sand casting

httpbodaesmuntiwordpresscom20090616teknik-pengecoran

httpidwikipediaorgwikiPengecoran

httpwwwmegatechedujonathancoltonme4210castingpdf

httpi71ifileit8jkvxt5148736ebookscluborg__The_Complete_Handbook_of_Sand_Castingpdf

httpftplipigoidBuku_Sekolah_ElektronikSMKKelas20XIKelas20XI_smk_tknik_pngecoran_logam_hardi_sudjanapdf

httpi73ifileitwtpqkc5147711ebookscluborg__Casting__An_Analytical_Approach__Engineering_Materials_and_Processes___Engineering_Materials_and_Processes_pdf

Copyright 0 1999 by Marcel Dekker Inc All Rights ReservedNeither this book nor any part may be reproduced or transmitted in any form or byany means electronic or mechanical including photocopying microfilming andrecording or by any information storage and retrieval system without permissionin writing from the publisherCurrent printing (last digit)I 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1

PRINTED IN THE UNITED STATES OF AMERICAROBERT C CREESEWest Virginia UniversityMorgantown West VirginiaM A R C E L

MARCELD EKKERIN C NEWY ORK BASEL

Pengecoran logam merupakan salah satu ilmu pengetahuan tertua yang dipelajari oleh umat manusia Walaupun telah berumur sangat tua ilmu pengecoran logam terus berkembang dengan pesatnya Berbagai macam metode pengecoran logam telah ditemukan dan terus disempurnakan diantaranya adalah centrifugal casting investment casting dan sand casting serta masih banyak lagi metode-metode lainnya Dalam memahami ilmu pengecoran logam tidaklah cukup hanya dengan mengerti teori pengecoran logam semata karena ilmu pengecoran logam ini menuntut pula pemahaman dalam penerapannya baik melalui eksperimen maupun praktikum Pengecoran adalah membuat komponen dengan cara menuangkan bahan yang dicairkan ke dalam cetakan Bahan disini dapat berupa metal maupun non-metal Untuk mencairkan bahan diperlukan furnace (dapur kupola) Furnace adalah sebuah dapur atau tempat yang dilengkapi dengan heater (pemanas) Bahan padat dicairkan sampai suhu titik cair dan dapat ditambahkan campuran bahan seperti chrom silikon titanium aluminium dan lain-lain supaya bahan menjadi lebih baik Bahan yang sudah cair dapat dituangkan ke dalam cetakan

Aplikasi dari proses pengecoran sangat banyak salah satunya dapat di temui dalam pembuatan torak beserta komponen-komponennya Dalam proses pembakaran pada motor diesel terjadi akibat pemampatan udara di dalam silinder sehingga menaikkan suhu udara tekan dalam ruang bakar kemudian disemprotkan bahan bakar solar ke dalam silinder yang telah berisi udara-panas Setelah bahan bakar bersentuhan dengan udara-panas maka terjadilah proses pembakaran Proses pembakaran bahan bakar ini menimbulkan temperatur dan tekanan di dalam silinder menjadi sangat tinggi dan gas pembakaran mampu mendorong piston dengan tenaga yang besar sehingga terjadi gesekan pada dinding silinder oleh cincin pada piston Pemasangan cincin piston pada silinder harus selalu menekan dinding silinder dengan gaya pegasnya Hal ini menambah besarnya gaya gesek cincin terhadap dinding silinder Peningkatan temperatur yang terjadi pada ruang bakar meyebabkan terjadinya pemuaian material cincin-piston dan lebih lanjut mengadakan tekanan ke dinding silinder Hal ini juga menyumbang besarnya gaya gesek terhadap dinding silinder Kekasaran permukaan bidang kontak antara dinding piston dengan silinder dan dengan adanya gaya gesek yang besar menyebabkan keauasan pada dinding silinder semakin mudah Material silinder memiliki sifat getas lunak dan tidak tahan panas akan mudah keausan dinding silinder Pemilihan bahan silinder sangat diawasi karena silinder memegang peranan penting lancarnya gerakan piston Proses Pembuatan Secara umum proses pengecoran dilakukan melalui beberapa tahap mulai dari pembuatan cetakan persiapan dan peleburan logam penuangan logam cair ke dalam cetakan pembersihan coran dan proses daur ulang pasir cetakan Hasil pengecoran disebut dengan coran atau benda cor Proses pengecoran bisa dibedakan atas 2 yaitu proses pengecoran dan proses pencetakan Proses pengecoran tidak menggunakan tekanan sewaktu mengisi rongga cetakan sedangkan proses pencetakan adalah logam cair ditekan agar mengisi rongga cetakan Cetakan untuk kedua proses ini berbeda dimana proses pengecoran cetakan biasanya dibuat dari pasir sedangkan proses pencetakan cetakannya dibuat dari logam Cetakan pasir yang digunakan dalam proses pengecoran berdasarkan jenis pola dibedakan atas

1 pola yang dapat digunakan berulang-ulang

2 pola sekali pakai

Pemilihan Bahan

Keausan silinder liner diperparah oleh pemakaian material bermutu rendah yaitu jumlah komposisi material tersebut yang memiliki ketahanan aus rendah sangat besar Dalam penggunaan sebaiknya dipakai bahan besi cor kelabu dimana mengandung unsur besi (Fe = 9295 ) silikon (Si = 2339 ) karbon (C = 3108 ) dan mangan (Mn = 0938 ) yang merupakan unsur utama pada besi tuang kelabu

Penambahan silikon pada besi-cor akan memperoleh sifat encer (fluidity) dan sedikit getas Mangan yang dipadukan akan menambahkan sifat kekuatan pada besi-cor Besi-cor ini memiliki kelebihan agak getas kekuatan-tarik rendah kekuatan tekan tinggi dan mempunyai mampu cor sangat baik serta murah dan paling banyak dipergunakan untuk benda-benda coran Apabila bahan silinder terbuat dari bahan dibawah persyaratan yang ditentukan untuk pemakaian ruang bakar maka kemungkinan cepat aus besar sekali

