PROPOSAL TUGAS AKHIR ANALISA CACAT POROS
METODOLOGI
Langkah-langkah Penelitian
7.
8.
Centrifugal Casting
Proses centrifugal casting yang dilakukan adalah
pengecoran sentrifugal horisontal dengan spesifikasi
sebagai berikut :
Tabung Cetakan
Diameter dalam
: ± 116 mm
Diameter luar
: ± 162 mm
Panjang
: ± 1025 mm
Kecepatan putar ± 1500 rpm.
Visualisasi cacat setelah produk melewati proses
machining. Produk cylinder liner yang telah mengalami
proses produksi sampai pada proses machining,
kemudian secara visual dapat dilihat ada tidaknya cacat
khususnya pada diameter dalam produk.
METODOLOGI
Langkah-langkah Penelitian
2) Pengujian metallography dengan mikroskop optik
Tujuan :
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui bentuk, tipe dan
ukuran grafit serta tipe dari matriks.
Standar Pengujian :
Metals Handbook Vol. 9- American Society for Metals (ASM)
Prinsip pengujian :
Untuk menampilkan struktur mikro dari suatu material
diperlukan teknik metallografi yang benar. Karakteristik grafit
pada material cast iron yang rapuh memerlukan proses
preparasi yang benar sehingga didapat tampilan bentuk grafit
yang sebenarnya. Sampel uji diambil dari bagian produk yang
akan diperiksa struktur mikronya. Proses preparasi dimulai
dari pemotongan sampel, proses grinding dan proses
polishing sehinga didapat bidang uji yang rata, tidak ada
goresan dan tidak berkarat.
METODOLOGI
Langkah-langkah Penelitian
Prosedur pengamatan struktur mikro :
•
Spesimen digosok dengan kertas gosok grid 220, 400, 800
dan 1200.
•
Proses polishing dilakukan dengan menggunakan serbuk
poles chromium oxide sampai spesimen mengkilap, rata dan
halus seperti cermin.
•
Setelah itu dapat diamati tipe, ukuran serta prosentase grafit
dengan menggunakan perbesaran 100x pada mikroskop
optik.
•
Dilakukan pengambilan foto struktur mikro tersebut.
•
Kemudian spesimen diambil kembali dan dilakukan proses
etsa dengan cairan nital 2 % selama 2 – 3 detik.
•
Pengamatan struktur mikro dilakukan dengan perbesaran
400x, lalu diamati prosentase ferrit, karbida dan matriks.
•
Dilakukan pengambilan foto struktur mikro (etsa) tersebut.
•
Hasil pengujian dibandingkan dengan standar.
METODOLOGI
Langkah-langkah Penelitian
3)
Karakterisasi dengan SEM-EDX
Tujuan :
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui bentuk dan
jenis cacat serta mengetahui kandungan unsur
Standar Pengujian :
Metals Handbook Vol. 9- American Society for Metals
(ASM)
HASIL dan PEMBAHASAN
Identifikasi Cacat
• Cacat porositas yang diteliti terjadi pada permukaan
diameter bagian dalam tengah cylinder liner FC 250,
seperti terlihat pada gambar
• Porositas ini dapat terlihat dengan pengamatan
visual pada saat proses machining.
• Jumlah porositas terbanyak terjadi pada pouring
pertama dan semakin berkurang pada pouringpouring selanjutnya.
