MATERIAL TEKNIK - MAKALAH PENGECORAN LOGAM PDF

Preview

Summary

TUGAS MAKALAH MATERIAL TEKNIK (TEKNIK PENGECORAN LOGAM) Disusun oleh: JUMADIL E1C1 15 025 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HALU OLEO KENDARI 2019 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kehadirat Allah SWT. Sholawat serta salam mari kita junjungkan kepada nabi kita Muhammad SAW beserta keluar...

Description

TUGAS MAKALAH

MATERIAL TEKNIK (TEKNIK PENGECORAN LOGAM)

Disusun oleh: JUMADIL E1C1 15 025

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HALU OLEO KENDARI 2019

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT. Sholawat serta salam mari kita junjungkan kepada nabi kita Muhammad SAW beserta keluarga dan sahabatnya, yang telah membawa kita dari zaman jahilliyah ke zaman yang penuh kebenaran. Karena dengan rahmat dan karunia-Nya sehingga penyusunan makalah ini yang berjudul “TEKNIK PENGECORAN LOGAM” telah dapat diselesaikan. Selesainya penyusunan ini berkat bantuan dari berbagai pihak oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis sampaikan terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya semoga Allah SWT, memberikan balasan atas kebaikan yang telah diberikan kepada penulis. Penulis menyadari makalah ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu, kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat diharapkan oleh penulis. Akhirnya penulis berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang berkompeten. Aamiin.

Kendari,

Penulis

i

Juli 2019

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL KATA PENGANTAR

i

DAFTAR ISI

ii

BAB I PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang

1

1.2

Rumusan Masalah

2

1.3

Tujuan Pembahasan

2

1.4

Manfaat

3

BAB II LANDASAN TEORI 2.1

Pengertian Pengecoran Logam

4

2.2

Macam – Macam Proses Pengecoran Logam

5

2.3

Logam – Logam Dalam Pengecoran

22

2.4

Proses Peleburan Logam

26

2.5

Metalurgi Proses Pengecoran

29

2.6

Pemeriksaan Produk Cor

32

2.7

Cacat – Cacat Pada Coran

33

BAB III PENUTUP 3.1

Kesimpulan

43

3.2

Saran

44

DAFTAR PUSTAKA

ii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Coran dibuat dari logam yang dicairkan, dituang ke dalam cetakan,kemudian di biarkan mendingin dan membeku. Oleh karena itu sejarah pengecoran dimulai ketika orang mengetahui bagaimana mencairkan logam dan bagaimana membuat cetakan.Hal itu terjadi kira-kira tahun 4.000 SM, sedangkan tahun yang lebih tepat tidak diketahui orang. Awal penggunaan logam oleh orang ialah ketika orang membuat perhiasan dari emas atau perak tempaan, dan kemudian membuat senjata atau matabajak dengan menempa tembaga, hal itu di mungkinkan karena logamlogam ini terdapat di alam dalam keadaan murni, sehingga dengan mudah orang dapat menempanya. Kemudian secara kebetulan orang menemukan tembaga mencair, selanjutnya mengetahui cara untuk menuang logam cair ke dalam cetakan, dengan demikian untuk pertama kalinya orang dapat membuat coran yang berbentuk rumit, umpamanya perabot rumah, perhiasan atau hiasan makan. Coran tersebut dibuat dari perunggu yaitu suatu paduan tembaga, timah dan timbal yang titik cairnya lebih rendah dari titik cair tembaga. Pengecoran perunggu dilakukan pertama di Mesopotamia kira-kira 3.000 tahun SM,teknik ini di teruskan ke Asia Tengah, India, China. Penerusan ke China kira-kira 2.000 tahun SM, dan dalam zaman China kuno semasa Yin, yaitu kirakira 1.500-1.000 tahun SM. Pada masa itu tangki-tangki besar yang halus buatannya dibuat dengan jalan pengecoran.Sementara itu teknik pengecoran Mesopotamia di teruskan juga ke Eropa, dan dalam tahun 1.500-1.400 SM, barang-barang seperti mata bajak, pedang, mata tombak, perhiasan, tangki, dan perhiasan makan di buat di Spanyol, Swiss, Jerman, Ustria, Norwegia, Denmark, Swedia, Inggris dan Perancis. Teknik pengecoran perunggu di India dan China diteruskan ke Jepang dan Asia Tenggara, sehingga di Jepang banyak arca-arca Budha dibuat antara tahun 600 dan 800.Penggunaan besi di mulai dengan penempaan, sama halnya dengan

