Upload
edy-suharsono
View
3.874
Download
56
Embed Size (px)
Citation preview
MAKALAH
PROSES PENGECORAN LOGAM INTAKE MANIFOLD
Disusun untuk melengkapi tugas mata kuliah Pengecoran Logam
Dosen Pengampu : Dr. Sudarman, M.pd
Oleh :
Nama : Edy Suharsono
NIM : 5201409120
Prodi : Pend. Teknik Mesin, S1
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2012
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pengecoran dibuat dari logam yang dicairkan, dituang ke
dalam cetakan, kemudian di biarkan mendingin dan membeku.
Hal itu terjadi kira-kira tahun 4.000 SM. Awal penggunaan logam
oleh orang ialah ketika orang membuat perhiasan dari emas
atau perak tempaan, dan kemudian membuat senjata atau
mata bajak dengan menempa tembaga, hal itu di mungkinkan
karena logam-logam 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
perabo rumah, perhiasan atau hiasan makan.
Definisi pengecoran, adalah salah satu teknik pembuatan produk dimana
logam dicairkan dalam tungku peleburan kemudian di tuangkan kedalam rongga
cetakan yang serupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akan dibuat. Salah
satu alat rumah tangga yang akan saya buat dengan proses pengecoran adalah
pembuka tutup botol kaca.
B. Tujuan
1. Agar mahasiswa tahu bagaimana proses pengecoran tersebut
berlangsung.
2. Agar mahasiswa tahu alat apa saja yang dibutuhkan dalam proses
pengecoran.
C. Manfaat
1. Mahasiswa bisa mengembangkan kreatifitasnya dalam membuat benda-
benda atau part-part dengan menggunakan proses pengecoran logam.
2. Mahasiswa bisa menjadikan pengecoran logam menjadi suatu usaha.
BAB II
PROSES PEMBUATANINTAKE MANIFOLD DENGAN PROSES
PENGECORAN LOGAM
A. Kajian Teori
Definisi pengecoran, adalah salah satu teknik pembuatan produk dimana
logam dicairkan dalam tungku peleburan kemudian di tuangkan kedalam rongga
cetakan yang serupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akan dibuat. Ada 4
faktor yang berpengaruh atau merupakan ciri dari proses pengecoran, yaitu :
a. Adanya aliran logam cair kedalam rongga cetak.
b. Terjadi perpindahan panas selama pembekuan dan pendinginan dari
logam dalam cetakan.
c. Pengaruh material cetakan.
d. Pembekuan logam dari kondisi cair.
Klasifikasi pengecoran berdasarkan umur dari cetakan, ada pengecoran
dengan sekali pakai (expendable Mold) dan ada pengecoran dengan cetakan
permanent (permanent Mold). Cetakan pasir termasuk dalam expendable mold.
Karena hanya bisa digunakan satu kali pengecoran saja, setelah itu cetakan
tersebut dirusak saat pengambilan benda coran. Dalam pembuatan cetakan, jenis-
jenis pasir yang digunakan adalah pasir silika, pasir zircon atau pasir hijau.
Sedangkan perekat antar butir-butir pasir dapat digunakan, bentonit, resin, furan
atau air gelas.
Proses Pengecoran dengan Cetakan Pasir
Pengecoran dengan cetakan pasir melibatkan aktivitas-aktivitas
seperti menempatkan pola dalam kumpulan pasir untuk membentuk rongga
cetak, membuat sistem saluran, mengisi rongga cetak dengan logam cair,
membiarkan logam cair membeku, membongkar cetakan yang berisi
produk cord an membersihkan produk cor. Hingga sekarang, proses
pengecoran dengan cetakan pasir masih menjadi andalan industri
pengecoran terutam industri-industri kecil. Tahapan yang lebih umum
tentang pengecoran cetakan pasir diperlihatkan dalam gambar dibawah ini.
Gambar 1. Tahapan Pengecoran Logam dengan Cetakan Pasir
1. Pasir
Kebanyakan pasir yang digunakan dalam pengecoran adalah pasir
silika (SiO2). Pasir merupakan produk dari hancurnya batu-batuan dalam
jangka waktu lama. Alasan pemakaian pasir sebagai bahan cetakan adalah
karena murah dan ketahanannya terhadap temperature tinggi. Ada dua jenis
pasir yang umum digunakan yaitu naturally bonded (banks sands) dan
synthetic (lake sands). Karena komposisinya mudah diatur, pasir sinetik
lebih disukai oleh banyak industri pengecoran. Pemilihan jenis pasir untuk
cetakan melibatkan bebrapa factor penting seperti bentuk dan ukuran pasir.
Sebagai contoh , pasir halus dan bulat akan menghasilkan permukaan
produk yang mulus/halus. Untuk membuat pasir cetak selain dibutuhkan
pasir juga pengikat (bentonit atau clay/lempung) dan air. Ketiga Bahan
tersebut diaduk dengan komposisi tertentu dan siap dipakai sebagi bahan
pembuat cetakan.
