Pembersihan Produk Pengecoran

         Proses pembersihan terhadap benda - benda kerja yang dihasilkan melalui proses pengecoran terutama benda kerja yang dibentuk melalui cetakan pasir diperlukan metoda - metoda khusus selain pembersihan secara manual atau menggunakan alat bantu mekanik dan power tool seperti sikat, gerinda, ampelas yang digerakkan dengan tenaga listrik atau pneumatic. Tentu saja alat - alat ini memiliki keterbatasan terutama pada mekanismenya yang tidak memungkinkan untuk selalu dapat menjangkau bagian - bagian yang rumit dari kontur benda kerja tertentu.

Blasting System

         Blasting system merupakan salah satu metoda pembersihan yang cocok untuk berbagai jenis Casting (benda cor) terutama benda - benda dengan bentuk yang rumit dan berongga yang tidak mungkin terjangkau oleh peralatan mekanik seperti bentuk - bentuk peralatan pada contoh gambar diatas. Sistem pembersihan ini dibedakan menurut media yang digunakannya, yakni Abrasive Blasting antara lain :

1. Sand Blasting
2. Grit Blasting

Skema pengerjaan dari system blasting ini tidak ada perbedaan, yakni seperti digambarkan pada ilustrasi gambar berikut.

•  Sand Blasting
  
  Sand blasting ialah metoda pembersihan permukaan dengan menyemprotkan pasir oleh udara yang bertekanan antara 6 - 7 Kg/Cm kepermukaan benda kerja tekanan udara ini diperoleh dari air Compressor untuk menekan pasir yang ditempatkan didalam tabung melalui slang. Dengan penyetoran ini semua partikel yang menempel pada casting akan terlepas sehingga permukaan casting menjadi bersih dengan bentuk permukaan yang agak kasar.

• Grit Blasting
Grit blasting ialah cara pembersihan permukaan dengan menyemprotkan bijih besi ataupun butiran partikel besi yang tajam. Prosesnya seperti yang dilakukan pada sand blasting namun karena media yang disemprotkannya berbeda maka akan menghasilkan kualitas permukaan yang lebih baik dan tidak menghasilkan debu yang mengkontaminasi permukaan seperti yang terjadi pada sand blasting.

• Wet Blasting atau wet abrasive blasting (penyemprotan basah)
Prosesnya sama seperti pada sand blasting dan grit blasting akan tetapi pada proses ini penyemprotan pasir yang dicampur dengan air serta unsur additive sebagai bahan pencegahan (inhibitor). Wet Blasting digunakan pada daerah pekerjaan dimana tidak dibolehkan terjadi percikan bunga api (spark), misalnya proses area / chemical area. Untuk wet blasting ini secara skematik dapat dilihat pada gambar berikut.

Read more »

Faktor - faktor penting dalam proses penuangan (pengecoran)

           Faktor - faktor penting yang harus diperhatikan dalam proses pembuatan produk penuangan (pengecoran) adalah bahwa perubahan temperatur pada bahan produk penuangan tersebut akan mengakibatkan pula perubahan terhadap bentuk dari produk itu sendiri, dengan keragaman dimensional produk akan terjadi perbedaan ketebalan bahan sehingga proses pendinginan pun tidak akan merata, dengan demikian maka akan terjadi tegangan yang tidak merata, dengan demikian maka akan terjadi tegangan yang tidak merata pula, maka deformasi pun tidak dapat dihindari, akibatnya benda kerja akan mengalami perubahan bentuk secara permanent disamping dapat merugikan sifat mekanis dari bahan tersebut. Oleh karena itu tindakan preventif harus dilakukan, antra lain :

• Tambahan penyusutan
• Tambahan penyelesaian mesin
• Tambahan Deformasi atau ditorsi

1. Tambahan Penyusutan

          Tambahan ukuran bahan diberikan pada saat pembuatan cetakan yang direncanakan sejak pembuatan model (pettern), walaupun tidak sangat akurat penambahan ukuran ini dapat dianalisis dari bentuk dimensi produk tersebut melalui bentuk model yang kita buat dapat ditentukan besarnya kelebihan ukuran yang harus dilebihkan, dimana penyusutan pada bahan yang tipis akan berbeda dengan penyusutan bahan yang lebih tebal. Untuk itu table berikut dapatlah kiranya dijadikan acuan dalam menentukan kelebihan ukuran (Allowance) terhadap kemungkinan terjadi penyusutan.

2. Tambahan penyelesaian mesin (machining) 

           Pada beberapa produk bagian tertentu dari produk penuangan diperlukan permukaan dengan kualitas tertentu sehingga dipersyaratkan penyelesaian dengan pekerjaan pemesinan (machining).

            Benda yang demikian ini biasanya merupakan bagian dari konstruksi rakitan sehingga masing -masing komponen akan terpasang secara baik, misalnya Cylinder Block dengan Cylinder head pada engine dan lain - lain. Untuk itu maka benda tuangan tersebut harus diberikan kelebihan ukuran, Sehingga setelah pemesinan ukuran akhir sesuai dengan yang dikehendaki, oleh karena itu pula analisis terhadap gambar kerja menjadi sangat penting sebelum pembentukan model yakni drag dan cope dilakukan. 

