PL 4 kelompok 3

PL IV

PENUANGAN DAN INSPEKSI

4.1 Tujuan

1. Praktikan dapat mengetahui dan memahami definisi beserta macam pengecoran logam.

2. Praktikan dapat mengetahui macam cacat coran beserta penyebab

dan pencegahannnya.

3. Praktikan mampu menganalisa hasil coran beserta solusi pada cacat coran.

4.2 Dasar Teori

4.2.1 Pengecoran Logam

Pengecoran logam adalah suatu proses manufatur produk dimana di

dalamnya terdapat rangkaian proses peleburan logam di dalam tangi peleburan.

Setelah logam mencair dilanjutan proses penuangan logam cair ke dalam cetakan

dimana proses ini bergantung pada fluiditas logam. Setelah logam cair mengalir dan

mengisi cetakan maka proses selanjutnya adalah solidifisi. Setelah logam embali ke

bentu padat cetaan dapat disingkirkan dari coran yang dapat dgunaan untu proses

sekunder. Berikut ini adalah diagram alir proses pengecoran

Gambar 4.1 Diagram alir proses pengecoran logamSumber : Kalpakjian (2009 : 262)

Laboratorium Pengecoran LogamJurusan Mesin Universitas Brawijaya

Proses pengecoran sendiri dibedakan menjadi dua macam yaitu

expendable mold casting dan permanent mold casting.

a. Expendable Mold Casting

Expendable mold casting adalah teknik pengecoran logam yang

cetakannya hanya dapat digunakan satu kali proses saja. Macam macam

expendable mold casting adalah :

1. Sand casting

Sand mold casting adalah proses pengecoran logam dengan menggunakan

pasir, bahan pengikat dan air sebagai cetakannya. Cetakan pasri merupakan

teknik yang paling banyak digunakan karena memiliki keunggulan:

Dapat mencetak logam dengan titik lebur yang inggi seperti baja nikel dan titanium.

Dapat mencetak benda cor dari ukuran kecil sampai ukuran besar.

Klasifikasi cetakan pasir adalah sebagai berikut :

Cetakan pasir basah

Cetakan pasir basah adalah cetakan yang terbuat dari

campuran pasir, lempung dan air.

Cetakan pasir kering

Cetakan pasir kering dibuat dengan menggunakan cetakan yang dibakar

dalam oven dengan temperature 204 sampai 316 0C pembakaran dalam

oven dapat memperkuat cetakan dan mengeraskan permukaan rongga

cetakan.

Proses pembuatan cetakan pasir dengan kup dan drag:

1. Papan cetakan pada lantai yang rata dengan pasir yang tersebar mendatar.

2. Pola dan rongga cetakan untuk drag diletakkan di atas papan cetakan.

Rangka cetakan harus cukup besar sehingga tebalnya pasir 30 sampai 50

mm. Letak salurannya ditentukan terlebih dahulu.

3. Pasir muka yang telah ditaburkan untuk menutupi permukaan pola dalam

rangka cetak. Lapisan pasir muka dibuat setebal 30 mm.


4. Pasir cetak ditimbun diatasnya dan dipadatkan dengan penumbuk.

Dalam penumbukkan ini harus dilakukan secara hati hati agar pola tidak

terdorong langsung oleh penumbuk. Kemudian pasir tertumpuk melewati

tepi atas dari rangka cetakan digaruk dan cetakan diangkat bersama pola

dari papan cetakan.

5. Cetakan di balik dan diletakkan pada papan cetakan dan setengah pola

lainnya bersama sama rangka cetakan untuk kup dipasang di atasnya,

kemudian bahan pemisah ditaburkan di permukaan pisah dan permukaan

pola.

6. Batang saluran turun atau pola untuk penambah dipotong, kemudian pasir

muka dan pasir cetak dimasukkan dalam rangka cetakan dan

dipadatkan kemudian kalau rangka cetakan itu harus ditandai agar tidak

keliru dalam penutupannya. Selanjutnya kup dipisah dari drag dan

diletakkan mendatar pada papan cetakan.

7. Pengalir dan saluran dibuat dengan mempergunakan spatula. Pola untuk

pengalir dan saluran dipasang sebelumnya yang bersentuhan dengan pola

utama , jadi tidak perlu dibuat dengan spatula. Pola di ambil dari cetakan

dengan jari. Inti yang cocok dipasang pada rongga cetakan dan kemudian

kup dan drag ditutup, maka pembuatan cetakan berakhir.

Sand mold casting biasanya digunakan untuk pengecoran logam

dengan titik lebur tinggi.


