Pengecoran Cetakan Pasir Sand Casting Cacat Pengecoran

Gambar 2.3 Pengecoran dengan cetakan pasir sand casting Sumber : http:dtresource.comsand-casting.html cetakan, akan terjadi rangkaian kejadian dalam cetakan tersebut. Pada umumnya proses pembekuan akan terjadi pada dinding cetakan logam cair pada dinding cetakan dan menuju pusat coran. Setelah pemadatan selesai akan terjadi proses pendinginan sampai mencapai suhu kamar amblent. Rangkaian kejadian selama proses pembekuan dipengaruhi oleh ukuran, bentuk, keseragaman dan komposisi kimia dari struktur logam yang terbentuk. Faktor-faktor yang penting adalah jenis metal, sifat thermal dari metal dan cetakan, geometris volume, luasan permukaan coran dan bentuk cetakan. Surdia dan Saito, 1985.

2.4 Keunggulan dan Kelemahan Pengecoran

a. Keunggulan Pengecoran antara lain :  Bentuk : Sederhana simetris –rumit rongga dan Presisi: longgar-ketat.  Produk : Sebuah –massa banyak.  BeratUkuran : Ons-Ton.  Finishing Proses : minimum, sehingga mengurangi biaya dan waktu proses. b. Kelemahan pengecoran antara lain :  Kekuatan kurang, karena terbentuk struktur dendrit pada metal cor ferrous dan non ferrous.  Diperlukan proses Heat Treatment untuk memperbaiki sifat mekanis cetakan pasir atau logam. Cacat yang kecil pin hole, shrinkage, dll dapat berpengaruh besar pada sifat mekanis.

2.5 Pengecoran Cetakan Pasir Sand Casting

Pengecoran menggunakan cetakan pasir merupakan teknik pengecoran tertua di dunia. Teknik pengecoran cetakan pasir ini sampai sekarang masih banyak digunakan karena biaya produksi yang murah dan dapat memproduksi benda cor dengan kapasitas yang banyak. Cetakan pasir menurut Astika,dkk ,2010 adalah cetakan yang terbuat dari pasir yang diberi bahan pengikat. Bahan pengikat yang paling banyak digunakan adalah bentonit. Cetakan pasir yang digunakan pada pengecoran logam bukan besi logam non ferrous selain magnesium menggunakan campuran sebagai berikut : 1. Pasir silika 2. Bentonit : 16 3. Graphite : 2 4. Corn flour : 0,5 5. Kadar air : 4-5 Pasir yang digunakan untuk cetakan harus memiliki sifat-sifat tertentu untuk menghasilkan benda tuang yang baik . Menurut Astika, dkk, 2010 sifat-sifat itu antara lain : 1. Mempunyai sifat mampu bentuk yang baik. Pasir cetak harus dengan mudah dapat dibentuk menjadi bentuk-bentuk cetakan yang diharapkan, baik cetakan berukuran besar maupun cetakan berukuran kecil. 2. Permeabilitas yaitu kemampuan cetakan untuk mengalirkan gas-gas dan uap air yang ada di dalamnya keluar dari cetakan. 3. Distribusi ukuran butiran pasir harus sesuai dengan permukaan yang dihasilkan. 4. Tahan panas terhadap suhu logam cair yang dituang. 5. Mampu dipakai lagi. 6. Mempunyai kekuatan yang baik. 7. Harga yang murah dan mudah didapat.