          Tabel berikut merupakan acuan dalam memberikan ukuran tambahan pada cetakan sesuai dengan ukuran benda yang akan dikerjakan. 

3. Tambahn Pelengkungan (Bending Allowance)

            Distorsi bahan dalam pekrjaan panas tidak dapat dihilangkan, oleh karena itu upaya untuk meminimalkannya harus selalu dilakukan, dan ini merupakan keterampilan yang berkembang sesuai dengan pengalaman sehingga dapat memperkirakan kemungkinan arah pelengkungan itu terjadi. Pada beberapa bentuk coran dapat dilakukan dengan memberikan penguatan, seperti penulangan dengan rusuk - rusuk sehingga membentuk profil penguat, namun penguatan ini tidak mungkin dilakukan untuk benda dengan bentuk dan kebutuhan tertentu. Cara lain dengan menambah / merubah bentuk atau ukuran sehingga apabila terjadi pelengkungan, maka pelengkungan itu akan berada pada posisi bentuk yang diinginkan, dan cara yang lain ialah dengan mengatur kecepatan laju pendinginan yakni dengan menepatkan "chil". Tentang Chil ini akan dibahas lebih lanjut. Bentuk - bentuk penanganan pelengkungan ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini .

Read more »

Proses Penuangan (pengecoran)

            Proses penuangan (pengecoran) ialah pengisian rongga cetakan dengan bahan tuangan yang telah dileburkan (dicairkan), berbagai cara penuangan dapat dilakukan sesuai dengan system pengecoran yang digunakan, seperti penuangan pada cetakan pasir dilakukan dengan sistem penuangan menggunakan panci tuang (ladle), dimana cetakan dibuat pada rangka cetak logam dimana bentuk luar dari cetakan itu sendiri telah didesain sesuai dengan perencanaan dalam proses pengecorannya.

1. Centrifugal casting (pengecoran)                                                                                                                  Proses penuangan (pengecoran) dengan metoda sentrifugal dilakukan pada pengecoran dengan menggunakan cetakan logam (die casting), tidak semua bentuk benda tuangan dapat dilakukan dengan metoda ini,benada - benda bulat silinder dan simetris sesuai dengan konstruksinya dapat di cor dengan metoda sentrifugal ini. Secara prinsip proses pengecoran dengan sentrifugal ini. Secara perinsip proses pengecoran dengan sentrifugal ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini .                                           
   
                                                                              
   
   Penuangan (pengecoran) dengan cara centrifugal ini ialah menggunakan putaran yang tinggi dari dies dengan demikian logam cair yang cukup berat akan terlempar keluar dari posisi penuangan yakni ke posisi bentuk dies sebagai bentuk benda kerja yang kita kehendaki. Pada gambar diatas diperlihatkan  proses penuangan dengan sistem centrifugal pada posisi Horizontal, sebenarnya proses penuangan sentrifugal ini dapat dilakukan pula secara vertical atau semi sentrifugal, hal ini tergantung bentuk benda kerja yang akan dicor tersebut. Jadi walaupun sebenarnya centrifugal casting memiliki keuanggulan seperti hasil penuangan yang padat, permukaan tuangan yang halus serta dapat membentuk dinding tuangan pada ukuran yang tipis dan lain - lain, namun hal ini akan bergantung pula pada kemungkinan pengecoran yang paling baik yang dapat dilaukan untuk menghasilkan benda cor yang memuaskan menurut bentuk yang di kehendaki. Pada gambar dibawah ini diperlihatkan 

          

             2. Continouos Casting (pengecoran)
        
      Teknik convensional yang lain penerapan proses pembentukan melalui penuangan (pengecoran) dengan cetakan ini ialah pembuatan baja batangan (ingot), dimana pemanasan ulang pada ingot untuk menghasilkan bentuk serta ukuran yang sesuai dan dikehendaki.

       Bongkahan - bongkahan (billets), dan lembaran - lembaran (slabs) dibentuk dalam keadaan panas merupakan dasar metoda pembentukan ulang pada hot working processes yang akan kita bahas lebih lanjut. Pada gambar dibawah ini diperlihatkan prinsip - prinsip tersebut dalam penerapannya pada penuangan (pengecoran).

           Proses penuangan berlanjut (Continouos Casting) bertujuan untuk menghasilkanm benda tuangan yang pajang yang dapat dipotong sesuai dengan kebutuhan benda kerja. Mesin penuangan (Continouos Casting machine) terdiri atas bagian yang sejajar dengan saluran pada bejana dimana logam cair dituangkan dan mengalir ke dalam cetakan (Mould) dari bahan tembaga yang berbentuk pipa sepanjang lebih kurang 1 m dengan dinding yang dilapisi dengan chromium bagian ini dilengkapi juga dengan air pendingin. Setelah casting melewati cetakan juga didinginkan yang selanjutnya ditarik dan diarahkan oleh roller khusu (straightening roller). Mesin ini juga memiliki sistem pengendalian gerakan casting hingga masuk pembagian pemotongan (flying shears) yang akan memotong casting ini sepanjang yang diinginkan.