HASIL dan PEMBAHASAN
Identifikasi Cacat
Porositas tampak seperti bintik-bintik hitam
yang mengelompok
HASIL dan PEMBAHASAN
Identifikasi Cacat
Permukaan
Porositas
Porositas
Grafit
Non-etsa, 100x
HASIL dan PEMBAHASAN
Identifikasi Cacat
Perlit
Porositas
Ferrit
Grafit
Etsa, 1000x
HASIL dan PEMBAHASAN
Identifikasi Cacat
HASIL dan PEMBAHASAN
Identifikasi Cacat
FeKa
001
320
240
001
FeKesc
Counts
400
OKa FeLl FeLa
480
CKa
560
FeKb
640
160
80
0
0.00
0,3
0,3 mm
mm
3.00
6.00
9.00
12.00
15.00
18.00
21.00
keV
ZAF Method Standardless Quantitative Analysis
Fitting Coefficient : 0.4941
Element (keV)
Mass% Error%
Atom%
K
C K
0.277
49.01
0.21
74.62
27.3617
O K
0.525
10.65
0.59
12.17
9.1654
Fe K
6.398
40.34
0.67
13.21
63.4730
Total
100.00
100.00
HASIL dan PEMBAHASAN
Identifikasi Cacat
Counts
3000
2500
2000
1500
FeKa
1000
FeKb
3500
FeKesc
CrKa
CrKb
4000
SiKa
4500
002
CKa OKa CrLl
CrLa FeLl FeLa
5000
500
0
0.00
3.00
6.00
9.00
12.00
15.00
18.00
002
0,3
0,3 mm
mm
keV
ZAF Method Standardless Quantitative Analysis
Fitting Coefficient : 0.3990
Element (keV)
Mass% Error%
Atom%
K
C K
0.277
14.14
0.35
39.59
3.6036
O K
0.525
5.18
0.33
10.89
5.9045
Si K
1.739
1.58
0.32
1.89
1.0777
Cr K
5.411
0.52
0.46
0.34
0.7160
Fe K
6.398
78.58
0.70
47.30 88.6982
Total
100.00
100.00
21.00
HASIL dan PEMBAHASAN
Identifikasi Cacat
3000
001
1500
1200
001
900
600
FeKa
FeKb
Counts
1800
FeKesc
CrKa
CrKb
2100
SiKa
2400
CKa OKa CrLl
CrLa FeLl FeLa
2700
300
0
0.00
0,2
0,2 mm
mm
3.00
6.00
9.00
12.00
15.00
18.00
keV
ZAF Method Standardless Quantitative Analysis
Fitting Coefficient : 0.3839
Element (keV)
Mass% Error%
Atom%
K
C K
0.277
6.41
0.35
20.88
1.4782
O K
0.525
7.23
0.28
17.69
8.9522
Si K
1.739
1.27
0.33
1.77
0.7807
Cr K
5.411
0.56
0.45
0.42
0.7131
Fe K
6.398
84.53
0.69
59.23 88.0758
Total
100.00
100.00
21.00
HASIL dan PEMBAHASAN
Analisa Proses
Faktor-faktor yang dapat dianalisa pada
proses antara lain:
• Cetakan
• Logam cair
• Kecepatan putar pengecoran sentrifugal
horisontal
• Coating cetakan
HASIL dan PEMBAHASAN
Analisa Proses
Cetakan
• Terbuat dari besi tuang kelabu FC 250
• Preheat ± 150o C (ASM Metal Handbook
Vol. 15)
• Real condition: preheat 150oC-200oC
HASIL dan PEMBAHASAN
Analisa Proses
Logam cair
• Temperatur penuangan
• Tapping -> max 1550oC
• Pouring -> 1410-1450oC
(ASM Metal Handbook Vol. 15)
Pada aplikasinya:
Tapping -> 1550-1580oC
Pouring -> 1350-1450oC
HASIL dan PEMBAHASAN
Analisa Proses
Kecepatan putar pengecoran sentrifugal horisontal
𝐺 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 = 80 − 160
𝐺 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟
𝑁 = 42,3
𝐷
1
2
1254 𝑟𝑝𝑚 < 𝑁 < 1774 𝑟𝑝𝑚
pada aplikasinya, kecepatan putaran yang
digunakan adalah 1500 rpm
HASIL dan PEMBAHASAN
Analisa Proses
Coating cetakan
Sebelum dituang logam cair, cetakan pengecoran
sentrifugal harus dilapisi dengan coating. Ini bertujuan
untuk menghindari menyatunya produk cor dengan
cetakan. Coating yang digunakan berupa pasta dengan
pelarut tertentu. Dengan adanya preheat cetakan, maka
diharapkan pelarut yang terkandung dalam coating telah
menguap sempurna sehingga tidak timbul gelembung gas
saat logam cair dituang. Jika tidak maka pelarut yang
masih tersisa akan bereaksi dengan logam cair,
menghasilkan gelembung gas yang dapat menjadi cacat
porositas.
