ian yang sering dilakukan yaitu %
1. 2iuid Penetrant )est
-etode li:uid penetrant test merupakan metode A&+ (non destructive test.
Bang paling sederhana metode ini digunakan untuk menemukan cacat di permukaan
terbuka dari komponen solid baik logam maupun non logam.
-elalui metode ini cacat pada permukaan material akan terlihat )elas.
Caranya adalah dengan memberikan cairan berarna terang pada permukaan yang
diinspeksi. Cairan ini harus memiliki daya penetrant yang baik dan iskositas yang
rendah agar dapat masuk pada cacat dipermukaan material yang diberikan. Cacat
akan nampak )elas )ika perbedaan arna penetran yang tertinggal dibersihkan dengan
penetran deeloper.2iuid Penetrant )estditun)ukkan pada gambar ".31.
euntungan %
-udah diaplikasikan
-urah
+idak dipengaruhi oleh sifat kemagnetan material dan komposisi kimia
/angkauan permukaan cukup luas
ekurangan %
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
25/41
+idak dapat dilakukan pada benda dengan permukaan kasar dan berpori.
$ambar ".31 %2iuid Penetrant )est
'umber %De 3armo4s! 2004 % 2"
2. 5ltrasonic )est
Prinsip yang digunakan adalah prinsip gelombang suara. $elombang suara
yang dirambatkan pada spesimen u)i dan sinyal yang ditransmisikan akan
dipantulkan kembali. $elombang ultrasonik yang digunakan memiliki frekuensi
0!520 -h;. $elombang suara akan berpengauh )ika ada retakan atau cacat pada
material. $elombang ultrasonik dibangkitkan oleh transduser dari bahan
pie;oelektrik yang dapat merubah energi listrik men)adi getaran mekanis kemudian
men)adi energi listrik lagi. 5ltrasonic test di)elaskan pada gambar ".32.
euntungan %
Cukup teliti dan akurat
8anya diperlukan satu sisi untuk dapat mendeteksi keseluruhan
>ndikasi dapat langsung diamati
ekurangan %
-emerlukan pelaksana yang terlatih dan berpengalaman
#enda u)i dengan permukaan kasar! tidak beraturan! sangat kecil sangat sulit
diu)i.
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
26/41
$ambar ".32 % 5ltrasonic )est
'umber %De 3armo4s! 2004 % 251
3. Eddy Current )est
>nspeksi ini memanfaatkan prinsip elektromagnetik. Prinsipnya arus listrik
dialirkan pada kumparan untuk membangkitkan medan magnet didalamnya. /ika
medan magnet dikenakan pada benda logam yang akan diinspeksi! akan terbangkit
arus eddy! kemudian diinspeksi. ?danya medan magnet pada benda akan berinteraksi
dengan magnet pada kumparan dan mengubah tendensi bila ada cacat.Eddy current
testdi)elaskan pada gambar ".33.euntungan %
8asil pengu)ian dapat langsung diketahui
Pengu)ian eddy aman dan tidak ada bahaya radiasi
ekurangan %
8anya dapat diterapkan pada permukaan yang dapat di)angkau
8anya diterapkan pada bahan logam sa)a.
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
27/41
$ambar ".33 %Eddy Current )est
'umber %De 3armo4s! 2004 % 25"
". 6)i Piknometri dan 6)i omposisi
&alam pengu)ian komposisi! ketidakteraturan bahan diteliti dan )uga
komponen! struktur mikro dan sifatsifat mekanik. &engan demikian pemeriksaan
porositas dapat dilakukan dengan baik dengan perlakuan tekanan yang berasal dari
foto mikrostruktur dari coran.
6ntuk mencari persentase porositas yang terdapat dalam suatu coran
digunakan perbandingan 2 buah densitas! yaitu %
a. )rue Density
epadatan dari suatu benda padat tanpa porositas yang terdapat didalam
didefinisikan sebagai perbandingan massa terhadap olume tekanan.
b. 6pparent Density
#erat disetiap unit olume material termasuk cacat yang terdapat dalam u)i
material (gr@cm3.
Pengukuran densitas menggunakan metode piknometri! yaitu sebuah proses
membandingkan densitas relatif dari seluruh padatan dan cairan )ika densitas dari
cairan diketahui maka densitas dari padatan dapat dihitung. Proses dapat
digambarkan secara sistematik dalam rumus berikut ini %
6ntuk memperoleh nilai truedensity dapat dicari dengan menggunakan
persamaan yang ada pada standart ?'+-= 2524"! yaitu %
&imana!
Pth E )rueDensity(gr@cm3
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
28/41
P?l! PCu! P
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
29/41
$ambar ".32 % ?nalisa #entuk dan &imensi'umber % ,aboratorium Pengecoran ,ogam /urusan -esin
'ebelum Permesinan (satuan E mm
#agian &esain Pola 8asil Coran Produk
??G 30 30!5 31! 30
##G 35 2*!35 2*!3 30!5
CCG "5 "1!1 "!" 3!1
&&G 0 5 2!" *!2
==G "0 "0 "0 "0
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
30/41
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
31/41
$ambar ".3" menun)ukkan hasil coran 0!05 mm lebih kecil dari ukuran
pola. 8al ini dikarenakan adanya penyusutan pada saat pembekuan.