              Continouos casting ini dapat diterapkan dalam pembentukan bagian yang berukuran kecil serta menghasilkan produk dengan kualitas baik dan mendekati kualitas yang dihasilkan oleh hot working processes serta dengan gerakan kerja secara automatic.


              3. Shell Moulding

          Shell Moulding merupakan salah satu bentuk cetakan pasir dimana cetakan tipis bentuk benda yang terbagi atas dua bagian dan dibuat dari pasir dengan perekat resin-bond, cetakan dihasilkan melalui pemanasan model yang diperoleh dari proses pengerasan kimiawi bahan resinoid, dengan demikian maka akan diperoleh bentuk dan ukuran yang akurat dari cetakan yang diingimkan, namun dalam pembuatannya memerlukan teknik serta biaya yang relatif mahal.

              4. Die Casting

        Cetakan logam ini dirancang tidak saja pada bentuk benda kerja yang dikehendaki akan tetapi karakteristik serta kualitas dari benda tuangan itu sendiri penting menjadi pertimbangan dimana kualitas dari benda tuangan ini juga dipengaruhi oleh proses penuangan yang dilakukannya. Proses penuangan sebagaimana dilakukan dengan sentrifugal casting memilik tujuan tertentu yang berbeda dengan proses penuagan dengan metoda yang lain, antara lain metoda penuangan pada dies casting ini dibedakan menjadi dua selain metoda sentrifugal yang telah diuraikan diatas, antara lain : 

1. Pressure die casting
2. Gravity die casting

a) Pressure die casting (injection moulding)

              Pressure die casting merupakan salah satu proses pengecoran yang cepat, dimana proses pengecoran dilakukan pada mesin penekan yang akan menekan logam cair kedalam cetakan, mesin ini juga dilengkapi dengan bagian yang dapat membuka dan menutup cetakan untuk memudahkan dalam melepaskan hasil cetakan dari benda tuangan. Tentu saja dengan mesin yang otomatis ini akan menghasilkan benda tuangan yang memiliki tingkat akurasi yang tinggi, namun demikian proses ini hanya cocok digunakan pada proses pengecoran benda - benda yang berukuran kecil dimana ukuran kapasitas mesin yang biasanya terbatas serta tidak dapat dilakukan pada semua jenis bahan logam tuangan dan sangat baik digunakan dalam pengecoran bahan paduan seng (zinc base alloy). Gambar berikut ilustrasi yang memperlihatkan prinsip kerja pengecoran dengan metoda pressure die casting.

           Proses pengecoran dengan pressure die casting (injection moulding) dilakukan dengan langkah - langkah sebagaimana diperlihatkan pada gambar berikut ini, antara lain :

Sesuai gambar :
A.    Pemasangan dan penyesuaian kedudukan die pada mesin injeksi (injection moulding machine)
B.    Penyetelan posisi dari kedua bagian dies yang biasanya dalam pembentukan bagian luar dari dies diberi     tanda penyesuai antara keduanya.
C.     Proses injeksi yakni memasukan bahan tuangan (logam cair) ke dalam rongga cetakan.
D.     Tekanan dihentikan jika lubang - lubang saluran dibelakang telah terisi melepaskan tekanan dengan menggeser bagian cetakan (moving platen)
E.      Benda tuangan dapat dikeluarkan.

            Dies dibuat melalui prose pembentukan dipemesinan sesuai dengan bentuk yang dikehendaki, bagian dari badan dies disesuaikan dengan bentuk kedudukan pada mesin injeksi yang digunakan atau dapat disesuaikan dengan pemakaian Jig.

b) Gravity die Casting (Penuangan Curah)

           Gravity die Casting (penuangan curah) ialah proses penuangan logam cair kedalam cetakan dengan cara dicurahkan melalui saluran - saluran cetakan yang telah disediakan pada cetakan dengan menggukan panci tuang (ladle). Proses penuangan ini dilakukan sebagaimana dijelaskan pada contoh dalam pengecoran bahan roda gigi.

    5. Investment Casting

       Investment casting merupakan salah satu cara / metoda pembentukan produk melalui proses pengecoran dimana berbeda dengan metoda yang telah dibahas seperti sand casting, Dies casting dan lain - lain terutama dalam proses pembentukan cetakannya.  Proses pembentukan cetakan dimana cetakan dibuat dari pasir cetak (sand casting) diawali dengan pembuatan model (pettern) dan untuk model yang dipakai dalam mproses ini ialah dipilih dari bahan - bahan yang memiliki titik cair sangat rendah misalnya lilin (wax), ini digunakan dalam berbagai pembuatan model dengan bentuk yang rumit, dalam proses ini model dibentuk dengan bahan lilin, selanjutnya dilapisi dengan bahan pelapis seperti ethil atau sodium silikat untuk menghaluskan permukaan model. kemudian model ini ditempatkan (invested) didalam bahan cetakan seperti "resin" yang selanjutnya investment dikeringkan melalui pemanasan proses pengeringan dengan pemanasan, proses pengeringan dengan pemanasan dari 100 derjat celcius sampai 110 derjat celcius ini akan mengakibatkan lilin sebagai model  (pettern) ini menjadi lumer dan mengalir melalui pori - pori bahan cetakan sehingga membentuk rongga sesuai dengan bentuk produk yang diinginkan, kemudian pemanasan dilanjutkan sempai 1000derjat celcius untuk mengeraskan cetakan tersebut.
Proses pengecoran dengan Investment casting ini menghasilkan produk yang akurat karena mould (cetakan) nya sangat kaku (rigid) serta digunakan hanya untuk satu buah produk dan untuk produk berikutnya harus membentuk mould baru, namun dalam satu rangka cetak dapat terdiri dari beberapa buah pola untuk beberapa buah produk yang tersusun dengan perencanaan saluran tunggal untuk proses penuangan (mono - shelles mold).

