Download - Pengujian Produk Coran
Pengujian Produk Coran Page 1 of 17
PENGUJIAN PRODUK CORAN( KONTROL KUALITAS )
Pengujian Produk Coran Page 2 of 17
8.1 Pendahuluan
Unit ini menjelaskan beberapa metoda pengujian yang digunakan pada produk
coran, seperti pemeriksaan secara visual, pemeriksaan komposisi kimia, pengujian
merusak (destructive test) meliputi pengujian tarik dan pengujian kekerasan serta
pengujian tanpa merusak (non-destructive test) meliputi pengujian dye penerant magnetic
flaw detection, ultarasonic, dan pengujian radiography. Proses pengujian ini
dilaksanakan setelah seluruh rangkaian proses pengecoran selesai dilakukan, tujuannya
adalah untuk memeriksa dan mengontrol kualitas dari produk coran sehingga hasilnya
sesuai dengan yang diinginkan.
8.2 Proses Pemeriksaan dan Pengujian Logam
Proses pemeriksaan (inspections) atau kontrol kualitas terhadap produk coran
pada umumnya dapat dilakukan dengan dua metoda yaitu dengan metoda pengujian
tanpa merusak dan pengujian merusak. Contoh pengujian tanpa merusak diantaranya
adalah pemeriksaan visual, pengujian dye penetrant, magnetic particle, ultrasonic, dan
radiography Fungsinya adalah untuk mendeteksi jenis cacat yang tampak secara nyata
dipermukaan (jenis-jenis cacat dapat dilihat pada tabel 8.1) dan cacat pada bagian dalam
produk coran. Sedangkan untuk mengetahui sifat mekanik dari produk coran dapat
dilakukan dengan pengujian merusak diantaranya adalah pengujian tarik dan pengujian
kekerasan.
a. Pengujian tanpa merusak (non-destructive test)
Pemeriksaan Visual
Pemeriksaan visual terhadap produk coran yang rutin dilakukan pada umumnya adalah
pengecekan terhadap bentuk, ukuran, cacat luar (external defect) dan kualitas permukaan.
Bentuk dan ukuran
Pemerikasaan visual terhadap bentuk produk coran dilakukan untuk memastikan bahwa
tidak ada bagian-bagian dari produk coran yang rusak akibat dari kesalahan proses
sebelum pengecoran (contohnya moulding errors), pada saat proses pengecoran
(misalnya short running) atau kesalahan pada saat proses fettling (proses pemotongan sisa
sistem saluran pada produk coran yang telah membeku). Kekasaran dan cacat-cacat
permukaan yang serius pada produk coran dapat diamati pada tahapan ini.
Pengujian Produk Coran Page 3 of 17
Pemeriksaan ukuran/dimensi terhadap produk coran disesuaikan dengan gambar,
biasanya pada gambar tersebut telah dilengkapi ukuran-ukuran toleransi dari produk
coran.
Kualitas permukaan
Untuk mengetahui kualitas permukaan produk coran dapat dilakukan dengan
menggunakan standar kuantitatif (quantitative standards) dan standar numerik
(numerical standards). Pemeriksaan kualitas permukaan dengan menggunakan standar
kuantitatif dilakukan dengan membandingkan bentuk permukaan hasil produk coran
dengan bentuk permukaan yang ada pada standar secara visual. Sedangkan Pemeriksaan
kualitas permukaan dengan menggunakan standar numerik dilakukan dengan
menggunakan alat pengukur kekasaran permukaan.
Tabel 9.1 Bentuk cacat pengecoran dan penanganannya.
Contoh kasus dan fenomena cacat Antisipasi cacat
Cacat Deskripsi
Inklusi pasir Cacat inklusi pasir ini
terjadi karena pasir cetak
yang ada di sekitar bagian
depan ingate terbawa oleh
aliran logam cair kedalam
rongga cetak.
Cacat inklusi pasir ini
terjadi karena cetakan
yang rontok pada saat
cope dan drag dirakit,
bagian yang rontok akan
terangkat kepermukaan
coran.
