MODUL PRAKTIKUM PENGECORAN LOGAM I.
TUJUAN PRAKTIKUM 1. Memahami pembuatan benda coran dengan menggunakan jenis pengecoran sand casting (pengecoran pasir). 2. Memahami perancangan pola dan gatting sistem (sistem saluran) untuk membuat cetakan. 3. Mengetahui proses pembuatan cetakan pasir. 4. Memahami proses peleburan hingga menjadi benda coran. 5. Mengetahui perhitungan effisiensi coran
II.
LANDASAN TEORI Proses pengecoran pada dasarnya ialah penuangan logam cair kedalam cetakan
yang telah terlebih dahulu dibuat pola, hingga logam cair tersebut membeku dan kemudian dipindahkan dari cetakan. Jenis-jenis pengecoran yang ada yaitu: 1. Sand Casting, Yaitu jenis pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir. Jenis pengecoran ini paling banyak dipakai karena ongkos produksinya murah dan dapat membuat benda coran yang berkapasitas berton–ton. 2. Centrifugal Casting, Yaitu jenis pengecoran dimana cetakan diputar bersamaan dengan penuangan logam cair kedalam cetakan. Yang bertujuan agar logam cair tersebut terdorong oleh gaya sentrifugal akibat berputarnya cetakan. Contoh benda coran yang biasanya menggunakan jenis pengecoran ini ialah pelek dan benda coran lain yang berbentuk bulat atau silinder. 3. Die Casting, Yaitu jenis pengecoran yang cetakannya terbuat dari logam. Sehingga cetakannya dapat dipakai berulang-ulang. Biasanya logam yang dicor ialah logam non ferrous. 4. Investment Casting, yaitu jenis pengecoran yang polanya terbuat dari lilin (wax), dan cetakannya terbuat dari keramik. Contoh benda coran yang biasa menggunakan jenis pengecoran ini ialah benda coran yang memiliki kepresisian yang tinggi misalnya rotor turbin. 2
Pada praktikum pengecoran logam di laboratorium pengecoran logam di universitas gunadarma menggunakan jenis pengecoran sand casting. Ada beberapa macam pasir yang dipakai dalam pengecoran sand casting. Tetapi ada beberapa syarat yang harus dipenuhi agar hasil cetakan tersebut sempurna. Syarat bagi pasir cetak antara lain: 1. Mempunyai sifat mampu bentuk sehingga mudah dalam pembuatan cetakan dengan kekuatan cocok. Cetakan yang dihasilkan harus kuat dan dapat menahan temperatur logam cair yang tinggi sewaktu dituang kedalam cetakan. 2. Permeabilitas yang cocok. Agar udara yang terjebak didalam cetakan dapat keluar melalui sela-sela butir pasir untuk mencegah terjadinya cacat coran seperti gelembung gas, rongga penyusutan dan lain-lain. 3. Distribusi besar butir yang cocok. 4. Mampu dipakai lagi supaya ekonomis 5. Tahan panas terhadap temperatur logam pada saat dituang ke cetakan. Temperatur penuangan logam cair yang biasa digunakan untuk bermacam-macam coran dinyatakan dalam tabal dibawah ini: 6. Pasir harus murah. Tabel 1. Macam-macam temperatur penuangan logam cair ke dalam cetakan Macam Logam
Temperatur penuangan 0C
Brons
1100-1250
Kuningan
950-1100
Besi cor
1250-1450
Baja tahan karat
1700-1750
Alumunium
600-700
Baja cor
1500-1550
3
Pasir cetak yang lazim digunakan didalam industri pengecoran adalah sebagai berikut: 1. Pasir Silika Pasir silika didapat dengan cara menghancurkan batu silika, kemudian disaring untuk mendapatkan ukuran butiran yang diinginkan. 2. Pasir Zirkon Pasir Zirkon berasal dari pantai timur australia yang mempunyai daya yahan api yang efektif untuk mencegah sinter 3. Pasir Olivin Pasir Olivin didapat dengan cara menghancurkan batu yang membentuk 2MgO, SiO2 dan 2FeO.SiO2. Pasir olivin mempunyai daya hantar panas yang lebih besar dibanding pasir silika. Didalam suatu proses pengecoran, proses pembekuan logam cair setelah logam cair dituang kedalam cetakan akan mengalami penyusutan. Penyusutan pada rongga cetakan akan mengakibatkan berubahnya dimensi benda coran. Pada tabel dibawah ini diketahui penyusutan yang terjadi pada suatu logam. Tabel 2. Penyusutan yang terjadi pada suatu material
III.
