penuangan

PENUANGAN LOGAM

II. TEORI DASAR

A. Definisi Penuangan logam

Pengecoran atau penuangan (casting) merupakan salah satu proses

pembentukan bahan baku/bahan benda kerja yang relative mahal dimana

pengendalian kualitas benda kerja dimulai sejak bahan masih dalam keadaan

mentah. Komposisi unsur serta kadarnya dianalisis agar diperoleh suatu sifat

bahan sesuai dengan kebutuhan sifat produk yang direncanakan namun

dengan komposisi yang homogen serta larut dalam keadaan padat. (lihat bab

III tentang besi tuang dan bab IV uraian pembahasan tentang perilaku paduan

dalam proses penuangan).

Proses penuangan juga merupakan seni pengolahan logam menjadi bentuk

benda kerja yang paling tua dan mungkin sebelum pembentukan dengan

panyayatan (chipping) dilakukan. Sebagai mana ditemukan dalam artifacts

kuno menunjukkan bukti keterampilan yang luar biasa dalam pembentukan

benda dari bahan logam dengan menuangkan logam yang telah dicairkan

(molten metals) kedalam cetakan pasir khusus menjadi bentuk tertentu.

Pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir juga merupakan teknologi

yang menuangkan larutan cair dari logam secara hati-hati kedalam cetakan

pasir yang sudah dipersiapkan dengan hasil yang mendekati sempurna. Oleh

karena itulah proses pembentukan melalui teknik penuangan ini juga

digunakan pada level kebangsawanan seperti pembuatan benda-benda seni

seperti ornament alam dan alat memasak dan lain-lain.

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

PENUANGAN LOGAM

Coin kuno yang terbuat dari emas (gold), perak (silver), dan bronze

dipertahankan dan dipamerkan di museum prajurit dan dinyatakan sebagai

koleksi karya seni yang luar biasa dari tingkat keterampilan (skill) pada masa

itu, demikian pula dengan gambar serta lukisan kuno yang sangat detail dari

seorang raja sebagai bukti kekuasaannya.

Dalam perkembangannya pembentukan benda kerja melalui penuangan ini

tidak hanya pada lingkup seni dan konsumsi kalangan aristocrat semata,

namun juga pada pengembangan teknologi penuangan itu sendiri termasuk

pengembangan peralatan dan mesin-mesin perkakas moderen sebagaimana

yang kita gunakan pada saat ini, sehingga metoda penuangan dengan cetakan

pasir (sand casting) menjadi salah satu metoda penuangan dimana berbagai

metoda penuangan tersebut.

Sumber : hardi_suadjana_teknik_pengecoran_logam_jilid_2

B. JENIS-JENIS CACAT

i. Blow yaitu rongga bulat besar yang disebabkan gas karena menempati

daerah logam cair pada permukaan kop. Blow biasanya terjadi pada

permukaan coran yang cembung.

ii. Scar yaitu blow yang dangkal yang biasanya dijumpai pada permukaan

coran yang rata.

iii. Blister adalah scar yang tertutup oleh lapisan tipis logam.

iv. Gas holes (lobang gas) yaitu gelembung gas yang terperangkap yang

mempunyai bentuk bola dan terjadi ketika sejumlah gas larut dalam

logam cair.

v. Pin holes adalah lobang blow yang sangat kecil dan terjadi pada atau

dibawah permukaan coran.


PENUANGAN LOGAM

vi. Porosity (porositas) adalah lobang sangat kecil yang tersebar merata

diseluruh coran.

vii. Drop adalah Tonjolan pada permukaan kop yang disebabkan karena

jatuhnya pasir dari kop.

viii. Inclusion (inklusi) adalah adanya partikel non logam yang ada pada

logam induk.

ix. Dross adalah impuritas ringan yang berada pada permukaan coran.

x. Dirt adalah lobang kecil pada permukaan kop karena jatuhnya pasir ke

benda coran. ketika pasir dilepaskan akan meninggalkan lobang kecil.

xi. Wash adalah tonjolan pada permukaan drag yang timbul di dekat

saluran masuk, hal ini disebabkan oleh erosi pada pasir karena

kecepatan logam cair yang tinggi memasuki dasar saluran masuk.

xii. Buckle adalah bentuk V yang panjang, dangkal dan lebar yang

terbentuk pada permukaan rata coran karena suhu tinggi logam.

xiii. Scab adalah lapisan tipis logam, kasar yang menonjol diatas

permukaan coran, pada puncak lapisan tipis pasir.

xiv. Rat tail yaitu penurunan angular, dangkal dan panjang yang biasanya

ditemukan pada pengecoran tipis.

xv. Penetration yaitu tonjolan berongga, kasar karena cairan logam

mengalir diantara partikel pasir dikarenakan permukaan cetakan begitu

lunak dan berongga.

xvi. Swell adalah cacat yang dijumpai pada permukaan vertikal pengecoran

jika pasir cetakan berdeformasi karena tekanan hidrostatik yang

disebabkan kandungan uap air yang tinggi didalam pasir.

xvii. Misrun terjadi adanya rongga yang terjadi apabila karena tidak cukup

pemanasan logam cair mulai membeku sebelum mencapai titik terjauh

dari rongga cetakan.

xviii. Cold shut adalah terjadinya misrun pada tengah coran karena

pengecoran dilakukan dengan saluran masuk di dua sisi.

xix. Hot tear adalah retak yang terjadi karena tegangan sisa yang tinggi.


