Jumat, 23 Maret 2012

cetakan dan pasir cetak

Cetakan merupakan piranti penting untuk memberikan bentuk coran di dalam sebuah pengecoran. Umumnya bahan cetakan yang dipakai adalah pasir cetak. Jadi pasir cetak merupakan suatu bahan yang memiliki sifat-sifat tertentu yang dapat digunakan sebagai cetakan, sehingga tidak semua pasir dapat dijadikan pasir cetak.

Dapat dikatakan bahwa coran yang baik dihasilkan dari logam yang sesuai yang dituang ke dalam cetakan yang baik, yang terbuat dari pasir cetak yang baik pula.

Cetakan
Ada banyak jenis cetakan dan metoda pembuatan cetakan yang dapat dipakai pada proses pengecoran. Masing-masing jenis cetakan dan metoda pembuatannya masing-masing mempunyai batas kemampuan, keuntungan dan kerugiannya.
Ada beberapa faktor yang perlu diperhatikan pada pemilihan jenis cetakan dan proses pembuatannya, antara lain:
1.Ongkos modal peralatan dan bahan.
2.Ongkos kerja akhir cetakan agar siap dipakai, misalnya pembakaran, pengangkutan, dll.
3.Ketepatan ukuran dan dimensi coran.
4.pengendalian cetakan (polusi dan daur ulang bahan).
5.Ongkos proses pembuatan termasuk yield logam.
6.Ongkos pengerjaan akhir coran termasuk pemotongan, pengelasan, perlakuan panas, dan permesinan.
7.Jumlah coran per satuan waktu.
8.Luas dan besarnya lantai bengkel pengecoran.

Pada prinsipnya faktor-faktor tersebut diperhitungkan untuk memperoleh hasil guna yang tinggi dengan mutu logam yang sesuai dengan keinginan pemesan.
Umumnya pemilihan jenis cetakan dan metoda pembuatan cetakan pada proses pengecoran lebih ditekankan terhadap beberapa teknis dan pertimbangan ekonomisnya di samping faktor kemungkinan penerapan teknologi yang mampu digunakan.

Jenis-jenis cetakan tersebut antara lain :
a.Cetakan pasir basah (Green sand moulds)
b.Cetakan pasir muka kering (Skin dried moulds)
c.Cetakan pasir kering (Dry sand moulds)
d.Cetakan semen (Cemen process moulds)
e.Cetakan pasir proses CO2 (CO2 process moulds)
f.Cetakan pasir kulit kerang (Croning/Shell process moulds)
g.Cetakan pasir furan

Pasir Cetak
Cetakan pasir yang digunakan pada industri pengecoran logam dapat dibagi dalam dua bagian, yaitu cetakan pasir dengan bahan pengikat lempung dan cetakan pasir dengan bahan pengikat khusus seperti kaca, air, semen, dammar dan sebagainya. Pemilihan jenis pasir cetak biasanya disesuaikan dengan pemilihan cetakan yang akan dipakai yang memenuhi syarat-syarat kriteria dari pasir cetak itu sendiri.

Secara umum pasir yang dapat dijadikan sebagai pasir cetak perlu memperhatikan syarat-syarat sebagai berikut :
1.Memiliki sifat refraktori yang sangat baik
2.Permeabilitas yang cukup baik untuk melewatkan dengan cepat gas yag terjadi pada saat logam cair dituang ke dalam cetakan
3.Kekuatan yang cukup baik untuk menahan tekanan pada saat logam cair dituang ke dalam cetakan 
4.mampu cetaknya baik 
5.Mampu padatnya baik
6.Dapat digunakan ulang untuk cetakan
7.Mampu ambruk setelah penuangannya baik
8.Tahan panas terhadap temperatur logam yang dituang
9.Distribusi besar butir yang cocok
10.Mengalami peristiwa kimia dan fisika karena logam cair mempunyai temperatur yang tinggi
11.Tidak menimbulkan polusi
12.Pasir harus murah.

Pasir cetak yang memiliki sifat-sifat tersebut di atas secara umum diperoleh langsung dari alam dan dapat segera digunakan dalam pembuatan cetakan, atau mendapatkan perbaikan terlebih dahulu dengan menghilangkan atau menambah sebagian bahan pengganggu, dengan penambahan bahan-bahan tertentu atau dengan perlakuan khusus lainnya.
Untuk mengetahui sifat-sifat yang dimiliki pasir cetak harus dilakukan pengujian pasir pada pasir cetak tersebut. Pengujian pasir cetak yang dilakukan pada cetakan pasir basah untuk produk bushing ini adalah :
1.Pengujian kadar air.
2.Pengujian kadar lempung
3.Pengujian permeabilitas.
4.Pengujian kekuatan pasir (kekuatan tekan basah dan kekuatan geser).
5.Pengujian distribusi besar butir pasir.
6.Pengujian Surface Stability Index (SSI).
Dikutip dari:http://mantantukanginsinyur.blogspot.com

