1

“TEKNIK PENGECORAN LOGAM”

​

Disusun oleh

SUGIYO UTUH RANYONO

5212412040

​

Universitas Negeri Semarang

​

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

CETAKAN PASIR DENGAN PENGIKAT KUSUS

cetakan pasir merupakan cetakan yang paling banyak digunakan, karena memiliki keunggulan :

​

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

TAHAPAN PENGECORAN LOGAM DENGAN CETAKAN PASIR ��

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

GAMBAR. TAHAPAN PENGECORAN LOGAM DENGAN CETAKAN PASIR �

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

TAHAPAN PEMBUATAN CETAKAN PASIR

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

CETAKAN DAN PEMBUATAN CETAKAN

• Pasir cetak yang sering dipakai adalah :
• pasir silika (SiO) atau
• pasir silika yang dicampur dengan mineral lain (misal. tanah lempung) atau 2 resin organik (misal. resin phenolik, resin turan, dsb).

​

Ukuran butir yang kecil akan menghasilkan permukaan coran yang baik, tetapi ukuran butir yang besar akan menghasilkan permeabilitas yang baik, sehingga dapat membebaskan gas-gas dalam rongga cetak selama proses penuangan. Cetakan yang dibuat dari ukuran butir ynag tidak beraturan akan menghasilkan kekuatan yang lebih tinggi dari pada butir yang bulat, tetapi permeabilitasnya kurang baik.

​

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

INDIKATOR UNTUK MENENTUKAN KUALITAS CETAKAN PASIR

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

Klarifikasi Cetakan Pasir

Keunggulan

1. Memiliki kolapsibilitas yang baik
2. Permeabilitas baik.
3. Reusabilitas yang baik, dan
4. Murah.

Cetakan pasir basah, dibuat dari campuran pasir, lempung, dan air.

​

Kelemahan:

1. Uap lembab dalam pasir dapat menyebabkan kerusakan pada berberapa coran, tergantung pada logam dan geometri coran.

​

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

Klarifikasi Cetakan Pasir

Cetakan pasir kering, dibuat dengan Menggunakan bahan pengikat organik, dan kemudian cetakan dibakar dalam sebuah oven dengan temperatur berkisar antara 204⁰ sampai 316⁰ C. Pembakaran dalam oven dapat memperkuat cetakan dan mengeraskan permukaan rongga cetakan.

Keunggulan :

Dimensi produk cetak lebih baik.

Kelemahan :

1. Lebih mahal dibandingkan dengan cetakan pasir basah;
2. Laju produksi lebih rendah karena dibutuhkan waktu pengeringan;
3. Pemakaian terbatas untuk coran yang medium dan besar dalam laju produksi rendah → medium.

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

Klarifikasi Cetakan Pasir

Cetakan kulit kering, diperoleh dengan mengeringkan permukaan pasir basah dengan kedalaman 1,2 cm sampai dengan 2,5 cm pada permukaan rongga cetakan. Bahan perekat khusus harus ditambahkan pada campuran pasir untuk memperkuat permukaan rongga cetak.

​

Keuntungan dari cetakan kulit :

1. Permukaan rongga cetak lebih halus dibandingkan dengan cetakan pasir basah;
2. Permukaan yang halus tersebut memudahkan logam cair selama penuangan dan dihasilkan permukaan akhir yang lebih baik;
3. Dimensi lebih akurat;
4. Memilki kolapsibilitas yang sangat baik, sehingga dapat dihindarkan terjadinya keretakan pada hasil coran.

​

Kelemahan :

1. Pola logam lebih mahal dibandingkan dengan pola yang digunakan pada cetakan pasir basah;
2. Kurang cocok bila digunakan untuk jumlah produksi yang rendah (hanya cocok untuk produksi massal).

