107
Gambar 9 Alat-alat keselamatan pengecoran logam Masnur, 2008
3. Pembekuan Pada Coran
Pembekuan pada proses pengecoran dengan cetakan logam dimulai pada bagian logam cair yang bersentuhan dengan cetakan, yaitu ketika panas dari logam cair diambil oleh
cetakan sehingga bagian logam yang bersentuhan dengan cetakan itu mendingin sampai beku, dimana kemudian inti-inti kristal tumbuh. Bagian dari dalam coran mendingin lebih
lambat dari pada bagian luar, sehingga kristal-kristal tumbuh dari inti asal mengarah ke bagian dalam coran dan butir-butir kristal tersebut berbentuk panjang-panjang seperti kolom,
yang disebut struktur kolumnar. Struktur ini muncul dengan jelas apabila gradien temperatur yang besar terjadi pada permukaan coran yang besar pada cetakan logam.
Sebaliknya dengan cetakan pasir menyebabkan gradien temperatur yang kecil dan membentuk struktur kolom yang tidak begitu jelas. Pada bagian tengah coran mempunyai
gradien temperatur yang kecil sehingga merupakan susunan dari butir-butir kristal segi banyak dengan orientasi sembarang. Hal ini dapat diperlihatkan seperti gambar 2.4 berikut :
Gambar 10 Skema struktur kristal pada coran karena perbedaan gradien suhu
pada proses pembekuan M.C.Flemings, Solidification Prossesing Pengamatan struktur mikro adalah salah satu cara untuk mengetahui struktur kristal
dalam coran, sehingga kita dapat mengetahui sifat fisis dari coran tersebut. Pengamatan struktur mikro dapat menggunakan mikroskop optik.
4. Diagram Kesetimbangan
108 Suatu paduan terdiri dari larutan padat, senyawa antar logam dan logam murni.
Perubahan-perubahan fasa terhadap temperature dan komposisi perbandingan antara unsur-unsur penyusun digambarkan dalam suatu diagram yang disebut diagram
kesetimbangan. Paduan dari dua unsur disebut paduan biner, paduan dari tiga unsur disebut paduan terner. Tiap paduan tersebut mempunyai diagram keseimbangan sendiri.
Gambar 11 Diagram kesetimbangan Fe-C www.iert.iniron-and-its-phase
Besi cor dan baja cor adalah paduan antara besi dan karbon, yang sesungguhnya masing-masing masih mengandung unsur-unsur yang lain, tetapi unsur-unsur tersebut tidak
memberikan pengaruh banyak terhadap sifat-sifat utamanya. Oleh karana itu paduan-paduan tersebut dapatlah dikatakan sebagai paduan biner. Apabila kandungan unsur-unsur lain
memberikan pengaruh besar pada sifat paduan, maka harus dianggap sebagai paduan terner atau kwarter.
Pada diagram kesetimbangan paduan biner, ordinatnya adalah temperatur dan absisnya adalah komposisi dari paduan. Pada gambar 2.6 titik A dan B masing-masing
merupakan logam murni A dan B. Titik P antara A dan B berarti paduan yang mengandung A dan B masing-masing dalam perbandingan PBAB dan APAB. Jika diumpamakan bahwa
logam murni A dan B digantung pada titik A dan B pada perbandingan berat PB.AB dan APAB maka titik Q menyatakan keadaan paduan dari komposisi P pada temperatur T.
109
Gambar 12 Penjelasan diagram kesetimbangan dari paduan Biner Harjanto, 2009 5. Macam-macam Cacat Coran
Cacat yang dijumpai pada coran disebabkan oleh cacat pada hal-hal berikut :
1.
Desain pengecoran dan pola
2.
Pasir cetakan dan desain cetakan dan inti
3.
Komposisi logam
4.
Pencairan dan penuangan
5.
Saluran masuk dan penambah. Gambar 13 menunjukkan jenis-jenis cacat yang banyak ditemukan di dalam cetakan
pasir :
1.
Blow yaitu rongga bulat besar yang disebabkan gas karena menempati daerah logam cair pada permukaan kop. Blow biasanya terjadi pada permukaan coran yang cembung.
2.
Scar yaitu blow yang dangkal yang biasanya dijumpai pada permukaan coran yang rata.
3.
Blister adalah scar yang tertutup oleh lapisan tipis logam.
4.
Gas holes lobang gas yaitu gelembung gas yang terperangkap yang mempunyai bentuk bola dan terjadi ketika sejumlah gas larut dalam logam cair.
5.
Pin holes adalah lobang blow yang sangat kecil dan terjadi pada atau dibawah permukaan coran.
6.
Porosity porositas adalah lobang sangat kecil yang tersebar merata diseluruh coran.
7.
Drop adalah Tonjolan pada permukaan kop yang disebabkan karena jatuhnya pasir dari kop.
8.
Inclusion inklusi adalah adanya partikel non logam yang ada pada logam induk.
9.
Dross adalah impuritas ringan yang berada pada permukaan coran.
10.
Dirt adalah lobang kecil pada permukaan kop karena jatuhnya pasir ke benda coran. ketika pasir dilepaskan akan meninggalkan lobang kecil.