Material
Penyusutan (%)
Baja karbon
2
Basi tuang kelabu
1
Besi tuang putih
1,5
Alumunium
6
Proses Pengecoran Pasir Co2 di Laboratorium Pengecoran Universitas Gunadarma Untuk Langkah-langkah pengecoran logam di laboratorium pengecoran logam
Universitas Gunadarma dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
4
Gambar 1. Diagram alir proses pengecoran IV.
Langkah-langkah yang harus diperhatikan
1.
Perancangan Dan Pembuatan Pola Proses pembentukan benda kerja dengan metoda penuangan logam cair ke dalam
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). 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 : ¾ Pola, mal atau model (pattern) ¾ Inti (core) ¾ Cope dan Drag, ¾ Gate dan Riser Pola, mal atau model (pattern), yaitu sebuah bentuk dan ukuran benda yang menyerupai dengan bentuk asli benda yang dikehendaki, dimana pola ini yang nantinya
5
akan dibentuk pada cetakan pasir dalam bentuk rongga atau yang disebut mold jika model ini dikeluarkan yang kedalamnya akan dituangkan logam cair. - Pola Tunggal Pola ini dibentuk serupa dengan corannya, disamping itu kecuali tambahan penyusutan, tambahan penyelesaian mesin dan kemiringan pola, kadangkadang dibuat juga menjadi satu dengan telapak inti.
Gambar 2. Pola Tunggal - Pola Ganda Pola ini dibelah ditengah untuk memudahkan membuat cetakan. Permukaan pisahnya kalau mungkin dibuat satu bidang.
Gambar 3. Pola Ganda
6
Pola menentukan hasil dari coran, oleh karena itu diperlukan dasar-dasar pengetahuan tentang perancangan. Sebelum kita membuat pola, terlebih dahulu memerlukan gambar perancangan. Bahan–bahan pola yang biasa digunakan yaitu : kayu, lilin (wax), logam. Pola kayu banyak dipakai karena lebih murah, cepat dibuatnya dan mudah diolah. Oleh karena itu untuk pola kayu biasanya dipakai untuk cetakan pasir. Alat-alat yang digunakan untuk membentuk pola dari kayu ialah pahat, mesin bubut kayu, gerinda kayu, amplas dan lain-lain. Pada proses pembuatan pola ada beberapa hal penting yang harus diperhatikan, yaitu: 1. Permukaan pola (baik pola benda coran, gatting system dan riser) harus baik dan halus agar tidak merusak cetakan pada proses pelepasan pola. 2. Dimensi dari pola benda coran harus dibuat penambahan + 5mm dari ukuran sebenarnya untuk mencegah penyusutan yang terjadi dan untuk proses finishing dari benda coran. 3. Faktor kemiringan pola sangat diutamakan, hal ini bertujuan agar memudahkan pengangkatan pola dari cetakan, sehingga tidak merusak cetakan. Lihat gambar 1. Besar kemiringan pola + 2 0.