HASIL dan PEMBAHASAN
Dari analisa proses tersebut di atas ada beberapa hal
yang diduga dapat menjadi penyebab utama
terjadinya cacat porositas pada produk tabung
panjang, antara lain:
1. Jumlah gas yang terlarut dalam besi tuang saat
cair melebihi batas kelarutan pada saat padat dan
gas tersebut terperangkap di permukaan casting
pada diameter dalam saat proses solidifikasi.
Kelebihan kandungan gas tersebut dapat berasal
dari charging material, proses melting, dan
kelembaban udara
2. Reaksi antara besi tuang cair dengan uap air. Uap
air ini berasal dari pelarut coating yang belum
sepenuhnya menguap saat cetakan dipanaskan
Fe + H2O FeO + H2
HASIL dan PEMBAHASAN
OKSIDA
Banyak kasus porositas pada besi tuang bukan
disebabkan oleh tekanan udara berlebih yang mengakibatkan
blowholes atau kelebihan gas terlarut yang menyebabkan
terbentuknya
pinholes,
melainkan
disebabkan
oleh
terbentuknya
oksida.
Mengatasi
porositas
adalah
permasalahan dalam mengontrol pembentukan dan eliminasi
oksida dalam casting. Besi tuang memiliki kadar karbon yang
cukup besar sehingga lebih cenderung terbentuk karbon
monoksida dibandingkan dengan oksida yang lain, pada
permukaan logam cair pada temperatur tapping dan pouring
standar. Terbentuknya porositas berasosiasi dengan
slag atau dross yang mungkin disebabkan oleh reaksi
antara oksida besi dengan karbon membentuk karbon
monoksida.
FeO + C CO + Fe
HASIL dan PEMBAHASAN
Dross terbentuk saat pendinginan di bawah temperatur
1350oC dan oksida silikon akan menggantikan karbon
monoksida yang telah banyak terbentuk. Pembentukan
dross hasil reoksidasi ini yang menjadi penyebab utama
porositas besi cor. Jadi mengeliminasi reaksi dengan
udara atau sumber oksigen lain selama pouring adalah
hal penting yang harus dilakukan untuk menghindari
masalah porositas ini, yaitu dengan memastikan pelarut
pada coating telah menguap seluruhnya pada saat
logam cair dituang.
HASIL dan PEMBAHASAN
Pada bahasan identifikasi cacat sebelumnya telah
dijelaskan bahwa cacat porositas terbanyak terjadi pada
pouring pertama dan berkurang pada pouring-pouring
selanjutnya. Ini berkaitan dengan temperatur cetakan atau
pre heat cetakan sebelum pouring. Sebelum pouring
pertama, cetakan dipanaskan hingga temperatur 150-200oC.
Kemungkinan temperatur tersebut belum cukup untuk
menguapkan pelarut pada coating sehingga memungkinkan
logam cair bereaksi dengan pelarut coating yang masih
tersisa, membentuk oksida, dan menghasilkan gelembung
gas karbon monoksida. Perbedaan temperatur yang jauh
antara cetakan dengan logam cair juga menyebabkan
penurunan temperatur yang
drastis
sehingga
proses solidifikasi berjalan lebih
cepat
dan
gelembung gas yang terbentuk tidak
memiliki
kesempatan
yang
cukup
untuk
keluar,
terperangkap membentuk rongga udara.
KESIMPULAN
1. Cacat rongga udara (porositas) yang menjadi
masalah dalam produksi tabung panjang FC 250
pada proses pengecoran sentrifugal tanpa core
diduga kuat terjadi karena dua faktor berikut:
a) Oksida besi yang bereaksi dengan karbon.
Coating yang melapisi cetakan belum kering
seluruhnya, dalam artian pelarut belum menguap
sempurna meskipun sebelum pouring telah
dilakukan preheat cetakan. Kondisi lembab pada
cetakan ini menjadi sumber oksigen sehingga
pada saat pouring logam cair bereaksi dengan
pelarut yang mengandung oksigen, membentuk
oksida, dan menghasilkan karbon monoksida
dalam bentuk gelembung gas dengan reaksi :
FeO + C CO + Fe
KESIMPULAN
b) Perbedaan (gradien) temperatur yang terlalu jauh
antara cetakan dan logam cair, sehingga penurunan
temperatur yang terjadi lebih cepat dan proses
solidifikasi berjalan lebih cepat. Ini menyebabkan
gelembung-gelembung gas yang terbentuk tidak
mendapatkan kesempatan yang cukup untuk lepas
ke udara sehingga terperangkap dalam casting
membentuk rongga-rongga udara.