2.6 Cacat Pengecoran

Menurut Suprapto 2008 dan pada buku Casting Design and Performance ,2009 menyebutkan bahwa cacat pengecoran terdiri dari 6 jenis cacat seperti : 1. Porositas Porositas dapat terjadi karena terjebaknya gelembung-gelembung gas pada logam cair ketika dituangkan ke dalam cetakan. Budinski, 1996. Gambar 2.4 Porositas Sumber : http:download.portalgaruda.org 2. Hot Tears and Cracks Hot tears adalah cacat berupa retakan yang terjadi selama pembekuan akibat tekanan berlebih pada pembekuan logam karena berkembangnya arus panas yang tinggi . Crack adalah retak yang terjadi selama tahap pendinginan pada pengecoran setelah pembekuan selesai karena penyusutan yang tidak seimbang. 3. Inclusion Inclusion adalah kehadiran material asing dalam struktur mikro benda cor , material tersebut dapat berasal dari tungku waktu pembakaran, dari cetakan waktu penuangan material kecetakan atau dari material itu sendiri. 4. Misruns Misruns adalah cacat yg terjadi karena logam cair tidak mengisi seluruh rongga cetakan sehingga benda cor menjadi tidak lengkap atau ada bagian yg kurang dari benda cor. Gambar 2.6 Inclusion Sumber : http:www.themetalcasting.comgating-design-mold-filling.html Gambar 2.5 Hot tear and Crack Sumber : http:keytometals.com 5. Cold Shuts Cold Shuts adalah dua aliran logam lebur bertemu tetapi kurang terjadi fusi atau penggabungan antara keduanya sehingga menimbulkan pendinginan yang premature. 6. Shrinkage Shrinkage adanya rongga-rongga dengan permukaan kasar serta dendritic baik merupakan rongga tunggal yang besar sampai rongga-rongga kecil yang mengumpul pada lokasi tertentu. Berikut adalah tabel cacat-cacat yang terjadi beserta penyebab dan cara mengatasi cacat-cacat yang terjadi pada benda cor : Gambar 2.9 Shrinkage Sumber : http:digilib.its.ac.id Gambar 2.8 Cold shut Sumber : http:www.themetalcasting.com Gambar 2.7 Misruns Sumber : http:www.themetalcasting.com Tabel 2.1 Cacat-cacat pengecoran dan pencegahan Cacat pengecoran Penjelasan Pencegahan Porositas Terperangkapnya gas hidrogen dalam logam cair pada waktu proses pengecoran Penyebab : 1. Gas terbawa dalam logam cair selama pencairan 2. Gas terserap dalam logam cair dari cetakan. 3. Reaksi logam induk dengan uap air dari cetakan. 4. Titik cair terlalu tinggi dan waktu pencairan terlalu lama 1. Pemanasan Cetakan 2. Penghilangan dengan fluks, terutama fluorida dan klorida dari logam alkali tanah. 3. Pencairan Ulang 4. Temperatur tuang yang sesuai Hot Tears and cracks 1. Hot tears adalah cacat berupa retakan yang terjadi selama pembekuan akibat tekanan berlebih pada pembekuan logam karena berkembangnya arus panas yang tinggi 2. Crack adalah retak yang terjadi selama tahap pendinginan pada pengecoran setelah pembekuan selesai karena penyusutan yang tidak seimbang. 1. Isi cetakan secepat mungkin 2. Ubah saluran penuangan 3. Modifikasi desain cetakan dengan menghindari transisi tajam diantara bagian tipis dan tebal Inclusion Inclusion adalah kehadiran material asing dalam strukturmikro benda cor , material tersebut dapat berasal dari tungku waktu pembakaran, dari cetakan waktu penuangan material kecetakan atau dari material itu sendiri. 1. Penyaringan material. 2. Menghindari aliran logam dalam sistem pengecoran yang dapat mengikis cetakan . Misruns Cacat yang terjadi karena logam cair tidak mengisi seluruh rongga cetakan sehingga benda cor menjadi tidak lengkap atau ada bagian yang kurang dari benda cor Penyebab : 1. Ketidakseragaman benda cor, sehingga mengganggu aliran dari logam cair. 2. Benda cor terlalu tipis dan temperatur terlalu rendah. 3. Kecepatan penuangan yg terlalu lambat. 4. Lubang angin yang kurang pada cetakan 1. Temperatur tuang jangan terlalu tinggi. 2. Kecepatan penuangan yang tinggi. 3. Jumlah saluran harus ditambah dan logam cair harus diisikan secara seragam dari beberapa tempat pada cetakan. 4. Lubang angin harus ditambah dan pada inti harus cukup. Cold Shuts dua aliran logam lebur bertemu tetapi kurang terjadi fusi atau penggabungan antara keduanya sehingga menimbulkan pendinginan yang premature. 1. Tuangkan secepat mungkin 2. Desain sistem saluran cairan ,untuk mengisi saluran cetakan tanpa gangguan 3. Panaskan cetakan 4. Menghindari pengecoran yang panjang dan tipis Shrinkage Adanya rongga-rongga dengan permukaan kasar serta dendritic baik merupakan rongga tunggal yang besar sampai rongga-rongga kecil yang mengumpul pada lokasi tertentu Penyebab : 1. Perbedaan ketebalan benda cor yang terlalu besar. 2. Terdapatnya bagian tebal yang tidak dapat dialiri logam cair secara utuh. 3. Saluran masuk dan penambah tidak mendukung adanya solidifikasi progesif. 4. Saluran masuk dan penambah yang kurang banyak. 5. Saluran masuk dan penambah yang salah dalam peletakannya dan terlalu kecil. 1. Digunakan pembekuan mengarah sehingga penambah dapat bekerja secara efektif. 2. Penggunaan cil yang dimaksudkan agar terjadi pembekuan mengarah dan pengaruh penambah meningkat. 3. Daerah pengisian yang efektif dari penambah. Sumber : casting design and performance 2009

2.7 Sifat Mekanik Bahan