Gambar 4.2 Tahapan Membuat Cetakan PasirSumber : Surdia dan Kenji (1996:94)

2. Investment Casting (Pola Lilin)

Cara lilin adalah cara yang khas diantara teknik pengecoran logam

lainnya yang disebut juga dengan pengecoran investment. Berikut adalah garis

besar dari proses pengecoran dengan metode ini :

1. Dibuat cetakan untuk pengecoran lilin.

2. Pola lilin dan sistem saluran tersebut dibuat dengan menggunakan cetakan

tersebut diatas.

3. Pola lilin dan sistem saluran disusun menjadi susunan pola.

4. Susunan tersebut dilapisi.

5. Susunan pola lilin yang telah dilapisi itu ditutup dengan campuran

investment pembuatan cetakan.

6. Menghilangkan lilin dengan memanaskan pada temperatur 100 sampai 110

oC.

7. Cetakan dibakar pada t mperatur 800 0C.

8. Logam cair dihitung pada cetakan yang temperature tinggi.


9. Pekerjaan penyelesaian.

Investment Casting biasanya digunaka untuk pengecoran logam paduan

dengan titik cair tinggi misalnya komponen turbin atau perhiasan.

Gambar 4.3 Tahapan Investment CastingSumber : Kalpakjian (2009 : 273)

3. Evaporative Pattern Casting (Lost foam process)

Proses ini menggunakan pola polystyrene dimana pola ini akan

menguap ketika bersentuhan dengan logam cair untuk membuat rongga saat

pengecoran. Proses ini menjadi salah satu proses penting dalam pengecoran

logam ferrous dan non-ferrous terutama pada industri otomotif.

Dalam proses ini, polystyrene yang mengandung 5 sampai 8% pentana

ditempatkan didalam die yang sudah dilakukan preheated dan die terbuat dari

aluminium. Kemudian polystyrene melebar dan memenuhi tempat / rongga

dari die. Die kemudian didinginkan dan dibuka lalu pola polystyrene

disingkirkan


Gambar 4.4 Tahapan Evaporative Mold CastingSumber : Kalpakjian (2009 : 270)

b. Permanent mold casting

Permanent mold casting adalah teknik pengecoran logam yang cetakannya

dapat digunakan lagi setelah proses pengecoran. Jenis cetakan ini bisa dipakai

berulang kali (terbuat dari logam). Pengecoran menggunakan metode ini

dikhususkan untuk pengecoran logam non ferrous dan paduan.

Macam macam permanent mold casting adalah :

1. Pengecoran Sentrifugal

Pengecoran sentrifungal dilakukan dengan menggunakan logan cair ke

dalam cetakan yang berputar akibat pengaruh gaya sentrifungal, logam cair

akan terdistribusi

kedinding rongga cetak dan kemudian membeku, jenis-jenis pengecoran

sentrifungal antara lain :

a. Pengecoran sentrifugal sejati

Dalam pengecoran sentrifungal sejati logam cair dituangkan ke

dalam cetakan yang berputar untuk menghasilkan benda cor bentuk tabular

seperti pipa, tabung, bushing, cincin dll. Pada pengecoran ini logam cair

dituangkan ke dalam cetakan horizontal yang sedang berputar melalui

cawan tuang (pouring basin) yang terletak pada salah satu ujung cetakan


pada beberapa mesin, cetakan baru diputar setelah logam cair di tuangkan

kecepatan putar yang sangat tinggi menghasilkan gaya sentrifungal,

sehingga logam akan terbentuk sesuai dengan bentuk dinding cetakan.

Karakteristik benda cor hasil pengecoran sentrifungal sejati :

Memiliki densitas (kepadatan) yang tinggi terutama pada bagian luar cor.

Tidak terjadi penyusutan pembekuan pada bagian luar benda cor karena

adanya gaya sentrifungal yang bekerja secara kintinyu selama

pembekuan.

Terdapat ada impuritas pada dinding sebelah dalam coran dan hal

itu dapat dihilangkan dengan permesinan.

Gambar 4.5 Proses pengecoran sentrifugal sejatiSumber : Groover Mikel P (2007 : 232)

b. Pengecoran Semi Sentrifugal

Pada metode ini gaya sentrifungal digunakan untuk menghasilkan

coran yang pejal (bukan bentuk tabular) cetakan dirancang dengan riser

pada pusat untuk pengisian logam cair, seperti ditunjukkan dalam gambar

di bawah ini.