11.
Wash adalah tonjolan pada permukaan drag yang timbul di dekat saluran masuk, hal ini disebabkan oleh erosi pada pasir karena kecepatan logam cair yang tinggi memasuki
dasar saluran masuk.
110
12.
Buckle adalah bentuk V yang panjang, dangkal dan lebar yang terbentuk pada permukaan rata coran karena suhu tinggi logam.
13.
Scab adalah lapisan tipis logam, kasar yang menonjol diatas permukaan coran, pada puncak lapisan tipis pasir.
14.
Rat tail yaitu penurunan angular, dangkal dan panjang yang biasanya ditemukan pada pengecoran tipis.
15.
Penetration yaitu tonjolan berongga, kasar karena cairan logam mengalir diantara partikel pasir dikarenakan permukaan cetakan begitu lunak dan berongga.
16.
Swell adalah cacat yang dijumpai pada permukaan vertikal pengecoran jika pasir cetakan berdeformasi karena tekanan hidrostatik yang disebabkan kandungan uap air
yang tinggi didalam pasir.
17.
Misrun terjadi adanya rongga yang terjadi apabila karena tidak cukup pemanasan logam cair mulai membeku sebelum mencapai titik terjauh dari rongga cetakan.
18.
Cold shut adalah terjadinya misrun pada tengah coran karena pengecoran dilakukan dengan saluran masuk di dua sisi.
19.
Hot tear adalah retak yang terjadi karena tegangan sisa yang tinggi.
20.
Shrinkage cavity rongga penyusutan adalah rongga karena terjadinya penyusutan pada logam ketika membeku dimana saluran penambah tidak bisa mengisinya.
21.
Shift adalah ketidaklurusan antara kedua bagian cetakan atau inti.
Gambar 13 Macam-macam cacat coran 6. Usaha Pencegahan
Untuk mencegah dan meminimalisir terjadinya cacat pada coran, maka diperlukan beberapa cara diantaranya adalah:
a. Dalam perencanaan, tiap bagian dari coran harus dibuat seragam pada ketebalan dindingnya, sedapat mungkin di hindari perbedaan ketebalan yang terlalu mencolok.
111 b. Kalau perubahan tebal dinding pada konstruksi coran tidak dapat dihindarkan, bagian
dinding yang tebal harus didesain untuk mendingin lebih dulu. c. Bagian persilangan harus dibulatkan.
d. Harus direncanakan sistem saluran yang tidak memberikan percikan atau goncangan pada logam yang mengalir.
e. Waktu penuangan harus singkat. f. Penuangan harus dilaksanakan pada suhu yang sesuai.
g. Sudut-sudut tajam dari coran harus dihindarkan, tiap sudut harus dibulatkan dengan jari- jari kelengkungan yang telah ditentukan.
h. Jika memungkinkan, logam cair harus diisikan bukan dari satu tempat, tetapi dari beberapa tempat secara merata.
i. Harus dipergunakan rusuk-rusuk penguat. j. Oksidasi logam cair sebelum proses inokulasi harus dihindarkan.
k. Pembekuan harus seragam dengan mempergunakan cil pada bagian persilangan dari irisan.
l. Setelah penuangan, coran harus didinginkan perlahan-lahan dalam cetakan.
112
BAGIAN 7 TEKNOLOGI BAHAN
I. Teknologi Bahan
Ilmu material atau teknik material atau ilmu bahan adalah sebuah interdisiplin ilmu teknik yang mempelajari sifat bahan dan aplikasinya terhadap berbagai bidang ilmu dan teknik.
Ilmu ini mempelajari hubungan antara struktur bahan dan sifatnya. Bahan teknik dapat digolongkan dalam kelompok logam dan bukan logam. Selain dua
kelompok tersebut ada kelompok lain yang dikenal dengan sebutan metaloid yaitu bahan yang menyerupai logam. Bahan metaloid ini sebenarnya termasuk golongan
bahan bukan logam. Bahan logam dapat dikelompokkan lagi dalam 2 kelompok yaitu kelompok logam ferro
yaitu logam yang mengandung besi, dan kelompok logam non ferro atau logam bukan besi. Dari semua jenis logam dapat digolongkan menjadi logam murni dan logam
paduan. Logam paduan artinya logam yang dicampur dengan logam lain atau bahkan dicampur dengan bukan logam. Adapun ikhtisar pengelompokkan bahan teknik dapat
dilihat seperti pada Gambar 1 dibawah ini:
Gambar 1 Ikhtisar Bahan Teknik Seiiring dengan kemajuan teknologi, maka dampaknya juga berpengaruh pada
perkembangan ilmu bahan teknik, sehingga dalam sebuah produk Gambar 2, selalu akan dijumpai inovasi material atau bahan teknik yang baru. Bahan logam maupun
bahan non logam keduanya selalu mengalami inovasi dan perkembangan yang sangat pesat, sehingga sering memunculkan pengelompokkan-pengelompokkan baru dalam
bahah teknik, seperti dapat dilihat pada Gambar 3 berikut ini.
Kategori