Pengecoran adalah suatu proses manufaktur yang menggunakan logam cair dan cetakan untuk menghasilkan parts dengan bentuk yang mendekati bentuk geometri akhir produk jadi Logam cair akan dituangkan atau ditekan ke dalam cetakan yang memiliki rongga sesuai dengan bentuk yang diinginkan Setelah logam cair memenuhi rongga dan kembali ke bentuk padat selanjutnya cetakan disingkirkan dan hasil cor dapat digunakan untuk proses sekunder Pasir hijau untuk pengecoran digunakan sekitar 75 percent dari 23 million tons coran yang diproduksi dalam USA setiap tahunnya

Untuk menghasilkan tuangan 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 mengerasmenjadi padat sendiri karena reaksi kimia dari perekat pasir tersebut Pada umumnya cetakan dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian atas dan bagian bawah 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 Airkaca (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 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

Proses pengecoran sendiri dibedakan menjadi dua macam yaitu traditional casting dan non-traditionalcontemporary casting

Teknik traditional terdiri atas

1 Sand-Mold Casting

2 Dry-Sand Casting

3 Shell-Mold Casting

4 Full-Mold Casting

5 Cement-Mold Casting

6 Vacuum-Mold Casting

Sedangkan teknik non-traditional terbagi atas k 1 High-Pressure Die Casting

2 Permanent-Mold Casting

3 Centrifugal Casting

4 Plaster-Mold Casting

5 Investment Casting

6 Solid-Ceramic Casting

Perbedaan secara mendasar di antara keduanya adalah bahwa contemporary casting tidak bergantung pada pasir dalam pembuatan cetakannya Perbedaan lainnya adalah bahwa contemporary casting biasanya digunakan untuk menghasilkan produk dengan geometri yang kecil relatif dibandingkan bila menggunakan traditional casting Hasil coran non-traditional casting juga tidak memerlukan proses tambahan untuk penyelesaian permukaan

Jenis logam yang kebanyakan digunakan di dalam proses pengecoran adalah logam besi bersama-sama dengan aluminium kuningan perak dan beberapa material non logam lainnya

PEMBENTUKAN PRODUK BENDA KERJADENGAN CARA PENGECORANA Pengecoran atau penuangan (casting)Pengecoran atau penuangan (casting) merupakan salah satuproses pembentukan bahan bakubahan benda kerja yang relatifmahal dimana pengendalian kualitas benda kerja dimulai sejakbahan masih dalam keadaan mentah Komposisi unsur sertakadarnya dianalisis agar diperoleh suatu sifat bahan sesuai dengankebutuhan sifat produk yang direncanakan namun dengankomposisi yang homogen serta larut dalam keadaan padat (lihatbab III tentang besi tuang dan bab IV uraian pembahasan tentangperilaku paduan dalam proses penuangan)Proses penuangan juga merupakan seni pengolahan logammenjadi bentuk benda kerja yang paling tua dan mungkin sebelumpembentukan dengan panyayatan (chipping) dilakukan Sebagaimana ditemukan dalam artifacts kuno menunjukkan buktiketerampilan yang luar biasa dalam pembentukan benda dari bahanlogam dengan menuangkan logam yang telah dicairkan (moltenmetals) kedalam cetakan pasir khusus menjadi bentuk tertentuPengecoran dengan menggunakan cetakan pasir juga merupakanteknologi yang menuangkan larutan cair dari logam secara hati-hatikedalam cetakan pasir yang sudah dipersiapkan dengan hasil yangmendekati sempurna Oleh karena itulah proses pembentukanmelalui teknik penuangan ini juga digunakan pada levelkebangsawanan seperti pembuatan benda-benda seni seperti

ornament alam dan alat memasak dan lain-lainCoin kuno yang terbuat dari emas (gold) perak (silver) danbronze dipertahankan dan dipamerkan di museum prajurit dandinyatakan sebagai koleksi karya seni yang luar biasa dari tingkatketerampilan (skill) pada masa itu demikian pula dengan gambarserta lukisan kuno yang sangat detail dari seorang raja sebagaibukti kekuasaannyaDalam perkembangannya pembentukan benda kerja melaluipenuangan ini tidak hanya pada lingkup seni dan konsumsikalangan aristocrat semata namun juga pada pengembanganteknologi penuangan itu sendiri termasuk pengembangan peralatandan mesin-mesin perkakas moderen sebagaimana yang kitagunakan pada saat ini sehingga metoda penuangan dengancetakan pasir (sand casting) menjadi salah satu metoda penuangandimana berbagai metoda penuangan tersebut antara lain meliputi