PENUANGAN LOGAM

xx. Shrinkage cavity (rongga penyusutan) adalah rongga karena terjadinya

penyusutan pada logam ketika membeku dimana saluran penambah

tidak bisa mengisinya.

xxi. Shift adalah ketidaklurusan antara kedua bagian cetakan atau inti. .

Gambar 1. Jenis-jenis cacatSumber : http://dunia-budidaya.blogspot.comproses-pengecoran -casting.html


PENUANGAN LOGAM

C. POROSITAS

Porositas adalah suatu cacat pada produk cor yang dapat menurunkan

kualitas benda tuang. Salah satu penyebab terjadinya porositas pada

penuangan paduan aluminium adalah gas hidrogen. Gas hidrogen ini dapat

terbentuk karena logam cair pada proses pengecoran dimulai dapat di oksidasi

dengan gas karbonmonoksida dan karbondioksida. Penyebab lainnya adalah

kontrol yang kurang sempurna terhadap absorbsi gas oleh paduan,

pengeluaran gas dari logam karena interaksi gas dengan logam selama

peleburan dan penuangan.

Macam-macam Porositas Tanah:

a. Porositas primer : sistem porositas utama atau porositas asli dalam sebuah

batuan atau tanah endapan.

b. Porositas sekunder :sistem porositas terpisah dalam sebuah batuan dan

seringkali meningkatkan keseluruhan porositas batuan

c. Porositas pecahan: porositas ini dihubungkan jaringan yang pecah.

Pecahan ini dapat menciptakan porositas sekunder dalam batuan.

d. Porositas Vuggy : porositas sekunder yang dihasilkan oleh makrofosil

yang telah menjadi batuan karbonat yang memiliki lubang-lubang yang

besar.

e. Porositas Efektif : juga disebut porositas terbuka adalah perbandingan

antara volume total dimana fluida yang mengalir menempati (terjebak

dalam) volume ini secara efektif. Porositas ini sangat penting untuk aliran

air bawah tanah (groundwater) dan minyak.


PENUANGAN LOGAM

f. Porositas ganda : terjadi karena adanya dua reservoir yang saling tumpang

tindih dan berinteraksi satu sama lain. Contohnya pada lapisan batu yang

terpecah.

g. Makropori : pori yang memiliki diameter lebih dari 50 nm. Aliran yang

melalui makropori dinamakan difusi bulk.

h. Mesopori : pori dengan diameter lebih dari 2 nm dan kurang dari 50 nm.

Aliran melalui mesopori disebut difusi Knudsen.

i. Mikropori : pori dengan diameter kurang dari 2 nm. Aliran melalui

mikropori disebut difusi aktifPengukuran Porositas.

Berikut adalah beberapa gambar porositas:

Gambar 2. Macam-macam porositasSumber : http://www.scribd.com/doc/55509115/Green-Sand-Mold


http://www.scribd.com/doc/55509115/Green-Sand-Mold

PENUANGAN LOGAM

D. Titik Lebur Berbagai Material

Material – material dalam kelompok ini disusun oleh satu atau lebih unsur

logam (misalnya besi, alumunium, tembaga, titanium, emas, dan nikel), dan juga

seringkali mengandung unsur non logam (misalnya karbon, nitrogen dan oksigen)

dalam jumlah yang relatif kecil. Atom – atom pada logam dan paduannya

mempunyai ciri – ciri tersusun secara sangat teratur, dan apabila dibandingkan

dengan keramik dan polimer susunan antar atom – atomnya cenderung lebih rapat.

Karakteristik susunan antar atomnya yang khas ini, kemudian disebut sebagai

ikatan logam. Material logam memiliki nilai elektron bebas yang tinggi, dimana

berarti terdapat sejumlah besar elektron yang tidak terikat pada inti atom sehingga

bisa bergerak bebas. Karena ikatan pada atom-atom logam sangat kuat maka hal

ini mengakibatkan titik leleh dan titik didih logam sangat tinggi. Sifat – sifat dari

material logam yang khas ini dapat dijelaskan melalui karakterisitik elektronnya

tersebut.