KESIMPULAN
2) Usaha pencegahan yang dapat dilakukan adalah
mengontrol temperatur cetakan dengan cara:
a) Menaikkan temperatur preheat cetakan agar
pelarut dalam coating menguap seluruhnya dan
cetakan dalam kondisi benar-benar kering saat
logam cair dituang sehingga tidak menimbulkan
gelembung gas karbon monoksida
KESIMPULAN
b) Mengurangi gradien temperatur antara logam cair
dengan cetakan agar penurunan temperatur tidak
terlalu drastis dan proses solidifikasi berjalan lebih
lambat sehingga gelembung gas mempunyai
kesempatan untuk bergerak ke permukaan dan lepas
ke udara, tidak terperangkap dalam casting dalam
bentuk rongga-rongga udara.
c) Menambahkan deoxidizer pada ladle untuk
mencegah terjadinya oksidasi oleh logam cair
sebelum pouring, Namun hasil dari pengikatan
oksigen oleh deoksidizer ini kemungkinan besar akan
menjadi slag. Oleh karena itu harus disertai
penambahan penahan slag pada ladle agar slag yang
terbentuk tidak ikut dituang.
SARAN
Berdasarkan penelitian dan kesimpulan, ada
beberapa saran yang dapat diperhatikan, antara lain:
1. Dilakukan
penelitian
mengenai
pengaruh
temperatur cetakan terhadap coating cetakan dan
terhadap cacat porositas produk tabung panjang
FC 250 dengan pengecoran sentrifugal tanpa core
sehingga dapat diperoleh range temperatur
cetakan yang dipenuhi agar menghasilkan produk
tanpa cacat
2. Dilakukan penelitian mengenai komposisi coating
yang tepat agar tidak menjadi sumber oksigen
yang dapat menyebabkan reaksi oksidasi.
3. Dilakukan penelitian mengenai deoksidizer yang
paling tepat untuk digunakan.
Terimakasih ..
Langkah-langkah Penelitian
7.
8.
Centrifugal Casting
Proses centrifugal casting yang dilakukan adalah
pengecoran sentrifugal horisontal dengan spesifikasi
sebagai berikut :
Tabung Cetakan
Diameter dalam
: ± 116 mm
Diameter luar
: ± 162 mm
Panjang
: ± 1025 mm
Kecepatan putar ± 1500 rpm.
Visualisasi cacat setelah produk melewati proses
machining. Produk cylinder liner yang telah mengalami
proses produksi sampai pada proses machining,
kemudian secara visual dapat dilihat ada tidaknya cacat
khususnya pada diameter dalam produk.
METODOLOGI
Langkah-langkah Penelitian
2) Pengujian metallography dengan mikroskop optik
Tujuan :
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui bentuk, tipe dan
ukuran grafit serta tipe dari matriks.
Standar Pengujian :
Metals Handbook Vol. 9- American Society for Metals (ASM)
Prinsip pengujian :
Untuk menampilkan struktur mikro dari suatu material
diperlukan teknik metallografi yang benar. Karakteristik grafit
pada material cast iron yang rapuh memerlukan proses
preparasi yang benar sehingga didapat tampilan bentuk grafit
yang sebenarnya. Sampel uji diambil dari bagian produk yang
akan diperiksa struktur mikronya. Proses preparasi dimulai
dari pemotongan sampel, proses grinding dan proses
polishing sehinga didapat bidang uji yang rata, tidak ada
goresan dan tidak berkarat.
METODOLOGI
Langkah-langkah Penelitian
Prosedur pengamatan struktur mikro :
•
Spesimen digosok dengan kertas gosok grid 220, 400, 800
dan 1200.
•
Proses polishing dilakukan dengan menggunakan serbuk
poles chromium oxide sampai spesimen mengkilap, rata dan
halus seperti cermin.
•
Setelah itu dapat diamati tipe, ukuran serta prosentase grafit
dengan menggunakan perbesaran 100x pada mikroskop
optik.
•
Dilakukan pengambilan foto struktur mikro tersebut.
