Raja Jovian Trisila_1306405686

8/17/2019 Raja Jovian Trisila_1306405686

1/12

Raja Jovian Trisila1306405686Pembentukan Logam - 01

Introduksi

Proses pengecoran dapat diklasfikasikan berdasarkan cetakannya, apakah permanenatau tidak. Untuk subkalsifikasinya, dapat dibedakan berdasarkan pola cetakan,

apakah permanen atau tidak. Pada cetakan yang tidak permanen, jenis cetakan dapat

diklasifikasikan lebih mendalam berdasarkan jenis ikatan yang menyusun cetakannya.

Untuk cetakan permanen, jenis cetakan dapat diklasifikasikan lebih mendalam

berdasarkan mekanisme lelehan logam memasuki cetakan. Di bawah ini merupakan

jenis-jenis pengecoran berdasarkan cetakannya.

Pasir Cetak ( expandable mold )

Metode pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir merupakan

salah satu proses pembentukan logam yang paling serba

guna. Metode pasir cetak d iklasifikasikan berdasarkan jenis ikatan

pada partikel pasir. Sand casting adalah proses pengecorandengan cetakan casting menggunakan bahan baku pasir. Proses

casting dengan menggunakan sand molding dinilai sebagai salah

satu proses pembentukan metal paling serbaguna dengan

keunggulan seperti dapat memproduksi benda cor dengan design, ukuran, bentuk

1 Casting Process| Departemen Teknik Meta urgi ! Materia - "016

8/17/2019 Raja Jovian Trisila_1306405686

2/12

Raja Jovian Trisila1306405686Pembentukan Logam - 01yang cukup bervariasi dan luas dengan hasil akhir yang berkualitas. etakan pasir

merupakan jenis cetakan sekali pakai ! expandable mold " karena cetakan pasir hanya

bisa digunakan untuk satu kali pengecoran. etakan akan dirusak saat pengambilan

benda coran yang sudah jadi. Pengecoran menggunakan sand molding masih banyak

dipakai karena keunggulannya yaitu murah, mudah didapatkan, dapat digunakan

kembali, memiliki kekuatan cukup tinggi, dapat memproduksi benda dengan berbagai

dimensi secara satuan maupun masal.

Disamping keunggulannya, sand casting memiliki beberapa kekurangan

antara lain cetakan pola rentan mengalami kerusakan pada saat penuangan logam cair,

design produk cor tidak bisa terlalu rumit, pada pembuatan pola tidak dapat

digunakan mesin mekanik, kekuatan produk hasil cor rendah, memerlukan proses

machining, kecepatan produksi rendah, dan tidak dapat memeriksa rongga cetakan

pasir.

#and casting terbagi menjadi tiga jenis cetakan yaitu cetakan pasir kering

!Dry-sand Molds", cetakan pasir basah !$reen-sand Molds", dan cetakan kulit kering

!#kin-dried Molds". Pada cetakan pasir kering digunakan bahan pengikat organik

pada cetakannya kemudian dibakar pada oven dengan temperatur %&&-'&& o .

Pembakaran ini bertujuan untuk membuat ikatan antar pasir kuat dan keras. $reen-

sand mold merupakan cetakan dengan pasir yang masih mengandung air. #kin-dried

mold adalah cetakan pasir dengan mengeringkan permukaannya sedalam (,%-%,) cm

pada permukaan rongga cetakannya. *enis pasir yang biasa digunakan untuk sand

casting adalah silika !#i+%" sebagai backing sand, irkon ! r+%" dan chromit

! e+. r%+'" sebagai facing sand.

/idak sembarang pasir dapat dijadikan sebagai sand molding pada proses

casting. 0eberapa syarat pasir sebagai cetakan yaitu1

(. Memiliki kekuatan yang baik dan mampu bentuk yang baik agar pada saat

cetakan pasir dipindah-pindah dan saat penuangan logam cair tidak

mengalami kerusakan.

" Casting Process| Departemen Teknik Meta urgi ! Materia - "016

8/17/2019 Raja Jovian Trisila_1306405686

3/12

Raja Jovian Trisila1306405686Pembentukan Logam - 01

%. Memiliki permeabilitas yang sesuai agar gas yang terperangkap pada cetakan

dapat melalui pasir maupun logam cair sehingga cacat seperti shringkage,

kekasaran permukaan dan gas entrapment dapat diminimalkan.

'. lowability baik supaya pasir dapat mengisi rongga-rongga cetakan dengan penuh, merata, dan seragam.