http://fiqrotul.wordpress.com/2011/12/13/logam-lebih-dalam-mengenai-material-

logam/

Titik leleh dan titik didih

Logam-logam cenderung memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi karena

kekuatan ikatan logam. Kekuatan ikatan berbeda antara logam yang satu dengan

logam yang lain tergantung pada jumlah elektron yang terdelokalisasi pada lautan

elektron, dan pada susunan atom-atomnya.


http://fiqrotul.wordpress.com/2011/12/13/logam-lebih-dalam-mengenai-material-logam/

http://fiqrotul.wordpress.com/2011/12/13/logam-lebih-dalam-mengenai-material-logam/

PENUANGAN LOGAM

Logam-logam golongan 1 seperti natrium dan kalium memiliki titik leleh dan titik

didih yang relatif rendah karena tiap atomnya hanya memiliki satu elektron untuk

dikontribusikan pada ikatan – tetapi ada hal lain yang menyababkan hal ini terjadi:

Unsur-unsur golongan 1 juga tersusun dengan tidak efektif (terkoordinasi 8),

karena itu tidak terbentuk ikatan yang banyak seperti kebanyakan logam.

unsur golongan 1 memiliki ukuran atom yang rekatif besar (berarti bahwa inti

jauh dari elektron yang terdelokalisasi) yang juga menyebabkan lemahnya ikatan

Titik leleh adalah temperatur dimana zat padat berubah wujud menjadi zat cair

pada tekanan satu atmosfer. Dengan kata lain, titik leleh merupakan suhu ketika

fase padat dan cair sama-sama berada dalam kesetimbangan.

Titik leleh zat padat adalah suhu di mana zat tersebut akan berubah wujud

menjadi cair. Titik leleh suatu zat padat tidak mengalami perubahan yang berarti

dengan adanya perubahan tekanan.Pengaruh ikatan hidrogen terhadap titik leleh

tidak begitu besar karena pada wujud padat jarak antarmolekul cukup berdekatan

dan yang paling berperan terhadap titik leleh adalah berat molekul zat dan bentuk

simetris molekul. Titik leleh senyawa organik mudah untuk diamati sebab

temperatur dimana pelelehan mulai terjadi hampir sama dengan temperatur

dimana zat telah habis meleleh semuanya.

Perbedaan titik leleh senyawa-senyawa dipengaruhi oleh beberapa hal, di

antaranya adalah perbedaan kuatnya ikatan yang dibentuk antar unsur dalam

senyawa tersebut. Semakin kuat ikatan yang dibentuk, semakin besar energi yang

diperlukan untuk memutuskannya. Dengan kata lain, semakin tinggi juga titik

lebur unsur tersebut. Perbedaan titik leleh antara senyawa-senyawa pada golongan


PENUANGAN LOGAM

yang sama dapat dijelaskan dengan perbedaan elektronegativitas unsur-unsur

pembentuk senyawa tersebut.

Jika zat padat yang diamati tidak murni, maka akan terjadi penyimpangan

dari titik leleh senyawa murninya. Penyimpangan itu berupa penurunan titik leleh

dan perluasan range titik leleh. Misalnya : suatu asam murni diamati titik lelehnya

pada temperature 122,1oC – 122,4oC penambahan 20% zat padat lain akan

mengakibatkan perubahan titik lelehnya dari temperature 122,1o- 122,4 oC menjadi

115o - 119 oC. Rata-rata titik lelehnya lebih rendah 5oC dan range temperature

akan berubah dari 0,3oC jadi 4oC.

Dengan mengetahui titik leleh suatu zat, maka kita dapat mengetahui

kemurnian suatu zat. Untuk zat-zat murni, pada umumnya memiliki titik leleh

yang lebih tinggi dibandingkan ketika zat tersebut telah tercampur dengan zat lain.

Titik didih suatu cairan ialah temperature pada mana tekanan uap yang

meninggalkan cairan sama dengan tekanan luar. Adanya ikatan hidrogen

antarmolekul menyebabkan titik senyawa relatif lebih tinggi dibandingkan dengan

senyawa lain yang memilki berat molekul sebanding. Titik didih senyawa

golongna alkohol lebih tinggi daripada senyawa golongan alkana, demikian juga

titik didih air lebih tinggi daripada aseton. Pengaruh ikatan hidrogen terhadap titik

leleh tidak begitu besar karena pada wujud padat jarak antarmolekul cukup

berdekatan dan yang paling berperan terhadap titik leleh adalah berat molekul zat

dan bentuk simetris molekul. Senyawa yang mampu membentuk ikatan hidrogen

dalam air akan mudah larut dalam air. Panjang atau pendeknya rantai karbon

(gugus alkil-R) memiliki pengaruh terhadap kealrutan senyawa dalam air.


PENUANGAN LOGAM

Titik didih dapat digunakan untuk memperkirakan secara tak langsung

berapa kuatnya daya tarik antar molekul cairan. Cairan yang memiliki gaya tarik

antar molekul kuat, akan memiliki titik didih yang tingi, begitu juga sebaliknya.