•
Kemudian spesimen diambil kembali dan dilakukan proses
etsa dengan cairan nital 2 % selama 2 – 3 detik.
•
Pengamatan struktur mikro dilakukan dengan perbesaran
400x, lalu diamati prosentase ferrit, karbida dan matriks.
•
Dilakukan pengambilan foto struktur mikro (etsa) tersebut.
•
Hasil pengujian dibandingkan dengan standar.
METODOLOGI
Langkah-langkah Penelitian
3)
Karakterisasi dengan SEM-EDX
Tujuan :
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui bentuk dan
jenis cacat serta mengetahui kandungan unsur
Standar Pengujian :
Metals Handbook Vol. 9- American Society for Metals
(ASM)
HASIL dan PEMBAHASAN
Identifikasi Cacat
• Cacat porositas yang diteliti terjadi pada permukaan
diameter bagian dalam tengah cylinder liner FC 250,
seperti terlihat pada gambar
• Porositas ini dapat terlihat dengan pengamatan
visual pada saat proses machining.
• Jumlah porositas terbanyak terjadi pada pouring
pertama dan semakin berkurang pada pouringpouring selanjutnya.
HASIL dan PEMBAHASAN
Identifikasi Cacat
Porositas tampak seperti bintik-bintik hitam
yang mengelompok
HASIL dan PEMBAHASAN
Identifikasi Cacat
Permukaan
Porositas
Porositas
Grafit
Non-etsa, 100x
HASIL dan PEMBAHASAN
Identifikasi Cacat
Perlit
Porositas
Ferrit
Grafit
Etsa, 1000x
HASIL dan PEMBAHASAN
Identifikasi Cacat
HASIL dan PEMBAHASAN
Identifikasi Cacat
FeKa
001
320
240
001
FeKesc
Counts
400
OKa FeLl FeLa
480
CKa
560
FeKb
640
160
80
0
0.00
0,3
0,3 mm
mm
3.00
6.00
9.00
12.00
15.00
18.00
21.00
keV
ZAF Method Standardless Quantitative Analysis
Fitting Coefficient : 0.4941
Element (keV)
Mass% Error%
Atom%
K
C K
0.277
49.01
0.21
74.62
27.3617
O K
0.525
10.65
0.59
12.17
9.1654
Fe K
6.398
40.34
0.67
13.21
63.4730
Total
100.00
100.00
HASIL dan PEMBAHASAN
Identifikasi Cacat
Counts
3000
2500
2000
1500
FeKa
1000
FeKb
3500
FeKesc
CrKa
CrKb
4000
SiKa
4500
002
CKa OKa CrLl
CrLa FeLl FeLa
5000
500
0
0.00
3.00
6.00
9.00
12.00
15.00
18.00
002
0,3
0,3 mm
mm
keV
ZAF Method Standardless Quantitative Analysis
Fitting Coefficient : 0.3990
Element (keV)
Mass% Error%
Atom%
K
C K
0.277
14.14
0.35
39.59
3.6036
O K
0.525
5.18
0.33
10.89
5.9045
Si K
1.739
1.58
0.32
1.89
1.0777
Cr K
5.411
0.52
0.46
0.34
0.7160
Fe K
6.398
78.58
0.70
47.30 88.6982
Total
100.00
100.00
21.00
HASIL dan PEMBAHASAN
Identifikasi Cacat
3000
001
1500
1200
001
900
600
FeKa
FeKb
Counts
1800
FeKesc
CrKa
CrKb
2100
SiKa
2400
CKa OKa CrLl
CrLa FeLl FeLa
2700
300
0
0.00
0,2
0,2 mm
mm
3.00
6.00
9.00
12.00
15.00
18.00
keV
ZAF Method Standardless Quantitative Analysis
Fitting Coefficient : 0.3839
Element (keV)
Mass% Error%
Atom%
K
C K
0.277
6.41
0.35
20.88
1.4782
O K
0.525
7.23
0.28
17.69
8.9522
Si K
1.739
1.27
0.33
1.77
0.7807
Cr K
5.411
0.56
0.45
0.42
0.7131
Fe K
6.398
84.53
0.69
59.23 88.0758
Total
100.00
100.00
21.00
HASIL dan PEMBAHASAN
Analisa Proses
Faktor-faktor yang dapat dianalisa pada
proses antara lain:
• Cetakan
• Logam cair
• Kecepatan putar pengecoran sentrifugal
horisontal
• Coating cetakan
HASIL dan PEMBAHASAN
Analisa Proses
Cetakan
• Terbuat dari besi tuang kelabu FC 250
• Preheat ± 150o C (ASM Metal Handbook