2. Pasir memiliki ketahanan temperatur tuang logam agar tidak rusak pada saat

penuangan logam cair.). Distribusi besar butir pasir harus cocok agar sesuai dengan permeabilitas

cetakan. #emakin halus butir pasir akan semakin halus produk cor. 3amun

tidak terlalu halus karena akan mempersulit gas untuk bebas.4. Memiliki sifat adhesive dan kohesif yang baik.5. Memiliki sifat colapsibility agar cetakan dapat dihancurkan saat sudah selesai

digunakan dan dapat direklamasi.6. etakan pasir memiliki koefisien muai rendah agar tidak terjadi pemuaian saat

penuangan logam cair.

#elain faktor karakteristik pasir sebagai penentu keberhasilan sand casting, sistem

saluran cetakan atau biasa disebut dengan gating system menjadi faktor penting juga.

$ating system suatu cetakan harus didesign dengan baik untuk meminimalisir cacat

yang terjadi. ungsi utama dari gating system untuk mentransfer logam cair dari

laddle menuju rongga cetakan dengan menghindari terjadinya turbulensi. Propertiesdari logam cair seperti viskositas dan densitasnya juga harus diketahui agar proses

penuangan berjalan dengan lancar. 0erikut adalah contoh design gating system yang

umum digunakan pada proses sand casting.

3 Casting Process| Departemen Teknik Meta urgi ! Materia - "016

8/17/2019 Raja Jovian Trisila_1306405686

4/12

Raja Jovian Trisila1306405686Pembentukan Logam - 01

$ambar Gating System Sand Casting

Gating system pada proses sand casting memiliki beberapa faktor penting,

yaitu 1

• Pouring /ime/ujuan utama penggunaan gating system adalah untuk mengalirkan lelehan

logam memenuhi cetakan pasir dengan waktu yang minimal. 7aktu penuangan lelehan logam yang terlalu lama akan membutuhkan suhu

penuangan yang tinggi dan jika waktu penunagan terlalu cepat akan

menghasilkan aliran yang turbulent di dalam cetakan. 7aktu penuangan

ditentukan oleh bahan cetakan, kerumitan desain cetakan, ketebalan, dan

ukuran cetakan. 0aja mengalami pelepasan panas yang cepat, sehingga

dibuthkan waktu penuangan yang cepat. #edangkan pada material logam

non ferrous , pelepasan panas berlangsung tidak terlalu cepat, sehingga waktu

penuangan yang dibutuhkan tidak terlalu cepat.o #teel asting

t 8 !%,2'') 9 &,':)' log W " √ W

4 Casting Process| Departemen Teknik Meta urgi ! Materia - "016

8/17/2019 Raja Jovian Trisila_1306405686

5/12

Raja Jovian Trisila1306405686Pembentukan Logam - 01

• hoke ;rea#etelah mendapatkan waktu penuangan yang optimal, dibutuhkan daerah yang

dapat mengontrol laju aliran lelehan logam dalam memasuki cetakan, daerah

tersebut dinamakan Choke Area . Choke Area terjadi di bagian bawah sprue ,oleh karena itu, gating system yang pertama kali harus ditentukan adalah

ukuran sprue dan kesesuainnya terhadap keseluruhan cetakan. Choke Area

dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 0ernoulli di bawah ini 1

A= W dtC√ 2 gH

Dimana ; 8 Choke Area , mm %

7 8 Massa cetakan,

8/17/2019 Raja Jovian Trisila_1306405686

6/12

Raja Jovian Trisila1306405686Pembentukan Logam - 01

• #prue 0ase 7ell

8/17/2019 Raja Jovian Trisila_1306405686

7/12

Raja Jovian Trisila1306405686Pembentukan Logam - 01

• Angate Ingate merupakan sebuah bendungan tanpa adanya pengurangan luas

permukaan aliran pada gate . Baju aliran lelehan logam yang melalui gate

bergantung kepada free height dari logam di dalam runner dan gate , dan

kecepatan lelehan logam yang mengalir di dalam runner . /erdapat beberapa

pertimbangan dalam menentukan posisi ingate pada cetakan, beberapa diantaranya adalah 1

o /idak boleh diletakan di dekat bagian cetakan yang menonjol untuk

mencegah hantaman pada dinding vertikal cetakan oleh aliran lelehan

logamo #ebaiknya diletakan di sepanjang sumbu longitudinal dinding cetakano /idak boleh diletakan di dekat alat pendingin ! chiller "o Buas permukaan ingate harus lebih kecil dari pada ketebalan paling

rendah dari cetakan, sehingga ingate akan tersoldifikasi terlebih

dahulu, sehinggan mencegah masuknya gas ke dalam proses.

