laporan teknik cor oke

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami ucapkan atas kehadirat Allah SWT yang telah

memberikan rahmat serta karunia-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan

Laporan Akhir Praktikum Teknik Cor di Laboratorium Metalurgi.

Laporan ini ditulis untuk memenuhi persyaratan dalam meyelesaikan

kuliah berserta praktikum Teknik Cor dari awal hingga selesai.

Pelaksanaan dan penyusunan laporan ini tidak mungkin terlaksana tanpa

bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin

menyampaikan terima kasih kepada :

1. Bapak Dr.Ir Soeharto, DEA selaku dosen pengajar mata kuliah Teknik

Cor..

2. Bapak Gatot sebagai Koordinator Laboratorium Cor.

3. Dan seluruh Koordinator Laboratorium Metalurgi lainnya.

4. Rekan - rekan seperjuangan praktikum Teknik Cor serta semua pihak yang

membantu kami baik secara langsung maupun tidak langsung.

Semoga laporan akhir ini dapat diterima dan memberikan manfaat bagi

yang membaca, kami mengharapkan kritik dan saran untuk kesempurnaan laporan

akhir ini.

Surabaya ,16 Januari 2013

Penulis

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Teknik pengecoran adalah salah satu cabang dari teknik produksi, dimana

proses produksinya atau proses pembuatannya yaitu dengan membuat cairan

logam dan di tuangkan dalam cetakan. Coran dibuat dari logam yang dicairkan,

dituang kedalam cetakan, kemudian dibiarkan mendingin dan membeku.Oleh

karena itu sejarah pengecoran dimulai ketika orang mengetahui bagaimana

mencairkan logam dan bagaimana membuat cetakan.Hal itu terjadi kira – kira

tahun 4.000 sebelum Masehi.

Proses pengecoran meliputi pembuatan rangka cetak, pembuatan model,

pembuatan inti, mencetak model pada rangka cetak, peleburan logam pada dapur

cor, penuangan logam cair serta perlakuan benda setelah proses pengecoran.

Pekerjaan pengecoran logam yaitu membuat benda yang dibutuhkan dengan cara

menuang logam cair ke dalam cetakan.

Dalam perkembangan zaman dan tuntutan dunia akan teknologi , maka

pengecoran sangat erat kaitannya terhadap kemajuan perindustrian dan teknologi

sekarang, agar mahasiswa mampu menganalisis tentang praktek di dunia kerja

nantinya. Pengerjaan model asbak sebagai praktikum individu dan lampu hias

yang menjadi bahan model untuk praktikum kerja kelompok pengecoran,

diharapkan pada praktikum pengecoran ini mahasiswa mempunyai bekal pada

proses pengecoran sebelum terjun ke lapangan. Praktikum pengecoran diberikan

teori sekaligus praktikum, peralatan dan bahan pengecoran telah tersedia

mengakibatkan proses praktikum menjadi lebih lengkap. Akan tetapi, pada

praktikum tempa tidak diberikan praktik karena persoalan waktu dan alat,

sehingga praktikum penempaan hanya diberikan teori pada akhir praktikum

dilaksanakan.

Laporan Praktikum Teknik Cor

1.2 Tujuan Praktikum

Tujuan praktikum ini adalah sebagai berikut.

1. Mengetahui peralatan pengecoran yang digunakan dan fungsi dari peralatan

tersebut dalam praktikum pengecoran di laboratorium pengecoran Jurusan

Teknik Mesin Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

2. Mengetahui dan memahami prosedur pengerjaan pengecoran logam pada

praktikum pengecoran di laboratorium pengecoran Jurusan Teknik Mesin

Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

3. Mengetahui cacat – cacat yang terjadi dan penyebabnya pada pengecoran

dengan pasir (sand casting)

1.3 Batasan Masalah

Batasan masalah praktikum pengecoran ini adalah.

1. Jenis pengecoran yang digunakan adalah pengecoran dengan pasir (sand

casting)

2. Temperatur ruangan konstan sekitar 27° C

3. Volume pola sekitar 36 in3

4. Logam yang digunakan untuk pengecoran adalah aluminium dengan massa

jenis sebesar 2,35 lb/in3

5. Pengecoran pada cetakan dilakukan pada temperatur lebur aluminium yaitu

700°C

6. Gravitasi bumi adalah 9,8m/s2

7. Perancangan gating system berdasarkan riset AFS dengan gating ratio sebesar

1:4:4

1.4 Sistematika Laporan

Sistematika Laporan Teknik Cor ini adalah sebagai berikut :

Bab I Pendahuluan

Bab pertama, merupakan pendahuluan dari laporan ini yang akan

memaparkan latar belakang, tujuan, batasan masalah, dan sistematika

penulisan Laporan Teknik Cor.

Bab II Dasar Teori

Bab ini menguraikan tentang teori dasar pengecoran yang digunakan untuk

praktikum pengecoran.

