pengujian produk coran

Pengujian Produk Coran of 17

PENGUJIAN PRODUK CORAN( KONTROL KUALITAS )


8.1 Pendahuluan

Unit ini menjelaskan beberapa metoda pengujian yang digunakan pada produk

coran, seperti pemeriksaan secara visual, pemeriksaan komposisi kimia, pengujian

merusak (destructive test) meliputi pengujian tarik dan pengujian kekerasan serta

pengujian tanpa merusak (non-destructive test) meliputi pengujian dye penerant magnetic

flaw detection, ultarasonic, dan pengujian radiography. Proses pengujian ini

dilaksanakan setelah seluruh rangkaian proses pengecoran selesai dilakukan, tujuannya

adalah untuk memeriksa dan mengontrol kualitas dari produk coran sehingga hasilnya

sesuai dengan yang diinginkan.

8.2 Proses Pemeriksaan dan Pengujian Logam

Proses pemeriksaan (inspections) atau kontrol kualitas terhadap produk coran

pada umumnya dapat dilakukan dengan dua metoda yaitu dengan metoda pengujian

tanpa merusak dan pengujian merusak. Contoh pengujian tanpa merusak diantaranya

adalah pemeriksaan visual, pengujian dye penetrant, magnetic particle, ultrasonic, dan

radiography Fungsinya adalah untuk mendeteksi jenis cacat yang tampak secara nyata

dipermukaan (jenis-jenis cacat dapat dilihat pada tabel 8.1) dan cacat pada bagian dalam

produk coran. Sedangkan untuk mengetahui sifat mekanik dari produk coran dapat

dilakukan dengan pengujian merusak diantaranya adalah pengujian tarik dan pengujian

kekerasan.

a. Pengujian tanpa merusak (non-destructive test)

Pemeriksaan Visual

Pemeriksaan visual terhadap produk coran yang rutin dilakukan pada umumnya adalah

pengecekan terhadap bentuk, ukuran, cacat luar (external defect) dan kualitas permukaan.

Bentuk dan ukuran

Pemerikasaan visual terhadap bentuk produk coran dilakukan untuk memastikan bahwa

tidak ada bagian-bagian dari produk coran yang rusak akibat dari kesalahan proses

sebelum pengecoran (contohnya moulding errors), pada saat proses pengecoran

(misalnya short running) atau kesalahan pada saat proses fettling (proses pemotongan sisa

sistem saluran pada produk coran yang telah membeku). Kekasaran dan cacat-cacat

permukaan yang serius pada produk coran dapat diamati pada tahapan ini.


Pemeriksaan ukuran/dimensi terhadap produk coran disesuaikan dengan gambar,

biasanya pada gambar tersebut telah dilengkapi ukuran-ukuran toleransi dari produk

coran.

Kualitas permukaan

Untuk mengetahui kualitas permukaan produk coran dapat dilakukan dengan

menggunakan standar kuantitatif (quantitative standards) dan standar numerik

(numerical standards). Pemeriksaan kualitas permukaan dengan menggunakan standar

kuantitatif dilakukan dengan membandingkan bentuk permukaan hasil produk coran

dengan bentuk permukaan yang ada pada standar secara visual. Sedangkan Pemeriksaan

kualitas permukaan dengan menggunakan standar numerik dilakukan dengan

menggunakan alat pengukur kekasaran permukaan.

Tabel 9.1 Bentuk cacat pengecoran dan penanganannya.

Contoh kasus dan fenomena cacat Antisipasi cacat

Cacat Deskripsi

Inklusi pasir Cacat inklusi pasir ini

terjadi karena pasir cetak

yang ada di sekitar bagian

depan ingate terbawa oleh

aliran logam cair kedalam

rongga cetak.

Cacat inklusi pasir ini

terjadi karena cetakan

yang rontok pada saat

cope dan drag dirakit,

bagian yang rontok akan

terangkat kepermukaan

coran.

Cacat inklusi pasir jenis

ini terjadi karena adanya

bagian inti yang rontok

1. keringkan cetakan

dengan baik.

2. tumbuk pasir dengan

cukup kuat

1. tumbuk pasir dengan

kuat.

2. persiapkan cetakan

dengan baik.

3. posisikan cetakan

dengan hati-hati.

1. gunakan inti yang kuat.

2. tekan pasir dengan kuat

dalam core box.


dan terangkat

kepermukaan hingga

bagian kosong inti

tersebut terisi oleh logam

cair.

3. pasangkan inti dengan

hati-hati dalam dudukan

pada cetakannya

Scabs

A. Cacat ini terjadi akibat

ada ekspansi bagian

cetakan yang terapung

dan menempel ke bagian

atas cetakan. Bagian

cetakan yang terangkat

akan terisi oleh logam

cair.