Gambar 4.6 proses Pengecoran Semi Sentrifugal


Sumbar : Groover Mikel P (2007 : 233)

Densitas logam dalam alur pengecoran lebih besar pada bagian

luar di bandingkan dengan bagian dalam coran, yaitu bagian yang dekat

dengan pusat rotasi. Kondisi ini dimanfaatkan untuk membuat benda

dengan lubang ditangah seperti roda, puli, bagian tangah. Biasanya

digunakan untuk pengecoran logam paduan, biasanya untuk membuat roda

gigi atau membuat baling baling.

c. Pengecoran Sentrifuge

Dalam pengecoran Sentrifuge, cetakan dirancang dengan beberapa

rongga cetak yang diletakkan disebelah luar dari pusat rotasi sedemikian

rupa sehingga logam cair yang dituangkan ke dalam cetakan akan

didistribusikan ke setiap rongga cetak dengan gaya sentrifugal seperti yang

ditunjukan dalam gambar berikut ini,

Gambar 4.7 Proses Pengecoran SentrifugeSumber : Groover Mikel P (2007 : 234)

2. Squeeze Casting

Proses pengecoran ini dikembangkan pada tahun 1960-an dan meliputi

pemadatan dari logam cair dibawah tekanan tinggi. Produk – produk yang

dihasilkan dari proses ini adalah komponen otomotif dan rangka mortar. Alat –

alat yang dibutuhkan meliputi sebuah die, punch, dan pin pelepas. Tekanan

yang bekerja pada die menjaga gas yang terperangkap didalamnya , dan kontak


yang terjadi antara permukaan die dengan logam yang berada dalam tekanan

tinggi menghasilkan stutur mikro yang baik pada logam sehingga logam

memiliki mampu mesin yang baik.

Gambar 4.8 Proses squeeze castingSumber : Kalpakjian (2009:283)

3. Die Casting

Pengecoran die casting dilaukan dengan cara menginjeksikan logam

cair ke dalam rongga cetaan tekanan tinggi (1-30 Mpa). Tekanan tetap

dipertahanan selama proses pembekuan. Terdapat dua jenis die casting yaitu:

a. Hot Chamber (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 cor dengan titik lebur rendah seperti Sn , Pb ,dan Zn.

Dalam mesin pengecoran cetak panas logam dilebur di dalam kontainer yang

menjadi 1 dengan mesin cetaknya, seperti yang ditunjukkan pada gambar

berikut.


Gambar 4.9 Proses Hot chamberSumber : Groover Mikel P (2007 : 230)

b. Cold Chamber (Mesin Cetak Ruang Dingin)

Pada mesin cetak ruang dingin , tungku peleburannya terpisah dan

silinder infeksi diisi logam cair secara manual. Tekanan injeksinya berkisar

antara 14 sampai

140 Mpa digunakan untuk logam cair dengan titik lebur lbih tinggi, dan

biasanya digunakan untuk pengecoran logam non ferrous.

Gambar 4.10 Proses cold chamberSumber : Groover Mikel P (2007 : 231)


Perbedaan Hot Chamber dan Cold Chamber Die Casting adalah sebagai berikut

Hot Chamber

Umumnya digunakan untuk material seng, tembaga,

magnesium dan material lainnya yang memiliki titik lebur rendah

yang tidak merusak dan mengikis cetakan, silinder, plunger. Tungku

peleburan logam menjadi satu dengan mesin ceta dan silinder injesi

terendam dalam logam cair

Cold Chamber

Digunakan untuk material paduan yang memiliki titik lebur

tinggi seperti alumunium. Tungku peleburannya terpisah dari mesin

cetak

Tabel 4.1 Perbedaan antara mesin cetak tekan ruang panas dan ruang dingin

Mesin cetak tekan ruang panas Mesin cetak tekan ruang dingin

Tungku peleburan terdapat di

mesin cetak

Silinder injesi terendam dalam

logam cair

Tekanan injesi 7-35 Mpa

Digunakan logam cair titik

didih rendah

Laju produksi cepat

Tungku peleburan terpisah

Silinder injeksi diisi logam

cair secara manual atau secara

mekanis

Tekanan injeksi 14-140 Mpa

Digunakan untuk logam cair

dengan titik lebur lebih tinggi

(Al)

Laju produksi lebih lambat

Sumber : Groover Mikel P. (2007 :231)

4.2.2 Peleburan


Peleburan merupaan proses yang menghasilkan perubahan fase zat dari padat

ke cair. Energi internal zat padat meningkat (karena panas) mencapai temperature

tertentu (disebut titik leleh) saat zat berubah cair. Peleburan logam merupakan aspek

terpenting dalam operasi operasi pengecoran karena mempengaruhi kualitas produk

cor. Pada proses peleburan mula mula muatan yang terdiri dari logam, unsur paduan

dan material lainnya serta unsur pembentuk terak dimasukkan ke dalam tungku.