2


Bab III Metodologi

Bab ini menerangkan tentang peralatan yang digunakan untuk praktikum

pengecoran dan langkah – langkah percobaan yang dilakukan untuk

praktikum pengecoran.

Bab IV Analisa dan Pembahasan

Bab ini menguraikan hasil dari praktikum pengecoran logam dan analisa

hasil praktikum secara teoritis dan praktis saat di lapangan serta analisa

cacat – cacat yang terjadi pada pengecoran.

Bab V Kesimpulan dan Saran

Bab ini berisikan tentang kesimpulan dan saran dari hasil praktikum

Teknik Cor.

3


BAB II

DASAR TEORI

2.1 Pengertian Benda Cor Logam

Benda coran memiliki pengertian sederhana sebagai suatu benda atau

produk yang dihasilkan melalui proses pencairan logam yang dicor (diisikan)

kedalam suatu cetakan dan dibiarkan hingga membeku. Dalam hal ini cetakan

memiliki suatu rongga cetak (cavity) yang bentuknya menyerupai bentuk

benda yang dinginkan. Didalam rongga cetak inilah nantinya logam cair

yang dimasukkan kedalam cetakan akan mengalami proses pembekuan hingga

menghasilkan benda padat dengan bentuk profil sesuai dengan yang dinginkan.

2.2 Pola Cetakan

Pola sangat diperlukan dalam pengecoran, dapat digolongkan menjadi pola

logam maupun dan pola kayu (termasuk pola plastik). Pola logam dipergunakan

agar dapat menjaga ketelitian ukuran benda coran terutama dalam masa produksi

sehingga unsur pola bisa lebih lama dan produktivitas lebih tinggi.

Hal pertama yang harus dilakukan pada pembuatan pola adalah mengubah

gambaran perencanaan menjadi gambar untuk pengecoran. Dalam hal ini

dipertimbangkan bagaimana membuat coran yang baik, bagaimana menurunkan

biaya pembuatan cetakan, bagaimana membuat pola yang mudah, dan bagaimana

cara mempermudah pembongkaran cetakan, kemudian menetapkan arah cup dan

drag, posisi permukaan pisah, bagian yang dibuat oleh cetakan utama dan bagian

yang dibuat oleh inti. Selanjutnya menetapkan tambahan penyusutan, tambahan

untuk penyelesaian dengan mesin, kemiringan pola, dan seterusnya serta dibuat

gambar untuk pengecoran yang kemudian diserahkan pada pembuat pola.

2.3 Sistem Saluran (Gating System)

Secara garis besar sistem saluran didefinisikan sebagai jalan masuk atau

saluran bagi logam cair yang dituangkan dari ladel menuju ke dalam rongga

cetakan. Pada umumnya sistem saluran dirancang untuk mengisi cetakan secepat

mungkin dan tidak menimbulkan terbentuknya turbulensi. Sistem saluran

mempunyai fungsi utama yang dijelaskan seperti di bawah ini:

4


1. Mengurangi turbulensi pada aliran logam cair ketika melalui sistem

saluran dan menuju ke rongga cetakan.

2. Menghilangkan udara dan gas yang terjebak di dalam logam.

3. Mengurangi kecepatan dari aliran logam ketika melalui sistem saluran dan

masuk ke rongga cetakan.

4. Mengikuti cetakan agar diisi secara cukup cepat untuk mencegah

pembekuan terlalu dini dan menghasilkan cacat coran.

5. Berperan dalam membentuk gradien temperatur yang tepat untuk

menghasilkan pembekuan langsung di dalam pengecoran.

Gambar 2.1 Sistem Saluran

Sistem saluran dari proses pengecoran mempunyai bagian-bagian seperti berikut:

1. Cawan tuang (pouring basin).

2. Saluran turun (sprue).

3. Pengalir (runner).

4. Saluran masuk (ingate)

5


Gambar 2.2Bagian-Bagian Sistem Saluran

Masing-masing bagian pada sistem saluran adalah untuk memungkinkan logam

cair dapat mengisi rongga cetak secepat mungkin dengan meminimalkan

terjadinya turbulensi serta menyediakan logam cair yang cukup selama proses

solidifikasi dan mencegah cacat shrinkage. Selain itu, sistem saluran harus

didesain untuk menangkap kotoran dan terak selama proses penuangan.

2.3.1 Cawan Tuang (Pouring Basin)

Cawan tuang berfungsi sebagai tempat penerima logam cair dari ladel dan juga

berfungsi sebagai penyaring dari kotoran logam cair. Cawan tuang biasanya

berbentuk corong atau cawan dengan saluran turun dibawahnya seperti pada

gambar 2.2.