Gambar 4. Contoh kemiringan pola Inti (core), inti ini merupakan bagian khusus untuk yang berfungsi sebagai bingkai untuk melindungi struktur model yang akan dibentuk, dengan demikian keadaan
7
ketebalan dinding, lubang dan bentuk-bentuk khusus dari benda tuangan (casting) tidak akan terjadi perubahan
Pola Langkah pertama yang harus dilakukan pada pembuatan pola adalah mengubah Gambar 5. Pola ¾
Pemeriksaan Pola - Pemeriksaan dengan penglihatan Pemeriksaan dengan penglihatan dilakukan sejak dari pola sampai ke kotak inti. Rencana, pandangan muka, pandangan samping dari gambar ditempatkan di samping
pola
pada
arah
yang
sama,
dicek
dengan
memutar
dan
membandingkannya. Pengecekan dilakukan dimulai dari garis tengah untuk bagian-bagian utama, kemudian dari kiri ke kanan dan akhirnya dari atas ke bawah. - Pemeriksaan ukuran Setelah mempersiapkan mistar susut, pengukur permukaan, jangka ukur, dan alat pengukur umum lainnya yang diperlukan untuk pemeriksaan, maka pemeriksaan ukuran dilakukan gambar perencanaan menjadi gambar untuk pengecoran, dengan pertimbanggan sebagai berikut : 1. bagaimana membuat coran yang baik, 2. bagaimana menurunkan biaya pembuatan cetakan, 3. bagaimana membuat pola yang mudah, 4. bagaimana menstabilkan inti-inti, 5. bagaimana cara mempermudah pembongkaran cetakan, 6. bagaimana menetapkan arah kup dan drag serta posisi permukaan pisah, 8
7. bagian yang dibuat oleh cetakan utama dan bagian yang dibuat oleh inti. 8. menetapkan tambahan penyusutan, tambahan untuk penyelesaian dengan mesin, kemiringan pola, Dalam merencanakan pembuatan inti tidak dapat dilupakan dengan apa yang dinamakan telapak inti. Dimana yang dimaksud dengan telapak Inti adalah : 1. Untuk menempatkan inti, membawa dan menentukan letak dari inti. Pada dasarnya dibuat dengan menyisipkan bagian dari inti. 2. Untuk menyalurkan udara dan gas-gas dari cetakan yang keluar melalui inti. Kalau cetakan telah terisi penuh oleh logam, gas-gas dari inti dibawa keluar melalui telapak inti. 3. Untuk memegang inti. Kalau cetakan telah terisi penuh oleh logam, ia mencegah bergesernya inti dan memegang inti terhadap daya apung dari logam cair. Penentuan bentuk dan ukuran dari telapak inti harus direncanakan dengan teliti untuk menyederhanakan cetakan, dan agar didapat coran yang baik serta menaikkan produktivitas.
Gambar 6. Telapak Inti
9
Penentuan kup, drag dan permukaan pisah adalah hal yang paling penting untuk mendapat coran yang baik. Hal mana membutuhkan pengalaman yang luas dan pada umumnya harus memenuhi ketentuan-ketentuan di bawah ini. 1) Pola harus mudah dikeluarkan dari cetakan. Permukaan pisah harus satu bidang Pada dasarnya kup dibuat agak dangkal. 2) Penempatan inti harus mudah. Tempat inti dalam cetakan utama harus ditentukan secara teliti. 3) Sistim saluran harus dibuat sempurna untuk mendapat aliran logam cair yang optimum. 4) Terlalu banyak permukaan pisah akan mengambil banyak waktu dalam proses pembuatan cetakan yang menyebabkan tonjolan-tonjolan sehingga pembuatan pola menjadi mahal. Penghematan jumlah permukaan pisah itu harus dipertimbangkan Dalam pengecoran, kita bukan hanya membutuhkan pola benda coran tetapi kita juga memerlukan pola gatting system, yaitu sistem aliran untuk mengalirkan logam cair ke dalam cetakan benda coran. Seperti yang diperlihatkan pada gambar 2. Gatting system dibagi atas 4 bagian, yaitu: 1. Cawan tuang 2. Saluran turun 3. Saluran pengalir 4. Saluran masuk
Gambar 7. Pola coran lengkap
10
Tujuan dari gatting system ini adalah untuk mengatur kecepatan aliran logam cair ke dalam rongga cetakan, sehingga rongga cetakan terisi secara sempurna. Dan juga agar slag logam cair tidak ikut masuk kedalam rongga cetakan. Selain pola benda coran dan pola gatting system kita juga memerlukan pola riser atau pola penambah. Riser atau penambah juga diperlukan untuk mengimbangi penyusutan (Shrinkage) pada saat logam cair tersebut membeku. Karena setiap logam mempunyai nilai penyusutan tersendiri. Contoh macam-macam saluran tuang yang dipakai dalam pengecoran. Lihat gambar 3, yaitu: 1. saluran pisah 2. saluran langsung 3. saluran bawah 4. saluran cincin 5. saluran terompet 6. saluran bertingkat 7. saluran baji ¾ Istilah-istilah dan fungsi dari sistim saluran. Sistim saluran adalah jalan masuk bagi cairan logam yang dituangkan ke dalam rongga cetakan. Tiap bagian diberi nama, dari mulai cawan tuang dimana logam cair dituangkan dari ladel, sampai saluran masuk ke dalam rongga cetakan. Nama-nama itu ialah: cawan tuang, saluran turun, pengalir dan saluran masuk, seperti dijelaskan dalam Gambar.