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

Pembuntan Cetakan Kulit

Pembuatan cetakan kulit adalah bagian dari proses pengecoran yang dapat dijelaskan sebagai berikut: Pertama-tama pola logam dipanaskan mula-mula kemudian pasir silika yang dicampur dengan resin fenol sebagai pengikat, ditaburkan di atasnya, maka terbentuklah cetakan kulit yang tipis dan keras karena pengaruh set—panas dari Cara ini disebut juga cara "Croning" atau proses—C. �

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

Proses pembuatan cetakan kulit

Pola logam untuk pembuatan cetakan kulit

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

PASIR CETAK KULIT

Pasir cetak kulit ada 2 macam

Pasir resin adalah campuran antara resin fenol dan pasir silica. Kadar resin kira kira 4-7% berat jenis bubuk resin berbeda sekali dengan berat jenis pasir silica dan tidak mudah dicampur secara merata. Karena itu perlu dicampur sdikit metil alcohol.

Pasir berlapir terdiri dari butir-butir pasir yang diselubungi oleh resin fenol dibuat dengan cara sebagai berikut:

1. Tambahkan resin cair pada pasir untuk menutupi butik-butir pasir, kira-kira pada temperature 150 ⁰C (cara pelapisan panas).
2. Aduklah agar butuir-butir pasir tertutup oleh resin, pada temperature kamar (proses dingin)
3. Panaskan pasir silica dan tutupi butir-butir pasir dengan bubuk rsin (proses panas kering)

​

Kelebihan dari pasir berlapis ialah:

1. Mnggunankan lebih sedikit resin dibandingkan dengan pasir resin.
2. Kadar resin dari pasir berlapis adalah 2,5 – 3,5 % berbeda dengan pasir resin, pasir berlapis mempunyai distribusi resin fenol yang merata dan menyebabkan cetakan kulit yang homogen dan kuat.
3. Terutama sangat efktif untuk dipergunakan pada musim pembuat cetakan kulit tiup dimana biasanya pasir rsin terpisah.

​

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

CARA KONTAK PANAS

1. Ringkasan dari cara kontak panas

• Cara kontak panas adalah cara pembuatan cetakan atau nti dimana pasir dengan pengikat resin set-panas di semprotkan kedalam kontak logam yang di panaskan. Kotak yang di buat dari kontak cor biasa di pakai sebagai kontak inti untuk pembuatan inti. Kontak inti di panaskan mula pada 200-250⁰c. kemudian pasir di tiupkan ke dalamnya, maka pasir segeras mengeras karena panas dari kotak ini. Inti yang tebal mempunyai bagian dalam yang tidak mengeras. Kalua dibiarkan pada keadaan itu pasir akan mengeras sampai ke dalam. Tetapi biasanya diikuti dengan pemanggangan yang keduakali pada 150 sampai 180 ⁰C . boleh dikatakan sangat sukar untuk membuat inti berongga seperti pada pembuatan cetakan kulit, karena pengiapan dan pendorongan oleh udara tidak dapat mengeluarkan pasir yang tidak terpanggang. Inti macam ini mempunyai mampu ambruk yang baik dan sangat menguntungkan pada pembongkaran karena resin terbakar pada temperature tinggi.

2. Pasir untuk cara kotak panas

• Dalam cara ini resin furan dipakai sebagai bahan pengikat. Biasanya ditambahkan resin furan 2 sampai 3%, disamping Itu ditambahkan juga asam lemah 20-30% dari jumlah resin sebagai katalisator untuk bias bercampur. Temperature pasiar sebelum pencampuran ditahan kira-kira di bawah 30 ⁰C. pasir yang dicampur dengan resin future harus mempunyai kadar kotoran atau debu yang sedikit atau permukaan butirnya harus bersih. Kalua syarat tersebut tidak dipenuhi, kekuatannya setelah mengeras akan kurang.

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

CARA CO₂

Cara CO₂

Natrium silikat kira-kira 3-7% dibubuhkan pada pasir silica dan dicampur baik, kemudian dibuat dari campuran ini dengan tangan atau dengan mesin. Gas CO₂ ditiupkan ke dalam cetakan pada tekanan 1,0 – 1,05 kg/cm², maka cetakan akan mengeras dalam waktu singkat. Cara pembuatan cetakan itu disebut cara CO₂ tentu saja cara ini dapat dipakai untuk pembuatan inti.