Cairan yang gaya tarik antar molekulnya kuat, titik didihnya tinggi dan sebaliknya

bila gaya tariknya lemah maka titik didihnya rendah. Ketergantungan titik didih

pada gaya tarik antar molekul terlihat dimana titik didih beberapa senyawa

halogen dari unsur – unsur golongan IVA, VA , VIA , dan VII A, dibandingkan.

a. Besi

Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak

digunakan untuk kehidupan manusia sehari-hari. Dalam tabel periodik, besi

mempunyai simbol Fe dan nomor atom 26. Besi juga mempunyai nilai ekonomis

yang tinggi.

Titik leburnya 1811 K2800 °F 1538 °C

Gambar 3. Besi

Sumber : https://www.google.com/#q=titik+lebur+logam

Tembaga

Diperoleh dari biji besi yang mengandung besi, timah hitam, seng dan sedikit

mengandung perak dan emas. Sifat-sifat tembaga antara lain :sifat mekanik baik,

tahan korosi, daya hantar listrik dan panas lebih baik, mampu dikerjakan mesin,

mudah disambung dengan solder maupun dilas, BD 8,9 dan titik cair 1,083° C,


https://www.google.com/#q=titik+lebur+logam

http://id.wikipedia.org/wiki/Kelvin

http://id.wikipedia.org/wiki/Nomor_atom

http://id.wikipedia.org/wiki/Tabel_periodik

http://id.wikipedia.org/wiki/Logam

PENUANGAN LOGAM

serta dapat digosok dan temperature tempa lebih rendahdibanding bahan-bahan

dari logam ferro. Pada pengerjaan panas suhu yang diperlukan antara 800°C-

900°C, seperti untuk rolling extension dan forging/tempa. Baik dalam keadaan

panas maupun dalam keadaan dingin, tembaga sangat luwes dan dapat

direnggangkan, digiling dan dimartil. Pemberian bentuk dalam keadaan panas

sekitar 650°C, sedangkan dalam keadaan dingin 300°C-700°C. Kegunaan

tembaga, yaitu alat-alat listrik, telepon dan telegram, kawat listrik, refrigerator dan

pipa-pipaketel serta tembaga tidak bias digunakan untuk perabot masak.

Gambar 4. Tembaga


Nikel

Sifat-sifat nikel yaitu cukup keras, BD 8,7 dan titik lebur 1, 455° C dengan

kelihatan tinggi dan mudah dibentuk dalam keadaan dingin atau panas dan tahan

korosi.

Gambar 5. Nikel





PENUANGAN LOGAM

Aluminium

Sifat-sifat Alumunium adalah penghantar arus listrik tinggi. Jenis logam ringan

(BD 2,7) dengan titik lebur 600°C, mudah dikerjakan/ dituang, penghantar panas,

tahan karat dan non magnetis.

Gambar 6. Aluminium


Seng ( Zn)

Seng (Zn) ialah logam yang berwarna putih kebiruan memiliki titik cair

419ºC, sangat lunak dan lembek tetapi akan menjadi rapuh ketika dilakukan

pembentukan dengan temperature pengerjaan antara 100ºC sampai 150ºC tetapi

sampai temperature ini masih baik dan mudah untuk dikerjakan.

Ganbar 7. Seng





PENUANGAN LOGAM

TEKNIK PEMBUATAN LOGAM

Ada beberapa proses pembentukan logam dari bahan setengah jadi menjadi

produk jadi yang dapat kita temui sehari-hari . proses pembentukan ini dapat

dilakukan pada hampir seluruh material logam , termasuk baja. Klasifikasi peroses

pembentukan logam seperti dijelaskan dibawah ini.

ü Proses deformasi

Proses deformasi adalah proses pembentukan bahan logam, seperti

penempaan , ekstruksi, pengerolan, penekanan (deep drawing), dan penarikan

kawat (wire drawing). Proses ini melibatkan tegangan yang besar, dimana

tegangan tersebut harus melebihi tegangan luluh material yang sedang diproses.

Semua material logam yang akan mengalami proses pembentukan harus memiliki

keuletan tinggi , sehingga tidak retak atau pecah pada saat proses berlangsung.

Berikut ini adalah dua macam proses pembentukan

Proses pembentukan dingin (cold forming) , jika proses dilakukan pada

suhu kamar.

Proses pembentukan panas (hot forming) , jika proses dilakukan pada suhu

tinggi , diatas suhu rekristalisasi .

Pada proses pembentukan panas-oleh karena adanya bantuan dari suhu , logam

dapat dideformasi lebih besar , dan tegangan yang diperlukan relatif lebih rendah

jika dibandingkan dengan tegangan yang diperlukan pada proses pembentukan

dingin. Namun demikian , lapisan oksida(kerak) dipermukaan logam yang

diproses mudah terbentuk pada proses pembentukan panas. Sebaliknya

permukaan logam yang diproses tetap mulus pada prosess pembentukan dingin ,


PENUANGAN LOGAM

walaupun derajat deformasinya lebih rendah , dan sifat mekanis logam mengalami

peningkatan yang cukup signifikan.