proses peleburan logam




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 danunsur 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
Tungku-tungku peleburan yang biasa digunakan dalam industri pengecoran logam adalah tungku busur listrik, tungku induksi, tungku krusibel, dan tungku kupola. Karakteristik masing-masing tungku peleburan adalah :
  1. Tungku busur listrik
  • laju peleburan tinggi ® laju produksi tinggi
  • polusi lebih rendah dibandingkan tungku-tungku lain
  • memiliki kemampuan menahan logam cair pada temperatur tertentu untuk jangka waktu lama untuk tujuan pemaduan
  1. Tungku induksi
o Khususnya digunakan pada industri pengecoran kecil
o Mampu mengatur komposisi kimia pada skala peleburan kecil
o Terdapat dua jenis tungku yaitu Coreless (frekuensi tinggi) dan core atau channel(frekuensi rendah, sekitar 60 Hz)
o Biasanya digunakan pada industri pengecoran logam-logam non-ferro
o Secara khusus dapat digunakan untuk keperluan superheating (memanaskan logam cair diatas temperatur cair normal untuk memperbaiki mampu alir), penahanan temperatur (menjaga logam cair pada temperatur konstan untuk jangka waktu lama, sehingga sangat cocok untuk aplikasi proses die-casting), dan duplexing/tungku parallel (menggunakan dua tungku seperti pada operasi pencairan logam dalam satu tungku dan memindahkannya ke tungku lain)
  1. Tungku krusibel
o Telah digunakan secara luas disepanjang sejarah peleburan logam. Proses pemanasan dibantu oleh pemakaian berbagai jenis bahan bakar.
o Tungku ini bias dalam keadaan diam, dimiringkan atau juga dapat dipindah-pindahkan
o Dapat diaplikasikan pada logam-logam ferro dan non-ferro


2.           Tungku kupola
o Tungku ini terdiri dari suatu saluran/bejana baja vertical yang didalamnya terdapat susunan bata tahan api
o Muatan terdiri dari susunan atau lapisan logam, kokas dan fluks
o Kupola dapat beroperasi secara kontinu, menghasilkan logam cair dalam jumlah besar dan laju peleburan tinggi
Muatan Kupola
1. Besi kasar (20 % - 30 %)
2. Skrap baja (30 % - 40 %)
Kadar karbon dan siliko yang rendah adalah menguntungkan untuk mendapat coran dengan prosentase Carbon dan Si yang terbatas. Untuk besi cor kekuatan tinggi ditambahkan dalam jumlah yang banyak.
3. Skrap balik
Yang dimaksud skrap balik adalah coran yang cacat, bekas penambah, saluran turun, saluran masuk atau skrap balik yang dibeli dari pabrik pengecoran.
4. Paduan besi
Paduan besi seperti Fe-Si, Fe-Mn ditambahkan untuk mengatur komposisi. Prosentase karbon berkurang karena oksidasi logam cair dalam cerobong dan pengarbonan yang disebabkan oleh reaksi antar logam cair dengan kokas. Prosentase karbon terutama diatur oleh perbandingan besi kasar dan skrap baja. Tambahan harus dimasukkan dalam perhitungan untuk mengimbangi kehilangan pada saat peleburan. Penambahan dimasukkan 10 sampai 20 % untuk Si dan 15 sampai 30 % untuk Mn.
Prosentase steel bertambah karena pengambilan steel dari kokas. Peningkatan kadar belerang (steel) yang diperbolehkan biasanya 0,1 %

Syarat-syarat pasir cetak


Berikut syarat-syarat yang harus ada dalam pasir cetak untuk pengecoran pasir,Pasir yang dipakai  harus memiliki bentuk dan ukuran yang halus dan bulat serta memiliki syarat-syarat sebagai berikut :
1.      Kemampuan pembentukan : sifat ini memungkinkan pasir cetak bisa mengisi semua sisi dan ujung dari pola sehingga menjamin bahwa hasil coran memiliki dimensi yang benar.
2.      Plastisitas : bisa bergerak naik maupun turun mengisi rongga-rongga yang kosong.
3.      Kekuatan basah: kekuatan ini menjamin cetakan tidak hancur/rusak ketika diisi dengan cairan logam ataupun ketika dipindah-pindahkan.
4.      Kekuatan kering: kekuatan ini diperlukan pada saat cetakan mengering karena perpindahan panas dengan cairan logam.
5.   Permeabilitas : kemampuan cetakan untuk membebaskan udara panas dan gas dari dalam cetakan selama operasi pengecoran melalui celah-celah pasir cetak.
Dikutip dari:http://boxkoe.blogspot.com

Macam-macam pengecoran

 PERMANENT MOLD CASTING

Jenis pengecoran ini , cetakannnya dapat dipakai berulang kali (terbuat dari logam dan grafit). Pengecoran ini dikhususkan untuk pengecoran logam non ferrous dan paduan.