Reksi pada pengerasan CO₂ dijelaskan pad rumus berikut:

Na₂O . SiO₂ . xH₂O +CO₂ → Na₂CO₂ . xH₂O + SiO₂

Garis bsar pembuatan cetakan dengan cara CO₂

1. Pasir dipadatkan ke dalam kotak inti dan lubang angina dibuat dengan mempergunakan jarum-jarum.
2. Kotak inti ditutup dan jarum-jarum ditarik sehingga terjadi lubang-lubang.
3. Gas CO₂ dialirkan melalui lubang lubang itu.
4. Keluarkan inti itu dari kotak inti.

​

Gambar proses pembuatan inti dengan CO₂

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

CARA CO₂

Cara CO₂

Air kaca 3-6% ditambahkan pada pasir silica yang mempunyai kadar lempung sedikit. Air kaca yang pempunyai perbandingan molekul SiO₂ dan Na₂O lebih dari 2,5 dan air yang bebas dibawah 50% dan mempunyai viskositas rendah. percampuran antara pasir silica dan air kaca dilakukan selama kurang lebih 5 menit, dan campuran haru diisolisasi dari udara luar dalam satu bejana

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

CETAKAN MENGERAS SENDIRI

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

CETAKAN MENGERAS SENDIRI

Bahan pengikat organic yang dipakai adalah minyak yang didenaturkan atau resin furan. Dala pemakaian minyak tersbut ditambahkan 1-5% minyak pada pasir silikan, selain itu ditambahkan juga sabun logam atau kalium permanganate 0-10% dari jumlah minyak, sebagai zat pengoksid.

​

Dalam pemakaian resin furan, ditambahkan 2 samap 3% pada pasir silica, disamping itu ditambahkan asam fosfat atau atau asam borat sebanyak 20-30% dari jumlah resin sebagai zat pengeras

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

CETAKAN MENGERAS SENDIRI

Semen Portland 6 – 12% ditambahkan pada pasir silica, juga selain itu ditambahkan zat pengeras lain seperti gulan atau kalsium klorida dan air sebanyak 50-100% dalam perbandingan pada semen yang kemudian diaduk.

Dalam pembuatan cetakan, pasir campuran semen dimasukkan kedalam rangka cetakan sewaktu belum kehilangan fluiditasnya, dan pola dikeluarkan sebelum kekuatan semen pasir meningkat, dimana harus diperhatikan agar tidak boleh terjadi retak. Oleh karena itu permukaan pola lebih baik di buat halus dan diberi kemiringan yang cukup serta dilapisi dengan minyak encer atau minyak tanah supaya mudah ditarik.

Cetakan berukuran kecil dari pasir campuran semen dipakai sewaktu basah, sedangan cetakan berukuran besar lebih baik dikeringkan dulu pada temperature 200 ⁰C selama 2 atau 3 jam

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

CETAKAN MENGERAS SENDIRI

Campuran pasir dengan tambahan terak atau semen mengeras pada temperature kamar dan menunjukkan kekuatan yang cukup untuk suatu cetakan karena terak atau semen bekerja sebagai zat pengeras.

Beberapa hal yang harus diketahui:

1. Kekuatan cetakan terjadi dalam waktu yang singkat, lubang udara atau gelembung terjadi kalua logam cair dituangkan tiba-tiba, sebab terkandung kadar air sisa yang banyak. Oleh karena itu lebih baik kalua menuangkan logam cairan ke dalam cetakan 24 jam atau lebih setelah pembuatan cetakan.
2. Pengambilan pola lebih baik dilakukan 40 sampai 60 menit untuk kup dan 90- 120 menit untuk drag setelah pembuatan cetakan. Zat pemisah harus dipulaskan secukupnya pada pola untuk mencegah karat.
3. Permukaan cetakan dilapisi dengan bubuk grafit atau sebangsanya. Tanpa pelapis cetakan, pengambilan pasir akan sukar dan permukaan coran menjadi kasar.