1

tembaga. Orang-orang Asiria dan Mesir mempergunakan perkakas besi dalam tahun 2.800-2.700 tahun SM. Kemudian di China dalam tahun 800-700 SM, ditemukan cara membuat corandari 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 SM, arca-arca raksasa Epaminondas atau Hercules, berbagai senjata, dan perkakas dibuat dengan jalan pengecoran. Di India di zaman itu, pengecoran besi kasar dilakukan dan di eksporke Mesir dan Eropa. Walaupun demikian baru pada abad ke 14 saja pengecoran besi kasar di lakukan secara besar-besaran yaitu ketika Jerman dan Italia meningkatkan tanur beralas datar yang primitip itu menjadi tanur tiup berbentuk silinder, di manapencairan dilakukan dengan jalan meletakkan bijih besi dan arang batu berselang-seling. Produk-produk yang dihasilkan pada waktu itu ialah : meriam, peluru meriam, tungku, pipa dan lain-lain. Cara pengecoran pada zaman itu ialah menuangkan secara langsung logam cair yang didapat dari bijih besi, ke dalam cetakan, jadi tidak dengan jalan mencairkan kembali besi kasar seperti cara kita sekarang.

1.2 Rumusan Masalah 1. Pengertian pengecoran logam 2. Macam-macam proses pengecoran logam 3. Logam-logam dalam pengecoran 4. Proses peleburan logam 5. Metalurgi proses pengecoran 6. Pemeriksaan produk cor 7. Cacat-cacat pada coran

1.3 Tujuan Pembahasan 1. Dapat memahami apa itu pengecoran logam 2. Dapat memahami bentuk atau pola – pola dalam pengecoran logam 3. Mengetahui kualitas dari produk coran logam 4. Memanfaatkan semaksimal mungkin limbah atau cacatan dari coran logam

2

5. Metode peningkatan sifat – sifat produk.

1.4 Manfaat 1. Menambah ilmu pengetahuan, wawasan yang umum dan luas. 2. Mengenal bahan – bahan coran 3. Mengetahui cara pemilihan proses pengecoran dan perancangan komponen untuk kemudahan pengecoran.

3

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Pengecoran Logam Pengecoran logam adalah suatu proses manufaktur yang menggunakan logam cair dan cetakan untuk menghasilkan bentuk yang mendekati bentuk geometri akhir produk jadi. Logam cair akan dituangkan atau ditekan ke dalam cetakan yang memiliki rongga cetak (cavity) sesuai dengan bentuk atau desain yang diinginkan. Setelah logam cair memenuhi rongga cetak dan tersolidifikasi, selanjutnya cetakan disingkirkan dan hasil cor dapat digunakan untuk proses sekunder. Untuk menghasilkan hasil cor yang berkualitas maka diperlukan pola yang berkualitas tinggi, baik dari segi konstruksi, dimensi, material pola, dan kelengkapan lainnya. Pola digunakan untuk memproduksi cetakan. Pada umumnya, dalam proses pembuatan cetakan, pasir cetak diletakkan di sekitar pola yang dibatasi rangka cetak kemudian pasir dipadatkan dengan cara ditumbuk sampai kepadatan tertentu. Pada lain kasus terdapat pula cetakan yang mengeras/menjadi padat sendiri karena reaksi kimia dari perekat pasir tersebut. Pada umumnya cetakan dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian atas (cup) dan bagian bawah (drag) sehingga setelah pembuatan cetakan selesai pola akan dapat dicabut dengan mudah dari cetakan. Inti dibuat secara terpisah dari cetakan, dalam kasus ini inti dibuat dari pasir kuarsa yang dicampur dengan air kaca (Water Glass/ Natrium Silikat), dari campuran pasir tersebut dimasukan kedalam kotak inti, kemudian direaksikan dengan gas CO2 sehingga menjadi padat dan keras. Inti diseting pada cetakan. Kemudian cetakan diasembling dan diklem. Sembari cetakan dibuat dan diasembling, bahan-bahan logam seperti ingot, scrap, dan bahan paduan, dilebur di bagian peleburan. Setelah logam cair dan homogen maka logam cair tersebut dituang ke dalam cetakan. Setelah itu ditunggu hingga cairan logam tersebut membeku karena proses pendinginan. Setelah cairan membeku, cetakan dibongkar. Pasir cetak, inti, dan benda tuang dipisahkan. Pasir

