bab ii pengecoran

Laporan Kerja Praktek Universitas Bengkulu

Pamungkas (G1C007039) { PAGE \* MERGEFORMAT }

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sejarah Pengecoran

Awal penggunaan logam oleh orang ialah ketika orang membuat perhiasan

dari emas atau perak tempaan, kemuadian membuat senjata atau mata bajak

dengan menempa tembaga, hal itu dimungkinkan karena logam-logam ini terdapat

di alam dalam keadaan murni, sehingga dengan mudah orang dapat menempanya.

Coran dibuat dari logam yang dicairkan, dituang ke dalam 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 4000 Sebelum Masehi,

sedangkan tahun yang lebih tepat tidak diketahui secara jelas. Secara kebetulan

orang menemukan tembaga mencair, selanjutnya mengetahui cara untuk menuang

logam cair ke dalam cetakan.

Pengecoran perunggu dilakuan pertama di Mesopotamia kira-kira tahun

3000 Sebelum Masehi, kemudian teknik ini diteruskan ke Asia Tengah, India dan

China. Pada zaman China kuno semasa dinasti Yin, yaitu kira-kira 1500 – 1000

Sebelum Masehi. Pada masa itu tangki-tangki yang halus buatannnya dibuat

dengan jalan pengecoran. Teknik pengecoran di India dan China ini diteruskan ke

Jepang dan Asia Tenggara, sehingga di Jepang banyak archa-archa Budha dibuat

antara tahun 600 dan 800 Masehi. Sementara di Eropa teknik pengecoran pertama

kali ditemukan dalam tahun 1500 Sebelum Masehi, yaitu di Spanyol, Swiss,

Jerman, Austria, Norwegia, Denmark, Swedia, Inggris dan Prancis.

2.2 Teori Pengecoran

Proses Pengecoran adalah salah satu teknik pembuatan produk dimana

logam dicairkan dalam tungku peleburan kemudian di tuangkan kedalam rongga

cetakan yang serupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akan dibuat

(Gambar 2.1).



Gambar 2.1 Proses penuangan pada coran

Produk pengecoran disebut coran atau benda cor. Pengecoran digunakan

untuk membuat bagian mesin dengan bentuk yang kompleks. Ada 4 faktor yang

berpengaruh atau merupakan ciri dari proses pengecoran, yaitu :

1. Adanya aliran logam cair kedalam rongga cetak

2. Terjadi perpindahan panas selama pembekuan dan pendinginan dari

logamdalamcetakan

3. Pengaruh material cetakan

4. Pembekuan logam dari kondisi cair

Klasifikasi pengecoran berdasarkan umur dari cetakan, ada pengecoran dengan

cetakan sekalipakai (Expendable Mold) dan ada pengecoran dengan cetakan

permanent (Permanent Mold). Cetakan pasir merupakan termasuk dalam

expendable mold. Karena cetakan hanya bisa digunakan satu kali pengecoran saja,

setelah itu cetakan tersebut dirusak saat pengambilan coran. Dalam pembuatan

cetakan, jenis-jenis pasir yang digunakan adalah pasir silika, pasir zircon atau

pasir hijau. Sedangkan perekat antar butir-butir pasir dapat digunakan,bentonit,

resin, furan atau air gelas. Proses pengecoran meliputi: pembentukan pola,

pembuatan cetakan, persiapan dan peleburan logam, penuangan logam cair ke

dalam cetakan, pembersihan coran dan proses daur ulang pasir cetakan. Proses

pengecoran dapat digambarkan pada gambar diagram alir pada gambar 2.2.



Gambar 2.2. Diagram alir pada proses pembuatan coran.

2.3 Teori Pola (Pattern) Pengecoran

Pola adalah tiruan atau duplikat bentuk benda kerja yang akan dihasilkan

dengan pengecoran, dengan toleransi ukuran sesuai persyaratan, proses, &

perhitungan pengecoran, umunya toleransi ukuran adalah 1 %. Pemilihan material

pola tergantung pada bentuk dan ukuran produk cor, akurasi dimensi, jumlah

produk cor dan jenis proses pengecoran yang digunakan.

Menurut bahan, pola dapat dibedakan Menjadi :

1. Pola Logam

2. Pola Kayu

3. Pola Lilin

4. Pola Gabus / Polysterol



Pada pembuatan pola harus diperhatikan beberapa hal antara lain:

pengaruh penyusutan logam cair, ketirusan, tahap penyelesaian, distorsi dan

kelonggaran, sehingga kita dapat memperoleh benda cor yang benar-benar sesuai

dengan benda yang akan dibuat.

a) Penyusutan

Karena hampir semua jenis logam menyusut pada waktu pembekuan, pada

waktu membuat pola perlu ditambahkan ukuran penyusutan. Untuk

kemudahan, untuk besi cor dapat digunakan mister susut yang 1,04% atau

0,00104 mm/mm lebih panjang dari ukuran standar. Direncanakan suatu roda

gigi yang bila pemesinan telah selesai, mempunyai diameter luar 150 mm.