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579a Sand casting (penuangan dengan cetakan pasir)b Die casting (penuangan dengan cetakan matres)c Centrifugal casting (penuangan dengan cetakan putar)d Continuous castinge Shell mouldingf Investment casting1 Sand Casting (penuangan dengan cetakan pasir)Proses pembentukan benda kerja dengan metoda penuanganlogam cair kedalam cetakan pasir (sand casting) secara sederhanacetakan pasir ini dapat diartikan sebagai rongga hasil pembentukandengan cara mengikis berbagai bentuk benda pada bongkahan daripasir yang kemudian rongga tersebut diisi dengan logam yang telahdicairkan melalui pemanasan (molten metals)Proses pembentukan cetakan pasir ini harus dilakukan secarahati-hati dan memperlakukannya seperti mendirikan periuk emasmurni atau perak atau tembaga Kendati sekarang telah benar-benarmampu melakukan loncatan kemampuan dalam pekerjaanpengecoran (casting) seperti pembuatan sejumlah poros luar darimesin kapal laut Queen Mary yang sangat besar dan panjang juga relkereta apiCetakan pasir untuk pembentukan benda tuangan melaluipengecoran harus dibuat dan dikerjakan sedemikian rupa denganbagian- bagian yang lengkap sesuai dengan bentuk benda kerjasehingga diperoleh bentuk yang sempurna sesuai dengan yang kitakehendaki Bagian-bagian dari cetakan pasir ini antara lain meliputia) Pola mal atau model (pattern) yaitu sebuah bentuk dan ukuranbenda yang sama dengan bentuk asli benda yang dikehendakipola ini dapat dibuat dari kayu atau plastik yang nantinya akandibentuk pada cetakan pasir dalam bentuk rongga atau yangdisebut mold jika model ini dikeluarkan yang kedalamnya akandituangkan logam cairb) Inti (core) inti ini merupakan bagian khusus untuk yangberfungsi sebagai bingkai untuk melindungi struktur model yang

akan dibentuk dengan demikian keadaan ketebalan dindinglubang dan bentuk-bentuk khusus dari benda tuangan (casting)tidak akan terjadi perubahanc) Cope yaitu setangah bagian dari bagian atas dari cetakan pasird) Drag yakni setengah bagian bawah dari cetakan pasir tersebute) Gate ialah lubang terbuka dimana dituangkannya logam cairkedalam cetakan diatara core dan dragf) Riser ialah lubang pengeluaran yang disediakan untukmengalirnya sisa lelehan logam cair dari dalam cetakan sertasedikit reserve larutan logam cair

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579Komponen-komponen utama untuk pembuatan cetakan tersebutdiatas merupakan komponen utama yang digunakan dalam pembuatancetakan untuk pengecoran logamKelengkapan lainnya adalah Chaplet yakni kelengkapan pendukungCores walaupun pemakaian pendukung cores ini dianggap kurangpraktis dan beberapa peralatan yang lain tidak ada dalam perdaganganContoh Untuk pengecoran sederhana yakni akan dibuat sebuah silinder padatUntuk proses ini dapat kita lakukan dengan petimbangkan langkahlangkahsebagai berikut Kita siapkan pola atau model dengan dimensi yang samadengan dimensi yang sama dengan dimensi benda yangdikehendaki pola dibuat dari bahan kayu dengan memberikansedikit kelebihan ukuran untuk penyusutan serta sedikitketirusan untuk memudahkan mengeluarkan pola dari dalamcetakan pasir terutama jika akan dilakukan pengecoran denganposisi vertikal Apabila lubang kiri di dalam pasir telah terisidengan besi maka silinder padat dari besi tuang dapatdihasilkan Cara yang lain untuk pembuatan benda tuangan seperti ini yaitudengan membuat cetakan dalam dua bagian cetakan dimanasetengah bagian cetakan (cope dan drag) merupakan bentukdari setengah bagian dari benda yang dibentuk dari setengahbagian pola kedua bagian dari cetakan yakni cope dan dragyang masing-masing memiliki bentuk setengah silinder ini akandigabungkan dengan menggunakan pin agar posisi keduanyasesuai dan memiliki rongga dengan bentuk silinder sesuaidengan bentuk yang dikehendaki Sebelum drag dan cope inidirakit terlebih dahulu dibuat alur untuk saluran pengisian danpengeluaran udara Setelah dirakit maka cetakan ini siap untukdiisi dengan logam yang telah dicairkan

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579Gambar 61 Cetakan penuanganJika kita perhatikan contoh sebagaimana diperlihatkan pada gambar61 menunjukkan betapa sederhananya proses penuangan tersebutnamun demikian terdapat berbagai hal yang harus diperhatikandisamping tingkat kehati-hatian dalam penanganan cetakan pasir ini oleh

karenanya pekerjaan penuangan yang paling sulit adalah dalampembuatan cetakan itu sendiri Namun sebelum membahas lebih jauhtentang proses penuangan ini terlebih dahulu akan kita pelajari tentangmaterial dan karakteristik serta aplikasi dari bahan cetakan itu sendiri

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579dimana adalah pasir cetakan juga peralatan yang diperlukan dalampembuatan cetakan yang tidak mungkin menggunakan peralatanseadanya terlebih untuk tujuan penuangan benda-benda yang lebih rumitdan ukuran yang lebih teliti (lihat berbagai produk penuangan padagambar 383 dan 9310)Bahan cetakan dan bahan terasPasir cetakanCetakan dan teras merupakan bagian yang akan bekerja menerimapanas dan tekanan dari logam cair yang dituang sebagai bahan produkoleh karena itu pasir sebagai bahan cetakan harus dipilih sesuai dengankualifikasi kebutuhan bahan yang akan dicetak baik sifat penuangannyamaupun ukuran benda yang akan dibentuk dalam penuangan ini dimanasemakin besar benda tuangan maka tekanan yang disebut tekananmetallostatic akan semakin besar dimana cetakan maupun teras harusmemiliki kestabilan mekanis yang terandalkan Beberapa jenis bahancetakan dan teras yang sering digunakan antara lain a Pasir tanah liatPasir tanah liat ialah pasir yang komposisinya terdiri atascampuran pasir-kwarsa dengan tanah liat yang berfungsi sebagaipengikat Pasir tanah liat ini dapat dibedakan menjadi dua macammenurut cara pemakaiannya yaitu Pasir kering yaitu jenis pasir tanah liat dimana setelahdibentuk menjadi cetakan harus dikeringkan terlebih dahuluPasir ini sangat cocok digunakan untuk pengecoran bendabendayang kecil maupun yang besar Pasir basah ialah jenis pasir tanah liat yang telah dibentukmenjadi cetakan tidak perlu dilakukan pengeringan atauPasir ini hanya digunakan untuk pengecoran benda-bendayang kecilDalam proses pembentukan bahan cetakan Pasir cetakan dicampurdengan bubuk batu bara untuk menhindari terbakarnya butiran pasirini terutama bagian yang berhubungan langsung dengan sumberpanas dan pengerjaan lanjutan atau penyelesaian setelah cetakan initerbentuk permukaan bentuk benda kerja diperhalus dengan caramemolesnya dengan larutan graphite atau yang disebut penghitamandan digunakan pada cetakan yang menggunakan pasir kering Tetapiuntuk cetakan yang pasir basah biasanya penghitaman diberikandengan menyemprotkan tepung batu bara tersebut melalui proses inijuga akan diperoleh benda tuangan yang memilki permukaan yanghalus Dalam keadaan padat cetakan ini juga harus porous sehingadapat membuang gas yang terbentuk akibat pemanasan untuktujuan ini biasanya dimasukan jerami

