Proses Pengecoran Teknik Mesin casting p

Proses Pengecoran

Sejarah pengecoran
Pengecoran adalah proses pembentukan logam dengan
jalan mencairkan, menuangkan logam cair ke dalam
cetakan dengan dibiarkan membeku.
Awal penggunaan logam ketika orang membuat
perhiasan dari emas, perak tempaan, kemudian membuat
senjata, mata bajak dengan menempa tembaga.
Tahun 3000 SM :
Pengecoran perunggu pertama dilakukan di
Mesopotamia, diteruskan ke Asia Tengah, India, dan Cina.
Tahun 1500-1400 SM :
Barang-barang seperti bajak, pedang, mata tombak,
perhiasan, tangki dan perhiasan makam dibuat di
Spanyol, Swis, Jerman, Austria, Norwegia, Denmark,
Swedia, Inggris, dan Perancis.

Tahun 800-700 SM :
Di Cina ditemukan cara membuat coran dari besi kasar yang
mempunyai titik cair rendah dan mengandung fosfor tinggi

dengan menggunakan tanur beralas datar.
Tahun 1400 (abad 14) :
Di Jerman dan Italia mengembangkan tanur beralas datar
yang primitip menjadi tanur tiup berbentuk silinder, dimana
pencairan dilakukan dengan jalan meletakkan bijih besi dan
arang batu berselang seling. Produk yang dihaslikan : meriam,
peluru meriam, tungku, pipa, dll.
Tahun 1800 (abad 18) :
Di Inggris kokas ditemukan, kemudian dibuat tanur mirip
kupola.
Tahun 1900 (abad 19) :
H. Bessemer atau W. Siemens berusaha membuat baja dari
besi kasar, dan pada pertengahan abad ini coran baja
diproduksi. Sedang aluminimum dibuat pada akhir abad 19.

• Proses Pengecoran
Untuk membuat coran, harus dilakukan proses-proses :
mencairkan logam, membuat cetakan, menuang,
membongkar, dan membersihkan logam (lihat gambar
1.1). Sebelum peleburan perencanaan muatan agar

komposisi kimia besi cor dapat didekati, sehingga bila
terjadi penyimpangan koreksi dapat dilakukan dengan
cepat.

Material
Material

Furnace
Furnace

Tapping
Tapping

Mesin
Mesin
Moulding
Moulding

SandTreatment
Treatment

Sand

Pouring
Pouring

CoreMaking
Making
Core

Pasir

ShakeOut
Out
Shake

Flask

Inspection
Inspection


HeatTreament
Treament
Heat

Fettling
Fettling

Finishing
Finishing

Gambar 1.1 Diagram Proses Pengecoran Logam

• Peleburan (Melting)
• Untuk mencairkan logam bermacam-macam tanur dipakai.
Umumnya kupola, tanur induksi frekuensi rendah
digunakan untuk besi cor, tanur busur listrik atau tanur
induksi frekuensi tinggi dipergunakan untuk baja coran,
tanur krus untuk paduan tembaga atau coran paduan
ringan, tanur-tanur tersebut dapat memberikan logam cair
yang baik dan sangat ekonomis. Besi cor kualitas tinggi

dibuat pada tungku induksi listrik, yang memungkinkan
koreksi komposisi unsur-unsur dengan tepat dan cepat,
selain itu juga mudah menaikkan temperature besi cor
lebih tinggi dari temperature keseimbangan reduksi C dan
Si. Pemanasan lanjut cairan akan memperbaiki kondisi
pembentukan inti-inti besi cair pada proses pembekuan,
sebagai akibat efek pemurnian yang terjadi. Temperatur
dan waktu merupakan variable proses peleburan, karena
pengurangan unsur-unsur akibat reaksi oksidasi. Efek
pengadukan pada tungku induksi listrik dapat
mempercepat homogenisasi komposisi.

• Cetakan (Mould)
• Cetakan biasanya dibuat dengan jalan
memadatkan pasir. Pasir yang dipakai kadangkadang pasir alam atau pasir buatan yang
mengandung lempung. Kadang-kadang
dicampurkan pengikat khusus, misalnya air
kaca, semen resin furan, resin fenol atau
minyak pengering, karena penggunaan zat-zat
tersebut memperkuat cetakan atau

mempermudah operasi pembuatan cetakan.