Untuk brons perlu ditambah 1,56%, baja 2,08%, aluminium dan magnesium

1,30%.

b) Tirus

Bila pola yang dapat diangkat dikeluarkan dari cetakan, kadang-kadang

tepi cetakan pasir yang bersentuhan dengan pola terangkat.Oleh karena itu

untuk memudahkan pengeluaran pola, maka sisi tegak pola dimiringkan.

Untuk permukaan luar, biasanya dipakai penambahan sebesar 1,04% hingga

2,08%. Untuk lubang di sebelah dalam dapat digunakan kemiringan sampai

6,25%.

c) Tahap Penyelesaian

Permukaan coran yang akan mengalami pemesinan biasanya diberi tanda

tertentu. Tanda tersebut berarti bahwa pola harus dipertebal, sehingga cukup

bahan untuk diselesaikan. Umumnya penambahan adalah 3,0 mm. Untuk pola

yang besar suaian tersebut harus ditambah karena ada kemungkinan bahwa

benda cor akan melengkung.

d) Distorsi

Distorsi terjadi pada benda coran dengan bentuk yang tidak teratur

karena sewaktu membeku terjadi penyusutan yang tidak merata.

Kemungkinan ini perlu diperhitungkan sewaktu membuat pola.



e) Kelonggaran

Bila pasir di sekitar pola ditumbuk-tumbuk kemudian pola dilepaskan,

pada umumnya ruangan pola akan lebih besar sedikit. Pada benda cor yang

besar atau benda cor yang tidak mengalami penyelesaian, hal ini dapat diatasi

dengan membuat pola yang kecil sedikit.

2.3.1 Jenis-jenis Pola :

Pola mempunyai jenis bentuk seperti diuraikan di bawah ini. Pada

pemilihan jenis pola, harus diperhatikan produktivitas, kwalitas coran dan harga

pola.

1. Pola tunggal (Single Piece Pattern).

Biasanya digunakan untuk bentuk produk yang sederhana dan jumlah

produk sedikit.Pola ini dibuat dari kayu atau polysterol dan tentunya tidak

mahal.Tipe pola tunggal ini merupakan pola paling sederhana & murah,

bentuk prinsip menyerupai coran asli, dan digunakan untuk jumlah coran

yang sedikit.

2. Pola Belahan (Split pattern).

Pola belahan terdiri dari dua buah pola yang terpisah sehingga akan

diperoleh rongga cetak dari masing-masing pola. Dengan pola ini, bentuk

produk yang dapat dihasilkan rumit dari pola tunggal.Pola ini digunakan

untuk pencetakan pengecoran dalam jumlah yang sedang dan pembuatannya

lebih cepat.

3. Pola Pelat Pasangan (Match Plate Pattern).

Jenis ini popular yang digunakan di industri. Pola “terpasang jadi satu”

dengan suatu bidang datar dimana dua buah pola atas dan bawah dipasang

berlawanan arah pada suatu pelat datar. Jenis pola ini sering digunakan

bersama-sama dengan mesin pembuatan cetakan dan dapat menghasilkan laju

produksi yang tinggi untuk produk-produk kecil.



2.4 Teori Cetakan

Cetakan adalah suatu tempat yang digunkan untuk membentuk atau

mencetak cairan logam.Pengecoran berdasarkan cetakan dibedakan menjadi :

a. Pengecoran dengan cetakan sekali pakai (expendable mold casting)

Contohnya :sand casting, shell casting, dll.

b. Pengecoran yang dipakai berulang kali (multiple-use moldcasting)

Contohnya :die cacting

Cetakan (rongga cetakan) dapat dibuat dari logam atau bahan non-

logam.Cetakan pasir hanya dapat digunakan sekali saja, berbeda dengan cetakan

logam yang dapat dipergunakan berulang kali.

Cetakan logam menghasilkan permukaan produk yang halus, dibandingkan

dengan cetakan pasir.Pada cetakan logam menghasilkan gradient temperature

yang besar pada permukaan produk cor, sedangkan cetakan pasir menghasilkan

gradien temperatur yang kecil.Dengan demikian, cetakan dari bahan logam

maupun cetak dari bahan non-logam memiliki keunggulan dan keterbatasan

masing-masing.

Sebagai contoh pada cetakan pasir, setelah produk cor membeku, untuk

mengeluarkan produk cor, setakan haurs dihancurkan.Pasir dari cetakan yang

dihancurkan tadi dapat digunakan kembali untuk pembuatan cetakan setelah

ditambah air dan diaduk hingga merata.Namun demikian, cetakan dari bahan

logam maupun cetakan dari bahan pasir memilikai keunggulan dan keterbatasan

masing-masing.