Pengecoran

Pengecoran adalah proses fibrikasi logam, dimana logam dicairkan dan kemudian

dituangkan kedalam cetakan yang memiliki bentuk sesuai desain. Pengecoran

umumnya dilakukan untuk membuat komponen-komponen yang besar dan

memiliki bentuk yang rumit, serta pada material yang memiliki keuletan yang

sangat rendah, seperti besi tuang. Secara umum proses pengecoran relatif lebih

ekonomis jika dibandingkan dengan proses pembentukan. Ada beberapa teknik

pengecoran logam: a. Pengecoran pasir , cetakan terbuat dari pasir

b. Pengecoran bertekanan (die casting), logam cair dimasukkan dengan

menggunakan tekanan kedalam cetakan dan pembekuan terjadi dalam kondisi

bertekanan.

c. investment casting atau lost wax casting + lubang cetakan terbuat dari plastik

(wax) yang kemudian dipanaskan hingga meleleh , meninggalkan lubang cetakan

sesuai bentuk yang diinginkan. Teknik investment casting ini digunakan untuk

mengecor peralatan yang memerlukan tingkat presisi yang tinggi, seperti

perhiasan , mahkota gigi (dental crown), sudut turbin dan lain-lain.

ü Proses pembentukan lain

Salah satu proses pembentukan lain adalah metalurgi serbuk. Metalurgi serbuk

dikenal juga sebagai P/M atau powder metalurgi. Pada proses ini, material logam

dibuat menjadi serbuk melalui berbagai teknik. Kemudian serbuk ini dikompaksi

(ditekan) kedalam suatu cetakan yang memiliki bentuk sesuai dengan desian yang


PENUANGAN LOGAM

diinginkan. Tekanan harus dibuat sedemikian rupa sehingga serbuk dapat menyatu

dan memiliki kekuatan yang cukup untuk menahan bentuknya jika dikeluarkan

dari cetakan. Serbuk yang telah dikompaksi dan memiliki bentuk tertentu disebut

bekalan (green). Bekalan kemidian dipanaskan agar terjadi difusi antar serbuk

logam, sehingga menyatu dan memiliki kekuatan yang tinggi. Sebuah komponen

dibuat melalui proses metalurgi serbuk umumnya karena

E. Jenis-Jenis Tungku

A. TUNGKU KRUSIBLE

Rincian Spesifikasi dan Kegunaan:

· Telah digunakan secara luas disepanjang sejarah peleburan logam. Proses

pemanasan dibantu oleh pemakaian berbagai jenis bahan bakar.

· Tungku ini bias dalam keadaan diam, dimiringkan atau juga dapat dipindah-

pindahkan

· Dapat diaplikasikan pada logam-logam ferro dan non-ferro

Gambar 8. Spesifikasi Tungku Krusibel

http://mechanical90.blogspot.com/2010/03/jenis-jenis-tungku-peleburan-logam.html




PENUANGAN LOGAM

b. TUNGKU KUPOLA


· 1. Tungku ini terdiri dari suatu saluran/bejana baja vertical yang didalamnya

terdapat susunan bata tahan api

· 2. Muatan terdiri dari susunan atau lapisan logam, kokas dan fluks

· 3. Kupola dapat beroperasi secara kontinu, menghasilkan logam cair dalam

jumlah besar dan laju peleburan tinggi

· Biasanya digunakan untuk melebur Besi Cor (Cast Iron)

Muatan Kupola

1. Besi kasar (20 % - 30 %)

2. Skrap baja (30 % - 40 %)

Kadar karbon dan silikon yang rendah adalah menguntungkan untuk

mendapat coran dengan prosentase Carbon dan Si yang terbatas. Untuk besi cor

kekuatan tinggi ditambahkan dalam jumlah yang banyak.

3. Skrap balik

Yang dimaksud skrap balik adalah coran yang cacat, bekas penambah,

saluran turun, saluran masuk atau skrap balik yang dibeli dari pabrik pengecoran.

4. Paduan besi

Paduan besi seperti Fe-Si, Fe-Mn ditambahkan untuk mengatur komposisi.

Prosentase karbon berkurang karena oksidasi logam cair dalam cerobong dan

pengarbonan yang disebabkan oleh reaksi antar logam cair dengan kokas.

Prosentase karbon terutama diatur oleh perbandingan besi kasar dan skrap baja.

Tambahan harus dimasukkan dalam perhitungan untuk mengimbangi kehilangan


PENUANGAN LOGAM

pada saat peleburan. Penambahan dimasukkan 10 sampai 20 % untuk Si dan 15

sampai 30 % untuk Mn. Prosentase steel bertambah karena pengambilan steel dari

kokas. Peningkatan kadar belerang (steel) yang diperbolehkan biasanya 0,1 %.

