CACAT PADA PENGECORAN LOGAM

BAB I
PENDAHULUAN

  1.1            Latar Belakang

Pada proses pengecoran logam terjadinya cacat pada hasil  coran sangat dihindari. Dengan terjadinya cacat shrinkage maka akan menurunkan kualitas dari hasil coran tersebut serta menurunkan efektifitas dari proses produksi. Cacat yang umumnya terjadi pada hasil coran adalah seperti adanya inklusi pasir (sand inclusion), dan adanya rongga udara (shrinkage) didalam hasil coran. Cacat pada hasil coran dapat dihindari dengan perancangan sistem saluran yang tepat. Perancangan sistem saluran tergantung dari bentuk dan dimensi benda yang akan dicor, serta jenis material yang digunakan. Selain itu kecepatan pendinginan benda cor sangat berpengaruh terhadap solidifikasi dari benda coran sehingga berdampak pada hasil coran itu sendiri. Dalam perancangan sistem saluran harus memperhatikan prinsip-prinsip solidifikasi, mekanika fluida dan perpindahan panas sehingga dapat dianalisa kecepatan pendinginan dan solidifikasi dari proses pengecoran. Dengan memperhatikan hal tersebut akan didapatkan perancangan sistem saluran yang tepat dan efisien sehingga dapat mengoptimalkan biaya produksi.Selain dari perancangan sistem saluran yang tepat, penambahan sistem pendinginan pada proses pengecoran sangat mempengaruhi hasil dari benda coran yang bebas dari cacat. Sistem pendinginan benda coran dapat dilakukan dengan menambahkan cil luar (external chill) dan fin pada perencanaan pengecoran. Dengan adanya kedua mekanisme tersebut selanjutnya akan dibandingan keefektifan dari kedua mekanisme tersebut terhadap pengurangan cacat srinkage yang dihasilkan.

  1.2            Batasan Masalah

Karena banyak hal yang mempengaruhi hasil pengecoran suatu benda kerja maka dalam perencanaan sistem saluran ini akan digunakan asumsi- asumsi sebagai berikut :

1.         Faktor penyebab terjadinya cacat pada logam

2.         Macam-macam cacat pada pengecoran logam

3.         Cara mengatasi cacat pada pengecoran logam

4.         Cara menagtasi cacat pada paduan tembaga

1.3       Tujuan

            Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah sebagia berikut :

1.    Untuk mengetahui faktor-faktor penyebab terjadinya cacat pada pengecoran logam.

2.    Untuk mengetahui macam-macam cacat pada pengecoran logam.

3.    Untuk mengetahui bagaimana cara mengatasi cacat pada pengecoran logam.

BAB II
PEMBAHASAN

  2.1            Faktor Penyebab Terjadinya Cacat

Proses pengecoran dilakukan dengan beberapa tahapan mulai dari pembuatan cetakan, proses peleburan, penuangan dan pembongkaran. Untuk menghasilkan coran yang baik maka semuanya harus direncanakan dan dilakukan dengan sebaik-baiknya. Namun hasil coran sering terjadi ketidak sempurnaan atau cacat. Cacat yang terjadi pada coran dipengaruhi oleh bebrapa faktor yaitu :

1.        Desain pengecoran dan pola

2.        Pasir cetak dan desain cetakan dan inti

3.        Komposisi muatan logam

4.        Proses peleburan dan penuangan

5.        Sistim saluran masuk dan penambah.

  2.2            Macam – macam Cacat Coran Logam

Komisi pengecoran internasional telah membuat penggolongan cacat-cacat coran dan dibagi menjadi 9 macam, yaitu :

 1          Ekor tikus tak menentu atau kekasaran yang meluas

 2          Lubang-lubang

 3          Retakan 

 4          Permukaan kasar

 5          Salah alir

 6          Kesalahan ukuran

 7          Inklusi dan struktur tak seragam

 8          Deformasi 

 9          Cacat-cacat tak nampak

Cacat-cacat tersebut umumnya disebabkan oleh perencanaan, bahan yang dipakai, proses, dann perencanaan dalam coran. Walaupun terdapat bentuk cacat yang yang sama, tapi sebabnya akan berbeda-beda. Oleh karna itu dalam  makalah ini akan akan dibahas hal penyebab dan pencegahanya.

2.2.1        Cacat ekor tikus tak menentu atau kekasaran yang meluas.

Cacat ekor tikus merupakan cacat dibagian luar yang dapat dilihat dengan mata. Bentuk cacat ini mirip seperti ekor tikus, yang diakibatkan dari pasir permukaan cetakan yang mengembang dan logam masuk kepermukaan tersebut. Kekasaran yang meluas merupakan cacat pada permukaan yang diakibatkan oleh pasir cetak yang tererosi. Bentuk cacat ekor tikus dan kekasaran yang meluas dapat dilihat pada gambar

                        Gambar: Cacat ekor tikus dan kekasaran meluas

Penyebab cacat ekor tikus atau kekasaran yang meluas disebabkan oleh :

1.      Kecepatan penuangan terlalu lambat

2.      Temperatur penuangan terlalu tinggi

3.      Ketahanan panas pasir cetak rendah

4.      Terjadi pemanasan setempat akibat letak saluran turun yang salah

5.      Pasir cetak banyak mengandung unsur kental atau lumpur

6.      Perbaikan cetakan yang tidak sempurna

7.      Pelapisan cetakan yang terlalu tebal

8.      Kepadatan cetakan pasir yang kurang

9.      Lubang angin pada cetakan kurang

Untuk mencegah timbulnya cacat di atas dapat dilakukan dengan merencanakan pembuatan cetakan, peleburan dan penuangan yang baik. Langkah-langkah yang dapat dilakukan adalah :

1.      Menggunakan pasir cetak yang berkualitas, tahan panas dan tidak benyak mengandung unsure lumpur.

2.      Pembuatan cetakan yang teliti baik pemadatan yang cukup, lubang angin yang cukup dan pelapisan tipis yang merata.