Kelebihan dari bahan logam

1) Dapat digunakan kembali

2) Permukaan produk cor lebih halus

3) Dapat dipakai pada proses semi otomatis

4) Efisien jika untuk digunakan untuk produksi missal

Kekurangan cetakan dari bahan logam

1) Biaya pembuatan mahal

2) Tidak dapat digunakan pada benda kerja yang rumit



3) Rawan terjadinya cacat blowhole karena kurangnya permaebilitas

cetakan

Kelebihan cetakan dari bahan pasir :

1) Biaya pembuatan cetakan murah.

2) Permaebilitas.

2.4.1 Klasifikasi Cetakan Berdasarkan Bahan

Ditinjau dari bahan cetakan dapat dibagi menjadi :

1. Cetakan pasir basah(green-sand molds) Cetakan dibuat dari pasir basah dengan

pengikat tanah lempung atau bentonit.

2. Cetakan kulit kering(skin dried mold)

Ada dua cara pembuatan cetakan :

a. Pasir disekitar pola setebal kira-kira 10 mm dicampur dengan pengikat

sehingga bila pasir mengering terbentuk permukaan yang keras. Bagian

lainnya terdiri dari pasir basah biasa.

b. Seluruh cetakan dibuat dari pasir basah kemudian permukaannya yang

bersinggungan dengan pola disemprot atau dilapisi bahan yang mengeras bila

dipanaskan. Pelapis terdiri dari minyak cat, molas, sagu atau bahan sejenis.

Permukaan harus dikeringkan dengan tiupan udara atau dengan pemanasan.

3. Cetakan pasir kering

Cetakan dibuat dari pasir yang kasar dengan menggunakan material untuk

pengikat.Tempat cetakan terbuat dari bahan logam.Cetakan pasir kering tidak

menyusut sewaktu kena panas dan bebas dari gelembung udara.

4. Cetakan lempung(Loam mold)

Cetakan lempung biasanya digunakan untuk cetakan benda yang besar.Kerangka

cetakan terbuat dari batu bata atau besi yang dilapis dengan lempung kemudian

diperhalus permukaannya.Pembuatan cetakan ini biasanya memerlukan waktu

yang lama.

5. Cetakan furan (Furan mold)

Pasir yang kering dan tajam dicampur dengan asam fosfor yang dalam hal ini

merupakan reagens pemercepat.Resin furan ditambahkan secukupnya dan



campuran diaduk hingga resin merata. Pasir dibentuk dan dibiarkan mengeras

yaitu sekitar 1 atau 2 jam.

6. Cetakan CO2

Pasir yang bersih dicampur dengan natrium silikat dan campuran dipadatkan di

sekitar pola, kemudian dialirkan gas CO2 dan campuran akan mengeras. Cetakan

CO2 digunakan untuk bentuk yang rumit dan permukaan cetakannya licin.

7. Cetakan logam

Cetakan ini banyak digunakan pada cetakan die-casting (cetak-tekan) logam

dengan suhu lelehnya rendah.Cetakan mempunyai permukaan yang licin.

8. Cetakan khusus

Cetakan khusus adalah cetakan yang terbuat dari plastik, kertas, kayu, semen,

plaster atau karet.

2.4.2 Pembuatan Sistem Saluran

Sistim saluran adalah jalan masuk bagi cairan logam yang dituangkan

kedalam rongga cetakan sistem saluran terbagi menjadi beberapa bagian antara

lain:

1. Cawan tuang, yaitu merupakan penerima yang menerima cairan logam

langsung dari ladel. Biasanya berbentuk corong atau cawan dengan

saluran turun di bawahnya.

2. Saluran turun, yaitu saluran pertama yang membawa cairan logam dari

cawan tuang kedalam pengalir dan saluran masuk, dibuat tegak lurus

dengan irisan berupa lingkaran.

3. Pengalir, yaitu saluran yang membawa logam cair dari saluran turun

kebagian-bagian yang cocok pada cetakan. Pengalir biasanya mempunyai

irisan seperti trapesium atau setengah lingkaran sebab irisan yang

demikian mudah dibuat dalam permukaan pisah.

4. Saluran masuk, yaitu saluran yang mengisikan logam cair dari pengalir

kedalam rongga cetakan. Saluran masuk dibuat dengan irisan yang lebih

kecil dari irisan pengalir supaya memcegah kotoran masuk kedalam

rongga cetakan.



5. Penambah, yaitu saluran yang hanya berfungsi sebagai penambah dari

cetakan.

