BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Kajian Pustaka
Aluminium merupakan salah satu material yang sangat banyak di pergunakan dalam bidang teknik, namun sangat jarang dipergunakan dalam kondisi alumiium murni. Aluminium
yang dijumpai dalam bidang teknik kebanyakan dalam bentuk alloy dengan unsur penambah
utama seperti magnesium, iron, silicon, copper, mangan dan zincum NADCA 1997. Komposisi
paduan pada pemilihan proses pengecoran dapat mempengaruhi struktur mikro dari aluminium
paduan. Sifat mekanis dan mampu mesin yang baik dapat di perbaiki Brown, 1999. Aluminium yang dipadukan dan di heat treatment akan meningkatkan kekerasan Basuki 2005 Penambahan
magnesium pada aluminium akan menigkatkan kekerasan dan kekuatan tarik aluminium. Pengecoran aluminium akan berakibat penurunan sikap mekanis impak dari logam,
yang terjadi akibat pada saat pengecoran aluminium dapat dieleminir dega megontrol gasoksigen dan variable pengecoran lainya seperti, temperature, laju pembekuan, laju
pendiginan Melo,M.L.N.M.,etl., 2005 yang dapat dilakukan dengan tersedianya dapur
peleburan yang memadai. Parameter pembekuan sangat dipengaruhi laju pendinginan, keadaan temperature pada berbagai phasa berubah dengan peningkatan laju pendinginan, peningkatan laju
pedinginan secara signifika meingkatkan temperature pegintian aluminium.
Dobrzanski, dkk, 2006 .
2.2. Landasan Teori
2.2.1. Sejarah Pengecoran Coran dibuat dari logam yang dicairkan, dituang kedalam cetakan, kemudian dibiarkan
mending membeku. Oleh karena itu sejarah pengecoran dimulai ketika orang mengetahui bagaimana mencairkan logam dan bagaimana membuat cetakan. Hal ini terjadi kira-kira 4.000
sebelum masehi, sedangkan tahun yang lebih tepat tidak diketahui. Pengecoran dilakukan pertama di mesopotamia kira-kira 3.000 tahun sebelum masehi,
teknik ini diteruskan ke asia tengah, india dan cina. Penerusan ke cina kira-kira 2.000 tahun sebelum masehi, dan dalam cina kuno semasa Yin, yaitu kira-kira 1.500-1000 tahun sebelum
masehi. Pada masa itu tangki tangki besar yang halus buatannya dibuat dengan jalan pengecoran.
Universitas Sumatera Utara
Sementara itu teknik pengecoran Mesopotamia diteruskan juga ke eropa, dan dalam tahun 1.500-1.400 sebelum masehi, barang barang seperti mata bajak, pedang, mata tombak, perhiasan,
tangki dan perhiasan makam dibuat di Spanyol, Swiss, Jerman, Ustria, Norwegia, Denmark, Swedia, Inggris dan Prancis. Teknik pengecoran di india dan cina diteruskan ke jepang dan asia
tenggara, sehingga di jepang banyak arca-arca budha dibuat antara tahun 600-800 sebelum masehi.
Penggunaan besi dimulai dengan penempaan , sama halnya dengan tembaga. Orang orang asiria dan mesir mempergunakan perkakas besi dalam tahun 2.800-2.700 sebelum masehi.
Kemudian, dicina dalam tahun 800-700 sebelum masehi, ditemukan cara membuat coran dari besi kasar yang mempunyai titik cair rendah dan mengandung fosfor tinggi dengan
mempergunakan tanur beralas datar. Teknik produksi ini kemudian diteruskan ke negara-negara disekitar laut tengah. Di
yunani, 600 tahun sebelum masehi, arca-arca raksasa Epaminondas atau Hercules. Berbagi senjata, dan perkakas dibuat dengan jalan pengecoran. Di india di jaman itu, pengecoran besi
kasar dilakukan dan diekspor ke mesir dan eropa. Walaupun demikian baru pada abad ke 14 pengecoran besi kasar dilakukan secara besar besaran, yaitu ketika jerman dan
italiameningkatkan tanur beralas datar yang primitip itu menjadi tanur tiap berbentuk silinder, dimana pencairan dilakukan dengan jalan meletakkan biji besi dan arang batu berselang seling.