           Proses pengecoran dengan metode Investment Casting ini dilakukan pada dapur Vacum untuk menghindari terbentuknya rongga yang diakibatkan oleh gelembung uap atau udara.  Investment casting memungkinkan untuk membentuk benda tuangan yang tidak mungkin untuk dibentuk dengan metode - metode yang lain seperti sand casting dan lain - lain yang menuntut kemudahan dalam melepas model (pettern) sebagaimana terjadi dalam metoda sand casting atau mungkin kemudahan dalam mengeluarkan benda hasil penuangan dari dalam cetakan sebagaimana yang terjadi dalam dies casting.

Read more »

Proses Peleburan (Pencairan) Logam Tuangan (cor)

1. Berat Jenis, titik Cair dan koefisien kekentalan

           Besi tuang (cast iron) ialah paduan dari besi dengan lebih dari 1,7 % Karbon, biasanya kadar Karbon ini berada pada kisaran antara 2,4 hingga 4 %. Merupakan bahan yang relatif mahal, untuk bahan yang diproduksi dari besi mentah cair, atau besi / baja tua, ini merupakan produksi besi tuang yang memiliki fungsi mekanis sangat penting dan produksi dalam jumlah besar. Prosesnya sering dilakukan dengan cara menambahkan unsur graphite kedalam "ladle" sebagai pengendali. Panduan Besi tuang (Alloy Iron Castings) bahannya telah dilakukan penghalusan (refined) dan pemanduan besi mentah (pig Iron). Dalam prosesnya peleburan bahan logam ini tidak terlalu sulit terutama untuk bahan - bahan tang diperoleh dari besi mentah (pig iron) dengan kadar Karbon yang telah diketahui yakin antara 2,4 sampai 4 %, sebagai baja hyper eutectoid hanya memerlukan pemanasan hingga mencapai temperatur cair yakni antara 1200 derjat Celcius hingga 1600 derjat celcius hingga bahan mencair secara menyeluruh, hal ini akan berbeda tergantung kepada jenis klasifikasi dari bahan tuangan tersebut. 

         Sebelum kita melihat lebih jauh tentang proses pencairan logam tersebut, terlebih dahulu akan kita lihat maksud dan pengertian "bahan dalam keadaan cair"

         Sifat cair dari suatu bahan dapat dibandingkan dengan sifat cair dari 'Air" namun sifat cair dari bahan padat seperti logam akan terjadi apabila terjadi perubahan temperatur terhadap bahan padat itu sendiri, dimana terbentuknya bahan padat ini disebabkan oleh adanya gaya - gaya elektro magnetik dari partikel atom yang saling mengikat satu sama lainnya jika bahan tadi berada pada temperatur ruangan (room temperatur). pada temperatur tertentu, seperti logam Ferro hypo-eutectoid maupun hyper-eutectoid akan berubah strukturnya apabila dipanaskan pada temperatur diatas 723 derjat celcius. Temperatur ini hanya akan mengubah struktur bahan ini artinya secara Visual dapat dilihat baja masih dalam keadaan padat (solid), namun demikian struktur atomnya sudah mulai terbuka dan dengan peningkatan temperatur bahan akan mendekati titik awal pencairan.

          Pada titik awal dimana proses pencairan itu terjadi, sebagian besar dari komposisi bahan masih dalam keadaan padat, bahkan pada temperatur dimana proses pencairan terjadi secara menyeluruh, laju aliran akan berbeda dengan sifat cair dari air tersebut disamping pengaruh grafitasi yang dipengaruhi oleh berat jenis dari bahan itu sendiri. Tabel berikut ini memperlihatkan beberapa jenis bahan yang berbeda berat jenis titik cair dan koefisien kekentalannya.