Gambar 2.3. Sistem pengaliran pengecoran kedalam rongga cetakan

Fungsi sistem saluran masuk perlu dirancang dengan mempertimbangkan faktor-

faktor berikut:

1. Aliran logam hendaknya memasuki rongga cetakan pada dasar atau dekat

dasarnya dengan turbulensi seminimal mungkin. Hal ini perlu

diperhatikan, khususnya pada benda tuang yang kecil

2. Pengikisan dinding saluran masuk dan permukaan rongga cetakan harus

ditekan dengan mengatur aliran logam cair atau dengan menggunakan inti

pasir kering.

3. Aliran logam cair yang masuk harus diatur sedemikian sehingga terjadi

solidifikasi terarah. Solidifikasi hendaknya mulai dari permukaan cetakan

kea rah logam cair sehingga selalu ada logam cair cadangan untuk

menutupi kekurangan akibat penyusutan.

Usahakanlah agar slag, kotoran atau partikel asing tidak dapat masuk ke

dalam rongga cetakan.

2.5. Bahan-Bahan Pengecoran

2.5.1. Besi Cor

Besi cor adalah paduan besi yang mengandung Karbon, Silisium, Fosfor

dan Belerang. Besi cor ini digolongkan menjadi enam macam yaitu: besi cor



kelabu, besi cor kelas tinggi, besi cor paduan, besi cor bergrafit bulat, besi cor

mampu tempa dan besi cor cil.

Karbon dan Silisium ternyata mempengaruhi struktur mikro, ukuran serta

bentuk dari karbon bebas, ketebalan dan laju pendinginan mempengaruhi struktur

mikro. Kekuatan tarik dari besi cor kelabu kira-kira 10 – 30 Kgf/mm2, namun besi

cor ini agak getas, titik cairnya kira-kira 1200 oC dan mempunyai mampu cor

sangat baik serta murah.

Besi cor kelas tinggi mengandung lebih sedikit Karbon dan Silikon,

ukuran grafit bebasnya agak kecil dibanding dengan besi cor kelabu, sehingga

kekuatan tariknya lebih tinggi yaitu kira-kira 30 – 50 Kgf/mm2. Besi tuang yang

berkualitaas tinggi dihasilkan dengan cara “suntikan“ atau menambahkan grafit

kedalam ladel sebelum proses penuangan. Suntikan dilakukan pada besi tuang

agar pembentukan srtukturnya oleh grafit dapat dikontrol.(Hari Armanto, 2003)

Besi cor paduan mengandung unsur-unsur paduan dan grafit, mempunyai

struktur yang stabil sehingga sifat-sifatnya lebih baik. Unsur-unsur yang

ditambahkan adalah Khrom, Nikel, Molibden, Vanadium, Titan dan sebagainya.

Besi cor mampu tempa dibuat dari besi cor putih yang dilunakkan di dalam tanur

dalam waktu yang lama.

Besi cor bergrafit bulat dibuat dengan jalan mencampurkan Magnesium,

Kalsium atau Serium kedalam cairan logam sehingga grafit bulat akan

mengendap. Besi cor cil ialah besi cor yang mempunyai permukaan terdiri dari

besi cor putih dan bagian dalamnya terdiri dari struktur dengan endapan grafit.

2.5.1.1 Besi Cor Kelabu

Besi cor kelabu memiliki penampang patahan berwarna kelabu, hal ini

disebabkan oleh banyaknya kandungan grafit dalam besi cor. Grafit pada besi

tuang kelabu ini terbentuk pada saat pembekuan. Proses grafitisasi ini didorong

oleh tingginya kadar karbon, adanya unsur graphite stabilizer, terutama silikon,

temperatur penuangan ng tinggi danpendinginan yang lambat. Grafit pada besi

tuang kelabu ini berbentuk flake (serpih). Ujung – ujung grafit yang meruncing

menyebabkan ketangguhan besi tuang ini akan rendah. Serpihan grafit yang halus



serta distribusi yang merata dapat meningkatkan kekerasan besi cor kelabu. Sifat-

sifat Mekanik Besi Cor Kelabu secara umum adalah sebagai berikut :

a. Kekuatan Tarik dan Perpanjangan

Karbon memberikan pengaruh terbesar pada kekuatan tarik besi

cor. Kandungan karbon yang rendah meninggikan kekuatannya. Silikon

memberikan kecenderungan yang serupa tetapi lebih lemah daripada

karbon. Besi cor kelabu menjadi lemah jika kandungan silikon pada

ferrit-silikon lebih dari 2% dan menjadi getas jika persentasenya

mencapai 2,2 – 2,5%. Persentase mangan kurang dari 1,2% akan

memperkuat besi cor kelabu, sedangkan fosfor dan belerang hanya

memberikan pengaruh yang kecil pada besi cor kelabu dalam persentase

yang rendah.

b. Kekerasan

Besi cor kelabu memiliki kekerasan 130 – 280 BHN dan sangat

erat kaitannya dengan struktur mikro , grafit kasar dalam matriks ferrit

menyebabkan kekerasan rendah, grafit halus, dan sedikit menyebabkan

kekerasan lebih tinggi Nilai kekerasan berbanding terbalik dengan

kekuatan tarik.

c. Mampu Mesin dan Tahan Aus

Besi cor kelabu memiliki sifat mampu mesin dan tahan aus yang

baik. Mampu mesin yang baik disebabkan oleh adanya grafit yang

bekerja sebagai pelumas, juga oleh nilai

kekerasan dan kekuatan tarik yang lebih rendah.

