PL IVPENUANGAN DAN INSPEKSI

1. 2. 3. 4. 4.1. Tujuan1. Praktikan dapat mengetahui dan memahami definisi beserta macam pengecoran logam.2. Praktikan dapat mengetahui macam - macam cacat coran beserta penyebab dan pencegahannya.3. Praktikan mampu menganalisa hasil coran beserta solusi pada cacat coran.

4.2. Dasar Teori4.2.1. Pengecoran LogamPengecoran logam adalah proses pembentukan benda logam dengan pelelehan logam dan menuangkan ke dalam cetakan (Heine, 1976:1). Berikut ini adalah diagram alir proses pengecoran:

Gambar 4.1: Diagram Alir Proses Sand Mold CastingSumber: Kalpakjian, 2006:300

Proses pengecoran sendiri dibedakan menjadi dua macam, yaitu Expendable Mold Casting dan Permanent Mold Casting.a. Expendable Mold CastingExpendable Mold Casting adalah teknik pengecoran logam yang cetakannya hanya dapat digunakan satu kali proses saja. Macam - macam Expendable Mold Casting adalah:1. Sand Mold CastingSand Mold Casting adalah proses pengecoran logam dengan menggunakan pasir, bahan pengikat, dan air sebagai cetakannya. Cetakan pasir merupakan teknik yang paling banyak digunakan karena memiliki keunggulan: Dapat mencetak logam dengan titik lebur tinggi, seperti baja, nikel, dan titanium. Dapat mencetak benda cor dari ukuran kecil sampai ukuran besar. Jumlah produksi dari satu sampai jutaan.Klasifikasi cetakan pasir:a) Cetakan Pasir BasahCetakan pasir basah adalah cetakan yang terbuat dari campuran pasir, lempung, dan air.b) Cetakan Pasir KeringCetakan pasir kering dibuat dengan menggunakan cetakan yang dibakar dalam oven dengan temperature 204C sampai 316C. Pembakaran dalam oven dapat memperkuat cetakan.

Gambar 4.2: Proses Sand Mold CastingSumber: Kalpakjian, 2006:267

2. Pola Lilin (Investment Casting)Pola lilin adalah cara yang khas diantara teknik pengecoran logam lainnya yang disebut juga dengan pengecoran investment. Investment casting biasanya digunakan untuk pengecoran logam paduan dengan titik cair tinggi, misalnya komponen turbin atau perhiasan. Berikut adalah garis besar dari pengecoran ini:

Gambar 4.3: Cara Pola LilinSumber: Kalpakjian, 2006:273

Tahapan Invesment Casting:1. Dibuat cetakan untuk pengecoran lilin.2. Pola lilin dan sistem saluran tersebut dibuat dengan menggunakan cetakan diatas.3. Pola lilin dan sistem saluran disusun menjadi susunan pola.4. Susunan tersebut dilapisi5. Susunan pola lilin yang telah dilapisi itu ditutup dengan campuran investment pembuatan cetakan.6. Menghilangkan lilin dengan memanaskan pada temperatur 110 - 110C.7. Cetakan dibakar pada temperatur 800C.8. Logam cair dihitung pada cetakan yang temperatur tinggi.9. Pekerjaan penyelesaian.(Sumber: Surdia dan Kenji, 1996:249 - 250)

3. Evaporated Pattern ProcessPola ini termasuk sistem saluran masuk riser dan inti dibuat bahan busa polisteran. Dalam hal ini cetakan tidak harus dapat dibuka dalam kup dan drag karena pola busa tersebut tidak perlu dikeluarkan dari rongga cetakan. (Groover Mikel P., 2007:28).Pengecoran polisteran biasanya digunakan untuk pengecoran logam dengan titik cair tinggi, contohnya untuk mesin automobile.

Gambar 4.4: Tahapan Proses Pengecoran PolisterenSumber: Kalpakjian, 2009:271

b. Permanent Mold CastingMerupakan teknik pengecoran logam yang cetakannya dapat digunakan lagi setelah proses pengecoran. Jenis cetakan ini bisa dipakai berulang kali. Pengecoran menggunakan metode ini dikhususkan untuk pengecoran logam non ferrous atau paduan.