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579

b Pasir minyakPasir minyak ialah pasir kwarsa yang dalam pemakaiannyadicampur dengan minyak sebagai bahan pengikatnya sifatnya yangsangat baik dan cocok digunakan dalam pembuatan teras baikukuran kecil maupun besar setelah pembentukan teras dikeringkandan dipoles dengan cairan serbuk batu bara Teras dengan bahanpasir minyak ini dimana pengikatnya adalah minyak setelahpenuangan minyak akan terbakar sehingga teras mudah untukdikeluarkanc Pasir dammar buatan (Resinoid)Pasir dammar buatan ialah pasir cetak dengan komposisi yangterdiri dari pasir kwarsa dengan 2 dammar buatan Pasir jenis inihamper tidak perlu ditumbuk dalam pemadatannya Pasir ini jugamemiliki sifat yang baik setelah mengeras dan pengerasannya dapatdiatur dengan sempurna serta cocok digunakan untuk membentukbenda-benda dengan ukuran yang cukup besar Proses penghitamanmasih harus dilakukan seperti penggunaan pasir-pasir yang lainnyad Pasir kaca airPasir kaca air merupkan komposisi dari pasir kwarsa dengankurang lebih 4 kaca air Pemadatannya hampir tidak perlu ditumbukdan sifatnya sangat baik setelah dikeraskan melalui pemasukan gasCO dan dihitamkan Pasir kaca ini digunakan sebagai bahan cetakanatau teras dengan ukuran sedange Pasir semenPasir semen merupakan campuran pasir kwarsa dengan kuranglebih 9 semen serta air kurang lebih 6 Pemadatannya tidak perluditumbuk dan sifatnya sangat baik setellah mengeras walupun prosespengerasannya lambat Setelah kering juga dihitamkan Pasir inidigunakan sebagai bahan teras dan cetakan yang beratPenguatan cetakanPada pekerjaan penuangan (pengecoran) benda-benda yangbesar diperlukan cetakan yang besar pula serta dengan ukurandinding cetakan yang tebal dimana cetakan harus mampu menahantekanan metallostatic yang besar untuk itu kita tidak mungkinmengandalkan kekuatan perekat-perekat sebagaimana disebutkanpada unsur perekat pada pasir tuang dengan demikian penulanganini sangat penting sebagai unsur penguatan Bahan penulangan ini

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579biasanya dibuat dari baja dengan bentuk seperti terlihat pada gambar62

(a)(b)Gambar 62 Penguat cetakan(a) Penguatan pasir cetakan(b) Pendukung terasPendukung terasPendukung teras ini digunakan pada pekerjaan pengecoranbenda-benda berlubang dimana menggunakan teras sebagai inti polacetakan juga paku sebagai alat-alat bantu lainnya (Gambar 62b)

Rangka cetakan (frame)Rangka cetakan (frame) berfungsi sebagai bingkai yang dibuat daribaja atau besi tuang dimana rangka cetakan (frame) ini harus dapatmempertahankan bentuk cetakan apabila cetakan menerimapembebanan yang diberikan oleh bahan tuangan tersebut akan tetapiterdapat pula rangka cetakan yang dibuat dari kayu yang dibuatsedemikian rupa sehingga mudah untuk memegang atau mengangkatcetakan tersebut (lihat gambar 63 dan 64 )

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579Gambar 63 Rangka cetakan kayuGambar 64 Rangka cetakan bajaa Rangka cetak bentuk segi empatbRangka cetak bentuk silinder

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579Perkakas cetakPerkakas cetak terdiri atas penumbuk sendok spatula siku-sikupoles kuas pena model dan penusuk lubang angin (lihat gambar 65)Panci tuang (Ladle)

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579Gambar 65 Panci Tuang a Panci tanganb dan c Panci pikulPanci tuangan (ladle) digunakan untuk mengangkut logam cairdari dapur peleburan dan menuangkannya kedalam cetakan panci inidibuat dari baja dengan lapisan tahan panas pada bagiandalamnyaPanci tuangan yang berukuran besar pengangkatannyamenggunakan keran (lihat gambar 65c)Proses pembuatan cetakanProses pembentukan benda kerja dengan cara pengecoran ataupenuangan ini dilakukan dengan terlebih dahulu membuat cetakan danteras (tergantung bentuk benda kerja) Namun demikian sebagaimanadalam proses pembentukan benda kerja pada umumnya pekerjaan awaldilakukan dengan terlebih dahulu mempelajari dimensional benda kerjasebagaimana tertuang didalam gambar kerja yang akan memberikaninformasi secara luas tentang kualitas dimensional produk yangdikehendaki Pembentukan benda kerja melalui proses penuangan ataupengecoran ini sedikit berbeda dengan pembentukan benda kerja melaluiproses panyayatan (chipping) yang kualitas mekanisnya telah dimilikioleh bahan baku produk (raw material) itu sendiri kendati dimungkinkandiperlukan penyempurnaan sifat mekaniknya seperti dengan prosesperlakuan panas namun gambar kerja memberikan informasi teknismengenai kualitas akhir dari dimensi benda kerja tersebut seperti