Gambar 9. Tungku Kupola

http://mechanical90.blogspot.com/2010/03/jenis-jenis-tungku-peleburan-

logam.html

c. TUNGKU INDUKSI


· Khususnya digunakan pada industri pengecoran keci

· Mampu mengatur komposisi kimia pada skala peleburan kecil

· Terdapat dua jenis tungku yaitu Coreless (frekuensi tinggi) dan core atau

channel (frekuensi rendah, sekitar 60 Hz)

· Biasanya digunakan pada industri pengecoran logam-logam non-ferro dan

logam ferro

· Secara khusus dapat digunakan untuk keperluan superheating (memanaskan

logam cair diatas temperatur cair normal untuk memperbaiki mampu alir),




PENUANGAN LOGAM

penahanan temperatur (menjaga logam cair pada temperatur konstan untuk jangka

waktu lama, sehingga sangat cocok untuk aplikasi proses die-casting), dan

duplexing/tungku parallel (menggunakan dua tungku seperti pada operasi

pencairan logam dalam satu tungku dan memindahkannya ke tungku lain)

Gambar 10. Tungku Induksi


TUNGKU BUSUR LISTRIK


· Laju peleburan tinggi

· Laju produksi tinggi

· Polusi lebih rendah dibandingkan tungku-tungku lain

· memiliki kemampuan menahan logam cair pada temperatur tertentu untuk

jangka waktu lama untuk tujuan pemaduan

· Digunakan untuk melebur Ferro (Baja) dan sejenisnya




PENUANGAN LOGAM

Gambar 11. Tungku Busur Listrik


F. Alat Pelindung diri dan K3

Alat Pelindung Diri (APD) adalah suatu alat yang mempunyai kemampuan

untuk melindungi seseorang yang fungsinya mengisolasi sebagian atau seluruh

tubuh dari potensi bahaya di tempat kerja

Gambar 12. Alat Pelindung diri






PENUANGAN LOGAM

Berikut akan kami uraikan jenis-jenis Alat Pelindung Diri (APD) yang biasanya

digunakan di dunia proyek beserta fungsinya.

1. Safety Helmet

Safety helmet berfungsi sebagai pelindung kepala dari benda yang bisa

mengenai kepala secara langsung.

Gambar 13, Safety helmethttp://www.mediaproyek.com/2013/07/jenis-jenis-alat-pelindung-diri-apd.html

2. Safety Belt

Safety belt berfungsi sebagai pelindung diri ketika pekerja bekerja/berada di

atas ketinggian.

Gambar 14. Safety belt

http://www.mediaproyek.com/2013/07/jenis-jenis-alat-pelindung-diri-apd.html




http://mediaproyek.blogspot.com/

PENUANGAN LOGAM

3. Safety Shoes

Safety shoes berfungsi untuk mencegah kecelakaan fatal yang menimpa kaki

karena benda tajam atau berat, benda panas, cairan kimia dan sebagainya.

Gambar 15. Safety shoeshttp://www.mediaproyek.com/2013/07/jenis-jenis-alat-pelindung-diri-apd.html

4. Sepatu Karet

Sepatu karet (sepatu boot) adalah sepatu yang didesain khusus untuk pekerja

yang berada di area basah (becek atau berlumpur). Kebanyakan sepatu karet di

lapisi dengan metal untuk melindungi kaki dari benda tajam atau berat, benda

panas, cairan kimia, dsb.

Gambar 16. Sepatu karethttp://www.mediaproyek.com/2013/07/jenis-jenis-alat-pelindung-diri-apd.html




PENUANGAN LOGAM

5. Sarung Tangan

Berfungsi sebagai alat pelindung tangan pada saat bekerja di tempat atau situasi

yang dapat mengakibatkan cedera tangan. Bahan dan bentuk sarung tangan di

sesuaikan dengan fungsi masing-masing pekerjaan.

Gambar 17. Sarung tanganhttp://www.mediaproyek.com/2013/07/jenis-jenis-alat-pelindung-diri-apd.html

6. Masker (Respirator)

Berfungsi sebagai penyaring udara yang dihirup saat bekerja di tempat dengan

kualitas udara buruk (misal berdebu, beracun, dsb).

Gambar 18. Masker







PENUANGAN LOGAM

7. Jas Hujan (Rain Coat)

Berfungsi melindungi dari percikan air saat bekerja (misal bekerja pada waktu

hujan atau sedang mencuci alat).

Gambar 19. Rain coathttp://www.mediaproyek.com/2013/07/jenis-jenis-alat-pelindung-diri-apd.html

8. Kaca Mata Pengaman (Safety Glasses)

Berfungsi sebagai pelindung mata ketika bekerja (misalnya mengelas).