4

cetak bekas masuk ke instalasi daur ulang, inti bekas dibuang, dan benda tuang diberikan ke bagian fethling untuk dibersihkan dari kotoran dan dilakukan pemotongan terhadap sistem saluran pada benda tersebut. Setelah fethling selesai apabila benda perlu perlakuan panas maka diproses di bagian perlakuan panas. 2.2 Macam – Macam Proses Pengecoran Logam 2.2.1 Traditional Casting (Pengecoran Tradisional) Pengecoran dengan cetakan pasir adalah yang tertua dari segala macam metoda pengecoran. Cetakan pasir merupakan cetakan tang paling banyak digunakan, karena memiliki beberapa keunggulan diantaranya:  Dapat mencetak logam dengan titik lebur yang tinggi, seperti baja, nikel, dan titanium;  Dapat mencetak benda cor dengan berbagai macam ukuran;  Jumlah produksi dari satu sampai jutaan. Jenis pengecoran dengan cetakan pasir: 1. Sand-Mold Casting 2. Dry-Sand Casting 3. Shell-Mold Casting 4. Full-Mold Casting 5. Cement-Mold Casting 6. Vacuum-Mold Casting Proses pengecoran meliputi: pembuatan cetakan, persiapan dan peleburan logam, penuangan logam cair ke dalam cetakan, pembersihan coran dan proses daur ulang pasir cetakan. Produk pengecoran disebut coran atau benda cor. Berat coran itu sendiri berbeda, mulai dari beberapa ratus gram sampai beberapa ton dengan komposisi yang berbeda, mulai dari beberapa ratus gram sampai beberapa ton dengan komposisi yang berbeda dan hamper semua logam atau paduan dapat dilebur dan dicor. Proses pengecoran secara garis besar dapat dibedakan dalam proses pengecoran dan proses percetakan. Pada proses pengeceron tidak digunakan tekanan sewaktu mengisi rongga cetakan, sedang pada proses pencetakan logam

5

cair ditekan agar mengisi rongga cetakan. Karena pengisian logam berbeda, cetakan pun berbeda, sehingga pada proses percetakan cetakan umumnya dibuat dari loga. Pada proses pengecoran cetakan biasanya dibuat dari pasir meskipun adakalanya digunakan pula plaster, lempung, keramik atau bahan tahan api lainnya. Ada enam langkah dalam proses ini: a) Tempatkan pola di pasir untuk membuat cetakan (Place a pattern in sand to create a mold). b) Menggabungkan pola dan pasir dalam sistem gating (Incorporate the pattern and sand in a gating system). c) Hapus pola (Remove the pattern). d) Mengisi rongga cetakan dengan logam cair (Fill the mold cavity with molten metal). e) Memungkinkan logam dingin (Allow the metal to cool). f) Melepaskan cetakan pasir dan menghapus casting (Break away the sand mold and remove the casting).

Gambar 2.1 Proses pengecoran (sand casting procces)

6

Komponen  Pola (Pettern) Desain disediakan oleh seorang insinyur atau desainer. Membuat pola yang terampil membangun pola obyek yang akan diproduksi menggunakan kayu, logam, atau plastik seperti polystyrene. Pasir atau tanah dapat menyapu atau strickled ke dalam bentuk logam yang tidak sempurna selama pembekuan, dan ini mungkin tidak seragam karena pendinginan tidak merata. Oleh karena itu, pola harus sedikit lebih besar dari bentuk aslinya, perbedaan yang

dikenal

sebagai

penyisihan

kontraksi.

Pola

pembuat

mampu

menghasilkan pola yang cocok dengan menggunakan "aturan kontraksi" (ini kadang-kadang disebut "menyusut penguasa penyisihan" dimana sengaja dibuat untuk jarak yang lebih besar sesuai dengan persentase panjang tambahan yang dibutuhkan). Skala yang berbeda digunakan untuk logam yang berbeda, karena masing-masing logam dan paduan kontrak dengan jumlah yang berbeda dari yang lain. Pola juga memiliki dudukan inti yang menciptakan register dalam cetakan yang ditempatkan ke core pasir. Kadang-kadang diperkuat dengan kawat, digunakan untuk membuat potongan bawah rongga yang tidak dapat dicetak untuk mengatasi tarikan, seperti interior katup atau bagian pendingin di blok mesin. Jalur untuk masuk logam ke dalam rongga cetakan merupakan sistem saluran. berbagai pengumpan yang mempertahankan logam yang baik dan digerbang yang menerapkan sistem saluran ke rongga casting. Gas dan uap yang dihasilkan selama pengecoran keluar melalui pasir permeabel atau melalui anak tangga yang ditambahkan baik dalam pola itu sendiri, atau sebagai bagian yang terpisah.