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579kekasaran pemukaanToleransi umum dan toleransi khusus suaian danlain-lain tentu saja hal ini pun menjadi pertimbangan dalam pembentukan

benda kerja melalui pengecoran terutama untuk memberikan tambahanukuran (allowance) pada cetakan atau teras bilamana benda kerjamempersyaratkan pekerjaan lanjutan melalui Pemesinan (machining)pada bentuk akhirnya untuk benda kerja yang dibentuk melalui prosespenuangan sifat mekaniknya juga harus dianalisis termasuk juga jikadiperlukan proses perlakuan panasJika telah dilakukan analisis sebagaimana disebutkan selanjutnyaadalah merumuskan langkah-langkah kerja untuk proses pembentukanbenda kerja yakni pembentukan benda kerja melalui proses pengcoran(penuangan) berdasarkan ketentuan-ketentuan sebagaimana yang telahdibahas sebelumnyaPembuatan cetakan dirancang dengan mempertimbangkan besardan tingkat kerumitan dari benda-benda tuangan yang direncanakancetakan harus dirancang sesederhana mungkin sehingga tidakmenyulitkan dalam proses penuangannya dan bahan tuangan dapatdengan mudah terdistribusi keseluruh rongga yang merupakan bentukdari benda kerja Demikian pula dengan rancangan saluran-salurantambahan seperti saluran pengisap atau pengeluaran gas yangditimbulkan oleh pemanasan dari logam cair (Molten metal) terhadapkelembaban cetakan atau karena terdapat udara yang terjebak didalamrongga cetakan hal ini akan mengakibatkan keroposnya (porous) bendakerja hasil penuanganBerdasarkan pertimbangan-pertimbangan tadi maka pembuatancetakan ditentukan menurut jenis dan cara pembuatannya antara lainsebagai berikut1) Cetakan pasir dibuat dengan tangana Seluruh bagian benda kerja berada pada satu cetakan (Drag)Cetakan pasir yang dibuat dengan tangan yaitu cetakanyang dibuat sebagaimana dicontohkan pada halaman 3 dan 4dimana bentuk benda kerja dibuat terlebih dahulu model ataumalnya (pattern) cetakan ini dapat dibentuk dengan hanyaterdiri atas satu cetakan atau diperlukan dua bagian cetakanyakni drag dan cope (lihat gambar 31)

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579Gambar 66 Bentuk benda kerja dan bentuk cetakanBenda kerja seperti gambar kerja yang diperlihatkan pada gambar66 ialah turning clutch flywheel dengan dimensi serta ukuran yang relatifkecil dan sederhana biasanya dibuat dengan besi tempa jika dibentukmelalui proses pengecoran yakni salah satu caranya yang mungkindapat dilakukan ialah menggunakan cetakan pasir Pekerjaanpenyelesaian (finishing) dilakukan melalui proses pemesinan (maching)Sebagaimana kita lihat dari bentuk cetakannya dimana bentukdari benda tuangan berada pada kedua bagian cetakan yakni drag dancope namun demikian karena benda tuangan ini ukurannya relatif kecilmaka tidak diperlukan penguatan sebagaimana peralatan penguatanyang diperlihatkan pada gambar 63

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579Untuk benda-benda yang ukurannya besar dimana volume dari

bahan logam cair juga sangat banyak diperlukan ketebalan dindingcetakan yang cukup tebal sehingga diperlukan penguatan agar pada saatpenuangan pasir cetakan tidak runtuh lihat gambar 62Gambar 67 Piringan Rem (Disk Brake)Untuk pekerjaan penuangan (pengecoran) bentuk benda sepertidiperlihatkan pada gambar 67 dimana cetakan terbuat dari cetakan pasirdengan posisi benda berada pada cetakan bagian bawah (drag)pengerjaannya dilakukan secara manual (dengan tangan)Pembuatan model merupakan pekerjaan awal dalam pembuatancetakan dengan berbagai ketentuan model dibuat sesuai dengan bentukaslinya Pada proses ini dimana semua bagian bentuk benda beradapada salah satu dari bagian cetakan maka model merupakan bentukutuh Tidak semua model dapat dilakukan seperti ini tentu saja hal inibergantung pada bentuk dimensi dari benda kerja yang akan dibuat

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579Untuk proses pekerjaan pembuatan cetakan benda yang demikian inidapat dilakukan dengan langkah sebagai berikut Lihat gambar 68 susunan pola (pattern) yang dibuat dari kayudengan ukuran ditambah allowance dengan bentuk dimensi samadengan bentuk yang diinginkan demikian pula dengan inti (teras) namununutuk teras ini dibuat dari pasir cetakGambar 68 Cetakan dengan penguatan untuk modelseluruhnya pada drag (cetakan bawah