Gambar 4.5: Permanent Mold CastingSumber: Srutt Bon, 2015

Macam macam permanent mold casting adalah:1. Pengecoran SentrifugalPengecoran sentrifugal dilakukan dengan menggunakan logam cair ke dalam cetakan yang berputar akibat pengaruh gaya sentrifugal. Logam cair akan terdistribusi ke dinding rongga cetakan dan kemudian membeku. Jenis - jenis pengecoran sentrifugal antara lain:a. Pengecoran Sentrifugal SejatiDalam pengecoran sentrifugal sejati logam cair dituangkan ke dalam cetakan horizontal yang sedang berputar melalui cawan tuang yang terletak pada salah satu ujung cetakan pada beberapa mesin. Karakteristik benda cor hasil pengecoran sentrifugal sejati: Memiliki densitas yang tinggi terutama pada bagian luar cor. Tidak terjadi penyusutan pembekuan pada bagian luar benda cor karena adanya gaya sentrifugal yang bekerja secara kontinyu selama pembekuan. Cenderung ada impuritas pada dinding sebelah dalam coran dan hal itu dapat dihilangkan dengan permesinan.

Gambar 4.6: Proses Pengecoran Sentrifugal SejatiSumber: Groover Mikel P., 2007:37

b. Pengecoran Semi SentrifugalPada metode ini gaya sentrifugal digunakan untuk menghasilkan coran yang pejal (bukan bentuk tabular). Cetakan dirancang dengan riser pada pusat untuk pengisian logam cair. Biasanya digunakan untuk pengecoran logam paduan. Biasanya untuk membuat roda gigi dan pulley atau membuat baling - baling seperti pada gambar dibawah.

Gambar 4.7: Proses Pengecoran Semi SentrifugalSumber: Groover Mikel P., 2007:40

2. Pengecoran Cetak Tekan (Die Casting)Pengecoran cetak tekan termasuk proses pengecoran cetakan permanen dengan cara menginjeksikan logam cair ke dalam rongga cetakan dengan tekanan tinggi (1 - 30 MPa). Tekanan tetap dipertahankan selama proses pembekuan. Terdapat dua jenis cetak tekan, yaitu:a. Mesin Cetak Tekan Ruang Panas (Hot Chamber)Pada mesin cetak ruang panas, tungku peleburan terdapat pada mesin dan silinder injeksi terendam dalam logam cair. Tekanan injeksi berkisar antara 7 - 35 MPa. Mesin ini digunakan untuk logam cair dengan titik lebur rendah seperti Sn, Pb, dan Zn. Dalam mesin pengecoran cetak panas, logam dilebur didalam container yang menjadi satu dengan mesin cetaknya, seperti yang ditunjukkan gambar berikut.

Gambar 4.8: Mesin Cor Cetak Ruang PanasSumber: Surdia dan Chijiwa, 1996:244

Gambar 4.9: Proses Pengecoran Cetak Ruang PanasSumber: Groover Mikel P., 2007:35

b. Mesin Cetak Ruang Dingin (Cold Chamber)Pada mesin cetak ruang dingin, tungku peleburannya terpisah dengan silinder injeksi dan silinder injeksi diisi logam cair secara manual atau mekanis. Tekanan injeksinya berkisar antara 14 - 140 MPa digunakan untuk logam cor dengan titik lebur lebih tinggi dan biasanya digunakan untuk pengecoran logam non ferrous.

Gambar 4.10: Mesin Cetak Tekan Ruang DinginSumber: Groover Mikel P., 2007:36

Tabel 4.1 : Perbedaan Antara Mesin Cetak Tekan Ruang Panas dan Ruang DinginMesin Cetak Tekan Ruang PanasMesin Cetak Tekan Ruang Dingin

Tungku peleburan terdapat di mesin dan silinder injeksi terendam dalam logam cair Tungku peleburan terpisah, silinder injeksi diisi logam cair secara manual atau mekanis

Tekanan injeksi berkisar antara 7 - 35 MPa Tekanan injeksi berkisar antara 14 - 140 MPa

Digunakan untuk logam cair dengan titik lebur rendah seperti Sn, Pb, dan Zn Digunakan untuk logam cair dengan titik lebur tinggi daripada hot chamber, seperti Al

Laju produksi cepat, bisa mencapai 500 produk/jam Laju produksi lebih lambat dibanding hot chamber

3. Squeeze CastingSqueeze casting sering disebut dengan liquid metal forging, merupakan suatu istilah yang dipakai untuk menggambarkan suatu proses dimana logam cair didinginkan didalam cetakan tertutup sambil diberi tekanan luar yang biasanya berasal dari tenaga hidrolik. Terjadinya kontak antara logam cair dengan punch dan die pada saat penekanan kemungkinan terjadinya perpindahan panas yang cukup cepat. Ini akan menghasilkan struktur mikro yang lebih homogen serta perbaikan sifat mekanik.