Gambar 2.2 Cawan Tuang

2.3.2 Saluran Turun (Sprue)

Merupakan saluran yang pertama membawa logam cair dari cawan tuang

ke dalam pengalir dan saluran masuk. Saluran turun dibuat lurus dan tegak

dengan irisan berupa lingkaran. Saluran dengan luasan yang mengecil pada

bagian bawahnya berfungsi untuk mengurangi aspirasi dari udara dan gas yang

6

POURING BASIN

SPRUE BASE

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Casting_gating_system.svg


terjebak. Luas area minimal dari bagian atas saluran turun merupakan fungsi dari

ketinggian saluran turun dan dapat dituliskan sebagai rumus[1] yaitu:

AT = AB EMBED Equation.3 (pers 2.1)

Dimana : AT = luas bagian atas saluran turun

AB = luas bagian bawah saluran turun

h 1 = ketinggian dari saluran turun

b = kedalaman logam dalam cawan tuang

Gambar 2.3 Saluran Turun

2.3.3 Saluran Turun Dasar (Sprue Base)

Merupakan pelebaran persegi empat atau silinder pada bagian bawah dari

saluran turun. Saluran turun dasar (gambar 2.4) digunakan untuk menyerap

energi kinetik dan energi potensial dari logam cair ketika turun dari saluran

turun.

Gambar 2.4 Saluran turun dasar

7


2.3.4 Pengalir (Runner)

Saluran yang membawa logam cair dari saluran turun kebagian-bagian

yang telah disesuaikan dengan cetakan. Pengalir biasanya mempunyai irisan

seperti trapesium atau setengah lingkaran.

2.3.5 Saluran Masuk (Ingate)

Merupakan saluran pendek yang menghubungkan antara pengalir dan

rongga cetakan. Saluran masuk berfungsi untuk mengisikan logam cair dari

saluran pengalir kedalam rongga cetakan. Saluran ini dibuat dengan irisan yang

lebih kecil dibandingkan dengan irisan pengalir, agar dapat mencegah kotoran

masuk kedalam rongga cetakan

Gambar 2.5 Pengalir dan saluran masuk

2.4. Aliran Logam Cair

Logam cair yang mengalir dalam sistem saluran dianggap sebagai aliran

fluida sehingga dalam perancangan sistem saluran perlu memperhatikan sifat-sifat

dari aliran fluida untuk mendapatkan sistem saluran yang tepat. Pada perancangan

sistem saluran terbentuknya aliran turbulen sangat dihindari. Aliran turbulen pada

sistem saluran dapat mengakibatkan terbentuknya daerah yang bertekanan lebih

rendah sehingga akan menyebabkan terjebaknya udara atau gas dalam coran.

2.5 Sistem Saluran Horizontal Menurut Standar AFS [1]

Berdasarkan American Foundrymen’s Society (AFS) sistem saluran yang

optimal dapat dibuat berdasarkan ketentuan sebagai berikut:

1. Sistem saluran menggunakan sistem tanpa tekanan dimana perbandingan

antara luasan saluran turun : pengalir : saluran masuk adalah 1 : 4 : 4

2. Saluran turun yang digunakan adalah saluran turun yang meruncing

dengan bagian bawah saluran turun mengecil merupakan luasan

penyempitan.

8


3. Menggunakan cawan tuang.

4. Sprue Base digunakan untuk menyerap energi kinetik yang jatuh dari

saluran turun.

5. Pengalir diletakkan di drag dan saluran masuk di cup.

6. Perpanjangan pengalir digunakan untuk menjebak slag atau pengotor dari

logam cair.

2.5.1 Merancang sistem saluran

Logam cair yang mengalir dalam sistem saluran dianggap sebagai

aliran fluida sehingga dalam perancangan sistem saluran perlu

memperhatikan sifat-sifat dari aliran fluida untuk mendapatkan sistem

saluran yang tepat. Pada perancangan sistem saluran terbentuknya aliran

turbulen sangat dihindari. Aliran turbulen pada sistem saluran dapat

mengakibatkan terbentuknya daerah yang bertekanan lebih rendah

sehingga akan menyebabkan terjebaknya udara atau gas dalam coran.

Di dalam melakukan perhitungan sistem saluran dibutuhkan

beberapa data awal yang akan digunakan untuk menentukan dimensi

sistem saluran. Secara matematis perhitungan sistem saluran antara lain:

a. Menghitung waktu tuang (t) untuk coran dapat dihitung dengan

menggunakan rumusan berikut:

Gray Cast Iron

Waktu tuang (sec )=K (0,95+ T0,833 )√W

T = ketebalan logam rata-rata [in]

W = berat coran [lbs]

K = faktor fluiditas

Rumus diatas valid untuk pengecoran > 1000 lb dan didasarkan atas

suatu standard iron (composition factor = 4,3 , temperatur tuang =

2600oF) yang mempunyai suatu fluidity factor =1,0

Hubungan antara fluiditas, composition dan temperatur tuang

dinyatakan pada gambar 1.10

Faktor komposisi (composition factor)

9


C . F=%C+ 14

%Si+ 12

%P

Faktor fluiditas (fluidity factor)