2.  Proses Peleburan bahan tuangan

              Proses peleburan bahan tuangan dilakukan dengan pemanasan didalam dapur Cupola dan dapur induksi frekwensi rendah . Peleburan dengan dapur Kupola (Cupola Furnace) merupakan cara peleburan yang paling banyak dilakukan dibanding dengan pemakaian dapur listrik dan dapur - dapur lainnya karena memiliki beberapa keunggulan, antara lain : 

        1. Konstruksi dapur kupola sangat sederhana dan mudah dalam pengoperasian.

        2. Biaya operasional relatif rendah

        3. Kapasitas relatif besar

        4. Komposisi kimia mudah dikendalikan

        5. Dapat digunakan dalam peleburan secara terus - menerus.

3. Prosedur Kerja pengoperasian dapur kupola

           Dapur kupola dibuat dari baja berbentuk silinder dengan posisi tegak, pada dinding bagian dalam dimana proses peleburan itu terjadi dilapisi dengan bata tahan api. Sebagai bahan bakar yang diperlukan untuk peleburan baja ini digunakan kokas (batu bara). Bahan baku yakni bahan logam yang akan dilebur dimasukan kedalam dapur ini, tenteu saja dengan susunan yang benar. Untuk itu pula dapur kupola didesain sedemikian rupa agara mudah dalam pengoperasiannya. Secara rinci susunan bagian - bagian dari dapur kupola ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

         Sebagaiman terlihat susunan bahan - bahan dalam konstruksi dapur kupola pada gambar diatas, dimana bahan baku logam yang terdiri atas besi kasar (pig iron dan besi - besi bekas) serta kokas sebagai kebutuhan bahan bakarnya dimasukan kedalam dapur melalui saluran pengisi, secara berlapis dimulai dari kokas hingga dapur tersebut terisi penuh, selanjutnya setelah semua unsur dipersiapkan dengan benar maka mulailah melakukan pembakaran dimana sebagai pematik atau pembakaran awal dilakukan dengan pembakaran yang menggunakan arang kayu yang ditiup oleh udara melalui saluran yang disebut Tuyere , Yakni suatu bagian dari dapur Kupola, dimana Tuyere dari dapur kupola ini terdapat dalam berbagai bentuk misalnya silinder, segi empat atau Rotary Blower biasanya system ini digunakan pada dapur kupola yang ukuran besar dan sedang, namun dari semua system peniup ini prinsip kerjanya sama diama udara yang ditiupkan ini ditampung terlebih dahulu didalam kotak kotak udara sebelum ditiupkan melalui Tuyere tersebut.

Dapur Kupola dengan konstruksi dari beberapa bagian dan fungsinya masing - masing, antara lain :

1. Bagian atau daerah pemanasan awal, yaitu bagian mulai dari pintu pengisian sampai pada tempat dimana loga mulai mencair.
2. Bagian daerah peleburan, yakni bagian dari alas kokas dan tempat ini logam sudah mencair.
3. Bagian daerah pemanasan lanjut, yakni bagian yang berada pada daerah lebur dari Tuyere, pada daerah ini dilakukan pemanasan pada logam cair yang mengalir diantara sela- sela kokas.
4. Daerah Krus yaitu bagian dari batas Tuyere hingga dasar Kupola dimana pada bagian ini logam cair bersama dengan terak ditampung.

Selain dari bagian - bagian tadi juga terdapat bagian dimana akibat reaksi dari kokas itu akan terjadi oksidasi, pada bagian ini disebut sebagai :

• Daerah Oksidasi, yakni daerah yang terdapat diantara Tuyere hingga bagian tengah dari alas kokas. Proses oksidasi ini terjadi karena proses pembakaran kokas dengan bantuan udara yang ditiupkan melalui Tuyere . 
• Daerah Reduksi yaitu daerah yang berada dibagian atas dari daerah oksidasi dimana gas CO2 yang berbentuk didaerah Oksidasi direduksi oleh kokas.

         Ukuran dapur peleburan Kupola ditentukan berdasarkan tinggi efektif yang dihitung dari pertengahan Tuyere  hingga bagian bawah dari pintu pengisian dimana terjadi proses pemanasan awal pada logam. Panjang tinggi efektif sebagaimana digambarkan harus memiliki ukuran 4 sampai 5 kali diameter dapur kupola tersebut. Ukuran yang terlalu panjang akan menghasilkan tahanan yang besar terhadap laju aliran dari gas, akan tetapi jika terlalu pendek pemindahan gas menjadi tidak Efektif.

          Dengan proses peleburan ini nampak bahwa perbedaan sifat cair dari benda padat dibanding dengan sifat air sebagaimana yang terjadi pada logam cair dimana akan mengalir turun sesuai dengan berat jenisnya dan relatif tidak membasahi bagian apapun yang dilaluinya. Kendati demikian produk yang sihasilkan masih kurang baik terutama kemurniannya.

4. Proses peleburan dengan menggunakan dapur listrik 

            Tuntutan moderenisasi diberbahagai aspek, mutu dan kualitas serta produktifitas menjadi sangat penting kendati harus dibayar mahal, hal ini terjadi pula dalam proses peleburan dalam upaya mengahasilkan produk yang bermutu tinggi dikembangkan pemakaian energi listrik sebagai sumber panasnya.