$ambar. Angate pada #and asting

• #lag /rap #ystem

# Casting Process| Departemen Teknik Meta urgi ! Materia - "016

8/17/2019 Raja Jovian Trisila_1306405686

8/12

Raja Jovian Trisila1306405686Pembentukan Logam - 01

Pada proses pengecoran, produk yang C sound casting sangatn diharapkan,

oleh karena itu, penting untuk menghilangkan slag dan pengotor lain dari

lelehan logam sebelum memasuki cetakan. #elain menggunakan pouring

basin dan strainer cores , terdapat beberapa metode penghilangan pengotor

yang dapat dilakukan, yaitu 1o @unner E?tensiono 7hirl $ate

Investment Casting

Dalam metode pengecoran investment casting , lumpur keramik ditempelkan

pada sekeliling pola cetakan yang berbahan dasar lilin dan akan menghasilkan

pola cetakan yang dapat dihancuran ! disposable ". /erdapat % jenis proses pada

proses investment casting , yaitu solid investment dan ceramic shell casting .

Proses investment casting merupakan proses pengecoran yang presisi dengan

menggunakan pola dari lilin atau wax. Pola lilin dibuat dengan cetakan induk

dengan cara menuangkan lilin cair ke dalam cetakan. Pola tersebut berbentuk

beberapa part yang nantinya akan digabung untuk dibuat cetakan keramiknya.

Pola lilin atau yang biasa disebut C pattern tree dilapisi dengan cara pencelupan

ke bahan yang tahan api, misalnya ceramic slurry , untuk proses pembuatan

8 Casting Process| Departemen Teknik Meta urgi ! Materia - "016

8/17/2019 Raja Jovian Trisila_1306405686

9/12

Raja Jovian Trisila1306405686Pembentukan Logam - 01

cetakan.

8/17/2019 Raja Jovian Trisila_1306405686

10/12

Raja Jovian Trisila1306405686Pembentukan Logam - 01

$ambar. $ating #ystem pada Anvestment asting

$ambar. Proses Anvestment asting

Permanent Mold

Permanent mold pada proses pengecoran umumnya menggunakan bahan baku

berupa logam. Permanent mold casting sering dianggap serupa dengan gravity die

casting karena cairan logam akan masuk ke dalam cetakan berdasarkan gaya

gravitasi. Proses ini biasanya cocok digunakan pada industri yang memproduksi suatu

10 Casting Process| Departemen Teknik Meta urgi ! Materia - "016

8/17/2019 Raja Jovian Trisila_1306405686

11/12

Raja Jovian Trisila1306405686Pembentukan Logam - 01material secara masal. 0eberapa material yang dapat diproduksi dengan teknik ini

yaitu logam non ferrous seperti aluminum alloys, magnesium alloys, dan copper

alloys. *ika dibandingkan dengan sand casting, permanent mold casting dapat

memproduksi benda cor secara lebih seragam, toleransi dimensi yang mendekati

akurat, superior surface finish, kemungkinan porositas rendah dan sifat mekanis yang

lebih baik.

Disamping keunggulannya, permanent mold casting memiliki keterbatasan yaitu

tidak semua material dapat diproduksi menggunakan proses ini, tidak efisien untuk

produksi skala kecil, tidak dapat membuat bentuk terlalu rumit, diperlukan coating

untuk melindungi mold, peralatan yang mahal, dan waktu yang dibutuhkan cukup

lama.

0eberapa faktor yang mempengaruhi keberhasilan dalam permanent mold casting

yaitu suhu penuangan logam cair yang akan dicetak, ukuran dari cetakan, metode

pendinginan, material dari cetakan, jumlah benda coran per cetakan, gating system

dan biaya dari cetakan material. >al-hal tersebut harus diperhatikan untuk

memproduksi benda coran yang optimum dan efisien.

*enis gating system yang biasa digunakan pada permanent mold casting adalah

tipe hori ontal casting dan vertical casting. $ating system yang digunakan pada

proses ini masih memiliki parts yang sama pada gating system proses casting lainnya.

0erikut adalah design dari gating system permanent mold casting.

11 Casting Process| Departemen Teknik Meta urgi ! Materia - "016

8/17/2019 Raja Jovian Trisila_1306405686

12/12

Raja Jovian Trisila1306405686Pembentukan Logam - 01

%e&erensi'• ()M *o +15, Casting• Po er Point Pro&+ .ambang )u/arno, ating )2stem• /ttp' +custompartnet+com u )an Casting• /ttp' +progo +com gb es pub ications &ee ers7eng+p & • /ttp' +t/emeta casting+com gating-s2stem-t2pes+/tm• /ttp' e&oun r2+iitb+ac+in Tec/nica Papers issertations Do ar*o

g/asia"00$+p &

1" Casting Process| Departemen Teknik Meta urgi ! Materia - "016