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579 Pembuatan modelinti dengan resin pembuatan model inti dari pasirdapat dilakukan dengan membentuk cetakan dari pola inti terlebihdahulu yang baik cetakan pola inti dibuat dari bahan resin (fireglass)Bentuk pola (model) dibuat dari kayu sesuai dengan bentuksebenarnya Untuk bentuk model inti seperti dalam kebutuhanpenuangan pada gambar 69 dimana sudah memiliki ketirusansehingga akan mudah melepaskan model inti tersebut nantinya daridalam cetakan namun jika tidak dimungkinkan untuk memberikanketirusan maka cetakan terpaksa dibagi dua atau pemotonganpemotongancetakan sesuai dengan bentuk benda itu sendiriLangkah-langkah kerja pembuatannya dapat dilakukan sebagaiberikut a) Model (pattern) initi yang telah dibentuk sesuai dengan bentukyang dibutuhkan dihaluskan permukaannya kehalusanpermukaan ini penting dimana akan menghasilkan permukaancetakan yang halus pula disamping akan mudah melepaskan hasilcetakan dari dalam cetakan tersebutb) Poleskan ldquoMould release waxrdquo (diperdagangkan dengan merkMirror Glaze keseluruh permukaan model hingga rata danyakinkan pori-pori dari kayu dapat tertutup dengan lapisan iniMould release wax berfungsi sebagai pemisah antara cetakandengan pola Model (pattern) sehingga cetakan akan mudahdilepasc) Periapkan resin (dipasaran dikenal dengan ldquoresin butekrdquo) Untuk

ukuran cetakan seperti pada gambar 39 diperlukan kurang lebih frac14kg dapat dicampur dengan talk plusmn 10 sampai 20 darivolumenya kemudian diaduk hingga rata Jika terlalu kental dapatdiencerkan dengan ldquoStieren Monomerrdquo secukupnya tidak terlaluencer karena akan mengurangi kekuatan hasil cetakand) Selanjutnya siapkan pula ldquoHardenerrdquo atau resin-katalis biasanyakebutuhan katalis ini plusmn 20 sampai 25 cc tiap 1 kg resine) Persiapkan pula rdquometchrdquo atau serat Fibre plusmn 40 x 40 Cmdanf) Mangkok kecil untuk adonan serta kuas dan sabun cucig) Tuangkan resin yang telah dipersiapkan pada poin c) ke dalammangkuk dan berikan 5 sampai 10 tetes katalis dan diaduk hinggarata (lakukan secara cepat karena bahan ini akan cepatmengeras) dan dengan menggunakan kuas oleskan keseluruhpermukaan model yang telah dipersiapkan pada poin b)h) Lepaskan serabut fibre dari lembarannya dan bubuhkan padamodel yang telah dikerjakan di poin g) kemudian oleskan kembaliresin dengan gerakan sedikit menekan dengan menggunakankuas hingga serat larut pada resin tersebut

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579i) Lakukan poin g) dan h) ini berulang-ulang hingga mencapaiketebalan yang memadai (plusmn 3mm) dan biarkan pda udara terbukakira-kira 5 sampi 10 menit kemudianj) Potongrapihkan sisa serabut (Metz)yang keluar dari bentuk pola(model) dengan menggunakan pisau (cutter)k) Setelah benar-benar kering keluarkan model dari dalamcetakanLihat gambar 69 dan siap untuk digunakanModel Inti (teras) dibuat dari pasir minyak setelahpembentukan teras dikeringkan dan dipoles dengan cairanserbuk batu bara Teras dengan bahan pasir minyak ini dimanapengikatnya adalah minyak setelah penuangan minyak akanterbakar sehingga teras mudah untuk dikeluarkanGambar 69 Cetakan fibre untuk model inti

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579Gambar 610 Susunan Model dan inti (teras) untukpengecoran piringan rem (Disk Brake) Rangka cetakan (lihat gambar 63 dan 64) yang akan digunakanyakni untuk drag dan cope dipersiapkan sesuai denganpasangannya Rangka cetakan bagian atas (Drag) ditempatkan pada papanlandasan dengan posisi terbalik Menyusun pola Model dan inti (teras) di atas papan landasan denganposisi terbalik Lihat gambar 611Gambar 611 Kedudukan pola Model daninti di dalam cetakan

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579 Memasukan pasir cetak kedalam cetakan ini dengan memberikan

penguatan sedemikain rupa dan tempatkan model (Pattern) padabagian atas serta isi dengan pasir kemudian dipadatkan denganmemberikan sedikit air dan ratakan perukaan pasir pada bagianmodel serta cetakan tersebut akan tetapi model harus mudahdilepas Balikan cetakan (drag) dengan memutar pada arah rdquogerakanmataharirdquo hingga posisi bawah menjadi posisi atasLihat gambar611Gambar 612 Drag pada kedudukan yang sebenarnya Haluskan permukaan bentuk benda yang dihasilkan oleh bentukmodel tadi dengan menaburkan debu pasir Proses berikutnya ialah penghitaman dengan cara memolesnyadengan larutan graphite jika cetakan menggunakan pasir keringTetapi untuk cetakan yang pasir basah biasanya penghitamandiberikan dengan menyemprotkan tepung batu bara tersebut melaluiproses ini juga akan diperoleh benda tuangan yang memilkipermukaan yang halus Dalam keadaan padat cetakan ini juga harusporous sehingga dapat membuang gas yang terbentuk akibatpemanasan

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579 Buatlah saluran-saluran seperti saluran ldquopenghubungrdquo sertasaluran untuk laluan udara (gas) Persiapan rangka cetakan bagian atas (cope) sebagaimana jugadilakukan pada drag dimana untuk cope ini juga ditempatkan padalandasan dengan posisi terbalik Mengisi pasir cetak dari jenis pasir yang diinginkan (liaht hal 57dan 58 tentang macam-macam pasir cetakan) denganmemberikan penguatan sesuai dengan kebutuhannya sertadipadatkan Lakukan pula proses penghitaman dibagian permukaan bentukpola (patern) Setelah dikeringkan balikan pula cope ini sesuai dengan ldquoarahgerakkan mataharirdquo Tempatkan cope di atas drag dengan posisi sejajar menurut posisipin pengarah Buatlah lubang-lubang saluran seperti tap penuangan tappengisap gas dan lain-lain Jika semua proses telah dilaksanakan maka cetakan siap untukdiisi dengan logam cairb Seluruh bagian bentuk kerja berada pada kedua bagian cetakan (Dragdan cope)Dalam pembentukan benda tuangan dimana bentuk model daribenda kerja berada pada kedua bagian dari cetakan yakni drag dancope ini sebenarnya tidak terdapat perbedaan yang prinsip dimanahanya proses pengejaannya yang berbeda tentu saja perbedaan initergantung pada bentuk benda kerja yang dikehendaki jika kitamelihat kerumitan pekerjaan tentu saja lebih rumit dibanding dengancontoh a kendati pada pekerjaan yang rumit kecenderungan akanrisiko terjadi kesalahan ini lebih besar dari pada pekerjaan yang

sederhana namun karena tuntutan pekerjaan dan cara ini merupakansalah satu yang mungkin dapat dilakukan Namun demikian upayamenyederhanakan pekerjaan ini hendaknya diupayakan semaximalmungkin