11
U Saluran pisah
Saluran langsung
Saluran cincin
Saluran bawah
Saluran terompet
Saluran bertingkat
Saluran pensil
Saluran baji
Gambar 8 Contoh macam-macam sistem saluran
12
Gambar 9. Sistem Saluran ¾ CAWAN TUANG Cawan tuang merupakan penerima yang menerima cairan logam langsung dari ladel. Saluran turun adalah saluran yang pertama yang membawa cairan logam dari cawan tuang ke dalam pengalir dan saluran masuk. Pengalir adalah saluran yang membawa logam cair dari saluran turun ke bagian-bagian yang cocok pada cetakan. Saluran masuk adalah saluran yang mengisikan logam cair dari pengalir ke dalam rongga cetakan. Cawan tuang biasanya berbentuk corong atau cawan dengan saluran turun di bawahnya. Cawan tuang harus mempunyai konstruksi yang tidak dapat melalukan
13
kotoran yang terbawa dalam logam cair dari ladel. Karenanya cawan tuang tidak boleh terlalu dangkal. Kalau perbandingan antara : H (tinggi logam cair dalam cawan tuang) dan d (diameter cawan), harganya terlalu kecil, umpamanya kurang dari 3, maka akan terjadi pusaranpusaran dan timbullah terak atau kotoran yang terapung pada permukaan logam cair.
Gambar 10. Cawan Tuang Oleh karena itu kedalaman cawan tuang biasanya 5 sampai 6 kali diameternya. Ada cawan tuang yang diperlengkapi dengan inti pemisah seperti ditunjukkan pada Gambar, dimana logam cair dituangkan di sebelah kiri dari saluran turun. Dengan demikian inti pemisah akan menahan terak atau kotoran, sedangkan logam bersih akan lewat di bawahnya kemudian masuk ke saluran turun.
Gambar 11. Bentuk bagian dalam cawang turun Kadang-kadang satu sumbat ditempatkan pada jalan masuk dari saluran turun agar aliran logam cair pada saluran masuk cawan tuang selalu terisi oleh logam (lihat
14
Gambar). Dengan demikian kotoran dan terak akan terapung pada permukaan dan terhalang untuk masuk ke dalam saluran turun. Kalau cawan tuangnya terlalu kecil dibandingkan dengan coran, maka logam cair harus diberikan di tengahnya beberapa kali. Kadang-kadang cawan tuang dibuat besar agar logam cair tinggal di dalamnya setelah rongga cetakan terisi oleh logam. Gambar menunjukkan sumbat saluran turun yang dibuat dari grafit dengan pegangan batang baja liat yang menyaring saluran turun dan terapung setelah penuangan. ¾ Saluran Turun Saluran turun dibuat lurus dan tegak dengan irisan berupa lingkaran. Kadangkadang irisannya sama dari atas sampai bawah dipakai kalau dibutuhkan pengisian yang cepat dan lancar atau mengecil dari atas ke bawah dipakai apabila diperlukan penahanan kotoran sebanyak mungkin. Saluran turun dibuat dengan melubangi cetakan dengan mempergunakan satu batang atau dengan memasang bumbung tahan panas yang dibuat dari samot (batu tahan api). Samot ini cocok untuk membuat saluran turun yang panjang. 10