1. tumbuk pasir hingga

ramping dan merata.

Lubang gas B. Cacat lubang gas ini

terjadi akibat adanya gas

yang terbentuk pada saat

logan cair mengalami

solidifi-kasi hingga gas

tersebut terjebak dalam

coran. Bagian dalam

lubang gas ini

permukaanya halus.

Selain itu cacat lubang

gas ini dapat diakibatkan

oleh reaksi bahan

cetakan akibat kontak

dengan logam cair dan

udara bagian dalam

rongga yang bercampur

dengan logam cair yang

mengisinya.

1. lakukan penekanan pasir

cetak hingga kekerasan

cetakan cukup merata.

2. membuat lubang

ventilasi pada cetakan.

3. cetakan harus benar-

benar kering.


Rongga udara

C. Cacat rongga udara ini

terbentuk karena adanya

keseimbangan antara

tekanan balik cetakan

terhadap tekanan gas

yang terdapat dalam

logam cair. Hal ini juga

disebabkan karena

permebilitas yang

rendah dan banyaknya

gas yang terbentuk

dalamwaktu yang

singkat.





benar kering.

3. membuat lubang


4. pada saat penuangan

usahakan tidak mengalir

kedalam lubang

ventilasi.

Lubang jarum D. Cacat ini berbentuk

lubang-lubang kecil

yang ada pada

permukaan dan bagian

dalam coran dengan

diameter kurang dari 2-3

mm. Lubang-lubang ini

terbentuk karena adanya

gas yang terbentuk saat

solidifikasi dan gas yang

terbentuk akibat

dokomposisi,penguapan

atau reaksi dari bahan

cetakan dengan logam

cair.





benar kering.

3. membuat lubang


4. keringkan cetakan dan

repair dengan baik.


Retak regangan

E. Cacat retak ini terjadi

karena pada coran

terdapat tegangan dalam

yang terbentuk saat

solidifikasi.

1. tekan pasir dengan kuat

dan merata hingga

ramping.

2. gunakan inti besi yang

ramping lebih banyak.

Pasir terbakar F. Cacat ini terbentuk dari

campuran antara logam

dan pasir yang

menempel pada

permukaan coran akibat

pasir yang digunakan

memiliki titik sinter

yang rendah.

1. tekan pasir hingga

kokoh.

Ekor tikus G. Cacat ini terjadi akibat

ekspansi cetakan yang

kontak dengan logam

cair dan terjadi penetrasi

logam cair kedalam

cetakan hingga logam

mengalami solidifikasi

dalam bentuk

penetrasinya tersebut.

1. Tekan pasir hinnga

kekerasanya merata.

Misrun H. Cacat ini terjadi akibat

dimensi coran yang

terlalu tipis, temperatur

poring terlalu rendah

dan dapat disebabkan

juga karena desain

saluran yang tidak layak.

1. tekan pasir dengan

lembut hingga

kekerasanya merata.

2. lakukan preheat yang

cukup jika terdapat

chillir/chaplet pada

cetakan.


Permukaan

kasar

I. Cacat ini terjadi karena

penetrasi logam cair

terhadap permukaan

cetakan secara merata

dan kecil-kecil.

Penyebab terjadinya

antara lain temperatur

logam cair ynag terlalu

tinggi, butir pasir yang

terlalu besar, dan

cetakan yang terlalu

lunak.


kokoh.

2. ganti material pencuci.

3. pasir muka harus di

lakukan pengayakan.

Salah dimensi

J. Cacat ini terjadi akibat

cetakan yang terlalu

sempit, hingga coran

tidak menyusut dengan

bebas dan akibatnya

terjadi dimensi yang

salah pada produk cor.

Salah dimensi dapat

juga disebabkan oleh

pola yang sudah tidak

presisi hingga cetakan

yang dihasilkan tidak

layak.

1. buat inti besi yang

ramping.

2. tekan pasir dengan

lembut.

3. lakukan pemeriksaan

dan maintenance yang

kontinu terhadap pola.

Pertemuan

dingin K. Cacat ini terjadi karena

adanya logam cair yang

membeku sebelum

cairanya menentuh

bagian cairan lainya

hingga antara dua

1. kondisikan temperatur

dan waktu pouring yang

tepat.

2. jika mengunakan chaplet

logam maka bersihkan

karat dan pastikan


padatan logam tersebut

memiliki garis batas

permukaan padatanya

atau pada bagian yang

memiliki chaplet dan

tidak terisi dengan baik.

Hal ini desebabkan

karena temperatur

pouring yang rendah dan

waktu pouring yang

terlalu lama.

chaplet itu kering.

cetakan geser /

shift L. Cacat ini terjadi akibat

kurang tepatnya

pemasangan cetakan

hingga posisinya tidak

sesuai. Akibatnya

produk cor memiliki

dimensi yang tidak

sesuai.