Produk-produk yang dihasilkan pada waktu itu ialah: meriam, peluru, tungku, pipa dan lain lain. Cara pengecoran pada waktu itu adalah menuangkan secara langsung logam cairyang didapat
dari bijih besi, kedalam 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 ini terjadi karena kira-kira
tahun 4.000 sebelum masehi, sedangkan tahun yang lebih tepat tidak diketahui orang. Awal penggunaan logam oleh manusia adalah ketika orang membuat perhiasan dari emas
atau perak tempaan , dan kemudian membuat senjata atau mata bajak dengan menempa tembaga, hal itu dimungkinkan karena logam logam ini terdapat dialam dalam keadaan murni, sehingga
dengan mudah orang dapat menempanya. Kemudian secara kebetulan orang menemukan tembaga mencair, selanjutnya mengetahui
cara untuk menuang logam cair kedalam cetakan, dengan demikian untuk pertama kalinya orang
Universitas Sumatera Utara
dapat membuat coran yang berbentuk rumit, contohnya perabot rumah, perhiasan dan hiasan makam. Coran tersebut dibuat dari perunggu yaitu suatu paduan tembaga, timah dan timbal yang
titik cairnya lebih rendah dari titik titik cair tembaga. 2.2.2 Pengetahuan Pengecoran
Pengecoran logam adalah proses pembuatan benda dengan mencairkan logam dan menuangkan ke dalam rongga cetakan. Proses ini dapat digunakan untuk membuat benda-benda
dengan bentuk rumit. Benda berlubang yang sangat besar yang sangat sulit atau sangat mahal jika dibuat dengan metode lain, dapat diproduksi masal secara ekonomis menggunakan teknik
pengecoran yang tepat. Pengecoran logam dapat dilakukan untuk bermacam-macam logam seperti, besi, baja
paduan tembaga perunggu, kuningan, perunggu aluminium dan lain sebagainya, paduan ringan paduan aluminium, paduan magnesium, dan sebagainya, serta paduan lain, semisal paduan
seng, monel paduan nikel dengan sedikit tembaga, hasteloy paduan yang mengandung molibdenum, khrom, dan silikon, dan sebagainya.
Pengecoran logam merupakan salah satu ilmu pengetahuan tertua yang dipelajari oleh manusia. Ilmu pengecoran logam terus berkembang dengan pesat. Berbagai macam metode
pengecoran logam telah ditemukan dan terus disempurnakan, diantaranya adalah sentrifugal casting, investment casting, dan sand casting serta masih banyak metode-metode lainnya.
Pengecoran adalah membuat komponen dengan cara menuangkan bahan yang dicairkan kedalam cetakan. Bahan disini dapat berupa metal maupun non metal. Untuk mencairkan bahan
diperlukan furnace dapur kupola. Furnace adalah sebuah dapur atau tempat yang dilengkapi dengan heater pemanas. Bahan padat dicairkan sampai suhu titik cair dan dapat ditambahkan
campuran bahan seperti chroum, silikon, titanium, magnesium, dan aluminium. Aplikasi dari proses pengecoran sangat banyak salah satunya dapat ditemukan dalam
pembuatan komponen permesinan. Proses pengecoran dilakukan melalui beberapa tahap mulai dari pembuatan cetakan, persiapan dan peleburan logam, penuangan logam cair kedalam cetakan
pembersihan coran dan proses daur ulang pasir cetakan. Hasil pengecoran disebut dengan coran atau benda cor. Proses pengecoran bisa dibedakan atas 2 yaitu proses pengecoran dan proses
percetakan. Proses pengecoran tidak menggunakan tekanan sewaktu mengisi rongga cetakan sedangkan proses percetakan adalah logam cair ditekan agar mengisi rongga-rongga cetakan.