           Dalam beberapa hal pemakaian energi listrik ini memiliki berbagai keuanggulan, antara lain :

    a. Memberikan jaminan homogenitas kemurnian bahan tuangan sesuai dengan komposisi yang diharakan

    b. Temperatur pemanasan dapat dikendalikan pada konstanta yang diinginkan
    c. Dapat memperbaiki mutu logam dari bahan baku dengan mutu rendah

Dapur peleburan dengan induksi listrik frekwensi rendah

         Industri - industri pengecoran logam dewasa ini banyak menggunakan dapur listrik dalam proses peleburannya, dimana dapur listrik yang digunakan ini terdapat dua type, yakni :

         Dapur industri dan dapur busur listrik. Untuk dapur induksi ini merupakan dapur yang paling banyak digunakan dalam proses peleburan karena biaya operasionalnya murah serta mudah pengoperasiannya sehingga disebut sebagai dapur induksi frekwensi rendah. yang termasuk dalam dapur jenis ini antara lain :

     a. Dapur listrik jenis Krus

     b. Dapur listrik jenis saluran

Dapur Krus

          Dapur krus ialah salah satu dari dapur listrik yang menggunakan induksi listrik sebagai sumber panasnya. Dapur ini disebut sebagai dapur Krus atau disebut juga dapur tak berinti karena tempat peleburannya berbentuk krus atau bak atau kubangan dapur ini dibentuk dari sistem pemanas listrik yang dilindungi oleh bahan tahan api dan dinding baja.

Dapur Induksi saluran

           Dapur induksi saluran ini konstruksinya terbagi menjadi dalam dua bagian yakni bagian pemanasan dan bagian krus dan disebut sebagai dapur berinti, induksi listriknya diperoleh dari dua bagian yakni dari bagian krus dan bagian saluran. Dapur induksi saluran ini konsumsi listriknya relatif kecil sehingga pemanasannya dilakukan pada kurang lebih 20% sampai 30% dari bahan yang akan dilebur kemudian ditambah setelah peleburan ini, disamping itu dapur ini juga memerlukan bata tahan api yang bermutu tinggi dari berbagai jenis yang disesuaikan dengan kebutuhan. Konstruksi dapur ini memungkinkan pengeluaran hasil peleburan melalui sudut kemiringan yang kecil, dapur dengan ukuran kecil ini sering digunakan sebagai penyimpanan dan pemanasan duplek untuk pembakaran pada dapur kupola.

           Bahan - bahan seperti besi tuang, besi kasar baru, skrap serta potongan - potongan baja dapat dilebur pada dapur ini, hal ini sangat berbeda dengan dapur kupola dimana skrap lebih banyak dilebur maka untuk memperoleh sifat besi tuang sesuai dengan yang diinginkan diperlukan pengetahuan dan teknologi yang tinggi.

          Proses peleburan dengan menggunakan dapur listrik ini tidak menimbulkan pengorbanan sehingga diperlukan penambahan kadar karbon yakni dengan memasukan bubuk karbon atau bubuk kokas.

          Untuk mencegah penurunan suhu didalam dapur pengisian harus dilakukan secara bertahap sedikit demi sedikit. pada saat awal dimana skrap baja dimasukan dan saat mencair kira - kira 2/3 bagian dari bahan pengarbon dimasukan kedalam dapur dan setelah itu ditambah besi kasar baru, skrap besi dan potongan - potongan baja dimasukan dan kemudian paduan besi.

            Setelah aliran listrik dihentikan, Terak yang terbentuk oleh proses peleburan ini harus dikeluarkan sebelum logamnya. Untuk mengetahui perilaku bahan logam cair menuju proses pembekuan.

Read more »

PEMBENTUKAN PRODUK BENDA KERJA DENGAN CARA PENGECORAN

A.       Pengecoran atau penuangan (casting)

Pengecoran atau penuangan (casting) merupakan salah satu proses pembentukan bahan baku/bahan benda kerja yang relatif mahal dimana pengendalian kualitas benda kerja dimulai sejak bahan masih dalam keadaan mentah. Komposisi unsur serta kadarnya dianalisis agar diperoleh suatu sifat bahan sesuai dengan kebutuhan sifat produk yang direncanakan namun dengan komposisi yang homogen serta larut dalam keadaan padat. (lihat bab III tentang besi tuang dan bab IV uraian pembahasan tentang perilaku paduan dalam proses penuangan).

Proses penuangan juga merupakan seni pengolahan logam menjadi bentuk benda kerja yang paling tua dan mungkin sebelum pembentukan dengan panyayatan (chipping) dilakukan. Sebagai mana ditemukan dalam artifacts kuno menunjukkan bukti keterampilan yang luar biasa dalam pembentukan benda dari bahan logam dengan menuangkan logam yang telah dicairkan (molten metals) kedalam cetakan pasir khusus menjadi bentuk tertentu. Pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir juga merupakan teknologi yang menuangkan larutan cair dari logam secara hati-hati kedalam cetakan pasir yang sudah dipersiapkan dengan hasil yang mendekati sempurna. Oleh karena itulah proses pembentukan melalui teknik penuangan ini juga digunakan pada level kebangsawanan seperti pembuatan benda-benda seni seperti ornament alam dan alat memasak dan lain-lain.

Coin kuno yang terbuat dari emas (gold), perak (silver), dan bronze dipertahankan dan dipamerkan di museum prajurit dan dinyatakan sebagai koleksi karya seni yang luar biasa dari tingkat keterampilan (skill) pada masa itu, demikian pula dengan gambar serta lukisan kuno yang sangat detail dari seorang raja sebagai bukti kekuasaannya.