1. pasangkan cope dan

drag dengan hati-hati

dan posisikan keduanya

pada garis sumbu yang

sama.

2. gunakan pin pada flask

dengan baik.

Sirip / Fins

M. Cacat ini terjadi akibat

posisi inti dan cetakan

kurang pas hingga

terdapat celah antara

yang akan terisi oleh

logam cair dan akan

terbentuk Fins atau plat

pipih.

1. kondisikan supaya

permukaan cetakan

mulus.

2. buat dudukan inti / core

print yang pas dengan

intinya.


Moving / Swells N. Cacat ini terjadi akibat

inti terangkat karena

adanya tekanan

ferrostatic dari logam

cair.


cukup kuat untuk

menahan tekanan

ferrostatic tersebut.

Pemeriksaan Komposisi Kimia

Pemeriksaan ini bertujuan untuk mengetahui komposisi kimia dari produk coran sesuai

atau tidak dengan komposisi kimia yang diinginkan atau ditentukan. Komposisi ini

biasanya ditetapkan berdasarkan batasan-batasan unsur paduan utama dan unsur pengotor.

Pemeriksaan ini dapat dilakukan dengan menggunakan analisa basah atau dengan

menggunakan alat seperti spectrographic.

Dye penetrant

Pengujian ini digunakan untuk mendeteksi cacat permukaan seperti retakan-retakan pada

material yang tidak berpori (non-porous materials) yang tidak terlihat secara visual.

Pengujian ini terdiri dari beberapa tahapan proses, yaitu:

1. Persiapan permukaan pada material yang akan di uji.

2. Mengaplikasikan cairan penetrant di atas permukaan material yang akan di uji.

3. Pembersihan cairan penetrant yang berlebih pada permukaan material.

4. Mengaplikasikan developer.

5. Pemeriksaan visual.

Tahapan proses diatas dapat dilihat pada gambar di bawah ini.


Gambar 9.1 tahapan-tahapan proses pengujian dengan metoda dye penetrant.

Magnetic flaw detection

Pengujian magnetic particle adalah sebuah metoda atau cara untuk mengetahui cacat-

cacat seperti retakan pada permukaan dan di bawah permukaan material logam yang

bersifat ferro-maknetis (ferromagnetic). Prosesnya yaitu dengan cara memberikan

pengaruh medan maknet pada material ferro-maknetis dan menebarkan partikel-partikel

besi di atas permukaan material. Permukaan yang tidak sempurna atau cacat akan

mengubah medan maknet dan partikel-partikel besi akan terkonsentrasi/berkumpul di

dekat daerah yang terputus (cacat). Konsep proses pemeriksaan dapat dilhat pada gambar

di bawah ini.

Gambar 9.2 Contoh pengujian magnetic particle.


Ultrasonic

Pemerikasaan ini bertujuan untuk mengetahui cacat yang yang berada di dalam produk

coran seperti retakan (crack), inklusi dan porositas. Pada umumnya, alat pengujian

ultrasonic terdiri dari 3 komponen dasar yaitu:

Peralatan, tranducers dan standard kalibrasi.

Gambar 9.3 pengujian ultrasonic dengan teknik pulse-echo.

Radiography

Pemerikasaan ini bertujuan untuk mengetahui cacat yang yang berada di dalam produk

coran dengan menggunakan radiasi sinar-x atau sinar gamma. Sumber radiasi dihasilkan

dari mesin sinar-x atau radioaktif isotope. Radiasi diarahkan langsung pada produk coran

di atas film. Hasilnya diperlihatkan pada film berupa bayangan (Shadowgraph) seperti

pada gambar di bawah ini.

Gambar 9.4 prinsip umum pengujian radiography.


b. Pengujian Merusak (Destructive Test )

Pengujian tarik

Pengujian tarik adalah salah satu pengujian mekanik yang bertujuan untuk mengetahui

sifat-sifat mekanik dari suatu logam/paduannya, yaitu meliputi:

Kekuatan Tarik (Tensile Strength) : Su

Kekuatan Luluh (Yield Strength) : Sy

Modulus Elastisitas : E

Perpanjangan (Elongation) : e

Reduksi Penampang (Reduction in Area) : q

Selain itu pengujian tarik dilakukan untuk mengetahui:

Persamaan tegangan alir : = K n

Koefisien pengerasan regangan : n

Perbandingan regangan plastis : R

Pada umumnya spesimen uji tarik dibuat menurut bentuk dan ukuran yang distandarkan,

misalnya menurut ASTM, JIS, DIN, SNI dan lain-lain.

Pengujian tarik dilakukan dengan menggerakkan balok palang mesin uji (cross head)

dengan kecepatan konstan. Kurva yang langsung diperoleh dari mesin menyatakan

hubungan antara gaya tarik dengan perubahan panjang (Gambar 9.5).