Sifat ketahanan aus struktur perlit lebihbaik daripada struktur ferit.

Umumnya kekerasan yang lebih tinggi menyebabkan sifat tahan aus yang

lebih baik, misalnya adalah besi cor perlit dengan kekerasan lebih dari

180 – 200 BHN adalah yang diinginkan. Sifat ketahanan aus dapat

diperbaiki oleh penambahan krom, nikel, molibden, tembaga,dan lainnya.



2.5.2. Baja Cor

Baja cor digolongkan ke dalam baja karbon dan baja paduan. Coran baja

karbon adalah paduan besi karbon dan digolongkan menjadi tiga macam, yaitu

baja karbon rendah (C < 0,20%), baja karbon menengah (0,20 – 0,50% C) dan

baja karbon tinggi (C > 0,50%). Kadar karbon yang rendah menyebabkan

kekuatan rendah, perpanjangan yang tinggi dan harga bentur serta mampu las

yang baik. Baja cor memiliki struktur yang buruk dan sifat yang getas apabila

tidak dilakukan perlakuan panas, dengan pelunakan atau penormalan maka baja

cor menjadi ulet dan strukturnya menjadi halus. Titik cairnya kira-kira 1500 oC,

mampu cornya lebih buruk dibandingkan dengan besi cor, tetapi baja cor dapat

dipergunakan baik sekali sebagai bahan untuk bagian-bagian mesin, sebab

kekuatannya yang tinggi dan harganya yang rendah.

Baja cor paduan adalah baja cor yang ditambah unsur-unsur paduan. Salah

satu atau beberapa paduan adalah unsur-unsur paduan seperti Mangan, Khrom,

Molibden, Almunium, Silisium atau Nikel dibubuhkan untuk memberikan sifat-

sifat khusus dari baja paduan tersebut, umpamanya sifat-sifat ketahanan aus,

ketahanan asam, korosi dan keuletan.

2.5.3 Pengaruh Unsur-Unsur Paduan

Adapun unsur-unsur yang akan berpengaruh besar bila diberikan dalam

paduan antara lain:

a. Silikon (Si)

Silikon terkandung dalam jumlah kecil di dalam semua bahan besi dan

dibubuhkan dalam jumlah yang lebih besar pada jenis-jenis logam

istimewa. Fungsinya meningkatkan kekuatan, kekerasan, sifat mampu

diperkeras secara keseluruhan, kekenyalan, ketahanan aus, ketahanan

terhadap panas dan karat, ketahanan terhadap keras. Dan menurunkan

regangan, kemampuan tempa dan las.



b. Mangan (Mn)

Hampir sama seperti Silikon (Si), Mangan (Mn) terkandung dalam

semua bahan besi dan dibubuhkan dalam jumlah besar pada jenis-jenis

istimewa (contohnya baja keras mengandung Mangan dengan 13%

Mn). Fungsinya untuk meningkatkan kekuatan, kekerasan, mampu

temper menyeluruh, ketahanan aus, penguatan pada pembentukan

dingin. Dan untuk menurunkan mampu serpih.

c. Krom (Cr)

Krom (Cr) merupakan unsur terpenting untuk baja konstruksi dan

perkakas, baja tahan karat dan asam.Fungsinya untuk

meningkatkankekerasan, kekuatan, batas rentang, ketahanan aus,

mampu keras, mampu temper menyeluruh, ketahanan panas, kerak,

karat dan asam kemudahan pemolesan serta menurunkan regangan

(dalam tingkat kecil).

d. Nikel (Ni)

Jika baja dan Nikel dipadu, maka paduan ini dapat dilas, disolder dan

diberi penggarapan mengelupas serpih dengan baik serta dapat dibentuk

dalam keadaan dingin dan panas, dapat dipoles, dapat dimagnetisasi.