cetakan untuk kedua proses ini berbeda dimana proses pengecoran cetakan biasanya dibuat dari
Universitas Sumatera Utara
pasir sedangkan proses percetakan cetakan dibuat dari logam. Proses pengecoran ada dua macam yang disebut sand casting dan die casting adapun perbedaannya adalah sebagai berikut:
1. Sand Casting
Adalah proses penuangan logam cair dengan gaya gravitasi atau gaya lain ke dalam suatu cetakan, kemudian dibiarkan membeku, sehingga terbentuk logam padat sesuai dengan bentuk
cetakannya. adapun keuntungan dan kerugian sand casting sebagai berikut.
Keuntungannya:
a Dapat mencetak bentuk kompleks, baik bentuk bagian luar maupun bentuk bagian dalam
b Beberapa proses dapat membuat bagian part dalam bentuk jaringan;
c Dapat mencetak produk yang sangat besar, lebih berat
d Dapat digunakan untuk berbagai rmacam logam.
e Beberapa metode pencetakan sangat sesuai untuk keperluan produksi massal.
Kerugiannya:
Setiap metode pengecoran memiliki kelemahan sendiri sendiri, tetapi secara umum dapat disebutkan sebagai berikut.
Keterbatasan sifat mekanik antara lain: a
Sering terjadi porositas. b
Dimensi benda cetak kurang akurat. c
Permukaan benda cetak kurang halus. d
pada saat penuangan logam panas. e
Masalah lingkungan. 1.1 Contoh produk coran:
a. Perhiasan, c. Blok mesin b. Patung, d. Pipa, dan lain-lain
1.2 Proses pengecoran: - Pembuatan cetakan.
- Persiapan dan peleburan logam. - Penuangan logam cair ke dalam cetakan:
a. Untuk cetakan terbuka lihat gambar 2.2.a logam cair hanya dituang hingga
memenuhi rongga yang terbuka.
Universitas Sumatera Utara
b. Untuk cetakan tertutup lihat gambar 2.2.b logam cair dituang hingga memenuhi
sistem saluran masuk. - Setelah dingin benda cor dilepaskan dari cetakannya;
- Untuk beberapa metode pengecoran diperlukan proses pengerjaan Lanjut. a.
Memotong logam yang berlebihan, b.
Membersihkan permukaan, c.
Memeriksa produk cor, d.
Memperbaiki sifat mekanik dengan perlakuan panas heat treatment e.
Menyesuaikan ukuran dengan proses pemesinan
Gambar 2.1. Jenis bentuk cetakan a cetakan terbuka, b cetakan tertutup
2. Die Casting
Die-casting adalah suatu proses pengecoran dengan menginjeksi logam cair kedalam cetakan kemudian mempertahankan pemberian tekanan selama pembekuan proses ini
berlangsung dalam ruang tertutup. Die casting menggantikan cetakan pasir non-permanen atau cetakan keramik dengan Die yang dapat menghasilkan ribuan part sebelum diganti.
Die-casting kadang disebut Pressure die casting merupakan proses pengecoran
bertekanan tinggi 0.7MPa – 700 Mpa menggunakan piston untuk menyuntikkan logam cair ke dalam die. Untuk menaikan kecepatan proses pembekuan, maka die-set didinginkan dengan air.
Keuntungan:
Die Casting memiliki keuntungan dan kerugian yang dapat dilihat sebagai berikut: a
Dapat membuat benda berdinding tipis dan berukuran presisi b
Kualitas permukaan yang baik
Universitas Sumatera Utara
c Ukuran yang berlebihan dapat dihindarkan
d Waktu proses yang sangat singkat
e Menghasilkan kecepatan alir yang tinggi
Kerugian:
a Biaya operasional lebih tinggi
b Harga mesin lebih mahal
c Material yang terbuang lebih banyak karena adanya biscuit dan dengan demikian akan
lebih banyak material kelas dua L,[return material 2.1. Contoh produk cor:
a Pelak,
e Baut b
Patung, f Pipa
c Blok mesin,
g Mur d
Rangka mesin, h Pompa, dan lain-lainnya.