2. Jenis Cetakan Pasir
Ada tiga jenis cetakan pasir yaitu green sand, cold-box dan no-
bake mold. Cetakan yang banyak digunakan dan paling murah adalah jenis
green sand mold (cetakan pasir basah). Kata “basah” dalam cetakan pasir
basah berati pasir cetak itu masih cukup mengandung air atau lembab
ketika logam cair dituangkan ke cetakan itu. Istilah lain dalam cetakan
pasir adalah skin dried. Cetakan ini sebelum dituangkan logam cair terlebih
dahulu permukaan dalam cetakan dipanaskan atau dikeringkan. Karena itu
kekuatan cetakan ini meningkat dan mampu untuk diterapkan pada
pengecoran produk-produk yang besar. Dalam cetakan kotak dingin (box-
cold-mold), pasir dicampur dengan pengikat yang terbuat dari bahan
organik dan in-organik dengan tujuan lebih meningkatkan kekuatan
cetakan. Akurasi dimensi lebih baik dari cetakan pasir basah dan sebagai
konsekuensinya jenis cetakan ini lebih mahal.Dalam cetakan yang tidak
dikeringkan (no-bake mold), resin sintetik cair dicampurkan dengan pasir
dan campuran itu akan mengeras pada temperatur kamar. Karena ikatan
antar pasir terjadi tanpa adanya pemanasan maka seringkali cetakan ini
disebut juga cold-setting processes. Selain diperlukan cetakan yang tinggi,
beberapa sifat lain cetakan pasir yang perlu diperhatikan adalah
permeabilitas cetakan (kemampuan untuk melakukan udara/gas).\
3. Pola
Pola merupakan gambaran dari bentuk produk yang akan dibuat.
Pola dapat dibuat dari kayu, plastic/polimer atau logam. Pemilihan material
pola tergantung pada bentuk dan ukuran produk cor, akurasi dimensi,
jumlah produk cor dan jenis proses pengecoran yang digunakan.
Jenis-jenis pola :
1.1. Pola tunggal (one pice pattern / solid pattern)
Biasanya digunakan untuk bentuk produk yang sederhana dan
jumlah produk sedikit. Pola ini dibuat dari kayu dan tentunya tidak
mahal.
Gambar 2. Pola Tunggal
1.2. Pola terpisah (spilt pattern)
Terdiri dari dua buah pola yang terpisah sehingga akan
diperoleh rongga cetak dari masing-masing pola. Dengan pola ini,
bentuk produk yang dapat dihasilkan rumit dari pola tunggal.
Gambar 3. Pola Belah
1.3. Match-piate pattern
Jenis ini popular yang digunakan di industri. Pola “terpasang
jadi satu” dengan suatu bidang datar dimana dua buah pola atas dan
bawah dipasang berlawanan arah pada suatu pelat datar. Jenis pola ini
sering digunakan bersama-sama dengan mesin pembuatan cetakan dan
dapat menghasilkan laju produksi yang tinggi untuk produk-produk
kecil.
4. Inti
Untuk produk cor yang memiliki lubang/rongga seperti pada blok
mesin kendaraan atau katup-katup biasanya diperlukan inti. Inti
ditempatkan dalam rongga cetak sebelum penuangan untuk membentuk
permukaan bagian dalam produk dan akan dibongkar setelah cetakan
membeku dan dingin. Seperti cetakan, inti harus kuat, permeabilitas baik,
tahan panas dan tidak mudah hancur (tidak rapuh). Agar inti tidak mudah
bergeser pada saat penuangan logam cair, diperlukan dudukan inti (core
prints). Dudukan inti biasanya dibuatkan pada cetakan seperti pada gambar
8. pembuatan inti serupa dengan pembuatan cetakan pasir yaitu
menggunakan no-bake, cold-box dan shell. Untuk membuat cetakan
diperlukan pola sedangkan untuk membuat inti dibutuhkan kotak inti.
Gambar 4. Inti
B. Proses Pengecoran Intake Manifold
1.1. Design (Gambar)
Langkah pertama dalam proses pengecoran logam adalah mendesign
atau menggambar, dimana proses menggambar tersebut menggunakan
software Autocad atau Inventor. Untuk menggambar Intake Manifold, kami
menggunakan software Autocad dengan gambar dan ukurannya terlihat
pada gambar 5 dan 6.