K=fluiditas besi yang dituang ( in )

40

Gambar 2.6 Tabel menentukan fluidity

b. Menentukan Choke Area (AB) dapat dihitung berdasarkan rumusan:

A

B =

wd . t . c .√2. g .h

Dimana:

AB = Luasan penyempitan Choke Area (mm2)

w = Berat coran (gr)

ρ = Densitas logam cair (gr / cm3)

t = Waktu penuangan (detik)

h = Ketinggian efektif saluran turun (cm)

g = Percepatan gravitasi (981 cm/det2)

c = Faktor efisiensi dari saluran turun (0,88)

10


c. Menentukan Area of the Top of Sprue (AT) dapat dihitung dengan

rumusan:

AT = AB√ h1

b

Dimana :

AB = Choke Area (mm2)

h1 = Ketinggian saluran turun (mm)

b = Kedalaman logam pada cawan tuang (mm)

d. Menentukan Luasan Pengalir (Runner Area) dan luasan saluran masuk

(GateArea) dengan menggunakan rekomendasi AFS horizontal maka

untuk menentukan luasan pengalir menggunakan perbandingan antara

choke area : runner area : gate area = 1 : 4 : 4. Maka runner area sama

dengan empat kali choke area dan gate area sama dengan empat kali

choke area

e. Menghitung Saluran Turun Dasar (Well Base)

Perumusan well base sebagai berikut:

Well base = 5 x AB

Di mana : AB = Choke Area (mm2)

2.5 Cacat-cacat pada Produk Pengecoran

Adalah ketidak sempurnaan produk coran yang disebabkan oleh banyak

faktor; material coran, material cetakan, penuangan, kontur cetakan, kepresisian

cetakan dan lainnya.

Jenis-jenis cacat pengecoran:

11


Gambar 2.7Cacat-cacat pada pengecoran

Gambar 2.8Cacat retak panas pada pengecoran

Gambar 2.9Cacat porositas pada pengecoran

Dalam pencegahan cacat pengecoran, maka semua faktor penyebab cacat

pengecoran harus diatasi, contoh cacat penyusutan dalam bisa ditimbulkan oleh

12


temperatur penuangan yang rendah, sehingga logam cair pada penambah

membeku lebih cepat akibatnya rongga penyusutan tidak tertutupi.

Pencegahannya: meningkatkan temperatur penuangan atau mengisi bagian rongga

cetakan bertemperatur rendah lebih dulu dan riser ditempatkan pada bagian

temperatur tinggi.

BAB III

METODOLOGI

3.1 Flowchart Percobaan

13

Mulai

-Pola -Kayu (Gating Sistem)-Dempul - Amplas-Pasir - Bentonit-water glass - kup & drag-Al - Dapur pembakaran

Pemilihan Pola

Penghalusan Pola(Diamplas & Dempul)

Perencanaan Sistem Saluran

Pembuatan Sistem Saluran

Persiapan Pasir Cetak(Pencampuran pasir cetak dengan bentonit)

Pemilihan Kup & Drag

Pemasangan Sistem saluran kup & drag serta pembuatan inti


3.2 Alat dan Bahan

1. Pasir muka (halus) dan pasir penahan(kasar)

2. Bentonit

3. Waterglass

4. Air

5. Pola kayu bentuk poros engkol

6. Runner 1 buah

7. Gate 1 buah

8. Base sprue 1 buah

9. Sprue 1 buah

10. Ember

11. Penumbuk dari kayu

12. Pengayak pasir

13. Spatula

14. Tungku pelebur logam (furnace)

14

Ditunggu sampai kering

Kering

Penuangan Alumunium

A

A

Pembongkaran Cetakan

Analisa hasil Coran

Selesai


15. Sekop

16. Batang besi (pelubang vent)

17. Batu bata

18. Amplas

19. Dempul

3.2 Langkah Percobaan

Berikut adalah langkah-langkah percobaan dalm praktikum ini :

1. Mempersiapkan pola

2. Mempersiapkan cetakan pasir sesuai dengan ukuran pola yang digunakan

3. Menghitung, sprue waktu tuang dan sistem saluran yang terdiri dari runner,

gate, sprue dan base sprue berdasar standart AFS

4. Mempersiapkan pasir halus dan kasar

5. Mempersiapakan pasir cetak yang terdiri dari pasir, bentonit dan air dengan

takaran tertentu, dimana dalam praktikum ini digunakan 4 timbah pasir halus,

4 timbah pasir kasar, 1/3 timbah bentonit dan 1 timbah air.

6. Aduk campuran secara merata hingga kelembaban sesuai dengan yang

diinginkan.

7. Menyiapkan drug dengan posisi terbalik pada sebuah papanataupun alas halus.

Cara ini dimaksudkan agar model berada pada bagian atas dari drag dan pada

saat cope dipasang model akan tetap kelihatan sebelum pasir dituangkan.