Fngsinya untuk meningkatkan keuletan, kekuatan, pengerasan

menyeluruh, ketahanan karat, tahanan listrik (kawat pemanas) dan

untuk menurunkan kecepatan pendinginan dan regangan panas

(regangan terkecil dimiliki baja Invar dengan 36 % Ni)

e. Molibdenum (Mo)

Molibdenum kebanyakan dipadu dengan baja dalam ikatan dengan Cr,

Ni, V. Funginya meningkatkan kekuatan tarik, batas rentang, mampu

temper menyeluruh, batas rentang panas, ketahanan panas dan batas

kelelahan, suhu-suhu pijar pada perlakuan panas.Dan mempunyai

fungsi menurunkan regangan, kerapuhan pelunakan.

f. Vanadium (V)

Mempunyai dampak mirip Molibdenum (Mo) dalam baja, namun tanpa

mengurangi regangan.Fungsinya meningkatkan kekuatan, batas rentang,



keuletan, ketahanan panas dan ketahan lelah, suhu pijar pada perlakuan

panas. Dan menurunkan kepekaan terhadap sengatan panas yang

melewati batas pada perlakuan panas.

g. Wolfram (W)

Wolfram merupakan unsur paduan terpenting bagi baja olah cepat dan

logam keras. Berkat titik leburnya yang tinggi, maka digunakan untuk

kawat pijar dan logam keras. Fungsi Wolfram (W) adalah

meningkatkan kekerasan, kekuatan, batas rentang, kekuatan panas,

ketahan terhadap normalisasi dan daya sayat.Dan menurunkan regangan

(sedikit).

h. Kobalt (Co)

Paduan ini digunakan sebagai bubuhan terhadap baja olah cepat dan

baja terkeras, magnet permanen mengandung pula kobalt.Pengaruhnya

untuk meningkatkank kekerasan, ketahanan aus, ketahanan karat dan

panas, daya hantar listrik dan kejenuhan magnetis.

i. Titanium (Ti)

Memiliki kekuatan yang sama seperti baja, mempertahankan sifatnya

hingga 400 oC, oleh karena itu merupakan paduan kawat las. Karbid

titanium memiliki kekerasan yang tinggi dan titik lebur yang tinggi,

merupakan unsur logam yang keras.

j. Tanatalum (Ta)

Sangat tahan karat (hanya diserang oleh asam fluor zat air).Baja Krom

anti karat menjadi dapat dilas baik dengan Ta.Titik lebur 3150 oC.Unsur

campuran dari logam keras. Berat jenisnya 16,6 N/mm3.

2.6. Pengecoran dengan Cetakan Pasir

Pada pengecoran dengan menggunakan pasir kebanyakan pasir yang

digunakan dalam pengecoran adalah pasir silika (SiO2). Pasirmerupakan produk

dari hancurnya batu-batuan dalam jangka waktu lama. Alasanpemakaian pasir

sebagai bahan cetakan adalah karena murah dan ketahanannya

terhadaptemperature tinggi. Ada dua jenis pasir yang umum digunakan yaitu



naturally bonded(banks sands) dan synthetic (lake sands). Karena komposisinya

mudah diatur, pasirsinetik lebih disukai oleh banyak industri pengecoran.Operasi

pengecoran dengan cetakan pasir melibatkan tahapan proses perancangan

produkcor, pembuatan pola dan inti, pembuatan cetakan, penuangan logam cair

danpembongkaran produk cor.

Peleburan logam pada umumnya mempunyai titik lebur diatas

12000C,maka tidak mudah untuk mendapatkan cetakan yang sanggup menekan

panasdiatas temperatur tersebut. Untuk itu pasir cetak yang baik harus memenuhi

persyaratan cetakan.Pengecoran dengan cetakan pasir melibatkan aktivitas-aktivitas

sepertimenempatkan pola dalam kumpulan pasir untuk membentuk rongga cetak,

membuatsistem saluran, mengisi rongga cetak dengan logam cair, membiarkan logam

cairmembeku, membongkar cetakan yang berisi produk coran membersihkan produk

cor. Hingga sekarang, proses pengecoran dengan cetakan pasir masih menjadi

andalanindustri pengecoran terutama industri-industri kecil.

Ada tiga jenis cetakan pasir yaitu green sand, cold-box dan no-bake mold.

Cetakan yang banyak digunakan dan paling murah adalah jenis green sand mold

(cetakan pasir basah).Kata “basah” dalam cetakan pasir basah berati pasir cetak

itu masih cukup mengandungair atau lembab ketika logam cair dituangkan ke

cetakan itu.

Istilah lain dalam cetakanpasir adalah skin dried. Cetakan ini sebelum

dituangkan logam cair terlebih dahulu permukaan dalam cetakan dipanaskan atau

dikeringkan. Karena itu kekuatan cetakan ini meningkat dan mampu untuk

diterapkan pada pengecoran produk-produk yang besar.

Dalam cetakan kotak dingin (box-cold-mold), pasir dicampur dengan

pengikat yangterbuat dari bahan organik dan in-organik dengan tujuan lebih

meningkatkan kekuatan cetakan. Akurasi dimensi lebih baik dari cetakan pasir

basah dan sebagai konsekuensinya jenis cetakan ini lebih mahal.