Tungku tungku peleburan yang biasanya antara lain tungku listrik dan tanur industri.

a. Tungku / dapur listrik

Merupakan jenis dapur dimana bahan baku dilebur dengan panas yang

dihasilkan dari busur listrik. Biasanya dapur listrik menggunakan 2 atau 3

elektroda dan biasa digunakan untuk pengecoran baja. Material logam dapat

mencair karena adanya elektroda yang dihubungkan dengan rangkaian listrik

yang akan membentuk suatu busur api yang akan mencairkan logam. Electrical-

arm furnace menggunakan 3 elektroda sesuai dengan jumlah fase dari aliran

listrik yang digunakan adalah arus AC 3 fase. Bahan isian akan dipanaskan dan

dicairkan oleh adanya radiasi dari busur listrik yang terjadi antara elektroda yang

digunakan. Pada instalasi ini digunakan step down transformator yang berguna

untuk menurunkan tegangan aliran listrik yang tinggi yang akan digunakan untuk

memanaskan dan mencairkan bahan isian. 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 adalah :

a. Laju peleburan tinggi sehingga laju produksinya tinggi

b. Polusi yang ditimbulkan lebih rendah dibandingkan tungku lainnya

c. Memiliki kemampuan menahan logam cair pada temperature tertentu

untuk jangka waktu lama


Gambar 4.11 Tanur listrikSumber : Tata Surdia (1996:164)

b. Tungku / dapur induksi

Tungku induksi dapat digunakan untuk keperluan superheating. Cara

kerja dari tungku ini menggunakan energi listrik sebagai sumber energi panasnya.

Material yang digunakan harus tahan temperatur tinggi. Tungku juga harus

memiliki ketebalan yang cukup untuk menahan beban. Meanismenya dibantu

oleh medan magnet. Medan magnet ini melakukan pengadukan agar

komposisi logam cair homogen. Transformator dapur menggunakan kumparan

primer yang terdiri dari arus AC dari sumber tenaga dan kumparan sekunder.

Kumparan sekunder yang diletakkan didalam medan magnet. Kumparan aan

menghasilan arus induksi. Arus induksi tersebut menjadi panas yang mencairkan

logam bahan.

Gambar 4.12 Tungku induksi


Sumber : Tata Surdia (1996:146)


Tabel 4.2 Perbedaan Dapur Listrik dengan Dapur Induksi

Dapur Listrik Dapur Induksi

Eletroda yang dihubungkan

dengan rangkaian listrik akan

membentuk busur api yang

dapat mencairkan logam

Terjadi kontak dengan

pemanas

Kapastias peleburan tinggi

Konsumsi daya listrik tinggi

Arus AC dialirkan ke suatu

komponen menghasilkan medan

magnet dan terjadi arus induksi

yang menghasilan panas untuk

mencairkan logam

Tidak terjadi kontak dengan

pemanas

Kapasitas peleburan lebih rendah

Konsumsi daya listrik rendah

Sumber : Surdia dan Kenji (1996 : 146)

Energi yang dibutuhkan untuk peleburan

Titik lebur sebuah benda padat pada suhu dimana benda aan berubah

wujud menjadi cair. Energi internal zat padat meningat mencapai titik leleh saat

zat ini menjadi zat cair. Logam melebur dengan suhu tetap. Energi kalor tida

digunakan menaikkan suhu tapi mengubah wujud logam dari padat menjadi cair.

Kalor adalah energy yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah. Satuan

energy adalah kalori (kal). Satu kalori adalah jumlah kalor yang dibutuhkan untu

menaikkan suhu 1 gram air sebesar 1°C. Energi yang dibutuhkan peleburan

alumunium

Tabel 4.3 Sifat Sifat Fisik Alumunium

Sumber : Ella Sundari (2011)


Tabel 4.4 Sifat Sifat Mekanik Alumunium

Sumber : Ella Sundari (2011)

Kalor untuk meleburkan alumnium (Q)

Kalor yang dibutuhkan untuk melebur alumunium terdiri dari :

Qa yaitu kalor yang menaikkan temperature alumunium padat dari suhu

27oC (suhu ruangan) hingga mencapai titik alumunium cair 660oC

Qb yaitu kalor yang merubah fase alumunium padat menjadi cair (kalor

laten) pada suhu 660oC

Qc yaitu kalor yang menaikkan temperature alumunium cair dari 660oC

ke temperature penuangan 750oC. Kalor eleburan 10.71 KJ.mol-1

Maka kalor yang dibutuhkan adalah

Q = Qa + Qb + Qc

= Mal . Cp1 . t1 + Mal . h + Mal . Cp2 . t2

Dimana :