Gambar 4.11: Squeeze CastingSumber: Materi, 2007

4.2.2. PeleburanPeleburan atau pencairan (biasanya disebut fusi) adalah proses yang menghasilkan perubahan fase zat dari padat ke cair. Energi internal zat padat meningkat (biasanya karena panas) mencapai temperature tertentu (disebut titik leleh) saat zat ini berubah cair. Peleburan logam merupakan aspek terpenting dalam operasi pengecoran karena berpengaruh langsung pada kualitas produk cor. Pada proses peleburan mula mula muatan yang terdiri dari logam, unsur unsur paduan dan material lainnya serta unsur pembentuk terak dimasukkan ke dalam tungku. Tungku peleburan yang biasa dipakai antara lain tungku listrik dan tanur induksi.1. Tungku / dapur listrikTungku listrik merupakan jenis dapur dimana bahan baku dilebur dengan panas yang dihasilkan dari suatu busur listrik. Biasanya dapur listrik menggunakan 2 atau 3 elektroda dan biasanya digunakan untuk pengecoran baja. Material logam dapat mencair karena adanya elektroda yang dihubungkan dengan rangkaian listrik (electrical circuit) yang akan membentuk suatu busur api yang akan mencairkan logam. Electrical-arm furnace menggunakan 3 elektroda sesuai jumlah fase yang digunakan, arus bolak balik 3 fase. Tanur listrik memiliki lapisan baja berbentuk silinder dengan landasan berbentuk lengkung atau datar yang ditopang rol penahan yang memungkinkan tanur untuk dimiringkan.Karakteristik dari busur listrik :a. Laju peleburan tinggi sehingga laju produksinya tinggib. Polusi yang ditimbulkan lebih rendah dibandingkan tungku lainnyac. Memiliki kemampuan menahan logam cair pada temperatur tertentu untuk jangka waktu yang lama.

Gambar 4.12 Tanur listrikSumber : Surdia dan Chijiwa, 1980: 164 a. Energi yang dibutuhkan untuk peleburanTitik lebur dari sebuah benda padat pada suhu dimana benda tersebut akan berubah wujud menjadi benda cair. Energi internal zat padat meningkat (biasanya karena panas) mencapai temperature tertentu (disebut titik leleh) saat zat ini berubah menjadi cair. Logam melebur dengan suhu tetap memerlukan kalor. Energi kalor yang diperlukan tidak digunakan untuk menaikkan suhunya, tetapi untuk mengubah wujud logam dari padat menjadi cair. Kalor adalah energi yang berpindah dari benda yang bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu rendah, satuan kalor adalah kalori. 1 kalori adalah jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram air sebesar 1 derajat celcius. Rumus energi peleburan sebagai berikut :

Q = m.c. tKeterangan:Q = Energi yang dibutuhkan (J)m = Massa benda (kg)c = Kalor jenis (J/kg C)t = Perubahan suhu (C)b. Super heating pada proses peleburanSuper heating pada proses peleburan adalah pemanasan hingga temperature diatas titik lebur logam sebagaimana rentang temperature yang diperbolehkan. Tujuan dari superheating adalah sebagai berikut: Untuk memperbaiki fluiditas logam cair Agar tidak terjadi solidifikasi dini pada proses pengecoran (tapping, pouring, casting).

Gambar 4.13 Grafik SuperheatingSumber : Surdia dan Chijiwa, 1980 : 164

Tabel 4.2 Sifat Sifat Mekanik Alumunium

Sumber : Sundari (2011)

2. Tungku / dapur induksiTungku induksi secara khusus dapat digunakan untuk keperluan super heating (memanaskan logam cair diatas temperatur logam cair normal). Oleh karena itu, material yang dipakai harus tahan temperatur tinggi. Mekanisme proses tersebut dibantu oleh medan magnet. Medan magnet ini melakukan pengadukan untuk menghomogenkan komposisi pada logam cair. Selain itu transformator dapur ini menggunakan kumparan primer yang terdiri dari arus AC dari sumber tenaga dan kumparan sekunder. Kumparan sekunder yang diletakkan didalam medan magnet kumparan primer yang nantinya akan menghasilkan arus induksi.