Gambar 12. Pola Saluran Turun
15
¾ Pengalir Pengalir biasanya mempunyai irisan seperti ٛ rapezium atau setengah lingkaran sebab irisan demikian mudah dibuat pada permukaan pisah, lagi pula pengalir mempunyai luas permukaan yang terkecil untuk satu luas irisan tertentu, sehingga lebih efektip untuk pendinginan yang lambat. 11 Pengalir lebih baik sebesar mungkin untuk melambatkan pendinginan logam cair. Tetapi kalau terlalu besar tidak ekonomis. Karena itu ukuran yang cocok harus dipilih sesuai dengan panjangnya. Table 3. Pengalir
Logam cair dalam pengalir masih membawa kotoran yang terapung, terutama pada permulaan penuangan, sehingga harus dipertimbangkan untuk membuang kotoran tersebut, sekalipun logam cair sudah ada di dalam pengalir. Ada beberapa cara untuk itu yaitu sebagai berikut : 1. Perpanjangan pemisah dibuat pada ujungsaluran pengalir. Logam cair yangpertama masuk akan berkumpul di sini bersama kotoran yang terbawa (Gambar). 2.
Membuat kolam putaran pada saluran masukseperti pada Gambar. Logam cair memasukikolam secara tangetial dan berputarsehingga kotoran berkumpul di tengahkolam.
16
Gambar 13. Pola pengalir 3. Saluran turun bantu seperti ditunjukkan dalam Gambar. Logam cair yang pertama masuk bersama kotorannya akan tertampung di sini. Saluran turun bantu ini ditempatkan di tengah-tengah 4. Penyaring, dipasang seperti pada Gambar. Kotoran akan ditahan di sini kalau logam cair meialui inti penyaring atau piring saringan dengan lubang-lubang kecil, yang sebaiknya terbuat dari keramik. Piring ini kadang-kadang dipasang pada pintu masuk dari saluran turun.
Gambar 14. Bentuk jadi Pola pengalir 17
¾ Saluran Masuk Saluran masuk dibuat dengan irisan yang lebih kecil dari pada irisan pengalir, agar dapat mencegah kotoran masuk ke dalam rongga cetakan. Bentuk irisan saluran masuk biasanya berupa bujur sangkar, ٛ ea rahٛ m, segi tiga atau setengah lingkaran, yang membesar ٛ ea rah rongga cetakan untuk mencegah terkikisnya cetakan. Kadangkadang irisannya diperkecil di tengah dan diperbesar lagi ٛ daerah rongga. Pada pembongkaran saluran turun, irisan terkecil ini mudah diputuskan sehingga mencegah kerusakan pada coran (Gambar).
Gambar 15. Saluran Masuk 2.
Pembuatan Cetakan Pada praktikum pengecoran logam di laboratorium pengecoran teknik mesin
Universitas Gunadarma 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 kedalam 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. Setelah terisi penuh kita tembakan gas Co2 hingga pasir keras. Kemudian pola bisa kita lepas dari cetakan.
18
3.