• Penuangan (Pouring)
Temperatur penuangan diusahakan serendah mungkin
sedangkan waktu pengisisan secepat mungkin, adalah
dua faktor yang menjadi masalah dalam penuangan.
Waktu penuangan dapat dihitung dari besar benda cor.
Pada umumnya logam cair dituang (pouring) dengan
pengaruh gaya berat, walaupun kadang-kadang
menggunakan tekanan pada logam cair selama atau
setelah penuangan.
Pengecoran cetak adalah suatu pengecoran dimana
logam cair ditekan ke dalam cetakan logam dengan
tekanan tinggi, biasanya digunakan pada coran tipis.
Pengecoran tekanan rendah adalah suatu pengecoran
dimana diberikan tekanan yang sedikit lebih tinggi dari
tekanan atmosfir pada permukaan logam dalam tanur,
tekanan ini mengakibatkan mengalirnya logam cair ke
atas melalui pipa ke dalam cetakan.


Pengecoran sentrifugal adalah suatu pengecoran dimana
cetakan diputar dan logam cair dituangkan ke dalamnya,
sehingga logam cair tertekan oleh gaya sentrifugal dan
kemudian membeku, biasanya digunakan untuk coran
pipa.
Setelah penuangan (pouring), coran dikeluarkan dari
cetakan (shake out) dan dibersihkan, bagian-bagian yang
tidak perlu dibuang. Kemudian coran dilakukan
penyelesaikan akhir dan dibersihkan (shot blasting) agar
memberikan rupa yang baik.
Pemeriksaan secara visual dilakukan untuk melihat cacat
yang terjadi dari luar coran, kemudian dilakukan
pemeriksaan dimensi. Untuk melakukan pemeriksaan
bagian dalam dilakukan dengan misalnya pengujian
getaran supersonic, radiografi, dan x-ray

• Kelebihan Proses Pengecoran
No

Kelebihan


Keterangan

1

Desain :
- Ukuran
- Kompleksitas
- Pengurangan
berat
- Produksi
prototype
- Serbaguna

berat sampai 200 ton dan diameter terkecil 0,5 mm
benda rumit yang sulit dengan proses pembentukan
yang lain.
jika dibandingkan dengan proses pembentukan yang
lain
cocok untuk pengembangan model baru.

dapat dibuat sesuai kebutuhan baik bentuk maupun
kekuatan

2

Proses :
- Biaya rendah
- Dimensi akurat
- Mampu tukar

lebih murah disbanding proses pembentukan yang lain.
toleransi ± 0,1mm (proses,bentuk & size), kekasaran 550
mampu diproses sesuai dengan kebutuhan.

3

Metalurgi :
- Struktur serabut
- Ukuran butir
- Berat jenis


tergantung proses pembekuan
struktur butir coran tidak banyak berubah dari bentuk
awal
berat jenis tetap

• Sifat-sifat dan Bahan Coran
Sifat-sifat Yang Diminta

Bahan Coran

Kekuatan

Baja cor, Besi cor mutu tinggi, Besi cor bergrafit bulat,
Besi cor mampu tempa

Tahan banting / Keuletan

Baja cor, Besi cor bergrafit bulat, Besi cor mampu tempa


Mudah dibuat

Besi cor kelabu, coran brons, coran paduan Aluminium
(Al-Si-Cu, Al-Si-Mg)

Ringan

Coran paduan aluminium, coran paduan magnesium

Baik sekali dalam
konduktivitas termal dan
listrik

Coran tembaga murni

Tahan Aus

Coran Ni-Cr, Baja cor mangan tinggi, Besi cor bergrafit
bulat, Besi cor mutu tinggi, Coran paduan tembaga

Tahan korosi :

Tahan panas :

Air segar dan air asin

Coran paduan tembaga

Asam Nitrat

Coran baja tahan karat, Besi cor khrom tinggi, Besi
cor silikon tinggi.

Asam Khlorida

Hasteloy, Coran paduan tembaga

Asam Sulfat

Besi cor silikon tinggi, Coran paduan tembaga (kecuali
kuningan), Baja cor tahan asam, Besi cor Ni-resis

Oksida dan temperatur
tinggi

Besi cor khrom tinggi, Baja cor Cr-Ni tinggi, Baja
tahan karat.

Alkali

Baja cor karbon rendah, Coran paduan tembaga, Baja
cor tahan karat, Besi cor kelabu

1000 – 1200oC

Baja cor tahan panas

700 - 800oC

Baja cor tahan karat, Baja cor aluminium, Besi cor
khrom tinggi, Besi cor Ni-Cr.