Cacat inklusi pasir jenis
ini terjadi karena adanya
bagian inti yang rontok
1. keringkan cetakan
dengan baik.
2. tumbuk pasir dengan
cukup kuat
1. tumbuk pasir dengan
kuat.
2. persiapkan cetakan
dengan baik.
3. posisikan cetakan
dengan hati-hati.
1. gunakan inti yang kuat.
2. tekan pasir dengan kuat
dalam core box.
Pengujian Produk Coran Page 4 of 17
dan terangkat
kepermukaan hingga
bagian kosong inti
tersebut terisi oleh logam
cair.
3. pasangkan inti dengan
hati-hati dalam dudukan
pada cetakannya
Scabs
A. Cacat ini terjadi akibat
ada ekspansi bagian
cetakan yang terapung
dan menempel ke bagian
atas cetakan. Bagian
cetakan yang terangkat
akan terisi oleh logam
cair.
1. tumbuk pasir hingga
ramping dan merata.
Lubang gas B. Cacat lubang gas ini
terjadi akibat adanya gas
yang terbentuk pada saat
logan cair mengalami
solidifi-kasi hingga gas
tersebut terjebak dalam
coran. Bagian dalam
lubang gas ini
permukaanya halus.
Selain itu cacat lubang
gas ini dapat diakibatkan
oleh reaksi bahan
cetakan akibat kontak
dengan logam cair dan
udara bagian dalam
rongga yang bercampur
dengan logam cair yang
mengisinya.
1. lakukan penekanan pasir
cetak hingga kekerasan
cetakan cukup merata.
2. membuat lubang
ventilasi pada cetakan.
3. cetakan harus benar-
benar kering.
Pengujian Produk Coran Page 5 of 17
Rongga udara
C. Cacat rongga udara ini
terbentuk karena adanya
keseimbangan antara
tekanan balik cetakan
terhadap tekanan gas
yang terdapat dalam
logam cair. Hal ini juga
disebabkan karena
permebilitas yang
rendah dan banyaknya
gas yang terbentuk
dalamwaktu yang
singkat.
1. lakukan penekanan pasir
cetak hingga kekerasan
cetakan cukup merata.
2. cetakan harus benar-
benar kering.
3. membuat lubang
ventilasi pada cetakan.
4. pada saat penuangan
usahakan tidak mengalir
kedalam lubang
ventilasi.
Lubang jarum D. Cacat ini berbentuk
lubang-lubang kecil
yang ada pada
permukaan dan bagian
dalam coran dengan
diameter kurang dari 2-3
mm. Lubang-lubang ini
terbentuk karena adanya
gas yang terbentuk saat
solidifikasi dan gas yang
terbentuk akibat
dokomposisi,penguapan
atau reaksi dari bahan
cetakan dengan logam
cair.
1. lakukan penekanan pasir
cetak hingga kekerasan
cetakan cukup merata.
2. cetakan harus benar-
benar kering.
3. membuat lubang
ventilasi pada cetakan.
4. keringkan cetakan dan
repair dengan baik.
Pengujian Produk Coran Page 6 of 17
Retak regangan
E. Cacat retak ini terjadi
karena pada coran
terdapat tegangan dalam
yang terbentuk saat
solidifikasi.
1. tekan pasir dengan kuat
dan merata hingga
ramping.
2. gunakan inti besi yang
ramping lebih banyak.
Pasir terbakar F. Cacat ini terbentuk dari
campuran antara logam
dan pasir yang
menempel pada
permukaan coran akibat
pasir yang digunakan
memiliki titik sinter
yang rendah.
1. tekan pasir hingga
kokoh.
Ekor tikus G. Cacat ini terjadi akibat
ekspansi cetakan yang
kontak dengan logam
cair dan terjadi penetrasi
logam cair kedalam
cetakan hingga logam
mengalami solidifikasi
dalam bentuk
penetrasinya tersebut.
1. Tekan pasir hinnga
kekerasanya merata.