2.6.1 Syarat-syarat cetakan pasir

Cetakan pasir harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :

1. Mempunyai sifat mampu bentuk sehingga mudah dalam pembuatan

cetakandengan kekuatan yang cocok.



2. Permeabilitas (kemampuan pasir cetak untuk dialiri fluida tiap satuan luas

dalam waktu tertentu) yang cocok. Permeabilitas yang kurang baik akan

menyebabkan cacat coran seperti rongga penyusutan, gelembung gas, atau

kekasaran permukaan.

3. Distribusi besar butir yang cocok. Permukaan coran menjadi halus kalau coran

dibuat di dalam cetakan yang berbutir pasir halus, tetapi kalau terlalu halus gas

sulit untuk keluar sehingga dapat mengakibatkan cacat coran seperti

gelembung gas.

4. Tahan panas terhadap temperatur logam pada waktu penuanganl ogam.

5. Mampu dipakai lagi. Pasir harus dapat dipakai berulang-ulang supaya

ekonomis.

2.6.2 Terminologi Pengecoran dengan Cetakan Pasir

Gambar 2.4. Terminologi pada proses pengecoran dengan cetakan pasir

Secara umum cetakan harus memiliki bagian-bagian utama sebagai berikut :

1) Cavity (rongga cetakan), merupakan ruangan tempat logam cair yang

dituangkankedalam cetakan. Bentuk rongga ini sama dengan benda kerja

yang akan dicor. Ronggacetakan dibuat dengan menggunakan pola.

2) Core (inti),adalah suatu bentuk dari pasir yang dipasang pada rongga

cetakan untuk mencegah pengisian logam pada bagian yang seharusnya

berbentuk lubang atau berbentuk rongga dalam suatu coran Inti cetakan



yang digunakan untuk pengecoran besi cor dibuat dari pasir atau resin.

(Surdia, 2000:104). Contohnya lubang baut. Inti ini biasanya dibuat dari

pasir kali yang bersih yang dicampur dengan bahan pengikat dan

dipanaskan sehingga memperoleh kekuatan tertentu.

3) Gating sistem (sistem saluran masuk), merupakan saluran masuk

kerongga cetakandari saluran turun. Gating sistem suatu cetakan dapat

lebih dari satu, tergantung denganukuran rongga cetakan yang akan diisi

oleh logam cair.

4) Sprue (Saluran turun), merupakan saluran masuk dari luar dengan posisi

vertikal.Saluran ini juga dapat lebih dari satu, tergantung kecepatan

penuangan yang diinginkan.Pouring basin, merupakan lekukan pada

cetakan yang fungsi utamanya adalah untukmengurangi kecepatan logam

cair masuk langsung dari ladle ke sprue. Kecepatan aliranlogam yang

tinggi dapat terjadi erosi pada sprue dan terbawanya kotoran-kotoran

logamcair yang berasal dari tungku kerongga cetakan.

5) Raiser (penambah), merupakan cadangan logam cair yang berguna dalam

mengisikembali rongga cetakan bila terjadi penyusutan akibat solidifikasi.

2.7 Proses Peleburan Logam (Melting)

Peleburan logam merupakan aspek terpenting dalam operasi-operasi

pengecoran karena berpengaruh langsung pada kualitas produk cor. Pada proses

peleburan, mula-mula muatan yang terdiri dari logam, unsur-unsur paduan dan

material lainnya seperti fluks dan unsur pembentuk terak dimasukkan kedalam

tungku. Fluks adalah senyawa inorganic yang dapat “membersihkan” logam cair

dengan menghilangkan gas-gas yang ikut terlarut dan juga unsur-unsur pengotor

(impurities). Fluks memiliki beberpa kegunaan yang tergantung pada logam yang

dicairkan, seperti pada paduan alumunium terdapat cover fluxes (yang

menghalangi oksidasi dipermukaan alumunium cair),.Cleaning fluxes, drossing

fluxes, refining fluxes, dan wall cleaning fluxes.

Besi corsecara tradisional di cairkan dalam kupola, tetapi pencairan

dengan listrik dalam industri sekarang ini menjadi semakin meluas. Beberapa hal

yang mendasarinya adalah:



a. Mudah mengontrol komposisi dan temperatur.

b. Kehilangan logam yang sedikit.

c. Memungkinkan memakai logam bermutu rendah.

d. Mengurangi jumlah pekerja.

e. Memperbaiki persyaratan kerja.

Untuk mencairkan besi cor dipergunakan dua tipe tanur listrik, yaitu tanur

induksi dan tanur busur listrik. Dari dua jenis tanur tersebut tanur yang biasa

banyak dipakai adalah Tanur Induksi Frekuensi Rendah disebabkan karena tanur

ini murah dan operasinya mudah.