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579Contoh Contoh ini merupakan salah satu jenis pekerjaan pengecoranuntuk pembuatan ldquoBlank roda gigi lurus (spur-gear)rdquo untuk F = 1 18 ldquosudut tekan 200 dari bahan Cast-Iron Dengan spesifikasi bahansebagaimana terlihat pada gambar 44 berikut Contoh pekerjaanpenuangan (pengecoran) ini merupakan salah satu bentuk pekerjaandengan bentuk Model (Pattern) berada pada kedua bagian cetakan (dragdan Cope) serta betuk inti atau terasGambar 613 Blank roda gigi lurusSebagaimana telah diuraikan dalam beberapa penjelasanterdahulu dimana proses pembentukan benda kerja melalui prosespengecoran ini harus diawali dengan analisis terhadap spesifikasi yang disyaratkan dari benda kerja yang diinginkan dari spesifikasi geometrisyang berhubungan dengan dimensional hingga spesifikasi mekanis yangberhubungan dengan kekuatan bahan untuk menentukan jenis bahantuangan yang akan digunakan serta kesesuainnya dengan bahancetakan dan metoda pembentukannyaPekejaan pengecoran untuk benda kerja sebagaimana terlihatpada gambar 613 dapat dibentuk dengan cetakan pasir dari salah satujenis pasir yang telah kita ketahui demikian pula dengan inti (teras)nyanamun melihat bentuk dari benda ini Pola (model) akan berada padakedua bagian dari cetakan sehingga bentuk model harus dibelah menjadidua bagian yakni sebagian berada pada drag dan sebagian lagi beradapada cope serta sebuah inti dari pasir cetak itu sendiri

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579Gambar 614 Posisi cetakan dari bentukcetakan blank roda gigi lurusProses pengerjaan untuk benda dimana bentuk benda beradapada kedua bagian cetakan ini dapat dilakukan sebagai berikut Pembuatan cetakanProses pembuatan cetakan dapat dilakukan secara manualdengan melakukan persiapan-persiapan yang meliputi Peralatan Bahan cetakan (pasir cetak) Papan landasan Pola atau model (patern) untuk cetakan bawah (dag) Pola atau model (patern) untuk cetakan atas (cope) Pola saluran penuangan (saluran turun) dan salurangas Pola Inti serta alat-alat bantu lainnya1) PeralatanPeralatan yang diperlukan untuk pembuatan cetakan pasir yangdilakukan secara manual diperlukan berbagai peralatan pokok yakni

rangka cetakan Jika rangka cetakan tidak menggunakan rangkacetakan baja maka dapat digunakan rangka cetakan kayu yangukurannya disesuaikan dengan ukuran benda yang akan dibuat danmasing-masing ditambah dengan ketebalan dinding cetakan untuk

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579itu maka diperlukan peralatan pertukangan kayu seperti gergajiketam palu paku dan lain-lain Disamping itu perlatan khusus yangdigunakan untuk keperluan pengecoran logam sebagaimanadiperlihatkan pada gambar 614 serta ladle (paci tuang) sepertiterlihat pada gambar 64 halaman 6 Peralatan yang mungkindiperlukan juga antara lain pengayak pasir cetak yang berfungsiuntuk menyeragamkan ukuran butiran (mesh) pasir itu sendiri2) Pelaksanaan pembuatan cetakana) Proses awal pembuatan cetakan ini dilakukan dengan terlebihdahulu membuat model atau Pola (Pattern) dengan posisi modelberada pada kedua bagian cetakan yakni drag dan cope makamodel dibuat dari dua keping kayu (papan) yang digabungkandengan model yang berbentuk bundar pengerjaannya dapatdilakukan pada mesin bubut (dapat digunakan mesin bubut kayuatau mesin bubut besi) dengan pemegang ldquomandrelrdquo lihatGambar 615Gambar 615 Pembentukan pola (pattern)pada Mesin bubutPenambahan ukuran diberikan (allowance) sebesar ketentuanpada uraian berikut dimana benda kerja akan dilakukanpengerjaan lanjutan melalui proses pemesinan (machining)

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579b) Dua keping papan disatukan dengan mandrel untuk bendabundar (bulat) seperti gambar 44 dengan bentuk simetris tidakperlu menggunakan pena pengarah namun untuk menghindarikesalahan posisi penggunaan pena pangarah ini akan lebih baikc) Pekerjaan berikutnya ialah pembuatan inti dimana inti (teras) inidibuat dari pasir cetak dari jenis Pasir minyak atau pasir kwarsadengan campuran minyak nabati (lihat poin d halaman 58)Inti atau teras ini dibentuk dengan menggunakan pola luar yangdibuat dari plat yang dirol atau jika ukurannya sesuai denganstandar pipa PVC dapat juga digunakan pipa tersebut yangdibelah simetris kemidian diikat dengan kawat untukmemudahkan membuka cetakan inti tersebutGambar 616 Pembuatan pola Inti (pasir)