Campuran pasir dengan air kaca dan logam mengeras karena reaksi eksotermis. Reaksi ini sangat keras dan air hilang sebab membentuk hydrogen. Oleh karena itu akan diperoleh cetakan yang kuat tanpa air.

Dalam mempergunakan cetakan ini harus memperhatikan hal sebagai berikut:

1. Reaksi kimia harus sudah berakhir.
2. Laju reaksi bergantung pada temperature udara luar

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

CETAKAN MENGERAS SENDIRI

Pada pembuatan cetakan pasir yang biasa dilakukan, pasir harus dimampatkan dengan cara gencang desak atau pelemparan.

Campuran pasir yang digunakan adalah:

1. Pasir campuran semen ditambah dengan zat pengaktif reaksi antar muka 1 sampai 2 % dicampur secara cepat.
2. Pasir semen dengan air-kaca, terak (2CaO . SiO₂) dan zat pembentk busa dan lain-lain ditambahkan. Dengan mengaduk dalam pengaduk berputar diperoleh campuran pasir mengeras sendiri yang cair

Karena cetakan ini mempunyai kecairan yang baik sekali, maka hanya memerlukan untuk menuangkan ke dalam cetakan, tanpa memerlukan pemadatan. Karena itu waktu pembuatan cetakan lebih singkat dibandingakan denganpembuatan cetakn biasa yang memerlukan penumbukan. Cetakan akan mengeras dengan sendirinya setelah beberapa jam. Cara pembuatan ini disebut pembuatan cetakan cair mengeras sendiri.

Gambar proses pengolahan pasir untuk pasir cair mengeras sendiri

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

CARA KOTAK DINGIN

Resin fenol dan polisosianat (M.D.I) dibubuhkan pada pasir silica dalam jumlah yang cocok yang kemudian diaduk. Dari campuran pasir ini di buat cetakan dengan menggunakan mesin pembuat cetakan tiup. Gas amin dilewatkan ke dalam cetakan dan ctkan mengeras pada saat itu. Selain terjadi pengerasan, udara ditiupkan ke dalam cetakan untuk mengeluarga gas amin yang masih ada dandisalurkan melalui bak penetral. Kemudian cetakan diambil. Jenis pembuatan cetakan ini disebut cara kotak dingin.

Cara pembuatan cetakan:

1. Campurkan pasir ditiupkan ke dalam peti inti oleh udara
2. Gas amin ditiupkan ke dalamnya. Gas sisa dikeluarkan dari kotak inti oleh udara untuk disalurkan ke bak penetral. Gas bersih dilepaskan ke udara luar. Karena gas amin merupakan gas racun, maka semua penyekat harus sempurna.

Gambar pembuatan inti dengan cara kotak dingin

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

CARA KOTAK DINGIN

Pengikat pasir untuk cara inti ini terdiri dari resin fenol Dan M.D.I. (cairan II). jumlah yang ditambahkan adalah 2-3% dari jumlah pasir. Waktu pengerjaan darii campuran ini kira-kira 1-1,5 jam sebagai zat pengeras disarankan untuk dipakai gas etilamin karena lebih baik dari gas metilanin. Bahan baku pasir lebih baik netral atau asam, kerena pasir basa tidak mungkin dibuat cetakan. Kadar air dari pasir lebih baik 0,2%, karena kadar air yang berlebihan, sangat menurunkan kekuatan cetakan. Perbandingan dari cairan I pada cairan II optimum pada 5:5 sampai 4:6.

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

PELAPISAN CETAKAN

Bagi cetakan pasir dengan pengikat khusus harus dipilih pelapis cetakan yang cocok sesuai dengan: nomor kehalusan butir dari pasir, bahan, tebal, dan bentuk coran, jenis pengikat, dan sebagainya.

Pelapis di bawah ini yang biasa dipakai:

1. Pelapis cetakan air
2. Pelapis cetakan kering cepat

TEKNIK MESIN, S1 UNNES

TEKNIK MESIN, S1 UNNES