Gambar 9.5 Diagram gaya tarik terhadap perubahan panjang.

Perubahan panjang, Δl,mm

Beb

an

,F

,k

g

Deformasi seragamTotal perpanjangan

Deformasitidak

seragam


Dari kurva tersebut kemudian dihitung besarnya tegangan teknis dan regangan teknis

sehingga didapatkan kurva teknis (Gambar 9.6).

Gambar 9.6 Kurva tegangan teknis regangan teknis.

Dari kurva tegangan teknis–regangan teknis tersebut menghasilkan data sbb:

Kekuatan Tarik (Tensile Strength) :

O

UU

A

FS

Kekuatan Luluh (Yield Strength) :

O

y

yA

FS Gambar 9.7 Metoda Offset.

Untuk material yang tidak menunjukkan batas luluh yang jelas (material selain baja

karbon rendah) maka kekuatan luluhnya dicari dengan menggunakan metoda offset yaitu:

0,2% atau 0,5% seperti terlihat pada Gambar 9.7.


Perpanjangan (Elongation) :

%1000

0x

L

LLe

f

Reduksi Penampang (Reduction in Area) :

%1000

0x

A

AAq

f

Modulus Elastisitas :

e

StgE

y (Daerah Elastis)

Gambar 9.8 Necking (pengecilan setempat).

Secara umum mesin pengujian tarik dibagi dalam 3 kelompok yang didasarkan pada

sistem kendalinya yaitu:

Mesin uji tarik kendali beban (Mesin Hidrolik)

Mesin uji tarik kendali gerak (Mesin Ulir Penggerak / Mekanik)

Mesin uji tarik kendali gerak dan beban (Mesin Servo Hidrolik)

Semua mesin uji selama pengujian tarik berlangsung, kecepatan kepala silang konstan

yang menyatakan laju regang total () dengan kecepatan kepala silang 2 - 5 mm/menit

Necking


dan mempunyai pengaruh yang besar terhadap bentuk diagram gaya, perubahan panjang

dan terhadap perilaku perpatahan. Mesin ulir mekanik akan menampilkan titik luluh atas

dan bawah serta titik-titik tersebut tidak akan tampak pada mesin hidrolik, tetapi hanya

besarnya perpanjangan pada beban tertentu dapat ditampilkan (Gambar 9.8).

Gambar 9.9 Mesin uji tarik.

Pengujian Kekerasan

Tujuan dari pengujian kekerasan adalah untuk mengetahui harga kekerasan dari suatu

meterial. Kekerasan merupakan ketahanan suatu meterial terhadap deformasi plastis.

Kekerasan dari suatu material ini merupakan salah satu sifat mekanik yang erat kaitannya

dengan ketahanan aus. Berdasarkan cara pengujian kekerasan, maka ada 3 jenis metoda

kekerasan, yaitu:

Metoda gores (Scratch)

Metoda pantulan

Metoda penekanan (indentation)

Metoda gores banyak dipakai oleh para ahli mineralogi dengan nilai kekerasan 1 sampai

dengan 10 atau dikenal skala Mohs:

1. Talk

2. Gibs

3. Calsite

4. Flourite


5. Apatite

6. Orthoclase

7. Quartz

8. Topaz

9. Corundum

10.Intan

Metoda pantulan menggunakan suatu indentor yang dijatuh bebaskan pada permukaan

logam. Nilai kekerasan diperoleh dari tinggi pantulan yang diartikan sebagai energi

tumbukan atau energi yang diserap oleh material untuk berdeformasi plastis. Alatnya

adalah Skleroskop.

Metoda penekanan (indentasi), yaitu pada permukaan yang rata dilakukan penekanan

dengan menggunakan indentor (penekan). Beban yang digunakan untuk setiap jenis

material adalah berbeda dan tergantung pada metoda pengujian yang dilakukan. Ada

beberapa jenis pengujian kekerasan dengan metoda indentasi, yaitu:

Pengujian kekerasan Brinell (th 1900)

Pengujian kekerasan Rockwell (1931)

Pengujian kekerasan Vickers (th 1925)

Pengujian kekerasan Knoop

Pengujian Kekerasan Poldi Hammer

Setiap jenis pengujian kekerasan tersebut mempunyai jenis indentor dan beban yang

berbeda-beda seperti terlihat pada tabel di bawah ini. Kekerasan logam (terutama baja)

mempunyai hubungan dengan kekuatan tarik sehingga pengujian kekerasan ini juga dapat

memperkirakan kekuatan tarik dari suatu material.


Tabel 9.2 Jenis pengujian kekerasan dengan metoda indentasi

pengujian produk coran

Documents