8. Meletakkan model cetakan secara tengkurap lalu memasukan pasir sedikit

demi sedikit sampai penuh lalu ditumbuk pelan-pelan agar kepadatan pasir

seragam. Penumpukan menggunakan kayu ataupun penumpukan plastic.

9. Membalikan dragsecara pelan-pelan dan menabur bedak kedap air. Pada saat

membalikkan drag perlu berhati-hati karena struktur pasir masih belum

lengket sehingga dapat membuat pasir rontok. Setelah membalik drag

bersihkan bagian atas drag menggunakan kuas kuas untuk menghilangkan

rontokan-rontokan pasir. Jika sudah benar-benar padat , ratakan bagian

15


atasnya, kemudian membalik posisi cetakan dan menempatkannya di atas alas

yang sebelumnya telah dibersihkan dari ceceran pasir. Kemudian menaburi

sisi atas dari cetakan tersebut dengan bedak kedap air hinggaa rata agar tidak

lengket dengan pasir di cetakan bagian atas.

10. Memasang kup di atas drag. Pasir yang berada di atas drag diolesi dengan

karbon secukupnya. Karbon yang dioleskan berfungsi sebagai pembatas antara

pasir yang ada pada bagian drag dengan pasir paada bagian kup, selain itu

dengan adanya karbon pasir pada kup dan drag tidak akan bercampur pada

saat pasir ditumbuk.

11. Memasang semua system saluran yang diperlukan. System saluran ada dua

jenis, yang pertama adalah saluran masuk dan saluran penambah.

12. Memasukan pasir ke kup. Langkah pertama adalah memasukkan pasir ke

dalam model sehingga pasir di dalam model memiliki tingkat kepadatan lebih.

Langkah kedua adalah memasukkan pasir ke dalam kup, kemudian tumbuk

secara pelan-pelan agar kepadatan pasir merata.

13. Jika pasir sudah dirasa padat dan rata langkah selanjutnya adalah melepas

semua system saluran dengan hati-hati.

14. Melepaskan kup dari drag kemudian mengambil model dari drag secara hati-

hati.

15. Mengangkat pola dari cetakan menggunakan mur yang dipasang pada pola.

16. Kemudian membiarkan cetakan mengering selama kurang lebih 2 minggu.

17. Membuat inti dengan cara mencampur pasir kuarsa dengan waterglass

kemudian dipadatkan didalam pipa berdiameter 10cm dan 4 cm.

Mengeluarkanintiy dengan cara didorong dengan bantuan kayu.

18. Kup diletakkan di atas drag dan membuat pouring basin dengan cara

mengeruk pasir pada lapisan atas kup.

19. Pada bagian sisi-sisi atas drag diberi seal berfungsi untuk membatasi aliran

logam cair tidak masuk ke cetakan pola.

20. Proses selanjutnya adalah meleburkan logam alumunium ke dalam tungku.

21. Tunggu hingga logam cair alumunium mencapai panas 7500C dengan

termometer . Setelah semua logam mencapai temperatur 7500C, logam –

16


logam yang belum mencair sempurna dibuang. Lalu dilakukan penuangan

logam cair ke dalam pouring basin.

22. Proses penuangan ini harus dilakukan dengan hati-hati karena logam sangat

panas, dan harus dituang dengan segera agar pelepasan panas yang terjadi

tidak terlalu besar yang mengakibatkan logam membeku.Penuangan logam

cair dilakukan hingga semua sisitem saluran dan catakan terisi penuh.

23. Mendiamkan hasil tuangan beberapa menit agar suhu logam cair turun dan

mengeras menjadi padat.

24. Langkah terakhir selanjutnya adalah membongkar cetakan dengan palu atau

benda keras lainnya. Pembongkaran harus dilakukan dengan sangat hati-hati

terutama pada daerah benda coran supaya benda coran tidak rusak. Setelah

benda coran sudah dilepas dari cetakan kemudian dibersihkan dari pasir-pasir

yang menempel. Kemudian menganalisa cacat-cacat yang terjadi.

17


BAB IV

ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1 Penentuan Sistem Saluran

Langkah pertama dalam proses pengecoran adalah membuat sistem

saluran.Perlu ditentukan bentuk dan ukuran sistem saluran terlebih dahulu. Karena

sistem saluran merupakan faktor krusial yang menentukan kualitas benda hasil

coran. Untuk dapat merencanakan sistem saluran yang baik maka diperlukan data

data dari coran yang akan digunakan sebagai berikut :

Material Cor :

- Jenis material logam = Aluminium (Al)

-Berat Jenis () = 2,35 gr/cm3

= 0,086 lb/in3

- T melt (Aluminium) = 660,2o C

Bentuk dan ukuran material cor :

- Volume benda cor ( Vc ) = 0.59 x 10-3 m3 =36 in3

- Berat coran ( Wc ) = Vcor x

= 36,004 in3 x 0,086 lb/in3

= 3 lb

Adapun langkah - langkah perencanaan sistem saluran ini adalah sebagai berikut:

18


1. Menentukan tinggi effektive spure ( H ),

Gambar 4.1. Sekema Saluran Turun

cor hanya berada pada daerah drag (Top Buttom gating) maka tinggi effective

spure H = h dimana h = 21 cm = 8.267 in

2. Penentukan pouring time ( t ) dari material cor ( aluminium ) :

k = 0,95t = 1,5 in (asumsi)Wc = 3 lb

t=0,95 [0,95+( 1,50,833 x30,5 )]

t = 1,9 sec

3. Choke Area (Ab ) dan top spure area (AT ) dari coran :

AB = gHct

Wc

2...