Kualitas pengecoran ini tergantung dari kualitas mold, umumnya dikerjakan dengan machining untuk mendapatkan kualitas yang bagus maka dikerjakan dengan proses machining yang memiliki keakuratan yang tinggi

Advantage Permanent Mold Casting:
1. Produksi Tinggi
2. Cetakan dapat dipakai berulang kali
3. Dalam operasinya tidak diperlukan tenaga ahli
4. Ketelitian produk lebih baik daripada sand casting
5. Tidak memerlukan proses lanjutan

Disadvantage Permanent Mold Casting:
1. Harga cetakan mahal
2. Perlu perhitungan yang tepat dalam mengerjakan cetakan
3. cetakan untuk satu macam produk
4. ukuran produk kecil dan sederhana
5. tidak dapat mengecor baja

* CENTRIFUGAL CASTING

Prinsip: Menuangkan logam cair ke dalam cetakan yang berputar dan akibat gaya centrifugal logam cair akan termampatkan sehingga diperoleh benda kerja tanpa cacat.
Pengecoran ini digunakan secara intensif untuk pengecoran plastik , keramik, beton dan
semua logam.

Advantage Centriugal Casting:
1. Riser tidak diperlukan
2. Produk yang berlekuk-lekuk dapat diproses dengan kualitas permukaan baik
3. toleransi dimensi kecil
4. ketebalan benda kerja uniform

Disadvantage Centrifugal Casting:
1. Harga peralatan mahal
2. Biaya maintenance mahal
3. Laju produksi rendah
4. One product in one mold
5. Gaya centrifugal besar

Pengecoran Centrifugal dapat dibagi 2 macam , yaitu:
A. Pengecoran Centrifugal Mendatar
B. Pengecoran Centrifugal Vertikal

INVESTMENT CASTING

Proses pengecoran dengan pola tertanam dalam rangka cetak , kemudian pola dihilangkan dengan cara pemanasan sehingga diperoleh rongga cetak.

Pola biasanya terbuat dari lilin (wax) , plastik atau mateial yang mudah meleleh . Pengecoran ini sering juga disebut WAX LOST CASTING.

Proses Pengecoran ini Dibagi 2 Macam:
A. Investment Flask Casting
B. Investment Sheel Casting

Prosedur Investment Casting:
1. Membuat Master Pattern
2. Membuat Master Die
3. Membuat Wax Pattern 4
4. Melapisi Wax Pattern
5. Mengeluarkan Wax Pattern dari Mold
6. Preheat Mold
7. Menuangkan logam cair
8. Mengeluarkan Produk

Proses yang termasuk juga Investment Casting adalah FULL MOLD PROCESS atau LOST FOAM PROCESS. Bahan Pattern biasanya Expanded Polystyrene.

DIE CASTING

Proses ini mempergunakan tekanan dalam memasukkan logam cair ke dalam rongga cetakan dan dengan dibawah tekanan dibiarkan membeku .
Die Casting umumnya untuk logam non Ferrous dan paduan . Die biasanya terbuar dari baja yang dikeraskan.

Advantage Die Casting
1. Ukuran dan bentuk benda sangat tepat
2. Jarang menggunakan proses finishing
3. Baik untuk produksi massal
4. Waste material rendah.

Disadvantage Die Casting
1. Harga mesin dan cetakan mahal
2. Bentuk benda kerja sederhana
3. Benda kerja harus segera dikeluarkan
4. Berat dan ukuran produk terbatas
5. Umur cetakan menurun

Berdasarkan prosesnya , Die Casting dapat dikelompokkan 2 jenis:
A. Hot Chamber Die Casting
B. Cold Chamber Die Casting

HOT CHAMBER DIE CASTING

Pada proses ini , tungku pencair logam jadi satu dengan mesin cetak dan silinder injeksi terendam dalam logam cair. Silinder injeksi digerakkan secara pneumatik atau hidrolik. Pada umumnya Die Casting jenis ini hanya cicik untuk deng, timah putih, timbal dan paduannya.

Pada mesin ini mempunyai komponen utama : silinder plunger , leher angsa (goose neck) dan nozzle.

Logam cair ditekan ke dalam rongga cetakan dengan tekanan tetap dipertahankan salama pembekuan terjadi. Leher angsa yang terendam logam cair sewaktu plunger pada kedudukan teratas . Kemudian logam cair diinjeksikan ke rongga cetakan dengan amat cepat.