Vol. 15)
• Real condition: preheat 150oC-200oC
HASIL dan PEMBAHASAN
Analisa Proses
Logam cair
• Temperatur penuangan
• Tapping -> max 1550oC
• Pouring -> 1410-1450oC
(ASM Metal Handbook Vol. 15)
Pada aplikasinya:
Tapping -> 1550-1580oC
Pouring -> 1350-1450oC
HASIL dan PEMBAHASAN
Analisa Proses
Kecepatan putar pengecoran sentrifugal horisontal
𝐺 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 = 80 − 160
𝐺 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟
𝑁 = 42,3
𝐷
1
2
1254 𝑟𝑝𝑚 < 𝑁 < 1774 𝑟𝑝𝑚
pada aplikasinya, kecepatan putaran yang
digunakan adalah 1500 rpm
HASIL dan PEMBAHASAN
Analisa Proses
Coating cetakan
Sebelum dituang logam cair, cetakan pengecoran
sentrifugal harus dilapisi dengan coating. Ini bertujuan
untuk menghindari menyatunya produk cor dengan
cetakan. Coating yang digunakan berupa pasta dengan
pelarut tertentu. Dengan adanya preheat cetakan, maka
diharapkan pelarut yang terkandung dalam coating telah
menguap sempurna sehingga tidak timbul gelembung gas
saat logam cair dituang. Jika tidak maka pelarut yang
masih tersisa akan bereaksi dengan logam cair,
menghasilkan gelembung gas yang dapat menjadi cacat
porositas.
HASIL dan PEMBAHASAN
Dari analisa proses tersebut di atas ada beberapa hal
yang diduga dapat menjadi penyebab utama
terjadinya cacat porositas pada produk tabung
panjang, antara lain:
1. Jumlah gas yang terlarut dalam besi tuang saat
cair melebihi batas kelarutan pada saat padat dan
gas tersebut terperangkap di permukaan casting
pada diameter dalam saat proses solidifikasi.
Kelebihan kandungan gas tersebut dapat berasal
dari charging material, proses melting, dan
kelembaban udara
2. Reaksi antara besi tuang cair dengan uap air. Uap
air ini berasal dari pelarut coating yang belum
sepenuhnya menguap saat cetakan dipanaskan
Fe + H2O FeO + H2
HASIL dan PEMBAHASAN
OKSIDA
Banyak kasus porositas pada besi tuang bukan
disebabkan oleh tekanan udara berlebih yang mengakibatkan
blowholes atau kelebihan gas terlarut yang menyebabkan
terbentuknya
pinholes,
melainkan
disebabkan
oleh
terbentuknya
oksida.
Mengatasi
porositas
adalah
permasalahan dalam mengontrol pembentukan dan eliminasi
oksida dalam casting. Besi tuang memiliki kadar karbon yang
cukup besar sehingga lebih cenderung terbentuk karbon
monoksida dibandingkan dengan oksida yang lain, pada
permukaan logam cair pada temperatur tapping dan pouring
standar. Terbentuknya porositas berasosiasi dengan
slag atau dross yang mungkin disebabkan oleh reaksi
antara oksida besi dengan karbon membentuk karbon
monoksida.
FeO + C CO + Fe
HASIL dan PEMBAHASAN
Dross terbentuk saat pendinginan di bawah temperatur
1350oC dan oksida silikon akan menggantikan karbon
monoksida yang telah banyak terbentuk. Pembentukan
dross hasil reoksidasi ini yang menjadi penyebab utama
porositas besi cor. Jadi mengeliminasi reaksi dengan
udara atau sumber oksigen lain selama pouring adalah
hal penting yang harus dilakukan untuk menghindari
masalah porositas ini, yaitu dengan memastikan pelarut
pada coating telah menguap seluruhnya pada saat
logam cair dituang.