Dimana : c = faktor efisiensi saluran turun = 0,88 (tapered sprue)

g = percepatan gravitasi = 386,22 in/sec2

t = pouring time = 15 s

19

5,0833,0

95,0Wc

tkt


AB = 3lb

0.086 lb /¿3 x 1,9 sx 0.88 x√2 x386.22 ¿s2 x 8.3∈¿¿

AB = 0.26 in2.

Dari luasan saluran turun bawah 0.32 in2dapat diketahui diameter dari saluran

turun bawah melalui persamaan luas lingkaran sebagai berikut :

¼ D2 = 0.26 in2

D2 =0.26 x 4

3,14

D AB =0,33 in

Karena menggunakan model Square Tapered Sprue, maka luas top sprue area

(AT) adalah:

AT = b

HAB

1

Dimana : AB = 1,550 in

H1 = 8,267 in

b = 2,5 cm = 1 in (asumsi)

AT = 0,26√ 8,2671

AT = 0,74 in2

¼ D2 = 0,74 in2

D2 = 0,74 x 4

3,14

DAt = 0,95 in

4. Menentukan luasan runner

Dengan menggunakan perbandingan antara spure, runner, dan ingate

area sebesar 1 : 4 : 4 untuk penuangan tanpa tekanan, maka dapat ditentukan

luasan runer dan ingate sebagai berikut :

Aspure : Arunner : Aingate = 1 : 4 : 4 (penuangan tanpa tekan )

20


Dikarenakan dalam perancangan ini diguanakan 1 runner maka perhitungan

runner:

Maka : Aspure = 0,26 in2

Arunner = 4 x A sprue

= 1,04 in2

Pengalir yang digunakan adalah jenis pengalir persegi. Pengalir jenis

ini dipilih karena jenis pengalir persegi mempunyai perbandingan antara

luasan permukaan dengan volume yang rendah. Dengan mempunyai

perbandingan yang rendah maka akan mengurangi panas yang hilang. Dengan

besarnya tiap sisi adalah : 1,019 in .

Dikarenakan dalam perancangan ini diguanakan 1 ingate maka perhitungan

ingate:

Aingate = 1\1 x 4 x Aspure

= 1\1 x 4 x 0,26 in2

= 1,04 in2

Besar tiap sisinya adalah : 1,019 in.

5. Perhitugan Saluran Turun Dasar

Saluran turun dasaryang digunakan pada perancangan ini adalah tipe well

base, perumusan well base sebagai berikut :

a. Well base = 5 x AB

= 5 x 0,26 in2

= 1,3 in2

Dari well base 1,3 in2 dapat diketahui diameter dari well base melalui

persamaan luas lingkaran sebagai berikut

¼ D2 = 1,3 in2

DWB = 1,14 in

b. Kedalaman Well = 2 . ( tinggi pengalir)

21


= 2 x 1,019

= 2,038 in.

4.2 Pelaksanaan Pengecoran

4.2.1Bahan Coran

Dalam pengecoran ini digunakan bahan jenis material dari aluminium murni

dengan sifat seperti berikut:

Density : 0,086 lb/in3

4.2.2Bentuk Ukuran Benda Cor

Benda cor yang akan dilakukan proses pengecoran mempunyai bentuk

poros engkol. Pola yang digunakan dalam proses pengecoran ini adalah pola yang

terbuat dari kayu seperti gambar 4.4 di bawah ini.

22


Gambar 4.4. Pola Kayu

4.2.4 Pernyaringan& Pencampuran Pasir Cetak

Pasir cetak yang digunakan dalam proses pengecoran ini adalah pasir silica

dengan pencampuran bentonit sebagai perekat. Sebelum pasir cetak dicampur

dengan bentonit, pasir cetak di saring samapai halus. Komposisi dari pasir cetak

adalah 1:10 antara banyaknya bentonit dengan pasir cetak.

Gambar 4.5. Pasir Silica yang Halus.

4.2.5 Pembuatan Cetakan Pasir

Langkah - langkah dalam pembuatan cetakan pasir dengan pengikat

bentonite, adalah sebagai berikut :

1. Mencari volume frame yang akan digunakan sebagai kup dan drag serta

mencari berat pasir cetak murni yang bersesuaian dengan volume frame

tersebut, berat pasir cetak dianggap 100% berat.