COLD CHAMBER DIE CASTING

Pada mesin cetak ini, tungkunya terpisah dari mesinnya. Mesin membutuhkan tekanan yang lebih besar untuk menutup cetakan dan pengisian rongga cetakan.

M = Massa Benda Coran
N = Jumlah Produk Yang DiproduksiW=M[1+(N-1)(1-0.3 x o.95) + 0.3 x 0.05]
W=200 [ 1+(3000-1)(1-0.285) +0.015]
W=429.060 gramJadi total aluminium yang harus disediakan 429,06 kg

Cara kerja mesin ini, dimulai dari pencairan logam cair kemudian dituangkan ke dalam plunger yang berdekatan dengan cetakan, baru dilakukan penekanan secara hidrolis . Proses ini biasanya cocok untuk logam-logam yang memiliki temperatur leleh tinggi, misalnya aluminium dan magnesium.

The Advantage of Cold Chamber Die Casting:
1. Produk yang dibuat Hot Chamber bisa dibuat di sini
2. Tidak terjadi serangan panas dari logam cair pada bagian mesin
3. Dapat dioperasikan pada tekanan tinggi
4. Kualitas benda kerja dapat dikontrol

The Disadvantage of Cold Chamber Die Casting
1. Diperlukan alat bantu
2. Siklus kerja lebih lama
3. Kemungkinan cacat cukup besar

INJECTION MOLDING

Perbedaan dengan Die Casting adalah cara material diumpankan dan msuk ke rongga cetakan . Injection molding dikhususkan untuk material non logam , mis gelas, plastik dan karet.

Butiran plastik dimasukkan dalam hopper kemudian feed screw butiran plastik dipanaskan oleh elemen pemanas kemudian pada waktu sampai di nozzle sudah berupa cairan plastik dan cairan plastik ditekan masuk ke rongga cetakan . Die pada injection casting dilengkapi dengan sistem pendingin untuk membentu proses pembekuan (solidifikasi).

BLOW MOLDING

Proses ini digunakan untuk produk plastik, gelas dan karet , seperti botol plastik, gelas minuman, nipple karet, gelas kendi , dsb.

Proses ini diawali dengan pembuatan parison (gumpalan cair dalam bentuk penampang pipa) dan dimasukkan ke mesin cetak tiup . Kemudian udara ditiup masuk melalui lubang penampang pipa, karena desakan udara maka gumpalan tadi akan menyesuaikan dengan bentuk cetakan dan dibiarkan sampai menjadi padat.

The Advantage of Injection Molding
1. Keakuratan dimensi tinggi
2. Kualitas permukaan baik
3. Siklus kerja pendek

The anAdvantage of Injection Molding
1. Harga mesin mahal
2. Ekonomis untuk produksi massal

Dikutip dari:http://www.gudangmateri.com

Pengertian pengecoran logam



Pengecoran adalah suatu proses manufaktur yang menggunakan logam cair dan cetakan untuk menghasilkan parts dengan bentuk yang mendekati bentuk geometri akhir produk jadi. Logam cair akan dituangkan atau ditekan ke dalam cetakan yang memiliki rongga sesuai dengan bentuk yang diinginkan.

Setelah logam cair memenuhi rongga dan kembali ke bentuk padat, selanjutnya cetakan disingkirkan dan hasil cor dapat digunakan untuk proses sekunder. Pasir hijau untuk pengecoran digunakan sekitar 75 percent dari 23 million tons coran yang diproduksi dalam USA setiap tahunnya.

Proses pengecoran sendiri dibedakan menjadi dua macam, yaitu traditional casting dan non-traditional/contemporary casting.

Teknik traditional terdiri atas :
1. Sand-Mold Casting
2. Dry-Sand Casting
3. Shell-Mold Casting
4. Full-Mold Casting
5. Cement-Mold Casting
6. Vacuum-Mold Casting

Sedangkan teknik non-traditional terbagi atas :
1. High-Pressure Die Casting
2. Permanent-Mold Casting
3. Centrifugal Casting
4. Plaster-Mold Casting
5. Investment Casting
6. Solid-Ceramic Casting

Perbedaan secara mendasar di antara keduanya adalah bahwa contemporary casting tidak bergantung pada pasir dalam pembuatan cetakannya. Perbedaan lainnya adalah bahwa contemporary casting biasanya digunakan untuk menghasilkan produk dengan geometriyang kecil relatif dibandingkan bila menggunakan traditional casting.

Hasil coran non-traditional casting juga tidak memerlukan proses tambahan untuk penyelesaian permukaan.

Jenis logam yang kebanyakan digunakan di dalam proses pengecoran adalah logam besi bersama-sama dengan aluminium, kuningan, perak, dan beberapa material non logam lainnya.

Dikutip dari:http://www.gudangmateri.com