Gambar 5. Design Intake Manifold
1.2. Persiapan Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam proses pembuatan produk
piston melalui proses pengecoran logam adalah sebagai berikut :
a. Papan kayu yaitu papan yang digunakan sebagai dasar dari pola
Intake Manifold yang akan dibuat dengan luas ukuran 200×200
mm.
b. Kayu balok yaitu kayu yang digunakan untuk membuat pola Intake
Manifold dengan tebal 20 mm.
c. Dempul merupakan bahan yang digunakan untuk melapisi pola
Intake Manifold dan menutup rongga-rongga yang ada pada pola.
d. Isamu yaitu cat yang digunakan untuk melapisi pola Intake
Manifold.
e. Methanol adalah campuran yang digunakan dalam proses isamu
atau pelapisan pola.
f. Lem yang digunakan sebagai perekat amtara pola Intake Manifold
dengan papan kayu.
g. Alumunium ADC 12 merupakan logam utama yang akan
digunakan sebagai bahan untuk membuat Intake Manifold.
1.3. Pembuatan Cetakan Pasir Co2
Jenis pengecoran logam yang digunakan untuk membuat handle
kopling dilakukan dengan menggunakan metode pengecoran cetakan pasir
Co2 (Sand Casting), Maka hal-hal yang perlu dipersiapkan antara lain
ialah : Pasir Silika, Water glass, air, Cup & Drag, gas Co2 dan Bahan
Coating (Spirtus dan grafit).
Langkah pertama yaitu menentukan berapa banyak pasir silika yang
kita butuhkan sesuai dengan cup & drag yang ada. Lalu kita campurkan
waterglass ke dalam pasir kemudian diaduk hingga rata. Waterglass yang
dipakai sekitar 3-6% berat pasir. Setelah pasir dan waterglass rata,
kemudian dimasukan kedalam cup & drag yang telah dimasukan terlebih
dahulu pola coran dan pada saat pasir dimasukan kedalam cup kita pasang
cawan tuang yang langsung dilengkapi dengan saluran turun dan memasang
saluran penambah pada samping kiri dan kanan dari pola coran.
Setelah terisi penuh kita tembakan gas Co2 hingga pasir mengeras.
Kemudian pola bisa di lepas dari cetakan dan selanjutnya pola tersebut di
coating dengan bahan coating yaitu grafit yang dicampur dengan spirtus
didalam satu wadah, selanjutnya disemprotkan pada pola yang terbentuk
pada pasir cetak yang bertujuan agar logam cair tidak menempel pada
cetakan sehingga mempermudah dalam pembongkaran dan pengambilan
coran dari cetakan. Selain itu proses couting juga dilakukan terhadap label
dan tempat yang disiapkan sebagai wadah jika ada logam cair tersisa.
Gambar 6. Cetakan Pasir
1.4. Proses Peleburan
Logam yang kita lebur adalah logam alumunium ADC 12 yang
dimasukan kedalam tungku yang kemudian dipanaskan menggunakan
burner dengan bahan bakarnya menggunakan solar. Alumunium saat ini
ialah logam kedua terbanyak setelah besi karbon (cast iron) yang dipakai
untuk komponen mesin, contoh dalam bidang otomotif. Selain itu juga
dipakai pada alat-alat rumah tangga seperti panci dll. Kelebihan dari
alumunium ialah logam ini ringan, kuat, konduktor panas dan listrik yang
baik setelah emas dan tembaga. Titik cair dari alumunium murni + 6500C.
Tetapi alumunium jika dipadukan oleh unsur paduan maka titik cairnya
akan bertambah. Unsur-unsur paduan yang biasanya dipakai sebagai paduan
aluminium adalah silikon, tembaga, magnesium, timah dan lain-lain.
Alumunium cair sangat reaktif sekali terhadap gas hidrogen (H). gas
hidrogen dapat membuat gelembung udara terikat didalam alumunium cair
yang mengakibatkan porositas pada produk coran nantinya.
Steam Alumunium Hidrogen Alumunium oxide untuk mencegah
porositas pada logam alumunium maka dapat dilakukan beberapa cara,
antara lain dengan melindungi alumunium cair menggunakan gas nitrogen
(N2). Karena gas nitrogen mengikat hidrogen sebagai penyebab porositas
pada alumunium. Caranya yaitu dengan menyemburkan gas nitrogen diatas
alumunium cair hingga alumunium cair tersebut masuk kedalam cetakan.
atau dengan cara menggunakan flux .
Flux ditaburkan pada permukaan alumunium cair secara merata yang
bertujuan agar gas hidrogen tidak dapat masuk kedalam alumunium cair.
Proses penaburan flux ini dilakukan ketika alumunium tersebut dalam
keadaan telah mencair. Ada 4 macam flux yang dipakai dalam membuat
produk alumunium menjadi lebih baik dalam hal sifat-sifat fisik ataupun
sifat mekaniknya, yaitu:
a. Covering fluxes, digunakan untuk mencegah gas hidrogen masuk
kedalam alumunium cair.
b. Cleaning fluxes, untuk menghilangkan kandungan padat nonmetalik dari
alumunium cair.
c. Degassing fluxes, dimasukan kedalam alumunium cair untuk
menghilangkan gas yang terjebak dalam alumunium cair yang dapat
menyebabkan porositas
d. Drossing-off fluxes, digunakan untuk memperbaiki logam alumunium
dari drosses.