Mal = berat alumunium yang akan dileburkan (kg)

Cp1 = panas jenis alumunium padat (Kkal/kgoC)

T1 = perubahan suhu dari suhu kamar ke titik cair alumunium (oC)

H = panas laten alumunium cair (Kkal/kg)

Cp2 = panas jenis alumunium cair (Kkal/kgoC)

T2 = perunahan suhu dari fase alumunium padat menjadi cair (oC)

(sumber : Ella Sundari, 2011)


Waktu Pemanasan

t=Q

P

Keterangan :

t = waktu pemanasan (s)

Q = Kalor untuk meleburkan logam (kkal/joule)

P = Daya Dapur (watt)

(Sumber : Cengel, 2005)

Super heating

Super 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)

4.2.3 Solidifikasi

Solidifikasi adalah transformasi logam cair kembali ke bentuk padatnya.

Proses solidifikasi adalah sebagai berikut:

1. Pembekuan Inti Stabil dalam Logam Cair

Terdapat 2 mekanisme pengintian dari partikel padat pada logam cair, yaitu:

a. Pengintian homogenous, pengintian suatu logam cair terjadi saat

logam menyediakan atom-atom untuk membentuk inti

b. Pengintian heterogen, proses pengintian yang sama dengan homogen. Hanya

saja pengintian terjadi di dalam logam cair yang tidak murni

2. Pertumbuhan Kristal dalam Logam Cair dan Pembekuan Butir

a. Pertumbuhan setelah inti yang stabil terbentuk pada logam yang sedang

memadat

b. Inti tumbuh menjadi kristal seperti pada gambar


c. Pada setiap kristal atom berjajar beraturan sedangkan arah barisan berbeda

antara satu kristal dengan yang lainnya

d. Saat pembekuan total terjadi antar kristal saling bertemu membentuk batas butir

Gambar 4.13 Pembentukan butirSumber: Beeley

Jenis Solidifikasi Menurut Komposisi Logam

1. Solidifikasi Logam Murni

Logam murni membentuk padatan pada temperatur konstan, yaitu

sama dengan temperatur pembekuannya atau lebarnya seperti pada gambar

Gambar 4.14 Solidifikasi logam murniSumber: Beeley

2. Solidifikasi Logam Paduan

Logam paduan umumnya membeku pada daerah temperatur tertentu

seperti pada gambar


Gambar 4.15 Solidifikasi logam paduanSumber: Beeley

Garis awal terjadi saat pembekuan disebut liquidus dan garis ahir disebut

garis solidus 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 akhir bila telah mencapai

garis solidus. Setelah itu pendinginan akan berjalan terus hingga mencapai suhu

kamar.

3. Solidifikasi Logam Paduan Eutektik

Suatu paduan yang memiliki komposisi tertentu bila mengalami

pendinginan saat lambat maka pembekuan akan berlangsung pada temperatur

konstan

Gambar 4.16 Solidifikasi logam eutektik


Sumber: Beeley

Daerah pembekuan logam ada 3 yaitu :

1. Chill Zone

Selama proses penuangan logam cair ke dalam cetakan logam cair yang

berkontak langsung dengan dinding cetakan akan mengalami pendinginan yang

cepat di bawah temperatur liquidusnya. Akibatnya pada dinding cetakan timbul

banyak inti padat dan selanjutnya timbul ke arah cairan logam, cairan akan

membeku secara cepat di bawah temperatur liquidus.

Gambar 4.17 Chill zoneSumber: Beeley

2. Coloumnar Zone

Sesaat setelah penuangan, gradien temperatur pada dinding cetakan

menurun dan kristal pada daerah chin tumbuh memanjang dalam arah

perpindahan panas. Kristal-kristal tersebut tumbuh memanjang yang disebut

dendrit. Setiap kristal dendrit banyak mengandung logam-logam dendrit sekunder

dan tersier. Daerah yang terbentuk antara dendrit dan titik coran disebut mushy

zone.


Gambar 4.18 Coloumnar ZoneSumber: Beeley

3. Equiaxed Zone

Daerah ini terjadi dari butir-butir equiaxed yang tumbuh secara acak

di tengah ingate. Pada daerah ini perbedaan suhu yang tidak menyebabkan

terjadinya pembekuan butir.

Gambar 4.19 Equiaxed Zone Sumber: Beeley

4.2.4 Fluiditas

A. Pengertian Fluiditas

Fluiditas telah digunakan untuk menjelaskan perilaku logam cair

yang membuatnya mengalir melalui jalur cetakan dan mengisi semua celah-celah


cetakan.Sifat fluiditas menyediakan gambaran dan desain cetakan pengecoran.