7

Gambar 2.2 Pola (Pettern)

Peralatan Selain pola, cetakan pasir juga menggunakan alat untuk membuat lubang. Alat molding pasir terdapat buku bekas di Auckland dan Nelson Selandia Baru antara sekitar tahun 1946 dan 1960.  Kotak cetakan dan bahan Sebuah kotak molding multi-bagian (dikenal sebagai labu casting, bagian atas dan bawah yang dikenal masing-masing untuk mengatasi tarikan) untuk menerima pola. kotak Molding dibuat dalam bentuk yang mungkin terkunci satu sama lain dan untuk mengakhiri penutupan. Untuk objek datar sederhana di satu sisi-bagian bawah kotak ditutup untuk diisi dengan pasir cetak. Pasir dihaluskan melalui proses getaran, secara berkala. Permukaan pasir kemudian dapat diratakan atau dipadatkan. Pola ini ditempatkan pada pasir. Lal pasir tambahan di padatkan pada bagian atas dan di sekitar pola. Lalu tutup kotak tersebut dan geserkan, sehingga bagian cetakan mungkin berpisah dan pola dengan ventilasi pola dihilangkan. Cetakan harus dikeringkan untuk menerima logam panas. Jika cetakan tidak cukup kering uap panas loam dapat membuang logam cair disekitar. Dalam beberapa kasus, pasir mungkin diolesi, yang membuat pengecoran mungkin tanpa menunggu pasir kering. Pasir juga

8

dapat terikat oleh pengikat kimia, seperti resin furane atau resin aminamengeras.

Gambar 2.3 Peralatan (tools)  Temperatur Untuk

mengontrol

struktur

solidifikasi

logam,

mungkin

untuk

menempatkan pelat logam, pendinginan dalam cetakan. Terkait pendinginan yang cepat akan membentuk struktur yang lebih halus dan dapat membentuk logam agak susah pada cetakan tersebut. Dalam coran besi, efeknya mirip dengan pendinginan logam dalam pekerjaan menempa. Diameter bagian dalam sebuah silinder mesin dibuat rumit oleh inti dingin. Dalam logam lainnya, pendinginan dapat digunakan untuk pembekuan terarah dari casting. Dalam mengendalikan cara casting membeku untuk mencegah void internal atau porositas di dalam coran.  Inti (Cores) Untuk menghasilkan rongga dalam casting-seperti untuk pendingin cair di blok mesin dan kepala silinder negatif bentuk yang digunakan untuk menghasilkan core. Biasanya pasir-dibentuk, core dimasukkan ke dalam kotak pengecoran setelah pengangkatan pola. Bila mungkin, desain yang dibuat bahwa menghindari penggunaan core, karena tambahan waktu set-up dan biaya sehingga lebih besar. Dua set coran (perunggu dan aluminium) dari cetakan pasir di atasDengan cetakan selesai pada kadar air yang sesuai, kotak

9

yang berisi cetakan pasir kemudian diposisikan untuk mengisi dengan cair logam-biasanya besi, baja, perunggu, kuningan,

aluminium, paduan

magnesium, atau berbagai paduan pot logam, yang sering termasuk timbal, timah, dan seng. Setelah diisi dengan logam cair kotak disisihkan sampai logam cukup keren untuk menjadi kuat. Pasir tersebut kemudian dihapus, mengungkapkan casting kasar yang, dalam kasus dari besi atau baja, mungkin masih menyala merah. Dalam kasus logam yang secara signifikan lebih berat dari pasir casting, seperti besi atau timah, labu pengecoran sering ditutupi dengan pelat berat untuk mencegah masalah yang dikenal sebagai mengambang cetakan. Mengambang cetakan terjadi ketika tekanan logam mendorong pasir di atas rongga cetakan keluar dari bentuk, menyebabkan casting gagal. Kiri: kotak inti, dengan menghasilkan (kawat bertulang) core langsung di bawah. Kanan: - Pola (digunakan dengan inti) dan yang dihasilkan pengecoran bawah (kabel berasal dari sisa-sisa inti) setelah casting, core yang rusak oleh batang atau tembakan dan dihapus dari casting. Logam dari sariawan dan anak tangga dipotong dari casting kasar. Berbagai perawatan panas dapat diterapkan untuk meringankan tekanan dari pendinginan awal dan menambahkan kekerasan-dalam kasus baja atau besi, dengan pendinginan dalam air atau minyak. casting dapat diperkuat dengan kompresi perawatan permukaan seperti ditembak peening-yang menambah resistensi ke tarik retak dan menghaluskan permukaan kasar. Dan ketika presisi tinggi diperlukan, berbagai operasi mesin (seperti penggilingan atau membosankan) yang dibuat untuk menyelesaikan area kritis casting. Contoh ini akan mencakup membosankan silinder dan penggilingan dek pada blok mesin cor.