Gambar 20. Safety glasseshttp://www.mediaproyek.com/2013/07/jenis-jenis-alat-pelindung-diri-apd.html






PENUANGAN LOGAM

9. Penutup Telinga (Ear Plug)

Berfungsi sebagai pelindung telinga pada saat bekerja di tempat yang bising.

Gambar 21. ear plughttp://www.mediaproyek.com/2013/07/jenis-jenis-alat-pelindung-diri-apd.html

10. Pelindung Wajah (Face Shield)

Berfungsi sebagai pelindung wajah dari percikan benda asing saat bekerja

(misal pekerjaan menggerinda).

Gambar 22. Pelindung wajahhttp://www.mediaproyek.com/2013/07/jenis-jenis-alat-pelindung-diri-apd.html

11. Pelampung

Pelampung berfungsi melindungi pengguna yang bekerja di atas air atau

dipermukaan air agar terhindar dari bahaya tenggelam dan atau mengatur





PENUANGAN LOGAM

keterapungan (buoyancy) pengguna agar dapat berada pada posisi tenggelam

(negative buoyant) atau melayang (neutral buoyant) di dalam air.

Gambar 23. pelampung


G. Artikel

PISTON DENGAN PROSES COR

Langkah Proses Pengecoran Piston

1. Design (Gambar)

Langkah pertama dalam proses pengecoran logam adalah mendesign atau

menggambar, dimana proses menggambar tersebut menggunakan software

Autocad atau Catia. Untuk menggambar piston kopling kami menggunakan

software Autocad dengan gambar dan ukurannya terlihat Pada gambar.



PENUANGAN LOGAM

2. Persiapan Bahan

Bahan-bahan yang akan digunakan dalam proses pembuatan produk Piston

melalui proses pengecoran logam diantaranya adalah sebagai berikut :

1. Papan kayu yaitu papan yang digunakan sebagai dasar dari pola Piston

yang akan dibuat dengan luas ukuran 400×600 mm.

2. Kayu balok yaitu kayu yang digunakan untuk membuat pola Piston dengan

tebal 20 mm.

3. Dempul merupakan bahan yang digunakan untuk melapisi pola Piston dan

menutup rongga-rongga yang ada pada pola.

4. Isamu yaitu cat yang digunakan untuk melapisi pola Piston.

5. Methanol adalah campuran yang digunakan dalam proses isamu atau

pelapisan pola.

6. Lem yang digunakan sebagai perekat amtara pola Piston dengan papan

kayu.

7. Alumunium ADC 12 merupakan logam utama yang akan digunakan

sebagai bahan untuk membuat Piston.

3. Pembuatan Cetakan Pasir Co2

Jenis pengecoran logam yang digunakan untuk membuat handle kopling

dilakukan dengan 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


PENUANGAN LOGAM

sesuai dengan cup & drag yang ada. Lalu kita campurkan waterglass ke dalam

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 dan pada saat pasir dimasukan

kedalam cup kita pasang cawan tuang yang langsung dilengkapi dengan saluran

turun dan memasang saluran penambah pada samping kiri dan kanan dari pola

coran. Setelah terisi penuh kita tembakan gas Co2 hingga pasir mengeras.

Kemudian pola bisa kita lepas dari cetakan dan selanjutnya pola tersebut kita

coating dengan bahan coating yaitu grafit yang dicampur dengan spirtus dicampur

menjadi satu didalam wadah, selanjutnya disemprotkan pada pola yang terbentuk

pada pasir cetak yang bertujuan agar logam cair tidak menempel pada cetakan

sehingga mempermudah dalam pembongkaran dan pengambilan coran dari

cetakan. Selain itu proses couting juga dilakukan terhadap ladel dan tempat yang

disiapkan sebagai wadah jika ada logam cair yang tersisa.

4. Proses Peleburan

Logam yang kita lebur adalah logam alumunium ADC 12 yang dimasukan

kedalam tungku yang kemudian dipanaskan menggunakan burner dengan bahan

bakarnya menggunakan solar. Alumunium saat ini ialah logam kedua terbanyak

setelah besi karbon (cast iron) yang dipakai untuk komponen mesin, contoh dalam

bidang otomotif. Selain itu 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 +


PENUANGAN LOGAM

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:

Steam Alumunium Hidrogen 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. Proses penaburan flux ini dilakukan ketika

alumunium tersebut dalam keadaan telah mencair.

Ada 4 macam flux yang dipakai dalam membuat produk alumunium menjadi

lebih baik dalam hal sifat-sifat fisik ataupun sifat mekaniknya, yaitu:

• Covering fluxes

Digunakan untuk mencegah gas hidrogen masuk kedalam alumunium cair

• Cleaning fluxes


PENUANGAN LOGAM

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.