Misrun H. Cacat ini terjadi akibat
dimensi coran yang
terlalu tipis, temperatur
poring terlalu rendah
dan dapat disebabkan
juga karena desain
saluran yang tidak layak.
1. tekan pasir dengan
lembut hingga
kekerasanya merata.
2. lakukan preheat yang
cukup jika terdapat
chillir/chaplet pada
cetakan.
Pengujian Produk Coran Page 7 of 17
Permukaan
kasar
I. Cacat ini terjadi karena
penetrasi logam cair
terhadap permukaan
cetakan secara merata
dan kecil-kecil.
Penyebab terjadinya
antara lain temperatur
logam cair ynag terlalu
tinggi, butir pasir yang
terlalu besar, dan
cetakan yang terlalu
lunak.
1. tekan pasir hingga
kokoh.
2. ganti material pencuci.
3. pasir muka harus di
lakukan pengayakan.
Salah dimensi
J. Cacat ini terjadi akibat
cetakan yang terlalu
sempit, hingga coran
tidak menyusut dengan
bebas dan akibatnya
terjadi dimensi yang
salah pada produk cor.
Salah dimensi dapat
juga disebabkan oleh
pola yang sudah tidak
presisi hingga cetakan
yang dihasilkan tidak
layak.
1. buat inti besi yang
ramping.
2. tekan pasir dengan
lembut.
3. lakukan pemeriksaan
dan maintenance yang
kontinu terhadap pola.
Pertemuan
dingin K. Cacat ini terjadi karena
adanya logam cair yang
membeku sebelum
cairanya menentuh
bagian cairan lainya
hingga antara dua
1. kondisikan temperatur
dan waktu pouring yang
tepat.
2. jika mengunakan chaplet
logam maka bersihkan
karat dan pastikan
Pengujian Produk Coran Page 8 of 17
padatan logam tersebut
memiliki garis batas
permukaan padatanya
atau pada bagian yang
memiliki chaplet dan
tidak terisi dengan baik.
Hal ini desebabkan
karena temperatur
pouring yang rendah dan
waktu pouring yang
terlalu lama.
chaplet itu kering.
cetakan geser /
shift L. Cacat ini terjadi akibat
kurang tepatnya
pemasangan cetakan
hingga posisinya tidak
sesuai. Akibatnya
produk cor memiliki
dimensi yang tidak
sesuai.
1. pasangkan cope dan
drag dengan hati-hati
dan posisikan keduanya
pada garis sumbu yang
sama.
2. gunakan pin pada flask
dengan baik.
Sirip / Fins
M. Cacat ini terjadi akibat
posisi inti dan cetakan
kurang pas hingga
terdapat celah antara
yang akan terisi oleh
logam cair dan akan
terbentuk Fins atau plat
pipih.
1. kondisikan supaya
permukaan cetakan
mulus.
2. buat dudukan inti / core
print yang pas dengan
intinya.
Pengujian Produk Coran Page 9 of 17
Moving / Swells N. Cacat ini terjadi akibat
inti terangkat karena
adanya tekanan
ferrostatic dari logam
cair.
1. tekan pasir hingga
cukup kuat untuk
menahan tekanan
ferrostatic tersebut.
Pemeriksaan Komposisi Kimia
Pemeriksaan ini bertujuan untuk mengetahui komposisi kimia dari produk coran sesuai
atau tidak dengan komposisi kimia yang diinginkan atau ditentukan. Komposisi ini
biasanya ditetapkan berdasarkan batasan-batasan unsur paduan utama dan unsur pengotor.
Pemeriksaan ini dapat dilakukan dengan menggunakan analisa basah atau dengan
menggunakan alat seperti spectrographic.
Dye penetrant
Pengujian ini digunakan untuk mendeteksi cacat permukaan seperti retakan-retakan pada
material yang tidak berpori (non-porous materials) yang tidak terlihat secara visual.