Proses Peleburan Logam yang kita lebur adalah logam alumunium. Alumunium saat ini ialah
logam kedua terbanyak setelah besi karbon (cast iron) yang dipakai untuk komponen mesin, contoh dalam bidang otomotif. 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. Reaksi kimianya: 3H2O Steam
+
2AL Alumunium
6H
+
Hidrogen
AL2O3 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 . Yaitu flux ditaburkan pada permukaan alumunium cair secara merata yang bertujuan agar gas hidrogen tidak dapat masuk kedalam alumunium cair. Ada 4 macam flux yang dipakai dalam membuat produk alumunium menjadi lebih baik dalam hal sifat-sifat fisik ataupum mekanik, yaitu: •
Covering fluxes Digunakan untuk mencegah gas hidrogen masuk kedalam alumunium cair
•
Cleaning fluxes Untuk menghilangkan kandungan padat nonmetalik dari alumunium cair
•
Degassing fluxes Dimasukan kedalam alumunium cair untuk menghilangkan gas yang terjebak dalam alumunium cair yang dapat menyebabkan porositas
•
Drossing-off fluxes Digunakan untuk memperbaiki logam alumunium dari drosses
19
1. Hidrostatis Praktis
Gambar 6. Hidrostatis Praktis [2,3] Formula yang digunakan untuk menghitung tinggi hidrostatis praktis sebagai berikut [2,3]
Keterangan : = Tinggi hidrostatis praktis (mm) = Jarak kedudukan saluran masuk terhadap permukaan logam cair pada cawan tuang (mm) = 130 mm = Tinggi rongga cetakan (mm) = Jarak saluran masuk kebagian paling atas rongga cetakan (mm)
2. Waktu Tuang
Waktu tuang adalah waktu yang dibutuhkan logam cair untuk mengisi penuh rongga cetakan dan dimulai pada saat logam cair menyentuh cawan tuang. Besarnya waktu tuang (τ) diperoleh dengan rumus sebagai berikut [2,3] :
20
Keterangan : = Waktu tuang (detik) = Besaran spesifik = Massa benda cor (kg) Besaran spesifik tergantung dari ketebalan benda cor, seperti pada tabel di bawah ini : Tabel 3 Besaran Spesifik Tebal Dinding Benda Cor (mm) 3 ‐ 3,5 3,5 ‐ 8 8 ‐ 15
Nilai (s) 1,63 1,86 2,2
3. Kecepatan Tuang Kecepatan tuang adalah laju aliran logam cair untuk mengisi rongga cetakan per satuan waktu tuang.
Formula yang dipakai untuk menghitung kecepatan tuang yaitu [2,3] :
Keterangan : = Kecepatan tuang = Berat benda cor = Waktu tuang Akan tetapi dalam prakteknya penentuan waktu tuang biasanya dapat pula ditentukan dengan menggunakan nomogram waktu kecepatan tuang.
21
Gambar 7. Nomogram Kecepatan Tuang [2,3]
4. Sistem Saluran Tuang
Sistem saluran tuang merupakan tempat mengalirnya logam cair kedalam rongga cetakan. Adapun tujuan dari pembuatan sistem saluran tuang adalah sebagai berikut [1]: 1. Agar slag-slag yang berada dalam logam cair tidak ikut masuk ke dalam rongga cetakan. 2. Supaya kecepatan aliran logam dapat diatur sehingga rongga cetakan terisi secara sempurna.
Benda Cor
Gambar 8. Sistem Saluran Tuang [2,3] Keterangan gambar :
22
a. Cawan tuang (Ct) b. Saluran turun (St) c. Saluran pengalir (Sp) d. Saluran masuk (Sm) Di dalam perancangan suatu sistem saluran tuang (Sst) kita harus memperhatikan perbandingan antara saluran masuk (Sm), saluran pengalir (Sp) dan saluran turun (St). Perbandingan antara Sm : Sp : St dapat dilihat pada Tabel berikut : Tabel 4 Perbandingan Sm : Sp : St
a.
Bahan Cor Bentuk Coran Besar
Sm : Sp : St 1 : 1,5 : 2
Bentuk Coran Sedang Bentuk Coran Segala Bentuk
1 : 1,2 : 1,4 1 : 1,1 : 1,2
Saluran Masuk (Sm)
Saluran masuk salah satu wadah yang berfungsi untuk mengatur kecepatan terakhir dan untuk manahan kotoran sebelum logam cair masuk kedalam cetakan. Untuk menghitung saluran masuk digunakan formula sebagai berikut [2,3]
:
a. Luas Saluran masuk (Sm)
Formula luas saluran masuk (Sm):
Keterangan : = Luas saluran masuk = Berat benda cor = Massa jenis logam = Waktu tuang = Tahanan hidrostatis seluruh sistem = Percepatan gravitasi = Tinggi hidrostatis praktis
23
b. Volume saluran masuk
Formula yang digunakan untuk menghitung volume saluran a masuk (Vsm)[2,3]: 0,5 a
1,6 a
Keterangan :
= Volume saluran masuk = Luas saluran masuk = Panjang saluran masuk
c. Massa Saluran Masuk (Msm)
Formula yang digunakan untuk menghitung saluran masuk (Msm) [2,3] :
Keterangan : Msm
= Massa Saluran Masuk (kg)
Vsm
= Volume Saluran Masuk (mm3)
ρ
= Massa jenis logam (kg/m3)
d. Dimensi Saluran Masuk
Bentuk dari penampang saluran masuk yang direncanakan adalah berbentuk trapesium. Formula yang digunakan :
24
Gambar 9. Dimensi Saluran Masuk b.