5. Proses Tapping

Yaitu proses penuangan logam cair dari tungku ke dalam ladel yang dilakukan

setelah logam alumunium mencair dan telah ditaburi flux pada permukaan

alumunium agar gas hydrogen tidak dapat masuk ke dalam alumunium cair.

Dalam proses penuangan logam cair dari tungku ke dalam ladel harus berhati-hati

dengan menempatkan ladel pada corong tungku supaya logam cair yang dituang

tidak terbuang keluar dari tungku.

6. Proses Pouring

Proses pouring adalah proses penuangan logam cair dari ladel ke dalam

cetakan. Dalam proses penuangan logam cair ke dalam cetakan ini tidak boleh

terputus sampai cetakan pasir tersebut benar-benar penuh oleh logam cair dan jika

ada sisa, logam cair tersebut dituang ke dalam wadah yang telah dipersiapkan dan

sudah dicouting. Setelah selesai penuangan, logam cair tersebut kita tunggu

sampai membeku dengan waktu ± 30 menit. Berikut adalah gambar proses

pouring terlihat pada gambar 7 :


PENUANGAN LOGAM

7. Pembongkaran Cetakan

Setelah logam cair membeku dalam cetakan, baut penyambung antara cup dan

drag kita buka, kemudian cup dan drag kita pisahkan, cup diangkat bersama

coran dan menyingkirkan pasir dari cup, drag dan coran dengan cara memukul

pasir tersebut menggunakan palu. Setelah terpisah, coran kita angkat

kemudian cawan turun, saluran turun, saluran masuk, saluran pengalir dan

penambah dipisahkan dari coran dan akhirnya sirip-sirip dipangkas serta

permukaan coran dibersihkan. Dalam proses pembongkaran ini dilakukan

secara mekanis atau dengan tangan. Pasir yang telah dpisahkan dikumpulkan

dan cuci untuk memisahkan pasir dengan waterglass sehingga pasir dapat

digunakan kembali untuk membuat cetakan.


PENUANGAN LOGAM

8. Pemeriksaan (Quality Control)

Proses pemeriksaan produk coran terdiri dari beberapa proses pemeriksaan

yaitu :

1. Pemeriksaan rupa

- Pemeriksaan rupa/fisik

- Pemeriksaan dimensi (menggunakan jangka sorong, micrometer, jig

pemeriksa dan alat ukur lainnya)

2. Pemeriksaan Cacat dalam

- Pemeriksaan ketukan

- Pemeriksaan penetrasi (dye-penetrant)

- Pemeriksaan magnafluks (magnetic-particle)

- Pemeriksaan supersonic (ultrasonic)

- Pemeriksaan radiografi (radiografi)

3. Pemeriksaan material

- Pemngujian kekerasan (menggunakan metode Rockwell, Brinell,

Vickers)

- Pengujian tarik

- Pengujian analisa kimia (spektrometri, EDS)

- Pengujian struktur mikro dan struktur makro

Setelah benda coran dibersihkan kemudian dilakukan pemeriksaan pada coran

tersebut apakah pada benda coran terdapat cacat, jika terdapat cacat yang

memungkinkan tidak bisa diperbaiki melalui proses finishing atau proses

pemesinan maka benda kerja coran tersebut dilebur kembali. Dari 6 benda


PENUANGAN LOGAM

coran yang dibuat hanya satu benda coran yang diambil karena benda coran

ini yang memenuhi kriteria bahwa benda coran tersebut baik dan selanjutnya

dilakukan proses pemesinan (machining process) untuk mendapatkan hasil

produk yang lebih baik.

9. Produk Finishing

Setelah proses pemeriksaan selesai dan dipilih benda coran dengan hasil yang

baik, selanjutnya benda kerja tersebut dilakukan proses pemesinan menggunakan

mesin milling dan mesin gerinda dengan hasil produknya adalah terlihat pada

gambar 8.

1. Kekurangan Proses Pengecoran

Proses pengecoran logam 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 logam yaitu:


PENUANGAN LOGAM

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.

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.

Die Casting, Yaitu jenis pengecoran yang cetakannya terbuat dari logam.

Sehingga cetakannya dapat dipakai berulang-ulang. Biasanya logam yang

dicor ialah logam non ferrous.

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.

Namun pada Proses Pengecoran Memiliki Kekurangan Seperti :

1. Sifat menyerap dan merembes

2. Biasanya Benda yang di hasilkan permukaannya masih kasar.

3. Keakuratan dimensi geometrik dan kerataan permukaan yang

rendah.


PENUANGAN LOGAM

4. Bahaya / resiko keselamatan kerja saat peleburan logam.

5. Kurang ekonomis untuk produksi dalam jumlah kecil.

6. Permukaan yang dihasilkan lebih kasar dari hasil pemesinan.

7. Toleransi kepresisian lebih besar dari proses pemesinan.

SKEMA PENUANGAN LOGAM


PENUANGAN LOGAM


penuangan

Documents