HASIL dan PEMBAHASAN
Pada bahasan identifikasi cacat sebelumnya telah
dijelaskan bahwa cacat porositas terbanyak terjadi pada
pouring pertama dan berkurang pada pouring-pouring
selanjutnya. Ini berkaitan dengan temperatur cetakan atau
pre heat cetakan sebelum pouring. Sebelum pouring
pertama, cetakan dipanaskan hingga temperatur 150-200oC.
Kemungkinan temperatur tersebut belum cukup untuk
menguapkan pelarut pada coating sehingga memungkinkan
logam cair bereaksi dengan pelarut coating yang masih
tersisa, membentuk oksida, dan menghasilkan gelembung
gas karbon monoksida. Perbedaan temperatur yang jauh
antara cetakan dengan logam cair juga menyebabkan
penurunan temperatur yang
drastis
sehingga
proses solidifikasi berjalan lebih
cepat
dan
gelembung gas yang terbentuk tidak
memiliki
kesempatan
yang
cukup
untuk
keluar,
terperangkap membentuk rongga udara.
KESIMPULAN
1. Cacat rongga udara (porositas) yang menjadi
masalah dalam produksi tabung panjang FC 250
pada proses pengecoran sentrifugal tanpa core
diduga kuat terjadi karena dua faktor berikut:
a) Oksida besi yang bereaksi dengan karbon.
Coating yang melapisi cetakan belum kering
seluruhnya, dalam artian pelarut belum menguap
sempurna meskipun sebelum pouring telah
dilakukan preheat cetakan. Kondisi lembab pada
cetakan ini menjadi sumber oksigen sehingga
pada saat pouring logam cair bereaksi dengan
pelarut yang mengandung oksigen, membentuk
oksida, dan menghasilkan karbon monoksida
dalam bentuk gelembung gas dengan reaksi :
FeO + C CO + Fe
KESIMPULAN
b) Perbedaan (gradien) temperatur yang terlalu jauh
antara cetakan dan logam cair, sehingga penurunan
temperatur yang terjadi lebih cepat dan proses
solidifikasi berjalan lebih cepat. Ini menyebabkan
gelembung-gelembung gas yang terbentuk tidak
mendapatkan kesempatan yang cukup untuk lepas
ke udara sehingga terperangkap dalam casting
membentuk rongga-rongga udara.
KESIMPULAN
2) Usaha pencegahan yang dapat dilakukan adalah
mengontrol temperatur cetakan dengan cara:
a) Menaikkan temperatur preheat cetakan agar
pelarut dalam coating menguap seluruhnya dan
cetakan dalam kondisi benar-benar kering saat
logam cair dituang sehingga tidak menimbulkan
gelembung gas karbon monoksida
KESIMPULAN
b) Mengurangi gradien temperatur antara logam cair
dengan cetakan agar penurunan temperatur tidak
terlalu drastis dan proses solidifikasi berjalan lebih
lambat sehingga gelembung gas mempunyai
kesempatan untuk bergerak ke permukaan dan lepas
ke udara, tidak terperangkap dalam casting dalam
bentuk rongga-rongga udara.
c) Menambahkan deoxidizer pada ladle untuk
mencegah terjadinya oksidasi oleh logam cair
sebelum pouring, Namun hasil dari pengikatan
oksigen oleh deoksidizer ini kemungkinan besar akan
menjadi slag. Oleh karena itu harus disertai
penambahan penahan slag pada ladle agar slag yang
terbentuk tidak ikut dituang.
SARAN
Berdasarkan penelitian dan kesimpulan, ada
beberapa saran yang dapat diperhatikan, antara lain:
1. Dilakukan
penelitian
mengenai
pengaruh
temperatur cetakan terhadap coating cetakan dan
terhadap cacat porositas produk tabung panjang
FC 250 dengan pengecoran sentrifugal tanpa core
sehingga dapat diperoleh range temperatur
cetakan yang dipenuhi agar menghasilkan produk
tanpa cacat
2. Dilakukan penelitian mengenai komposisi coating
yang tepat agar tidak menjadi sumber oksigen
yang dapat menyebabkan reaksi oksidasi.
3. Dilakukan penelitian mengenai deoksidizer yang
paling tepat untuk digunakan.
Terimakasih ..