Fluiditas yang rendah mengarah pada cacat dan kegagalan pengecoran.

B. Faktor – faktor yang mempengaruhi fluiditas

Ada beberapa factor yang mempengaruhi fluiditas logam cair yaitu

sebagai berikut :

1. Temperatur penuangan

2. Komposisi logam (mempengaruhi panas lebur dari logam)

3. Viskositas logam cair

4. Panas yang diserap lingkungan sekitar

C. Pengujian Fluiditas logam cair

Terdapat beberapa metode dalam pengujian fluiditas logam cair antara

lain:

1. Pengujian Spiral

Pengujian fluiditas digunaan cetakan uji yang berebentuk spiral. Dari

percobaan ini didapat indeks fluiditasnya. Semakin banyak bagian yang terisi,

semakin besar indes fluiditasnya. Dengan tingkat fluiditas baik, seluruh bagian

cetakan semakin mudah dicapai aliran logam.

Gambar 4.20 Pengujian Fluiditas SpiralSumber: Beeley (2001 : 86)


2. Pengujian Fluiditas logam cair dalam kondisi vakum

Pengujian ini paling mendeati uji standar yang lengkap menggunakan

vakum fluidity test yang diusulkan Rangone, Adam dan Taylor. Pada alat ini

logam cair mengalir melalui tabung gelas halus di bawah pengaruh hisapan

kondisi vakum sebagai pressure heat dan factor manusia dihilangkan pada

proses pemanasan.

Gambar 4.21 Pengujian Fluiditas pada kondisi vakumSumber : Beeley (2001 : 88)

3. Pengujian Fluiditas tanpa perubahan kecepatan

Pengujian ini hampir sama dengan pengujian spiral tapi dibuat suatu

tampungan sehingga logam cair mengalir ketika penampang penuh sehingga

pengujian yang tidak stabil dapat dihindari.

Gambar 4.23 Pengujian fluiditas tanpa perubahan kecepatanSumber : Heine (1976 : 580)


4. Multiple Channel Fluidity Test

Pengujian ini dilakukan untuk fluiditas logam cair saat melalui saluran

lebih dari satu dengan penampang sempit yang banyak pada saluran.

Bentuk cetakan berpengaruh pada fluiditas.

Gambar 4.23 Multiple Channel Fluidity TestSumber: Beeley (2001 : 86)

D. Macam-macam metode pembekuan saluran

Pada pengujian fluiditas terdapat beberapa metode pembekuan dalam

saluran antara lain :

1. Plane Interface Mode


Gambar 4.24 Plane interfaceSumber: Beeley (1978:21)

a. Logam cair memasuki saluran dan terjadi pembekuan kolumnar, proses

solidifikasi dimulai.

b. Butiran kolumnar terus timbul dari inti

c. Choke off tersedia

d. Sisa pengecoran membeku dengan pertumbuhan cepat akan terjadi

penyusutan

2. Jagged Interface

Gambar 4.25 Jaged InterfaceSumber: Beeley (1978:21)

a. Logam cair memasuki saluran dan terjadi pembekuan kolumnar dengan proses

solidifikasi dimulai

b. Butiran kolumnar terus timbul, timbul juga butiran halus pada bagian ujung

c. Choke off tejadi. Saluran masuk logam cair meskipun tidak sepadat

penampang d. Sisa pengecoran membeku dan pembentukan rongga penyusutan


3. Independent Crystalization

Gambar 4.26 Independent crystallizationSumber: Beeley (1978:21)

a. Logam cair memasuki saluran dan terjadi pembekuan kolumnar dengan proses

solidifikasi dimulai.

b. Butiran halus timbul cepat selama aliran berlangsung.

c. Timbul butiran halus pada ujung saat konsentrasi kritis

d. Terjadi solidifikasi dengan zona equiaxed dan terjadi distribusi penyusutan

mikro

E. Thermal Properties

Salah satu faktor yang disebabkan cetakan dan karakteristik heat transfer

logam cair. Kecepatan pendinginan dan suhu akhir aliran ditentukan oleh

difusivitas material sesuai persamaan berikut.