10

Gambar 2.4 Dua set coran (perunggu dan aluminium) dari cetakan pasir di atas

Persyaratan Desain Bagian

yang akan dibuat dan pola

yang harus dirancang untuk

mengakomodasi setiap tahap proses, karena itu harus mungkin untuk menghapus pola tanpa mengganggu pasir cetakan dan memiliki lokasi yang tepat untuk menerima dan posisi inti. Sebuah lancip sedikit, yang dikenal sebagai draft, harus digunakan pada permukaan tegak lurus terhadap garis perpisahan, untuk dapat menghapus pola dari cetakan. Persyaratan ini juga berlaku untuk core, karena mereka harus dikeluarkan dari kotak inti di mana mereka terbentuk. Sariawan dan anak tangga harus diatur untuk memungkinkan aliran yang tepat dari logam dan gas dalam cetakan dalam rangka untuk menghindari pengecoran tidak lengkap. Haruskah sepotong inti atau cetakan menjadi copot mungkin tertanam dalam pengecoran akhir, membentuk lubang pasir, yang dapat membuat casting tidak dapat digunakan. kantong gas dapat menyebabkan rongga internal. Ini mungkin langsung terlihat atau hanya dapat terungkap setelah mesin yang luas telah dilakukan. Untuk aplikasi kritis, atau di mana biaya usaha sia-sia adalah faktor, metode pengujian non-destruktif dapat diterapkan sebelum pekerjaan lebih lanjut dilakukan.

11

Gambar 2.5 Kiri: kotak inti, dengan menghasilkan (kawat bertulang) inti langsung di bawah. kanan: - pola (digunakan dengan inti) dan yang dihasilkan bawah pengecoran (kabel berasal dari sisa-sisa inti)

Green Sand Coran ini dibuat dengan menggunakan cetakan pasir terbentuk dari pasir "basah" yang berisi air dan senyawa ikatan organik, biasanya disebut sebagai tanah liat. Nama "Green Sand" berasal dari fakta bahwa cetakan pasir tidak "set", masih dalam "hijau" atau negara tidak diawetkan bahkan ketika logam dituangkan dalam cetakan. pasir hijau tidak berwarna hijau, tapi "hijau" dalam arti bahwa itu digunakan dalam keadaan basah (mirip dengan kayu hijau). Tidak seperti namanya, "pasir hijau" bukan merupakan jenis pasir sendiri (yaitu, tidak greensand dalam arti geologi), tapi agak campuran: o Pasir silika (SiO2), pasir kromit (FeCr2O4), atau pasir zirkon (ZrSiO4), 75% sampai 85%, kadang-kadang dengan proporsi olivin, staurolite, atau grafit. o Bentonit (tanah liat), 5 sampai 11% o Air, 2 sampai 4% o Lembam lumpur, 3 sampai 5% o Antrasit 0 sampai 1%. Ada banyak resep untuk proporsi tanah liat, tetapi mereka semua menyerang saldo yang berbeda antara moldability, permukaan akhir, dan kemampuan logam cair panas untuk menghilangkan gas. Batubara, biasanya disebut dalam

12

pengecoran sebagai laut-batubara, yang hadir pada rasio kurang dari 5%, sebagian combusts di hadapan logam cair yang mengarah ke offgassing uap organik. pasir hijau untuk logam non-ferrous tidak menggunakan aditif batubara sejak CO dibuat tidak efektif untuk mencegah oksidasi. pasir hijau untuk aluminium biasanya menggunakan pasir olivin (campuran dari forsterit mineral dan fayalit yang dibuat dengan menghancurkan dunit rock). Pilihan pasir memiliki banyak hubungannya dengan suhu yang logam dituangkan. Pada suhu yang tembaga dan besi yang dituangkan, tanah liat akan aktif oleh panas dalam montmorillonite yang diubah menjadi ilit, yang merupakan tanah liat non-berkembang. Kebanyakan pengecoran tidak memiliki peralatan yang sangat mahal untuk menghapus terbakar tanah liat dan mengganti tanah liat baru, jadi bukan, orang-orang yang menuangkan bes...