1.5. Proses Tapping
Yaitu proses penuangan logam cair dari tungku ke dalam ladel yang
dilakukan setelah logam alumunium mencair dan telah ditaburi flux pada
permukaan alumunium agar gas hydrogen tidak dapat masuk ke dalam
alumunium cair. Dalam proses penuangan logam cair dari tungku ke dalam
ladel harus berhati-hati dengan menempatkan ladel pada corong tungku
supaya logam cair yang dituang tidak terbuang keluar dari tungku.
1.6. Proses Pouring
Proses pouring adalah proses penuangan logam cair dari ladel ke
dalam cetakan. Dalam proses penuangan logam cair ke dalam cetakan ini
tidak boleh terputus sampai cetakan pasir tersebut benar-benar penuh oleh
logam cair dan jika ada sisa, logam cair tersebut dituang ke dalam wadah
yang telah dipersiapkan dan sudah dicouting. Setelah selesai penuangan,
logam cair tersebut kita tunggu sampai.
1.7. Pembongkaran Cetakan
Setelah logam cair membeku dalam cetakan, baut penyambung
antara cup dan drag kita buka, kemudian cup dan drag kita pisahkan, cup
diangkat bersama coran dan menyingkirkan pasir dari cup, drag dan coran
dengan cara memukul pasir tersebut menggunakan palu. Setelah terpisah,
coran kita angkat kemudian cawan turun, saluran turun, saluran masuk,
saluran pengalir dan penambah dipisahkan dari coran dan akhirnya sirip-
sirip dipangkas serta permukaan coran dibersihkan. Dalam proses
pembongkaran ini dilakukan secara mekanis atau dengan tangan. Pasir yang
telah dpisahkan dikumpulkan dan cuci untuk memisahkan pasir dengan
waterglass sehingga pasir dapat digunakan kembali untuk membuat cetakan.
1.8. Pemeriksaan (Quality Control)
Proses pemeriksaan produk coran terdiri dari beberapa proses
pemeriksaan yaitu :
a. Pemeriksaan rupa
Pemeriksaan rupa/fisik
Pemeriksaan dimensi (menggunakan jangka sorong, micrometer,
jig pemeriksa dan alat ukur lainnya)
b. Pemeriksaan Cacat dalam
Pemeriksaan ketukan
Pemeriksaan penetrasi (dye-penetrant)
Pemeriksaan magnafluks (magnetic-particle)
Pemeriksaan supersonic (ultrasonic)
Pemeriksaan radiografi (radiografi)
c. Pemeriksaan material
Pengujian kekerasan (dengan metode Rockwell, Brinell, Vickers)
Pengujian tarik
Pengujian analisa kimia (spektrometri, EDS)
Pengujian struktur mikro dan struktur makro
Setelah benda coran dibersihkan kemudian dilakukan pemeriksaan
pada coran tersebut apakah pada benda coran terdapat cacat, jika terdapat
cacat yang memungkinkan tidak bisa diperbaiki melalui proses finishing
atau proses pemesinan maka benda kerja coran tersebut dilebur kembali.
Dari 6 benda coran yang dibuat hanya satu benda coran yang diambil karena
benda coran ini yang memenuhi kriteria bahwa benda coran tersebut baik
dan selanjutnya dilakukan proses pemesinan (machining process) untuk
mendapatkan hasil produk yang lebih baik.
1.9. Produk Finishing
Setelah proses pemeriksaan selesai dan dipilih benda coran dengan
hasil yang baik, selanjutnya benda kerja tersebut dilakukan proses
pemesinan menggunakan mesin milling dan mesin gerinda dengan hasil
produknya.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Agar mahasiswa mampu membuat part atau perabotan rumah tangga
yang terbuat dari logam dengan menggunakan proses pengecoran
logam
2. Agar mahasiswa tahu bagaimana langkah proses pengecoran logam
yang benar dan alat apa saja yang dipersiapkan.
B. Saran
1. Dalam proses pengecoran logam perlu diperhatikan juga keselamatan
kerja
2. Perlu diperhatikan temperatur suhu tuang pada saat dibakikannya
3. Somoga untuk tahun-tahun selanjutnya Teknik Msein Unnes
mempunyai alat peraga untuk proses pengocoran untuk memeudahkan
pembelajaran.
DAFTAR PUSTAKA
http://goldenkoreakharisma.blogspot.com/2009/09/teknik-pengecoran-logam.html
http://indonesia-mekanikal.blogspot.com/2008/03/teknik-pengecoran-logam.html