Saluran Pengalir
Saluran pengalir (Sp) adalah saluran yang berfungsi sebagai penerus aliran logam cair yang berasal dari saluran turun ke saluran masuk sebagai tempat penyaringan kotoran. Untuk menghitung saluran pengalir digunakan formula [2,3,4] : a.
Luas penampang saluran pengalir (SP)
Keterangan :
= Luas saluran pengalir = Luas saluran masuk
b. Volume salurasn pengalir (Vsp)
Keterangan :
= Volume saluran pengalir = Luas saluran pengalir
c. Massa saluran pengalir (Msp)
Keterangan : = Massa saluran pengalir = Massa jenis logam
c.
Saluran Turun Saluran turun (St) adalah suatu alat pada sistem saluran tuang (sst) yang berfungsi sebagai saluran yang dilalui oleh logam cair yang berasal dari cawan
25
tuang (Ct), sebagai media untuk mengalirkan logam cair menuju ke saluran pengalir (Sp). Dimensi dari saluran turun (St) adalah silinder yang mana pada bagian bawahnya sedikit mengecil yang berfungsi untuk menahan laju kotoran sebanyak mungkin serta untuk mempermudah pencabutan pola saluran turun (St). d1
h
d2
Gambar 10. Dimensi Saluran Turun Formula untuk menghitung saluran turun (St) adalah [2,3] : a.
Luas penampang saluran turun
Keterangan :
= Luas saluran turun = Luas saluran masuk b.
Volume saluran turun
Keterangan :
= Volume saluran turun = Tinggi saluran turun c.
Massa saluran turun
26
Keterangan :
= Massa saluran turun = Massa jenis logam d.
Diameter saluran turun
Keterangan :
= Diameter (mm) =
d.
Cawan Tuang
Cawan tuang (Ct) adalah suatu penampung logam cair yang dituang dari ladel untuk diteruskan ke saluran turun (St). Untuk dimensi dari cawan tuang berbentuk kerucut terpancung, dimana untuk menghitung diameter atasnya menggunakan rumus [2,3,4]:
Keterangan : = Diameter atas = Diameter bawah = Tinggi cawan tuang D
h
d1
Gambar 11. Dimensi Cawan Tuang (Ct) 1.
Efisiensi Penggunaan Bahan Cor (
)
27
100% Dimana : = Berat benda cor = Massa keseluruhan coran
28
Daftar Pustaka 1. Tata surdia., Prof. Ir, M.Sc.Met dan Kenji Chijiiwa, Prof. Dr, Teknik pengecoran logam, Jakarta, 1982. 2. Reinal Rachmavial,Ir.,MT.Met, Skripsi Pengaruh Perubahan sistem Saluran Tuang Terhadap Produk Coran, Trisakti, Jakarta, 1997. 3. Hastono Reksotenejo., Ir, M.Sc.Eng.Met, Teknologi Cor Gravity Teori Dasar dan Aplikasi, Jakarta, 1992. 4. Foundry technology by Beeley, P.R 5. Casting by ASM Handbook Vol 15 6. Casting By John Campbell 7. High Performance Casting by Elihu F. Bradley 8. The Principle of Material Selection for Engeneering Design by L. Pat mangonon 9. Alumunium Casting Technology by American Foundrymen’s Society,Inc 10. Manufacturing Engeneering And Technology by Serope Kalpakjian
29
LAMPIRAN
30