Dalam perkembangannya pembentukan benda kerja melalui penuangan ini tidak hanya pada lingkup seni dan konsumsi kalangan aristocrat semata, namun juga pada pengembangan teknologi penuangan itu sendiri termasuk pengembangan peralatan dan mesin-mesin perkakas moderen sebagaimana yang kita gunakan pada saat ini, sehingga metoda penuangan dengan cetakan pasir (sand casting) menjadi salah satu metoda penuangan dimana berbagai metoda penuangan tersebut antara lain meliputi : 

a.        Sand casting (penuangan dengan cetakan pasir)

b.        Die casting (penuangan dengan cetakan matres)

c.        Centrifugal casting (penuangan dengan cetakan putar)

d.        Continuous casting

e.        Shell moulding

                  f.     Investment casting

                                                                                                                                              

1  Sand Casting (penuangan dengan cetakan pasir).

Proses pembentukan benda kerja dengan metoda penuangan logam cair kedalam cetakan pasir (sand casting), secara sederhana cetakan pasir ini dapat diartikan sebagai rongga hasil pembentukan dengan cara mengikis berbagai bentuk benda pada bongkahan dari pasir yang kemudian rongga tersebut diisi dengan logam yang telah dicairkan melalui pemanasan (molten metals).

Proses pembentukan cetakan pasir ini harus dilakukan secara hati-hati dan memperlakukannya seperti mendirikan periuk emas murni atau perak atau tembaga. Kendati sekarang telah benar-benar mampu melakukan loncatan kemampuan dalam pekerjaan pengecoran (casting) seperti pembuatan sejumlah poros luar dari mesin kapal laut Queen Mary yang sangat besar dan panjang juga rel kereta api.

Cetakan pasir untuk pembentukan benda tuangan melalui pengecoran harus dibuat dan dikerjakan sedemikian rupa dengan bagian- bagian yang lengkap sesuai dengan bentuk benda kerja sehingga diperoleh bentuk yang sempurna sesuai dengan yang kita kehendaki. Bagian-bagian dari cetakan pasir ini antara lain meliputi:

a)    Pola, mal atau model (pattern), yaitu sebuah bentuk dan ukuran benda yang sama dengan bentuk asli benda yang dikehendaki, pola ini dapat dibuat dari kayu atau plastik yang nantinya akan dibentuk pada cetakan pasir dalam bentuk rongga atau yang disebut mold jika model ini dikeluarkan yang kedalamnya akan dituangkan logam cair.

b)    Inti (core), inti ini merupakan bagian khusus untuk yang berfungsi sebagai bingkai untuk melindungi struktur model yang akan dibentuk, dengan demikian keadaan ketebalan dinding, lubang dan bentuk-bentuk khusus dari benda tuangan (casting) tidak akan terjadi perubahan.

c)    Cope, yaitu setangah bagian dari bagian atas dari cetakan pasir.

d)    Drag, yakni setengah bagian bawah dari cetakan pasir tersebut.

e)    Gate ialah lubang terbuka dimana dituangkannya logam cair kedalam cetakan diatara core dan drag

f)     Riser ialah lubang pengeluaran yang disediakan untuk mengalirnya sisa lelehan logam cair dari dalam cetakan serta sedikit reserve larutan logam cair.

Komponen-komponen utama untuk pembuatan cetakan tersebut diatas merupakan komponen utama yang digunakan dalam pembuatan cetakan untuk pengecoran logam.

Kelengkapan lainnya adalah Chaplet, yakni kelengkapan pendukung Cores, walaupun pemakaian pendukung cores ini dianggap kurang praktis, dan beberapa peralatan yang lain tidak ada dalam perdagangan.       
                                                                                                  

Contoh :

Untuk pengecoran sederhana yakni akan dibuat sebuah silinder padat. Untuk proses    ini           dapat kita lakukan dengan petimbangkan langkah-langkah sebagai berikut :

Kita siapkan pola atau model dengan dimensi yang sama dengan dimensi yang sama dengan dimensi benda yang dikehendaki, pola dibuat dari bahan kayu dengan memberikan

sedikit kelebihan ukuran untuk penyusutan serta sedikit ketirusan untuk memudahkan mengeluarkan pola dari dalam cetakan pasir terutama jika akan dilakukan pengecoran dengan posisi vertikal, Apabila lubang kiri di dalam pasir telah terisi dengan besi, maka silinder padat dari besi tuang dapat dihasilkan.

Cara yang lain untuk pembuatan benda tuangan seperti ini yaitu dengan membuat cetakan dalam dua bagian cetakan dimana setengah bagian cetakan (cope dan drag) merupakan bentuk dari setengah bagian dari benda yang dibentuk dari setengah bagian pola, kedua bagian dari cetakan yakni cope dan drag yang masing-masing memiliki bentuk setengah silinder ini akan digabungkan dengan menggunakan pin agar posisi keduanya sesuai dan memiliki rongga dengan bentuk silinder sesuai dengan bentuk yang dikehendaki. Sebelum drag dan cope ini dirakit terlebih dahulu dibuat alur untuk saluran pengisian dan pengeluaran udara. Setelah dirakit maka cetakan ini siap untuk diisi dengan logam yang telah dicairkan.

