1

PENGECORAN LOGAM BESI

Dalam pengertian proses produksi, maka proses pengecoran meliputi: pembuatan cetakan,

persiapan peleburan logam, penuangan logam cair kedalam cetakan, pembersihan coran dan proses

daur ulang pasir cetak.

Pengecoran, tercatat sebagai suatu proses yang relatif tua, karena sudah dikenal orang sekitar tahun

2000 S.M Bahkan sampai saat ini, pengecoran merupakan proses dasar yang sangat penting dalam

pengembangan industri logam dan permesinan.

7.1. Macam-macam besi tuang (cast iron)

Besi tuang atau cast iron, dapat di golongkan kedalam 2 (dua) kelompok besar, yaitu:

Kelompok A.

a. Besi tuang kelabu unsur C nya berupa grafit

b. Besi tuang kelabu ke putih-putih an unsur C nya berupa sementit

c. Besi tuang putih

d. Malleable cast iron

Kelompok B.

a. Alloy cast iron

b. Nodular cast iron.

Secara umum, persentase Karbon cast iron adalah: 2,25 4,3 %

Di dalam perdagangan: C nya 3,5 %

Pada cast iron, disamping dan terkandung pula: , , dan

7.2. Keunggulan Besi Tuang

Dibandingkan dengan baja tuang, ada beberapa keunggulan besi tuang ini, misalnya:

a. Hasilnya akan lebih murah dibandingkan dengan baja tuang

b. Temperatur peleburan lebih rendah, oleh karena itu “Dapur Kupola” dapat dipakai.

c. Besi tuang cair akan lebih baik mengalirnya, sehingga dapat mengisi rongga-rongga cetakan

(mould) dengan lebih sempurna.

d. Hasilnya siap untuk dikerjakan lebih lanjut.

e. Menghasilkan kombinasi kekuatan tarik dan tekan yang baik

f. Tahan terhadap ke aus an, gerusan, dll.

2

7.3. DIAGRAM ALIRAN PROSES PENUANGAN

Flowchart dibawah ini menunjukkan tahapan-tahapan pada proses penuangan.

7.3.1. Peleburan (Smelting)

Untuk mem proses atau melebur logam, maka dapat menggunakan:

- Dapur Kupola, yang penting diperhatikan:

- Rotary Furnace

- Electric Furnace

- Air Furnace (reverborotary air furnace)

7.3.2. Pembuatan Model

Pembuatan model atau pola, yang penting harus di perhatikan adalah: logam cair, setelah

membeku, akan mengalami “penyusutan”. Oleh sebab itu, dimensi model tersebut harus

diperhitungkan terhadap kemungkinan penyusutan tersebut. Penyusutan untuk setiap logam akan

selalu ber beda-beda, sebagai contoh, dibawah ini disajikan dalam bentuk tabel besarnya penyusutan

yang terjadi untuk berbagai jenis logam.

3

Bahan Penyusutan

Besi Tuang inci per feet

Baja Tuang inci per feet

Kuningan inci per feet

Aluminium inci per feet

7.3.3. Cetakan (mould)

Bila dilihat dari cara penuangan logam cair ke dalam cetakan, maka jenis cetakan dapat

golongkan menjadi 2 (dua) kelompok, yaitu:

A. Cetakan diam atau “stationary mould”

B. Cetakan bergerak atau “non-stationary mould”

A. Cetakan Diam, terdiri dari:

1. Cetakan Pasir: 2. Invesmen Casting (Presisi)

- Green sand moulding

- Dry sand moulding

- Loam (tanah liat) moulding

- Hot box proses, proses dan Shell moulding

B. Cetakan Bergerak, terdiri dari:

1. Investment casting

2. Centrifugal casting

Klasifikasi Cetakan dapat di klasifikasi kan ke dalam 2 (dua) kelompok, yaitu:

1). Ditinjau dari bahan yang pembuat nya, terdiri dari:

(a). Cetakan pasir basah (green sand moulding) dari pasir cetak yang masih basah

b). Cetakan kulit kering (skin dried moulding) lapisan pola akan mengeras bila terkena panas

(c). Cetakan pasir kering (dry sand moulding) menggunakan pasir yang kasar

d). Cetakan lempung (loam moulding) terbuat dari batu bata, diberi lempung, u/ B.K yg besar

e). Cetakan furan (furan moulding) terbuat dari resin, untuk sekali pakai

f). Cetakan pasir dicampur natrium silikat, dialirkan CO2, maka campuran mengeras

g). Cetakan logam proses cetak-tekan (die casting), logam yang titik cair nya rendah

4

h). Cetakan khusus terbuat dari plastik, kertas, kayu, semen, plester atau karet

2). Ditinjau dari cara penempatan cetakan nya, terdiri dari:

a). Pembuatan cetakan di meja (bench moulding) untuk benda cor yang kecil-kecil

b). Pembuatan cetakan di lantai (floor moulding) untuk benda cor sedang dan besar

c). Pembuatan cetakan sumuran (pit moulding) untuk benda cor yang besar sekali

d). Pembuatan cetakan dengan mesin (machine moulding) semua proses secara mekanis