Gambar 4.6. Rangka Cetak.

23


2. Papan cetak diletakkan pada lantai yang rata dengan ditaburi dengan bubuk

perekat yang tersebar merata.

Gambar 4.7. Bagian Cup Cetakan

3. Rangka cetak diletakkan di atas permukaan tanah yang datar, kemudian diisi

dengan pasir cetak hingga penuh, dipasang kayu penguat di sekeliling rangka

cetak drag agar posisi rangka cetak tidak berubah.

Gambar 4.8. Proses Pengisian

Pasir Cetak

4. Pola awal yang berbentuk lingkaran lalu dipasang secara hati-hati sambil

dipukul dengan penumbuk, hingga tenggelam danrata dengan permukaan pasir

cetak pada bagiandrag.

Gambar 4.9. Pola Awal (Bagian Drag)

24


5. Selanjutnya adalah pembuatan runner dan ingate pada drag. Bagian pinggir

dari rongga cetak dikikis dengan spatula, lalu pola runner dan ingate yang

terbuat dari kayu lalu dipasang dengan hati-hati.

6. Rangka cetak cup diletakkan tepat di atas rangka drag. Pola untuk sprue

dipasang tegak lurus, dan kemudian dikubur dengan pasir cetak. Dilakukan

penumbukan secara hati-hati di sekitar posisi pola sprue, selanjutnya rangka

cup sepenuhnya ditimbuni dengan pasir cetak. Setalah cukup padat pola untuk

sprue diangkat secara hati-hati, setelah itu dirapikan dengan menggunakan

spatula.

Gambar 4.10. Pengerjaan Bagian Kup

7. Cetakan cup dibalik dan diletakkan di permukaan tanah dengan hati-hati. Lalu

pola kayu yang terletak di dragdiangkat secara hati-hati, kemudian dirapikan.

Gambar 4.11. Hasil Dari Cetak Pasir

8. Pada pelaksanaan pengecoran, tidak digunakan system riser, karena dianggap

benda cor cukup sederhana dan mudah untuk dibuat.

25


9. Setelah rangka cup kembali dipasang di atas drag dan rongga sprue juga

ditaburi tepung, maka pembuatan rongga cetakan telah selesai.

4.2.6 Proses Peleburan Aluminium

Untuk menghemat waktu peleburan dan pengurangan akibat terjadinya

proses oksidasi selama proses peleburan, maka logam dipotong menjadi

potongan - potongan kecil yang kemudian dipanaskan pada dapur. Jika bahan

sudah mulai mencair, Selama pencairan, permukaan harus ditutup dan cairan

diaduk dalam jangka waktu tertentu untuk mencegah segresi. Peleburan logam

alumunium dilakukan di dapur yang dipanaskan hingga temperatur kira – kira

700° C. Waktu yang diperlukan hingga logam alumunium mencair seluruhnya

sekitar 55 menit, seperti terlihat pada gambar 4.12

Gambar 4.12. Tungku peleburan logam.

Gambar 4.13. Temperatur Peleburan Dalam Tungku(7000 C)

26


4.2.7 Penuangan Logam Cair

Apabila logam sudah mencair seluruhnya, maka dilakukan penuangan logam cair

alumunium ke dalam cetakan dengan waktu tuang sekitar 24 detik, seperti terlihat

pada gambar 4.14.

Gambar 4.14. Proses penuangan logam cair

4.2.8 Pembongkaran dan Pembersihan Coran

Setelah logam cair dituang kemudian didiamkan sekitar 2 jam hingga

logam cair membeku dan dingin. Kemudian dilakukan pembongkaran logam

coran dengan hati - hati. Bekas pasir cetakan yang masih melekat pada logam cor

dibersihkan dengan hati - hati. Selanjutnya dilakukan pemeriksaan secara fisik

terhadap hasil coran, seperti terlihat pada gambar 4.15.

Gambar 4.15. Pembongkaran hasil coran.

4.3 Analisa Cacat dan pembahasannya

27


4.3.1 Cacat Lubang jarum

Gambar 4.3.1 Cacat Lubang jarum

Pada gambar 4.3.1 merupakan cacat lubang jarum yang terjadi

dipermukaan dimana permukaan dalamnya halus dan berbentuk bola dengna

ukuran lubang jarumnya 1 sampai 2mm dan berbentuk seperti bekas tusukan

jarum.Penyebab cacat tersebut diakibatkan oleh tidak cukup keringnya saluran

cerat dan ladel, logam cair membawa gas, temperatur penuangan yang terlalu

lambat sehingga menyebabkan kecepatan alir yang lambat, lubang angin yang

tidak memadai, tekanan diatas cawan terlalu rendah.