Pengujian ini terdiri dari beberapa tahapan proses, yaitu:
1. Persiapan permukaan pada material yang akan di uji.
2. Mengaplikasikan cairan penetrant di atas permukaan material yang akan di uji.
3. Pembersihan cairan penetrant yang berlebih pada permukaan material.
4. Mengaplikasikan developer.
5. Pemeriksaan visual.
Tahapan proses diatas dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Pengujian Produk Coran Page 10 of 17
Gambar 9.1 tahapan-tahapan proses pengujian dengan metoda dye penetrant.
Magnetic flaw detection
Pengujian magnetic particle adalah sebuah metoda atau cara untuk mengetahui cacat-
cacat seperti retakan pada permukaan dan di bawah permukaan material logam yang
bersifat ferro-maknetis (ferromagnetic). Prosesnya yaitu dengan cara memberikan
pengaruh medan maknet pada material ferro-maknetis dan menebarkan partikel-partikel
besi di atas permukaan material. Permukaan yang tidak sempurna atau cacat akan
mengubah medan maknet dan partikel-partikel besi akan terkonsentrasi/berkumpul di
dekat daerah yang terputus (cacat). Konsep proses pemeriksaan dapat dilhat pada gambar
di bawah ini.
Gambar 9.2 Contoh pengujian magnetic particle.
Pengujian Produk Coran Page 11 of 17
Ultrasonic
Pemerikasaan ini bertujuan untuk mengetahui cacat yang yang berada di dalam produk
coran seperti retakan (crack), inklusi dan porositas. Pada umumnya, alat pengujian
ultrasonic terdiri dari 3 komponen dasar yaitu:
Peralatan, tranducers dan standard kalibrasi.
Gambar 9.3 pengujian ultrasonic dengan teknik pulse-echo.
Radiography
Pemerikasaan ini bertujuan untuk mengetahui cacat yang yang berada di dalam produk
coran dengan menggunakan radiasi sinar-x atau sinar gamma. Sumber radiasi dihasilkan
dari mesin sinar-x atau radioaktif isotope. Radiasi diarahkan langsung pada produk coran
di atas film. Hasilnya diperlihatkan pada film berupa bayangan (Shadowgraph) seperti
pada gambar di bawah ini.
Gambar 9.4 prinsip umum pengujian radiography.
Pengujian Produk Coran Page 12 of 17
b. Pengujian Merusak (Destructive Test )
Pengujian tarik
Pengujian tarik adalah salah satu pengujian mekanik yang bertujuan untuk mengetahui
sifat-sifat mekanik dari suatu logam/paduannya, yaitu meliputi:
Kekuatan Tarik (Tensile Strength) : Su
Kekuatan Luluh (Yield Strength) : Sy
Modulus Elastisitas : E
Perpanjangan (Elongation) : e
Reduksi Penampang (Reduction in Area) : q
Selain itu pengujian tarik dilakukan untuk mengetahui:
Persamaan tegangan alir : = K n
Koefisien pengerasan regangan : n
Perbandingan regangan plastis : R
Pada umumnya spesimen uji tarik dibuat menurut bentuk dan ukuran yang distandarkan,
misalnya menurut ASTM, JIS, DIN, SNI dan lain-lain.
Pengujian tarik dilakukan dengan menggerakkan balok palang mesin uji (cross head)
dengan kecepatan konstan. Kurva yang langsung diperoleh dari mesin menyatakan
hubungan antara gaya tarik dengan perubahan panjang (Gambar 9.5).
Gambar 9.5 Diagram gaya tarik terhadap perubahan panjang.
Perubahan panjang, Δl,mm
Beb
an
,F
,k
g
Deformasi seragamTotal perpanjangan
Deformasitidak
seragam
Pengujian Produk Coran Page 13 of 17
Dari kurva tersebut kemudian dihitung besarnya tegangan teknis dan regangan teknis
sehingga didapatkan kurva teknis (Gambar 9.6).
Gambar 9.6 Kurva tegangan teknis regangan teknis.
Dari kurva tegangan teknis–regangan teknis tersebut menghasilkan data sbb:
Kekuatan Tarik (Tensile Strength) :
O
UU
A
FS
Kekuatan Luluh (Yield Strength) :
O
y
yA
FS Gambar 9.7 Metoda Offset.