Green Sand Moulding

Pasir yang digunakan masih dalam keadaan agak basah, sehingga mempunyai sifat elastisitas

yang baik dan mudah untuk dibentuk, biasanya menggunakan “rangka celah”.

a-1. Bentuk benda kerja yang di kehendaki (misal nya):

Bentuk rangka celah nya:

5

a-2. Model

a-3-1 Kerangka bawah

- model atau pola ditempatkan didalam rangka celah pada posisi terbalik

- kerangka di isi pasir, kemudian di padatkan.

a-3-2. Kerangka atas

Guna saluran lebih:

- Untuk mengetahui (checking) apakah seluruh rongga cetak sudah penuh terisi logam cair

6

- Sebagai saluran/lubang penambah logam cair (pada proses pendinginan)

a-4. Kerangka atas dan bawah di-assembling

- Sebelum di-assembling, kerangka cetak bawah dibalik, model di keluar kan, permukaan (bekas)

model di olesi dengan grafit yang di cair kan

- Rangka atas dan bawah di satukan dengan sebelum nya inti di masukkan

- Untuk benda-benda kerja yang bentuk nya sulit, maka kerangka cetak dapat di buat lebih dari 2

(dua) bagian, sehingga “pipe” atau rongga cetak dapat dihindarkan, atau di minimal kan.

(1.c). Dry sand moulding

Cetakan dibuat dari pasir yang kasar dengan menggunakan bahan perekat atau pengikat.

Karena harus dipanaskan di dalam dapur sebelum digunakan, maka tempat cetakan nya terbuat dari

logam (lihat gambar ilustrasi nya).

Guna serbuk-serbuk sekam jarami: untuk memudahkan keluarnya gas-gas dari dalam cetakan

akibat penuangan logam cair.

Cetakan pasir kering tidak memuai, ketika terkena aliran logam cair. Keunggulan nya yang

7

lain adalah: bebas dari gelembung-gelembung udara, karena gelembung tersebur dapat keluar

melalui pori-pori pasir cetak dan sekam jerami.

Cetakan jenis ini banyak digunakan di pabrik-pabrik pengecoran baja.

Bila digunakan untuk benda-benda coran yang besar - besar, maka cetakan dibuat

langsung pada lubang-lubang galian yang tetap (pit muolding).

7.4. PENGECORAN

Ladle

Pada pengertian pengecoran disini adalah: penuangan logam cair ke dalam cetakan yang sebelumnya,

inti harus dimasukkan terlebih dahulu.

7.5. PEMBONGKARAN/PENGELUARAN BENDA CORAN ( BELUM BERSIH)

Setelah, logam cair di dalam cetakan membeku, maka benda cor nya di keluarkan (pasir cetak bisa

rusak, bisa juga tidak di daur ulang). Benda cor yang dikeluarkan, masih sangat kotor, untuk itu

perlu di bersihkan.

8

8.6. Pembersihan

Catatan:

- Untuk memudahkan pengeluaran model, maka model harus berbentuk tirus

- Untuk bentuk-bentuk yang sulit, cetakan dapat dibuat lebih dari 2 (dua) bagian.

7.6. PERLAKUAN PANAS CORAN

Ilustrasi:

Bila logam cair membeku, maka akan terjadi penyusutan dan bila solidifikasi (proses penyusutan)

tersebut tidak dikendalikan dengan baik, maka akan terjadi rongga-rongga penyusutan yang besar.

Solidifikasi harus dikendalikan sedemikian rupa, sehingga rongga penyusutan hanya terjadi di daerah

saluran turun/saluran masuk atau pada saluran penambah.

9

Pada gambar ilustrasi diatas, terlihat adanya gradien suhu dan garis-garis isotermal serta arah

aliran panas di dalam suatu benda coran.

Umumnya, rongga-rongga penyusutan terjadi di daerah dimana terdapat pembekuan yang paling

akhir, artinya di daerah yang suhu nya paling tinggi (panas terperangkap).

Untuk mengatasi hal tersebut, ada beberapa cara yang bisa dilakukan, antara lain:

- menyiapkan logam cair “stand-by” di daerah saluran penambah

- memasang “chill” (batang logam) di daerah panas terperangkap, dengan demikian panas dapat

disalurkan dengan cepat keluar

- menempat kan bahan kimia “eksotermik” dai daerah benda coran, dengan demikian suatu

daerah tertentu akan tetap panas

- menempatkan pompa vacuum dibagian bawah cetakan, sehingga logam cair mengalir lebih

cepat untuk mengisi seluruh rongga-rongga cetakan

- membuat cetakan lebih dari 2 (dua) bagian, sehingga tidak ada daerah dimana panas dapat

terperangkap.