D=(k .. CP . ρ )

12

Keterangan :

D = Difusivitas Termal


k = Konduktivitas thermal

c =Panas spesifik

ρ = Massa jenis

Semakin kecil difusivitas termal suatu zat maka waktu yang dibutuhkan

untuk bertambah fase menjadi solid/padat lebih lama

4.2.5 Cacat Coran

1. Shift (Pergeseran)

Cacat yang dikarenakan ketidakcocokan bagian dari pengecoran di

daerah belahan.

a. Penyebabnya adalah

- Pergeseran titik tengah pola

- Pergeseran titik tengah inti

- Rangka cetak kurang kuat

b. Cara pencegahannya adalah

- Dengan pembuatan dimensi, penahan dimensi dan desain yang tepat

- Dengan dimensi pengunci

Gambar 4.27 Cacat GeserSumber : Anonymous

2. Fin (Sirip)

Cacat karena melebarnya coran pada sisi permukaan antara kup dan

drag a. Penyebab cacat fin adalah

- kup dan drag tidak menempel dengan baik

b. Cara pencegahan cacat fin

- membuat permukaan halus dan rata


- lebih hati-hati dalam pelepasan pola dari cetakan

- perencangan gating system yang tepat


3. Porositas

Cacat yang terjadi karena ada gas yang terperangkap dalam logam cor

atau cetakan pada waktu penuangan. Cacat porositas terbagi menjadi 2 yaitu :

a. Interdendritic Porosity

Cacat porositas yang terjadi akibat gelembung gas yang terperangkap

diantara cabang dendrit. Penyebab cacat ini adalah

- Gas terbawa logam cair selama penuangan

- Permeabilitas pasir cetak rendah

Cara pencegahannya adalah dengan pembuatan cetakan yang

permeabilitas dan pemadatan yang cukup



b. Gas Porosity

Cacat karena pembentukan gelembung dalam coran setelah dingin.

Penyebab cacat ini adalah :

- Gas terbawa logam cair selama penuangan

- Permeabilitas pasir rendah

- Lubang angin kurang memadai

Cara pencegahannya dengan pembuatan cetakan permeabilitas,

pemadatan dan lubang angin yang cukup

Gambar 4.30 Gas PorositySumber:

4. Shrinkage (Penyusutan)

Cacat terjadi karena pembekuan yang tidak seragam pada bagian coran

yang memiliki perbedaan ketebalan dan luas permuakaan yang cukup besar.

a. Penyebab cacat ini adalah

- Pembekuan yang tidak seragam

- Letak riser yang kurang tepat

b. Pencegahannya agar cacat bisa dihindari yaitu dengan menggunakan

riser/chill agar pembekuan mengarah ke riser


Gambar 4.31 ShrinkageSumber: Diater Bisnis, 2013

5. Hot Tear (Retakan)

Cacat yang terjadi pada retakan permukaan coran akibat kontraksi setelah

logam membeku


- Retakan akibat tegangan sisa

- Penempatan gate dan riser tidak tepat

- Kekuatan cetakan rendah

b. Cara pencegahan cacat ini dengan

- Memperbaiki desain cetakan

- Menyeragamkan proses pembekuan dengan menggunakan chill

Gambar 4.26 Cacat retakSumber: Beeley (2001 : 54)


6. Dirt (Inclusion) dan Sand Inclusion

Cacat karena partikel asing yang tertanam pada permukaan coran


- Adanya pasir yang terkkikis selama penuangan

- Adanya terak dalam cetakan

b. Cara pencegahannya adalah dengan pemberian saringan pada saluran

penuangan sehingga terak tidak ikut ke cetakan


4.2.6 Inspeksi

Gambar 4.26 InklusiSumber: Diater Bisnis, 2013


Inspeksi adalah pemeriksaan terhadap produk coran untuk mengetahui ada tidaknya

cacat pada produk coran tersebut. Macam-macam metode pengujian yang dilakukan

yaitu 1. Liquid Penetrant Test

Digunakan untuk menemukan cacat di permukaan terbuka dari

komponen solid logam maupun non logam. Caranya dengan memberi

cairan terang pada permukaan yang diinspeksi.

Kelebihan inspeksi adalah :

- Mudah diaplikasikan

- Murah

- Tidak dipengaruhi sifat kemagnetan material dan komposisi logam


Gambar 4.34 Liquid Penetrant TestSumber: Degarmo (1984 : 270)

2. Magnetic Particle Inspection

Dengan metode ini, cacat pada permukaan atau subsurface

pada benda yang bersifat ferromagnetic dapat diketahui. Adanya cacat

yang tegak lurus arah medan magnet akan mengakibatkan kebocoran

medan magnet. Kebocoran medan agnet ini mengindikasikan adanya

cacat pada material. Caranya dengan menabur partikel magnetic

dipermukaan. Partikel-pertikel tersebut akan mengumpul pada daerah

kebocoran medan magnet.