  

Bahan cetakan dan bahan teras

Pasir cetakan

Cetakan dan teras merupakan bagian yang akan bekerja menerima panas dan tekanan dari logam cair yang dituang sebagai bahan produk, oleh karena itu pasir sebagai bahan cetakan harus dipilih sesuai dengan kualifikasi kebutuhan bahan yang akan dicetak baik sifat penuangannya maupun ukuran benda yang akan dibentuk dalam penuangan ini dimana semakin besar benda tuangan maka tekanan yang disebut tekanan metallostatic akan semakin besar dimana cetakan maupun teras harus memiliki kestabilan mekanis yang terandalkan. Beberapa jenis bahan cetakan dan teras yang sering digunakan antara lain :

a.   Pasir tanah liat

Pasir tanah liat ialah pasir yang komposisinya terdiri atas campuran pasir-kwarsa dengan tanah liat yang berfungsi sebagai pengikat. Pasir tanah liat ini dapat dibedakan menjadi dua macam menurut cara pemakaiannya yaitu :

Pasir kering yaitu jenis pasir tanah liat dimana setelah dibentuk menjadi cetakan harus dikeringkan terlebih dahulu. Pasir ini sangat cocok digunakan untuk pengecoran benda-benda yang kecil maupun yang besar.

Pasir basah ialah jenis pasir tanah liat yang telah dibentuk menjadi cetakan tidak perlu dilakukan pengeringan atau. Pasir ini hanya digunakan untuk pengecoran benda-benda yang kecil.

Dalam proses pembentukan bahan cetakan Pasir cetakan dicampur dengan bubuk batu bara untuk menhindari terbakarnya butiran pasir ini terutama bagian yang berhubungan langsung dengan sumber panas dan pengerjaan lanjutan atau penyelesaian setelah cetakan ini terbentuk, permukaan bentuk benda kerja diperhalus dengan cara memolesnya dengan larutan graphite atau yang disebut penghitaman dan digunakan pada cetakan yang menggunakan pasir kering. Tetapi untuk cetakan yang pasir basah biasanya penghitaman diberikan dengan menyemprotkan tepung batu bara tersebut, melalui proses ini juga akan diperoleh benda tuangan yang memilki permukaan yang halus. Dalam keadaan padat cetakan ini juga harus porous sehinga dapat membuang gas yang terbentuk akibat pemanasan, untuk tujuan ini biasanya dimasukan jerami. 

b.    Pasir minyak

Pasir minyak ialah pasir kwarsa yang dalam pemakaiannya dicampur dengan minyak sebagai bahan pengikatnya, sifatnya yang sangat baik dan cocok digunakan dalam pembuatan teras baik ukuran kecil maupun besar, setelah pembentukan, teras dikeringkan dan dipoles dengan cairan serbuk batu bara. Teras dengan bahan pasir minyak ini dimana pengikatnya adalah minyak setelah penuangan minyak akan terbakar sehingga teras mudah untuk dikeluarkan.

c.    Pasir dammar buatan (Resinoid)

Pasir dammar buatan ialah pasir cetak dengan komposisi yang terdiri dari pasir kwarsa dengan 2% dammar buatan. Pasir jenis ini hamper tidak perlu ditumbuk dalam pemadatannya. Pasir ini juga memiliki sifat yang baik setelah mengeras dan pengerasannya dapat diatur dengan sempurna serta cocok digunakan untuk membentuk benda -benda dengan ukuran yang cukup besar. Proses penghitaman masih harus dilakukan seperti penggunaan pasir-pasir yang lainnya.

d.    Pasir kaca air

Pasir kaca air merupkan komposisi dari pasir kwarsa dengan kurang lebih 4% kaca air Pemadatannya hampir tidak perlu ditumbuk dan sifatnya sangat baik setelah dikeraskan melalui pemasukan gas CO dan dihitamkan Pasir kaca ini digunakan sebagai bahan cetakan atau teras dengan ukuran sedang.

e.    Pasir semen

Pasir semen merupakan campuran pasir kwarsa dengan kurang lebih 9% semen serta air kurang lebih 6 %. Pemadatannya tidak perlu ditumbuk dan sifatnya sangat baik setellah mengeras walupun proses pengerasannya lambat. Setelah kering juga dihitamkan. Pasir ini digunakan sebagai bahan teras dan cetakan yang berat.

Penguatan cetakan

Pada pekerjaan penuangan (pengecoran) benda-benda yang besar diperlukan cetakan yang besar pula serta dengan ukuran dinding cetakan yang tebal dimana cetakan harus mampu menahan tekanan metallostatic yang besar, untuk itu kita tidak mungkin mengandalkan kekuatan perekat-perekat sebagaimana disebutkan pada unsur perekat pada pasir tuang, dengan demikian penulangan ini sangat penting sebagai unsur penguatan. Bahan penulangan ini biasanya dibuat dari baja dengan bentuk seperti dilihat pada gambar dibawah ini :

 

Read more »