'edangkan produk setelah"inishingsesuai dengan pola.
#agian CCG
$ambar ".35 % ?nalisa &imensi CCG a sebelum permesinan! dan b
setelah permesinan
'umber % ,aboratorium Pengecoran ,ogam /urusan -esin
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
32/41
'edangkan ukuran produk 0!4 lebih pendek dari desain. 8al ini dikarenakan
pada saat proses permesinan pemakanannya terlalu dalam.
#agian ==G
$ambar ".3 % ?nalisa &imensi ==G a sebelum permesinan! dan bsetelah permesinan
'umber % ,aboratorium Pengecoran ,ogam /urusan -esin
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
33/41
$ambar ".3 % ?nalisa &imensi $$G a sebelum permesinan! dan b
setelah permesinan
'umber % ,aboratorium Pengecoran ,ogam /urusan -esin
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
34/41
$ambar "."0% Cacat 'irip
'umber % ,aboratorium Pengecoran ,ogam /urusan -esin
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
35/41
'olusi %
-eningkatkan temperatur penuangan
-embuat core yang lebih sempurna
$ambar "."2 % Cacat Penyusutan
'umber % ,aboratorium Pengecoran ,ogam
/urusan -esin
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
36/41
7. Cacat Porositas
?danya rongga udara yang ter)ebak di dalam logam cair pada saat
pembekuan dan tidak sempat keluar seperti pada gambar "."".
Penyebab%
$as terbaa dalam logam cair selama pencairan
$as terserap dalam logam cair dan cetakan
'olusi%
aktu penuangan diharapkan lebih cepat
alau bisa penuangan dilakukan pada ruangan akum
$ambar "."" % Cacat ,ubang /arum
'umber % ,aboratorium Pengecoran ,ogam /urusan
-esin 'etelah"inishing
a. ?nalisa Cacat Coran 'etelah"inishing
1. Cacat ongga 6dara
Cacat rongga udara adalah cacat yang ditandai munculnya lubang
pada permukaan atau bagian dalam coran seperti pada gambar "."5.
Penyebab%
)emperaturepenuangan yang rendah
Cetakan belum kering sepenuhnya
'olusi%
)emperaturepenuangan tinggi
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
37/41
Cetakan harus benarbenar kering sepenuhnya agar gelembung udara
tidak masuk ke cairan logam
$ambar "."5 % Cacat ,ubang /arum
'umber % ,aboratorium Pengecoran ,ogam /urusan
-esin
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
38/41
Permukaan coran tidak rata dan kasar. Cacat ini )uga terdapat
adanya pasir yang terbaa dalam coran seperti pada gambar ".".
Penyebab %
Pemadatan pasir yang kurang
ekuatan pasir rendah'olusi %
Penumbukan pasir cetak harus benarbenar padat
omposisi antara bentonit! pasir! dan air harus tepat agar kekuatan yang
dihasilkan optimal
$ambar "." % CacatDirt and Sand Inclusion
'umber % ,aboratorium Pengecoran ,ogam /urusan
-esin
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
39/41
$ambar "."4 % Cacat Permesinan
'umber % ,aboratorium Pengecoran ,ogam /urusan
-esin
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
40/41
+abel ".5 8asil Perhitungan Porositas (Piknometri
Ao. 6nsur adar adar (F -assa /enis (gr@cmI adar @ -assa /enis
1 ?l 5!" 2! 22
2 'i ! 2!23 "!"
3 P 0!5* 1!42 0!31
" Ca 1!1" 1!5" 0!1"
5 +i 0!0* "!51 0!01*
* J 0!03 *!0 0!00*"
Cr 0!41 !5 0!10"
4 -n 0! 0!""5 2!2
-
7/24/2019 penuangan dan inspesi logam
41/41
4.4.1 Kesim*ulan
1. &ari dimensi hasil coran > terdapat banyak kecacatan yang disebabkan karena
penyusutan saat pembekuan
2. Pada analisa coran sebelum dan sesudah proses finishing! cacat yang dimiliki
benda ker)a > mengalami penurunan. Aamun ter)adi cacat permesinan yang
disebabkan kesalahan pada pembacaan gambar.
3. #erdasarkan hasil pengukuran benda ker)a >! ada benda yang ukurannya
melebihi desain da nada yang kurang dari desain.
". 6ntuk u)i piknometri hasil pada pengecoran > adalah 2!2F. Pada benda ker)a
> terdapat banyak penyusutan dan ronggarongga.
4.4.2 Saran
1. etika introductionpraktikum pengecoran logam! semua dosen pembimbing
diharapkan ikut diundang.
2. &iharapkan agar asisten laboratorium pengecoran logam menyamakan
materi yang akan diberikan kepada praktikan sesuai kesepakatan dengan
dosen pembimbing.