4.3.2 Cacat Penyusutan Luar

28


Gambar 4.3.2 Cacat Penyusutan Luar

Pada gambar 4.3.2 merupakan cacat penyusutan luar karena memberikan

lubang pada permukaan luar dari coran yang disebabkan oleh penyusutan dan

pembekuan logam cair. Cacat tersebut mudah sekali terjadi pada bagian yang

lambat mengalami pembekuan.

Penyebab yang terjadi adalah temperatur penuangan yang terlalu rendah

menyebabkan penambah membeku lebih dahulu, tinggi penambah yang terlalu

rendah dan selanjutnya penambahan penuangan tidak dilakukan, cetakan pasir

dengan sudut tajam dan inti yang tipis dikelilingi logam cair dimana bagian

tersebut dipanaskan lanjut dan terjadi tempat panas yang menyebabkan rongga

penyusutan.

4.3.3 Dros

Logam cair Alumunium mudah teroksidasi yang dihasilkan pada waktu

penuangan terkumpul sebagai dros pada permukaan kup atau di bagian dalam

coran. Penyebab terjadinya dros adalah Oksidasi alumunium yang terjadi

selama peleburan, dros terbawa dalam coran atau terjadi dalam cetakan dan

kadar air dalam cetakan.

4.3.4 Rongga penyusutan

Gambar 4.3.3 Rongga penyusutan

Pada gambar 4.34 merupaka cacat rongga penyusutan. Cacat ini sama

dengan cacat penyusutan luar yaitu memberikan lubang pada permukaan hasil

29


pengecoran yang disebabkan oleh penyusutan logam cair. Penyusutan terjadi pada

bagian yang tebal yang membeku terakhir.Cacat ini terdiri dari lubang-lubang

kecil dengan permukaan dalam berkristal dendrit kasar yang timbul pada bagian

tebal, bagian pertemuan, cekungan filet.

Penyebab terjadinya cacat rongga penyusutan karena logam cair yang

dioksidasi menyebabkan perbandingan penyusutan yang besar, cetakan

membengkak karena tekanan dari logam cair ditempat yang kurang mampat,

bagian coran yang cekung terlalu tajam atau terlalu kecil, pengisian yang sukar

dari penambah karena perubahan mendadak dari tebal irisan.

4.3.5 Benda cor tidak terisi penuh

Gambar 4.3.4 Benda cor tidak terisi penuh

Pada gambar 4.3.4 merupakam cacat dikarenakan oleh kurang penuhnya

pada saat penuangan.Hal ini dikarenakan oleh perkiraan yang kurang tepat saat

penuangan sehingga penuangan yang kedua merupakan sisa dari penuangan yang

pertama dimana penuangan yang pertama membutuhkan volume tuang yang

banyak.Akibatnya hanya bagian bawah yang terisi logam cair sedangkan yang

bagian atas tidak terisi.

4.3.6 Kekasaran erosi

30


Gambar 4.3.5 Kekasaran erosi

Gambar 4.3.5 merupakan cacat kekasaran erosi yang merupakan cacat yang

dikarenakan terlepasnya pasir karena erosi dari permukaan cetakan berbentuk

pelat atau gumpalan, bergerak dalam rongga cetakan terutama di permukaan kup

yang mengakibatkan inklusi pasir.Di bagian dimana pasir telah kena erosi terjadi

kekasaran permukaan yang berbentuk pelat atau gumpalan.

Penyebab terjadinya cacat tersebut adalah kecepatan penuangan yang

lambat, temperature penuangan yang terlalu tinggi, letak saluran turun dalah dan

logam cair mengisi cetakan setelah terpanaskan, perbaikan cetakan yang belum

selesai, lubang angina yang kurang.

BAB V

KESIMPULANDAN SARAN

5.I. Kesimpulan

Dari hasil percobaan dan analisa di dapatkan beberapa kesimpulan diantara lain

adalah:

1. Peralatan yang digunakan dalam proses pengecoran adalah sebagai

berikut:pasir muka (halus) dan pasir penahan (kasar), bentonit, waterglass,

31


air, pola kayu bentuk poros engkol, runner 1 buah, gate 1 buah, base sprue 1

buah, sprue 1 buah, ember, penumbuk dari kayu, pengayak pasir, spatula,

tungku pelebur logam (furnace), sekop, batang besi (pelubang vent), batu

bata, amplas, dan dempul.

2. Cacat yang terdapat pada logam pengecoran ini adalah cacat penyusutan luar,

lubang jarum, dros, kekasaran erosi, bagian pola cor yang belum terisi penuh,

dan rongga penyusutan.

5.2 Saran

1. Pada waktu penuangan setiap cetakan sekali tuang agar tiap cetakan benar-

benar logam cair memenuhi bentuk pola.

2. Jadwal untuk praktikum agar diperjelas supaya cepat dalam menyelesaikan

praktikum dan laporan hasil praktikum.

DAFTAR PUSTAKA

1. SurdiaTata (2000), Teknik Pengecoran Logam, Prandya Paramita, Jakarta.

32


33

laporan teknik cor oke

Documents