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579Model (pola) Inti (teras) dari pasircetak hasil pencetakanPola Inti yang telahterbentuk seperti pada gambar617 selanjutnya diberi lapisanjelaga dapur kupola atau serbuk

grafit yang dicairkan agarpermukaannya rata dan halussehingga menghasilkanpermukaan hasil penuangan yanghalus pula Setelah kering polainti ini siap untuk didudukan padacetakan sesuai dengan posisiyang dikehendaki lihat uraianberikutGambar 617Gambar 618 Pembuatan cetakan dan inti (Core)

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579d) Urutan pekerjaan yang harus dilakukan dan dipersiapkan sebelumpengisian pasir kedalam rangka cetak antara lain Menyiapkan Plat (papan) landasan Pelat (papan landasan) iniharus kuat agar saat pemadatan tidak bergetar sehinggamerubah bentuk dari cetakan tersebut Papan ditempatkandiatas balok penyangga untuk menyetabilkan kedudukan rangkacetakGambar 619 Pelat (papan) landasan Model yang telah dibentuk pada poin c dilepas dari mandrelnyadengan demikian akan didapat dua bagian Model yakni modelyang akan dibentuk pada cetakan atas (Cope) dan Model yangkan dibentuk pada bagian bawah (drag)Gambar 620 Satu pasang model hasil pembentukandengan mesin bubut dibelahsimetris (a dan b) dan Inti (core)

Teknik pengecoran logam1048579Hardi Sudjana1048579 10485791048579104857910485791048579104857910485791048579 10485791048579 Tempatkan rangka cetak diatas papan sebagaimana terliahatpada gambar 50 dan posisikan model b (gambar 621) untukcetakan bawah (drag) dengan pola inti (kayu) untuk kedudukaninti (teras) pasir Pola kayu yang akan digunakan sebagaitempat kedudukan inti (teras) ini harus mudah dibuka agar tidakmerubah bentuk cetakan selama proses pelepasan danpemasangan pola Inti yang terbuat dari pasir cetakGambar 621 kedudukan pola dan inti pada cetakanbawah (drag) di dalam rangka ccetake) Pengisian pasir kedalam rangka cetak Untuk pengisian pasirkedalam rangka cetak dilakukan secara bertahap yakni denganpenuangan sejumlah pasir cetak setebal plusmn40 mm diatas pola Pasircetak pada bagian ini harus padat yang dilakukan secara hati-hatiagar tidak merubah posisi pola untuk pemadatan ini digunakanpenumbuk (lihat gambar 622)


Aplikasi dari proses pengecoran sangat banyak salah satunya dapat di temui dalam pembuatan torak beserta komponen-komponennya Dalam proses pembakaran pada motor diesel terjadi akibat pemampatan udara di dalam silinder sehingga menaikkan suhu udara tekan dalam ruang bakar kemudian disemprotkan bahan bakar solar ke dalam silinder yang telah berisi udara-panas Setelah bahan bakar bersentuhan dengan udara-panas maka terjadilah proses pembakaran Proses pembakaran bahan bakar ini menimbulkan temperatur dan tekanan di dalam silinder menjadi sangat tinggi dan gas pembakaran mampu mendorong piston dengan tenaga yang besar sehingga terjadi gesekan pada dinding silinder oleh cincin pada piston Pemasangan cincin piston pada silinder harus selalu menekan dinding silinder dengan gaya pegasnya Hal ini menambah besarnya gaya gesek cincin terhadap dinding silinder Peningkatan temperatur yang terjadi pada ruang bakar meyebabkan terjadinya pemuaian material cincin-piston dan lebih lanjut mengadakan tekanan ke dinding silinder Hal ini juga menyumbang besarnya gaya gesek terhadap dinding silinder Kekasaran permukaan bidang kontak antara dinding piston dengan silinder dan dengan adanya gaya gesek yang besar menyebabkan keauasan pada dinding silinder semakin mudah Material silinder memiliki sifat getas lunak dan tidak tahan panas akan mudah keausan dinding silinder Pemilihan bahan silinder sangat diawasi karena silinder memegang peranan penting lancarnya gerakan piston Proses Pembuatan Secara umum proses pengecoran dilakukan melalui beberapa tahap mulai dari pembuatan cetakan persiapan dan peleburan logam penuangan logam cair ke dalam cetakan pembersihan coran dan proses daur ulang pasir cetakan Hasil pengecoran disebut dengan coran atau benda cor Proses pengecoran bisa dibedakan atas 2 yaitu proses pengecoran dan proses pencetakan Proses pengecoran tidak menggunakan tekanan sewaktu mengisi rongga cetakan sedangkan proses pencetakan adalah logam cair ditekan agar mengisi rongga cetakan Cetakan untuk kedua proses ini berbeda dimana proses pengecoran cetakan biasanya dibuat dari pasir sedangkan proses pencetakan cetakannya dibuat dari logam Cetakan pasir yang digunakan dalam proses pengecoran berdasarkan jenis pola dibedakan atas

1 pola yang dapat digunakan berulang-ulang

2 pola sekali pakai

Pemilihan Bahan

Keausan silinder liner diperparah oleh pemakaian material bermutu rendah yaitu jumlah komposisi material tersebut yang memiliki ketahanan aus rendah sangat besar Dalam penggunaan sebaiknya dipakai bahan besi cor kelabu dimana mengandung unsur besi (Fe = 9295 ) silikon (Si = 2339 ) karbon (C = 3108 ) dan mangan (Mn = 0938 ) yang merupakan unsur utama pada besi tuang kelabu









1 Sand-Mold Casting

2 Dry-Sand Casting


4 Full-Mold Casting



























































1 Sand-Mold Casting

2 Dry-Sand Casting


4 Full-Mold Casting



















































sand casting

Documents