Gambar 4.14 Tungku InduksiSumber : Surdia dan Chijiwa, 1980 : 146

Tabel 4.3 Perbedaan Dapur Listrik dengan Dapur InduksiDapur ListrikDapur Induksi

Material logam dapat mencair karena adanya elektroda yang dihubungkan dengan rangkaian listrik yang akan membentuk busur api yang akan mencairkan logam Terjadi kontak dengan elemen pemanas Kapastias peleburan tinggi (25 50 ton/jam) Karena kapasitas peleburan yang tinggi maka konsumsi daya listrik tinggi Menggunakan arus bolak balik yang dialirkan ke komponen untuk menghasilkan medan magnet dan dihasilkan arus induksi sehingga terjadi peleburan logam Tidak terjadi kontak dengan elemen pemanas Kapasitas peleburan lebih rendah dari dapur listrik (beberapa kg 3,6 ton) Konsumsi daya listrik lebih rendah daripada dapur listrik

Sumber : Dokumen Pribadi

4.2.3. SolidifikasiSolidifikasi adalah transformasi logam cair kembali ke bentuk padatnya. Pembentukan logam merupakan suatu proses pengecoran logam yang mana logam dicairkan dan dimasukkan ke cetakan.a. Tahapan Dalam Pembentukan Logam (Solidifikasi)1. Pembentukan Inti Stabil Pengintian HomogenPengintian dalam suatu logam cair terjadi saat logam menyediakan atom - atom untuk membentuk inti. Pengintian HeterogenProses pengintian yang sama dengan proses pengintian homogen, hanya saja pengintian terjadi dalam logam cair yang berada pada permukaan cetakan atau logam cair yang tidak murni seperti logam paduan.

Gambar 4.15: Proses Pembekuan Logam Dari Cair Hingga MembekuSumber: Sugiarto, 2015

Tabel 4.3 : Nilai Dari Suhu Pembekuan / Suhu Cair, Panas Fusi, Energi Permukaan, dan Under Cooling Maksimum Untuk Beberapa Logam Terpilih

Sumber : B.Chalmers,1964

2. Pertumbuhan Kristal Dalam Logam Cair Pembentukan Struktur ButirSetelah inti yang stabil terbentuk pada logam yang sedang memadat, kemudian inti tumbuh menjadi kristal seperti gambar 4.16. Pada setiap kristal atom berjajar beraturan, sedangkan arah barisan berbeda antara satu kristal dengan lainnya. Saat pembekuan total terjadi, antara kristal saling bertemu membentuk batas butir dan butiran.

Gambar 4.16: Diagram Pengintian HeterogenSumber: After J.H. Brophy, 1968:11

b. Daerah pembekuan logam:1. Chill ZoneSelama proses penuangan logam cair ke dalam cetakan. Logam cair yang berkontak langsung dengan dinding cetakan akan mengalami pendinginan yang cepat dibawah temperatur liquidusnya. Akibatnya pada dinding cetakan tersebut timbul banyak inti padat dan selanjutnya tumbuh ke arah dalam logam.2. Columnar ZoneSesaat setelah penuangan, gradien temperatur pada dinding cetakan menurun dan kristal. Pada daerah chill tumbuh memanjang dalam arah perpindahan panas yang disebut dengan dendrite. Setiap kristal dendrite mengandung banyak lengan - lengan dendrite sekunder dan tersier akan timbul dari lengan dendrite primer. Daerah yang terbentuk antara ujung dendrite dan titik dimana sisa cairan terakhir akan membeku disebut sebagai nushy zone atau party zone.3. Equiaxed ZoneDaerah ini terjadi dari butir - butir equiaxed yang tumbuh secara acak ditengah - tengah ingut.

Gambar 4.17: Chill Zone, Columnar Zone, dan Equiaxed ZoneSumber: Bower T.F and Flemings M.C, 1967:239

Solidifikasi ada dua, yaitu:a. Solidifikasi Logam MurniApabila cairan logam murni perlahan - lahan didinginkan, maka pembekuan terjadi pada temperatur yang konstan.