Kelebihan :

- Mudah diaplikasikan

- Tidak memerlukan keahlian khusus bagi operator

Kekurangan

- Penggunaan terbatas pada material ferromagnetic

- Adanya kemungkinan cacat tidak terdeteksi akibat orientasi cacat

searah medan magnet


Gambar 4.35 Magnetic Particle InspectionSumber : Degarmo (1984 :271)

3. U

ltrasonic Test

Inspeksi yang menggunakan gelombang suara yang

dirambatkan pada spesimen uji dan sinyal yang

ditransmisikan akan dipantulkan. Gelombang ultrasonic yang

digunakan memiliki frekuensi 0,5-20 Mhz. Gelombang ultrasonic

dibangkitkan oleh transduser dari bahan piezoelektrik yang

dapat merubah energi listrik menjadi getaran mekanis kemudian

menjadi energi listrik lagi. Kelebihan

- Cukup teliti dan akurat

- Hanya diperlukan satu sisi untuk dapat mendeteksi keseluruhan

- Indikasi dapat langsung diamati

Kekurangan

- Memerlukan pelaksana yang terlatih dan berpengalaman

- Benda uji dengan permukaan kasar , tidak beraturan, sangat

kecil sangat sulit diuji.

Gambar 4.36 Ultrasonic TestSumber : Degarmo (1984 : 273)


4. Eddy Current Test

Inspeksi ini memanfaatkan prinsip elektromagnetik.

Prinsipnya arus listrik dialirkan pada kumparan untuk

membangkitkan medan magnet didalamnya. Jika medan

magnet dikenakan pada benda logam yang akan diinspeksi,

akan terbangk it arus eddy, kemudian diinspeksi. Adanya

medan magnet pada benda akan berinteraksi dengan magnet

Kelebihan inspeksi ini adalah :

- Hasil pengujian dapat langsung diketahui

- Pengujian eddy aman dan tidak ada bahaya radiasi

Kekurangan inspeksi ini adalah :

- Hanya dapat diterapkan pada permukaan yang dapat dijangkau

- Hanya diterapkan pada bahan logam saja

Gambar 4.38 Eddy Current TestSumber: Degarmo (1984 : 278)

5. Radiografic inspection

Metode ini menggunakan sinar x dan sinar gamma.

Prinsipnya sinar x dipancarkan menembus material yang

diperiksa. Saat menembus material, sebagian sinar akan diserap

sehingga intensitas berkurang, intensitas akhir kemudian direkam

dalam film yang sensitif. Jika t e r d a p a t cacat pada material maka

intensitas yang terekam memperlihatkan bagian material yang

mengalami cacat.


Kelebihan pengujian ini adalah :

- Faktor ketebalan benda tidak mempengaruhi. Hal ini

mengingat daya tembus sinar gamma yang besar

- Mampu menggambarkan bentuk cacat dengan baik

Gambar 4.38 Radiografic inspectionS

umber: ndt, 2014

6. Pemeriksaan porositas dengan uji piknometri dan uji

komposisi

Pada pengujian komposisi ketidakteraturan bahan, komponen

struktur mikro dan sifat mekanik diperiksa. Pemeriksaan porositas

dapat dilakukan dengan baik dengan perlakuan tekanan maupun foto

mikrostruktur dan coran

Untuk mencari prosentase porositas yang terdapat dalam

suatu coran dibandingkan 2 buah densitas, yaitu :

True Density (gram / cm3)

Kepadatan dari suatu benda tanpa porositas yang

terdapat di dalamnya merupakan perbandingan massa terhadap

volume sebenarnya.

Apparent Density (kg/cm2)

Berat tiap unit volume material termasuk cacat yang

terdapat dalam material uji. Pengujian porositas menggunakan

metode piknometri yaitu membandingkan densitas relative dari


padatan dan cairan diketahui, maka densitas padatan dapat

diketahui

Untuk memperoleh nilai True density dapat dicari dengan

menggunakan persamaan yang ada pada standar ASTM E252-84, yaitu :

Dengan :

Ρth : True density (gr/cm2)

ρ a1 ρcv ρfe etc : Densitas unsur (gr/cm3)

%a1 %cu %fe etc : presentase berat unsur

Dengan perhitungan Apparent Density menggunakan persamaan

ASTM B311-93, yaitu

ρ s=ρw

W s

W s−(W sb−W b)

Dengan :

ρs : Apparent density (gr/cm3)

ρw : density air (gr/cm3)

pW : berat dample udara (gr)

Ws : berat sample dan keranjang didalam air (gr)

Wb : berat keranjang dalam air (gr)

Perhitungan prosentase porositas yang terjadi dapat diketahui dengan

membandingkan apparent density dengan densitas teoritis

% P = ( 1- Ps/ Pth) x 100%

Dimana :


%P : persentase

porositas (%) Ρs :

apparent

density(gr/cm2) ρth

: true

density(gr/cm3)


Documents

PL 4 kelompok 3