2.2. Proses Pengecoran
Gambar 2.2 Proses Die Casting Proses die casting sebagai berikut:
a. Logam cair diambil dari dapur menggunakan ladel, kemudian dituang ke shot tube,
b. Piston mendorong logam cair hingga mengisi rongga cetakan.
c. Tekanan dipertahankan selama pembekuan .
Universitas Sumatera Utara
d. Cetakan dibuka
e.
Piston mendorong produk cor keluar cetakan.
2.3 Chamber wadah panas: a.
Logam cair ditekan ke dalam die-cavity melalui gooseneck dan nosel b.
Pressure : rata-rata 15 Mpa 5000psi c.
Cylcle time 200-300 shotsjam d.
Digunakan untuk low melting point alloyzinc: magnesium, tin dan lead 2.2.3. Pembuatan Coran
Untuk membuat coran, harus dilakukan beberapa proses seperti pencairan, pembuatan cetakan, penuangan, pembongkaran dan pembersihan coran. Untuk mencairka logam bermacam
macam dapur yang dipakai. Umumnya kupola dapur induksi frekwensi rendah dipergunakan untuk besi cor, dapur busur listrik dapur induksi frekwensi tinggi digunakan untuk baja tuang
dan dapur krus untuk paduan tembaga atau coran paduan ringan, karena dapur ini dapat memberikan logam cair yang baik dan sangta ekonomis untuk logam logam tersebut.
Cetakan biasanya dibuat dengan cara memadatkan pasir. Pasir yang yang dipakai adalah pasir alam atau pasir buatan yang mengandung tanah lempung. Biasanya dicampurkan pengikat
khusus seperti air-kaca, semen, resin furan resin fenol minyak pengering dan bentonit karena penggunaan zat-zat tersebut memperkuat cetakan atau mempermudah pembuatan cetakan.
Selaian dari cetakan pasir, dapat juga dipergunakan cetakan logam. Pada penuangan, logam cair akan mengalir melalui pintu cetakan, maka bentuk pintu cetakan harus dibuat sedemikian rupa
sehingga tidak mengganggu aliran logam cair. Pada umumnya logam cair dituangkan dengan pengaruh gaya berat, walaupun dapat juga dipergunakan tekanan pada logam cair selama atau
setelah penuangan. Pengecoran cetak adalah suatu cara pengecoran dimana logam cair ditekan kedalam cetakan logam dengan tekanan tinggi.
Pengecoran tekanan rendah adalah suatu cara pengecoran dimana diberikan tekanan yang sedikit lebih tinggi dari tekanan atmosfir pada permukaan logam dalam dapur, tekanan ini
mengakibatkan mengalirnya logam cair keatas melalui pipa kedalam cetakan. Pengecoran sntrifugal adalah suatu cara pengecoran dimana cetakan diputar dan logam cair dituangkan ke
dalamnya, sehingga logam cair tertekan oleh gaya sentrifugal dan kemudian membeku. Coran berbentuk pipa dibuat dengan jalan tersebut. Setelah penuangan , coran dikeluarkan dari cetakan
Universitas Sumatera Utara
dan dibersihkan, bagian bagian yang tidak perlu dibuang dari coran. Kemudian dilakukan pemeriksaan dengan penglihatan terhadap rupa, kerusakan, dan dilakukan pemeriksaan dimensi.
2.2.4 Sifat Coran Al-Mg Keberadaan magnesium hingga 15,35 dapat menurunkan titik lebur logam paduan yang
cukup drastis, dari 660
o
C hingga 450
o
C. Namun, hal ini tidak menjadikan aluminium paduan dapat ditempa menggunakan panas dengan mudah karena korosi akan terjadi pada suhu di atas
600
o
C. Keberadaan magnesium juga menjadikan logam paduan dapat bekerja dengan baik pada temperatur yang sangat rendah, di mana kebanyakan logam akan mengalami failure pada
temperatur tersebut.
2.3. Sejarah Aluminium
Kategori