Gambar 4.18: Solidifikasi Logam MurniSumber: Groover Mikel P., 2007:17

Beberapa istilah waktu dalam solidifikasi logam murni Waktu Solidifikasi Lokal: Waktu dimulainya pembekuan hingga pembekuan selesai Waktu Solidifikasi Total: Waktu dimulainya perubahan fasa hingga pembekuan selesaib. Solidifikasi Logam Paduan (Alloy)Logam paduan umumnya membeku pada daerah temperatur tertentu seperti gambar 4.19.

Gambar 4.19: Solidifikasi Logam PaduanSumber: Groover Mikel P., 2007:18

Garis awal terjadinya pembekuan disebut garis liquidus. Suatu paduan dengan komposisi tertentu bila didinginkan dalam waktu yang sangat lambat, maka pembekuan akan mulai terjadi pada saat temperatur mencapai garis liquidus dan pembekuan berakhir. Bila telah mencapai garis solidus, setelah itu pendinginan akan berjalan terus hingga mencapai temperatur kamar.

4.2.4. FluiditasSecara umum fluiditas adalah kemampuan logam cair mengisi rongga cetakan , yang terdiri dari dua faktor dasar yaitu ; karakteristik dari logam cair dan parameter casting.Karakteristik dari logam cair yang mempengaruhi fluiditas1. ViskositasViskositas adalah sebuah ukuran kapasitas sebuah cairan untuk mentransmisikan sebuah tegangan geser dinamis. Pada saat logam cair mengalir pada sebuah saluran tertutup, viskositas akan menentukan alirannya, di mana drag atau hambatan yang ditimbulkan dinding saluran ditransmisikan ke logam cair, sehingga mempengaruhi kecepatan aliran logam pada cetakan. Jadi semakin tinggi viskositas maka fluiditasnya menurun dan sebaliknya jika viskositasnya rendah fluiditasnya meningkat. Faktor yang berpengaruh terhadap viskositas :

a. TemperaturTemperatur penuangan logam cair adalah faktor yang paling dominan dalam mempengaruhi viskositas. Semakin kecil temperatur maka viskositas akan menurun.2. KomposisiKomposisi dari logam cair juga merupakan parameter yang mempengaruhi fluiditas. Fluiditas tinggi umumnya terdapat pada logam cair murni. Komposisi kimia logam merupakan faktor besar yang mempengaruhi fluiditas.3. Metode PembekuanPerbedaan perilaku dari berbagai paduan dapat disebabkan oleh karakteristik mode pembekuannya. Berikut ditunjukkan berbagai macam mode pembekuan yang juga terdapat situasi.a. Pembekuan Plane InterfacePada metode ini, pembekuan pada logam cair yang seragam terjadi dengan baik dan butiran besar, serta ikatan antar butir besar menjadikan logam kuat, seperti pada gambar 4.20:

Gambar 4.20: Plane Interface ModeSumber: Peter Beely, 1978:21

b. Jagged InterfacePada metode ini paduan yang membeku menjadi 2 jenis, ada kristal dan butir besar sehingga memiliki kekuatan bagus dipinggir dan keras serta rapuh di bagian dalam.

Gambar 4.21: Jagged Interface ModeSumber: Peter Beely, 1978:21

c. Independent CrystallizationPada pembekuan ini menghasilkan butir kristal yang banyak serta merata sehingga hasilnya akan memiliki banyak ikatan, namun rapuh dan bersifat keras seperti pada gambar 4.22:

Gambar 4.22: Independent Crystallization ModeSumber: Peter Beely, 1978:21

Logam murni membeku dengan mode seperti logam paduan dan menunjukkan fluiditas yang baik meskipun dituang pada suhu liquidus (fasa cair), aliran terus mengalir selama perubahan panas menuju rekristalisasi.Untuk paduan, aliran dapat terhenti karena adanya kristal bebas dalam logam cair pada ujung dari arus aliran logam cair. Hal ini dapat terjadi karena adanya pendinginan cepat yang menghasilkan kristalisasi dalam massa utama logam cair.4. Thermal PropertiesKecepatan pendinginan hingga suhu aliran logam terhenti ditentukan oleh heat diffusivity dari material cetakan.