500 - 600oC

Baja cor paduan rendah, Besi cor paduan rendah

400oC

Baja cor karbon, Baja cor mangan tinggi

350oC

Besi cor mutu tinggi, Besi cor bergrafit bulat, Besi cor
mampu tempa

250 - 300oC

Besi cor kelabu, Coran paduan tembaga

200 - 250oC

Coran paduan tembaga

100 - 200oC

Coran paduan aluminium

Tahan temperature rendah :

Di atas 25oC

Besi cor kelabu

46oC

Baja cor karbon rendah

73oC

Baja cor 2,5% Ni

100oC

Baja cor 3,5 % Ni

196oC

Baja cor 18 Cr-8 Ni, Coran brons

• Penggunaan Bahan Coran
Bahan

Contoh penggunaan

Besi cor kelabu
(termasuk besi cor
mutu tinggi)

Bagian-bagian mobil (silinder block, tutup silinder, rumah
engkol, selubung silinder, roda daya, tromol rem, dll)
Mesin perkakas (bed, meja, pegangan)
Mesin hidrolis (pompa, turbin, rumah-rumah, pengalir)
Mesin serut, mesin cetak
Mesin listrik (rangka motor, rumah-rumah motor)
Pipa air besi cor, bagian-bagian mesin (roda gigi, kopling,
roda ban)

Besi cor mampu
tempa

Bagian-bagian mobil (pelat rangka, roda ban, poros engkol,
selubung silinder, lengan ayun, poros, rumah-rumah
kopling).
Bagian-bagian mesin (sambungan pipa, katup)
Bagian-bagian mobil (poros engkol, dll), alat-alat pembuat
baja (rol, kotak ingot), pipa air besi cor, bagian-bagian
mesin (yang memerlukan keuletan lebih dari besi cor
kelabu)

Besi cor bergrafit
bulat

Baja cor karbon dan
paduan

Bagian-bagian mesin (yang memerlukan tahan lama).
Bagian-bagian kendaraan kereta api (rangka, kopling),
Mesin-mesin pemindah tanah (rante, rumah rem),
Mesin-mesin hidrolis (pengalir turbin air, rumah-rumah
pompa).
Alat-alat pembuat baja (rol, dudukan rol), bagian-bagian
kapal (rangka buritan, rumah-rumah turbin, lengan engkol),
mesin-mesin pertambangan (mesin kasut, penggali keruk).

Coran paduan
tembaga

Bagian-bagian mesin (bantalan, rumah katup, bus), mesinmesin hidrolis (pompa, penyambung).
Bagian-bagian kapal (baling-baling, pompa, dll).

Coran paduan ringan Bagian-bagian mobil (rumah transmisi, blok silinder, tutup
silinder, saluran isap). Pompa, rangka kamera, rangka
meteran, tutup.

Perlakuan Panas (Heat Treatment)
• Dalam pemakaian coran ada dua hal, pertama
coran diapakai langsung, kedua dipakai
setelah mendapat perlakuan panas (heat
treatment). Perlakuan panas adalah proses
untuk memperbaiki sifat-sifat dari logam
dengan jalan memanaskan coran sampai
temperature yang cocok dibiarkan beberapa
waktu pada temperature itu, kemudian
didinginkan ke temperature yang lebih rendah
dengan kecepatan yang sesuai.

Perlakuan panas yang dilakukan pada coran adalah :
• Pelunakan (annealing)
Besi cor sering dipakai langsung setelah di cor, tetapi pada
pemakaiannya perlu menghindari deformasi yang kecil
atau kalau terlalu keras, maka perlu pelunakan. Deformasi
disebabkan oleh adanya tegangan sisa dalam besi cor,
sehingga perlakuan panas dapat menghilangkan tegangan
sisa tersebut. Ketentuan dalam proses pelunakan sebagai
berikut :
• Temperatur pelunakan
: 450 – 550 oC
• Laju pemanasan
: 90 oC
• Waktu pelunakan
: (1-2) x t/25 jam

: t = tebal dalam mm
• Laju pendinginan
: 40 oC / jam

• Pengerasan dan Penemperan (hardening &
tempering)
Pengerasan dan penemperan besi cor terutama dilakukan
pada besi cor kelas tinggi yang mempunyai kekuatan
tinggi. Perlakuan panas ini dapat memperbaiki ketahanan
aus sehingga biasa dilakukan untuk bagian-bagian yang
permukaannya bergesekan. Proses ini menggunakan
temperature pengerasan kira-kira 800 oC dan
mempergunakan minyak pencelup untuk mencegah
keretakan. Apabila ada kemungkinan retak, maka lebih
baik besi cor dipanaskan mula sampai temperature antara
400 -500 oC sebelum dikeraskan. Penemperan dilakukan
dengan jalan memanaskan kembali besi cor pada
temperature antara 400 – 500 oC langsung dikeraskan.