Untuk material yang tidak menunjukkan batas luluh yang jelas (material selain baja
karbon rendah) maka kekuatan luluhnya dicari dengan menggunakan metoda offset yaitu:
0,2% atau 0,5% seperti terlihat pada Gambar 9.7.
Pengujian Produk Coran Page 14 of 17
Perpanjangan (Elongation) :
%1000
0x
L
LLe
f
Reduksi Penampang (Reduction in Area) :
%1000
0x
A
AAq
f
Modulus Elastisitas :
e
StgE
y (Daerah Elastis)
Gambar 9.8 Necking (pengecilan setempat).
Secara umum mesin pengujian tarik dibagi dalam 3 kelompok yang didasarkan pada
sistem kendalinya yaitu:
Mesin uji tarik kendali beban (Mesin Hidrolik)
Mesin uji tarik kendali gerak (Mesin Ulir Penggerak / Mekanik)
Mesin uji tarik kendali gerak dan beban (Mesin Servo Hidrolik)
Semua mesin uji selama pengujian tarik berlangsung, kecepatan kepala silang konstan
yang menyatakan laju regang total () dengan kecepatan kepala silang 2 - 5 mm/menit
Necking
Pengujian Produk Coran Page 15 of 17
dan mempunyai pengaruh yang besar terhadap bentuk diagram gaya, perubahan panjang
dan terhadap perilaku perpatahan. Mesin ulir mekanik akan menampilkan titik luluh atas
dan bawah serta titik-titik tersebut tidak akan tampak pada mesin hidrolik, tetapi hanya
besarnya perpanjangan pada beban tertentu dapat ditampilkan (Gambar 9.8).
Gambar 9.9 Mesin uji tarik.
Pengujian Kekerasan
Tujuan dari pengujian kekerasan adalah untuk mengetahui harga kekerasan dari suatu
meterial. Kekerasan merupakan ketahanan suatu meterial terhadap deformasi plastis.
Kekerasan dari suatu material ini merupakan salah satu sifat mekanik yang erat kaitannya
dengan ketahanan aus. Berdasarkan cara pengujian kekerasan, maka ada 3 jenis metoda
kekerasan, yaitu:
Metoda gores (Scratch)
Metoda pantulan
Metoda penekanan (indentation)
Metoda gores banyak dipakai oleh para ahli mineralogi dengan nilai kekerasan 1 sampai
dengan 10 atau dikenal skala Mohs:
1. Talk
2. Gibs
3. Calsite
4. Flourite
Pengujian Produk Coran Page 16 of 17
5. Apatite
6. Orthoclase
7. Quartz
8. Topaz
9. Corundum
10.Intan
Metoda pantulan menggunakan suatu indentor yang dijatuh bebaskan pada permukaan
logam. Nilai kekerasan diperoleh dari tinggi pantulan yang diartikan sebagai energi
tumbukan atau energi yang diserap oleh material untuk berdeformasi plastis. Alatnya
adalah Skleroskop.
Metoda penekanan (indentasi), yaitu pada permukaan yang rata dilakukan penekanan
dengan menggunakan indentor (penekan). Beban yang digunakan untuk setiap jenis
material adalah berbeda dan tergantung pada metoda pengujian yang dilakukan. Ada
beberapa jenis pengujian kekerasan dengan metoda indentasi, yaitu:
Pengujian kekerasan Brinell (th 1900)
Pengujian kekerasan Rockwell (1931)
Pengujian kekerasan Vickers (th 1925)
Pengujian kekerasan Knoop
Pengujian Kekerasan Poldi Hammer
Setiap jenis pengujian kekerasan tersebut mempunyai jenis indentor dan beban yang
berbeda-beda seperti terlihat pada tabel di bawah ini. Kekerasan logam (terutama baja)
mempunyai hubungan dengan kekuatan tarik sehingga pengujian kekerasan ini juga dapat
memperkirakan kekuatan tarik dari suatu material.
Pengujian Produk Coran Page 17 of 17
Tabel 9.2 Jenis pengujian kekerasan dengan metoda indentasi