Keterangan:K: Konduktivitas ThermalC: Panas SpesifikP: Massa Jenis / Rapat Jenis Specific HeatSpecific Heat adalah kapasitas panas per satuan massa per derajat K, yang juga sering dinyatakan sebagai kapasitas panas per satuan mol derajat K. Heat of FusionHeat of Fusion yaitu perubahan energi suatu gram suatu unsur dari yang padat menjadi cair tanpa mengubah temperatur disebut heat of fusion.5. Efek Permukaan CetakanAliran kebawah dari logam cair melalui saluran ditambah oleh gaya gesek yang dipengaruhi oleh kekasaran permukaan sangat berkaitan dengan ukuran butir dari material cetakan, maka permukaan cetakan akan semakin halus sehingga fluiditas dari logam cair akan semakin tinggi.6. Tekanan UdaraPada saat logam cair dituang ke dalam suatu cetakan, logam tersebut mendesak udara keluar dari cetakan melalui riser atau permeabilitas material cetakan bila saluran udara ini kurang maka tekanan balik udara akan menghambat aliran logam cair dan mengurangi nilai fluiditas logam cair.Cara pengujian fluiditas dilakukan dengan berbagai metode, seperti Spiral, K Test, Vakum, dan Pengujian lainnya.1. Pengujian SpiralNilai fluiditas diatur dengan panjang spiral yang terbentuk pada cetakan. Pengujian ini masih memiliki kelemahan, yaitu dalam hal konsistensi kondisi aliran logam cair yang sesungguhnya.

Gambar 4.23: Pengujian SpiralSumber: Sugiarto, 2015

2. K-TestPembekuan cepat dari sampel menghasilkan matriks yang sangat halus dan dengan demikian inklusi jelas terdeteksi pada permukaan fraktur. Kebersihan lelehan diungkapkan melalui nilai K cetakan. Nilai ini berdasarkan inspeksi visual dari permukaan uji dan menghitung dari jumlah dari pemasukan - pemasukan pada permukaan untuk evaluasi kebersihan cairan logam. K nilai cetakan:

Keterangan :K= Jumlah inklusi ditemukan di salah satu bagian dari sampel dalam permukaan frakturS= Jumlah inklusi ditemukan di n- potongan probe keciln= Jumlah sampel yang diperiksaSetiap pabrik pengecoran perlu menetapkan skala / rentang sendiri untuk setiap produk berbasis pada nilai - nilai K- cetakan (Cetakan nilai K yang lebih rendah berarti lelehan logam bersih)

Gambar 4.24: K-TestSumber: Sugiarto, 2015

3. Pengujian VakumLogam cair dihisap melalui sebuah tabung logam seperti baja tahan karat, tembaga, atau quartz menggunakan pompa vakum. Suhu untuk mengamati nilai fluiditas ditentukan pada suhu 640C, 660C, 680C, dan 700C. Pada masing - masing suhu yang telah ditentukan tersebut aluminium cair dihisap oleh alat pengujian fluiditas vakum dengan tekanan melalui tabung tembaga.

Gambar 4.25: Pengujian VakumSumber: Sugiarto, 2015

4.2.5. Cacat CoranPada coran dapat terjadi berbagai macam cacat tergantung pada bagaimana keadaannya banyak cacat ditentukan dalam coran secara biasa. Macam - macam cacat coran, yaitu:a. Shift (Pergeseran)Merupakan hasil dari ketidakcocokan bagian dari pengecoran. Biasanya didaerah belahan atau ketidaklurusan antara kedua cetakan.

Gambar 4.26: Cacat ShiftSumber: Sugiarto, 2015

b. Swell (Membengkak)Pembengkakan bisa terjadi karena cetakan mengembang akibat tekanan logam cair atau inti yang tertekan. Cacat yang dijumpai pada permukaan vertikal pengecoran jika pasir cetakan terdeformasi karena kandungan air bebas dalam pasir yang tinggi sehingga menurunkan kekuatan tekan pasir cetak

Gambar 4.27: Cacat SwellSumber: Daryus, 2008

c. Fin (Sirip)Cacat yang diakibatkan adanya celah antara kup dan drag.

Gambar 4.28: Cacat SiripSumber: Sugiarto, 2015

d. Pin Hole (Lubang Jarum)Cacat yang lubangnya seperti lubang jarum, ukuran diameter lubangnya kecil kurang dari 2 mm terlihat di permukaan coran.

Gambar 4.29: Cacat Pin HoleSumber: Sugiarto, 2015

e. Gas Holes (Rongga Udara)Cacat ini terjadi karena aliran logam cair yang turbulen pada saat penuangan. Biasanya terjadi pada permukaan atau di dalam coran. Gelembung gas yang terperangkap mempunyai bentuk bola.