Tanur Induksi yang biasa dipakai adalah mempergunakan frekuensi 50

sampai 60 Hz, tetapi sekarang beberapa tanur mempergunakan frekuensi tiga kali

lupat (150 sampai 180 Hz). Tanur induksi dibagi menjadi dua jenis sesuai dengan

konstruksi dasarnya yaitu tanur krus atau jenis tak berinti dan tanur jenis saluran.

1. Tanur jenis krus

Tanur ini disebut juga tanur tak berinti. Ruangan tanur tempat logam

cair berbentuk krus seperti ditunjukkan dalam gambar 2.5. berikut.

Gambar 2.5. Tanur Induksi jenis Krus.

Lilitan kedua yang didinginkan air mengelilingi krus dan di luar lilitan

diletakkan juk yang terdiri dari pelat berlapis banyak, berfungsi untuk

memusatkan fluks magnet dan menahan lilitan.

2. Tanur jenis saluran

Ruangan tanur dibagi menjadi dua daerah, daerah pemanasan dan

daerah krus seperti ditunjukkan dalam gambar 2.6. Tanur digolongkan

menjadi beberapa jenis sesuai dengan letak dan jumlah inti. Pada



pokoknya, lilitan sekitar inti adalah lilitan pertama dan logam di dalam

saluran merupakan lilitan kedua.

Gambar 2.6. Tanur Induksi jenis Saluran.

Tanur jenis saluran mengambil tenaga listrik lebih sedikit, tetapi

memerlukan bahan tahan api yang netral berkualitas tinggi. Tanur ini

cocok untuk peleburan yang kontinue dan logam cair dapat dikeluarkan

dengan sudut kemiringan yang kecil. Karena konstruksinya, tanur ini tidak

dapat memualai bekerja dengan isi logam dingin, sehingga biasanya 20 –

30 % logam cair disisakan untuk memulai operasi berikutnya.

2.8 Proses Penuangan Logam

Penuangan adalah proses memasukkan cairan logam kedalam rongga cetak

yang terdapat pada cetakan. Proses ini merupakan puncak dari pembuatan tuangan

walaupun berlangsung dalam waktu yang sangat pendek. Dalam prosesini logam

cair yang dikeluarkan dari tanur akan diterima oleh ladel pembawa dan kemudian

dituangkan kedalam cetakan dengan menggunakan kowi (gayung)penuang. Kowi

(gayung) penuang biasanya berbentuk kerucut atau silinder. Ladel pembawa dan

Kowi (gayung) penuang tersebut terbuat dari plat baja danbagian dalamnya

dilapisi dengan batu tahan api.

Proses penuangan (pengecoran) ialah pengisian rongga cetakan dengan

bahan tuangan yang telah dileburkan (dicairkan), berbagai cara penuangan dapat

dilakukan sesuai dengan system pengecoran yang digunakan, seperti penuangan

pada cetakan pasir dilakukan dengan system penuangan menggunakan panci tuang

(ladle), dimana cetakan dibuat pada rangka cetak. Untuk pengecoran dengan



cetakan logam dimana bentuk luar dari cetakan itu sendiri telah didisain sesuai

dengan perencanaan dalam proses pengecorannya

2.9 Proses Pengerjaan Akhir

2.9.1 Pembongkaran dan Pembersihan Coran

Setelah proses penuangan selesai dan logam mengalami pembekuan

dalamwaktu yang cukup didalam cetakan selanjutnya kotak-kotak cetakan

dikosongkan atau dibongkar dan benda-benda coran dibersihkan dari pasir,

sertatukang cetak menyingkirkan saluran tuang dan penambah dengan martil

atauuntuk benda coran yang besar digunakan alat potong mesin. setelah itu

bendabendatuang dibawa ketempat-tempat pembersihan untuk menyingkirkan

brambramyang melekat pada benda hasil coran.

2.9.2 Pemeriksaan Hasil Coran

Pemeriksaan hasil coran dilakuakan untuk memelihara kualitas dari

coran,untuk menekan biaya dengan mengetahui terlebih dahulu produk yang

cacat. Pemeriksaan coran yang biasa dilakukan adalah pemeriksaan rupa yang

bertujuan untuk meneliti: ketidak teraturan,inklusi retak, retakan dan sebagainya

yang terdapat pada permukaan.

Pemeriksaan cacat dalam yang bertujuan untuk meneliti adanya cacat

seperti rongga udara, rongga penyusutan, inklusi, retakan dan sebagainya dalam

hasilcoran dengan jalan tanpa merusak atau

mematahkan yaitu dengan (sinar radiografi, kekuatan super sonik, dan magnit).

Pemeriksaan bahan yang bertujuanuntuk memeriksa ketidakteraturan bahan yang

diteliti dengan cara pengujianyang telah ditetapkan. Pemeriksaan merusak yang

dilakukan dengan cara mematahkan atau memotong produk hasil coran untuk

memastikan kualitas produk.

bab ii pengecoran

Documents