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.
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 :
0 comments:
Post a Comment