Gambar 4.30: Cacat Gas HolesSumber: Daryus, 2008

f. Shrinkage (Penyusutan)Cacat ini disebabkan oleh pendinginan terlalu cepat. Semakin rendah pembekuan maka penyusutannya semakin cepat karena dengan terperangkapnya udara menyebabkan pendingan semakin cepat..

Gambar 4.31: Cacat ShrinkageSumber: Sugiarto, 2015

g. PorosityMerupakan cacat yang terjadi karena adanya gas yang terdapat pada saat penugan logam..

Gambar 4.32: Cacat PorositySumber: Sugiarto, 2015

h. Drop (Runtuh)Cacat ini terjadi akibat kekuatan pasir yang terlalu rendah dan pada saat logam mengalir mengenai dinding pasir dengan kekuatan yang rendah, oleh karena itu pasir akan terbawa dengan logam cair .

Gambar 4.33: Cacat DropSumber: Daryus, 2008

i. Hot TearMerupakan cacat retakan yang terjadi karena adanya pendinginan yang cepat yang menyebabkan butiran pada logam mengecil. Hasil coran sifatnya akan getas dan mudah retak..

Gambar 4.34: Cacat Hot TearSumber: Sugiarto, 2015

j. Dirt (Kotoran)Biasanya berupa pertikel asing akibat kotoran lain yang sudah ada pada logam cair dan berupa pasir akibat jatuhnya pasir ke benda coran.

Gambar 4.35: Cacat DirtSumber: Sugiarto, 2015

k. Cold Shut and MisrunCacat dimana diskontinuitas terjadi karena penggabungan yang tidak sempurna dari dua aliran logam di rongga cetakan. Cacat ini tampak retak atau jahitan pada permukaan yang halus. Misrun merupakan cacat yang diakibatkan oleh kegagalan logam untuk mengisi rongga cetakan secara menyeluruh.

Gambar 4.36: Cacat Cold Shut and MisrunSumber: Sugiarto, 2015

4.2.6. InspeksiInspeksi atau pemerikasaan cacat adalah pemeriksaan terhadap produk coran untuk mengetahui ada tidaknya cacat pada produk coran tersebut. Karena potensi terjadinya cacat pada coran cukup tinggi, maka inspeksi terhadap produk coran perlu dilakukan. Macam - macam metode pengujian yang sering dilakukan yaitu:1. Liquid Penetrant TestMetode liquid penetrant test merupakan metode NDT (Non Destructive Test) yang paling sederhana. Metode ini digunakan untuk menentukan cacat di permukaan terbuka dari komponen solid, baik logam maupun non logam. Melalui metode ini cacat pada permukaan material akan terlihat jelas.Caranya adalah dengan memberikan cairan berwarna terang pada permukaan yang di inspeksi. Cairan ini harus memiliki daya penetrant yang baik dan viskositas yang rendah agar dapat masuk pada cacat di permukaan material yang diberikan. Cacat akan nampak jelas jika perbedaan warna penetrant yang tertinggal dibersihkan dengan penetrant developer.Keuntungan dari liquid penetrant test: Mudah diaplikasikan Murah Tidak dipengaruhi oleh sifat kemagnetan material dan komposisi kimia Jangkauan permukaan cukup luasKekurangan dari liquid penetrant test: Tidak dapat dilakukan pada benda dengan permukaan kasar dan berpori

Gambar 4.37: Liquid Penetrant TestSumber: Degarmo, 1984:270

2. Magnetic Particle InspectionDengan menggunakan metode ini, cacat pada permukaan atau sedikit dibawah permukaan (Subsurface) pada benda yang bersifat ferromagnetic dapat diketahui. Prinsipnya adalah dengan memanfaatkan bahan yang akan diuji. Adanya cacat tegak lurus arah medan magnet akan mengakibatkan kebocoran medan magnet. Kebocoran medan magnet ini mengindikasi adanya cacat pada material. Cara yang digunakan untuk mendeteksi adanya kebocoran medan magnet ini dengan menabur partikel magnetic di permukaan. Partikel - partikel tersebut akan menggumpal pada daerah kebocoran medan magnet.Kelebihan: Mudah Tidak memerlukan keahlian khususKekurangan: Penggunaan terbatas pada material ferromagnetic Adanya kemungkinan cacat tidak terdeteksi akibat orientasi cacat searah medan magnet.

Gambar 4.38: Magnetic Particle InspectionSumber: Degarmo, 1984:271

3. Ultrasonic TestPrinsip yang digunakan adalah prinsip gelombang suara. Gelombang suara yang dirambatkan pada spesimen uji dan sinyal yang ditransmisikan akan dipantulkan kembali. Gelombang ultrasonic yang digunakan memiliki frekuensi 0,5 - 20 MHz. Gelombang suara akan berpengaruh jika ada retakan atau cacat pada material.Kelebihan: Cukup teliti dan akurat Hanya diperlukan satu sisi untuk dapat mendeteksi keseluruhan Indikasi dapat langsung diamatiKekurangan: Memerlukan pelaksana yang terlatih dan berpengalaman Benda uji dengan permukaan kasar, tidak beraturan, sangat kecil sangat sulit diuji

Gambar 4.39: Ultrasonic TestSumber: Degarmo, 1984:273

4. Eddy Current TestInspeksi ini memanfaatkan prinsip elektomagnetik. Prinsipnya, arus listrik dialirkan pada kumparan untuk membangkitkan medan magnet didalamnya. Jika medan magnet dikenakan pada benda logam yang akan diinspeksi, akan terbangkit arus Eddy, kemudian diinspeksi.Kelebihan: Hasil pengujian dapat langsung diketahui Pengujian Eddy aman dan tidak ada bahaya radiasiKekurangan: Hanya dapat diterapkan pada permukaan yang dapat dijangkau Hanya diterapkan pada bahan logam saja

Gambar 4.40: Eddy Current TestSumber: Degarmo, 1984:278

5. Radiographic InspectionMetode ini untuk menetapkan cacat pada material dengan menggunakan sinar X dan sinar Gamma. Prinsipnya sinar dipancarkan menembus material yang diperiksa. Saat menembus objek sebagian sinar akan diserap sehingga intensitas berkurang. Intensitas akhir kemudian direkam dalam film yang sensitif. Jika ada cacat pada material maka intensitas yang terekam pada film ini akan memperlihatkan bagian material yang mengalami cacat.Kelebihan: Faktor ketebalan benda tidak mempengaruhi. Hal ini mengingat daya tembus sinar gamma yang besar Mampu menggambarkan bentuk cacat dengan baikKekurangan: Memerlukan operator yang berpengalaman Efek radiasi sinar gamma berbahaya

Gambar 4.41: Radiographic InspectionSumber: Sugiarto, 2015

7. Uji PorositasDalam pemeriksaan porositas dilakukan dengan uji piknometri san uji komposisi. Dalam pemgujian komposisi ketidakteraturan bahan diteliti. Demikian pemeriksaan porositas dapat dilakukan baik dengan perlakuan tekanan maupun dari foto mikrostruktur dari coran.Untuk mencari persentase porositas yang terdapat dalam suatu coran digunakan 2 jenis densitas, yaitu:a. True DensityKepadatan dari suatu benda padat tanpa porositas yang terdapat didalamnya. Didefinisikan sebagai perbandingan massanya terhadap volume sebenarnya .b. Appointment DensityBerat setiap muatan volume material termasuk cacat yang terdapat dalam material uji .Pengukuran densitas menggunakan metode piknometri, yaitu sebuah proses membandingkan densitas relatif dari sebuah padatan dan sebuah cairan diketahui densitas dari padatan dapat dihitung.

Gambar 4.42: Skema PiknometriSumber: Rb Taykar, 1949:247

Untuk memperoleh nilai true density dapat dicari dengan persamaan yang ada pada standar ASTME 252,84 yaitu:

Keteranagan: : True Density : Densitas Unsur : Persentase Berat UnsurDengan perhitungan opponent density dapat dicari dengan menggunakan persamaan sesuai standar ASTM B311-93 sebagai berikut:

Keterangan:: Appoinment Density : Densitas Air : Berat Sample Diudara (gr) : Berat Sample dan Keranjang Didalam Air (gr) : Berat Keranjang Dalam Air (gr)Perhitungan persentase porositas yang terjadi, dapat diketahui dengan membandingkan densitas tempat atau opponent density dengan densitas, yaitu:

Keterangan:: Persentase Porositas: Apponent Density : True Density Prinsip kerja: Piknometri menggunakan hukum Archimedes. Jadi hasil coran dihitung pada udara bebas dibanding dengan berat hasil coran dimasukkan dalam air. Selisih berat ini nantinya termasuk ke dalam opponent density yang selanjutnya digunakan pada true density.