3.      Membuat saluran turun yang tepat, sesuai bentuk coran

4.      Mengecek temperature logam sebelum penuangan, tempertur tuang harus sesuai yang disyaratkan

5.      Melakukan penuangan dengan kecepatan yang cukup dan kontinyu.

2.2.2        Cacat lubang-lubang

Cacat lubang-lubang memiliki bentuk dan akibat yang beragam. Bentuk cacat lubang-lubang dapat dibedakan menjadi beberapa bentuk penyebab dan pencegahannya, yaitu sebagai berikut:

2.2.2.1           Rongga udara 

                                                 

   

            Rongga udara seperti yang ditunjukaan dalam gambar, adalah cacat yang paling banyak terjadi dalam berbagai bentuk. Rongga udara dapat muncul sebagai lubang pada permukaan atau dalam coran, terutama sedikit dibawah permukaan yang merupakan rongga- rongga bulat. Mereka mempunyai warna-warna yang berbeda-beda sesuai dengan sebab terjadinya cacat, yaitu warna karna oksidasi atau warna karna tidak teroksidasi. Pada besi cor dan baja cor, berwarna hitam ataupun biru, pada paduan tembaga, berwarna coklat atau kuning. Secara garis besar cacat rongga udara digolongkan menjadi dua secara kasar yaitu disebabkan dari logam cair dan disebabkan gas dari cetakan, dan sebab lainnya ialah:

1-)      Logam cair yang dioksidasi

2-)      Tidak cukup keringnya saluran cerat dan ladel, logam cair membawa gas

3-)      Temperatur dalam penuangan yang rendah

4-)      Penuangan logam yang terlalu lambat

5-)      Cawan tuang dan saluran tuang yang basah

6-)      Lubang angin yang tidak memadai pada inti

7-)      Permeabilitas yang kurang sempurna

8-)      Terlalu banyaknya gas yang timbul dalam cetakan dan tidak dihiraukan

9-)      Rongga udara oleh penyangga, cil atau cil dalam

Untuk mencegah sebab-sebabab atas maka dapat dilakukan dengan mengikuti cara pencegahan sebagai berikut:

1+)      Dalam peleburan dengan kupola, perlu mendapat cairan logam yang bersih yaitu  dengan menjaga tingginya alas kokas, dengan menghidari tiupan yang terlalu tinggi, dengan menghilangkan kelembapan pada dasar dan dinding oleh pemanasan mula dan dengan mempergunakan zat penghalang oksid. Selanjutnya perlu mendapat logam cairbertemperatur tinggi dengan mengatur jumlah kokas, secara sempurna. Saluran dan ladel harus dikeringkan sampai kering sekali.

2+)      Rongga udara bisa terjadi dengan mudah terutama pada temperatur penuangan yang rendah. Apabila letak saluran turun tidak baik dan waktu penuangan terlalu lama, maka rongga udara akan mudah terjadi. Oleh karna itu perlu memasang saluran turun pada tempat yang benar dan menuangkan logam cair bertemperatur cocok dengan kecepatan yang cukup cepat.

3+)      Rongga udara bisa disebabkan oleh permeabilitas, cetakan yang tidak baik, oleh uap air setempat, dan oleh bahan-bahan yang berbentuk gas. Oleh karna itu jumlah gas harus diusahkan sekecil mungkin.

4+)      Pada pengeluaran gas yang tidak sempurna, terutamauntuk inti yang terselubungi logam cair, maka rongga udara akan memmbentuk cacat yang tak dapat dihindarkan. Sesuai dengan ukuran inti, jalan untuk membuat gas dengan lubang angin atau dengan mencampur sinder kokas atau dengan mengeluarkan gas dari telapak inti

5+)      Kalau tinggi penuangan terlalu rendah, tekanan logam cair akan menjadi lebih kecil dari pada tekanan gas dalam cetakan. Oleh karana itu tinggi penuangan yang rendah dapt menyebabkan rongga udara.

2.2.2.2           Lubang jarum

                                               

              

            Cacat lubang jarum ialah dimana permukaan dalamnya halus dan berbentuk bola. Ukuran cacat ini ialah dibawah 1 sampai 2 mm sangat kecil dan berbentuk seperti bekas tusukan jarum. Dalam banyak kejadian lubang jarum tersebar pada permukaan dalamnya berwana perak atau berwarna biru karena oksidasi. Sebab utamanya ialah sama halnya akibat dari hal yang terjadi pada cacat rongga dan cara pencegahannya juga sama dengan pencegahan cacat rongga udara.

2.2.2.3           Rongga gas karena cil    

                                                      

             

            Rongga gas adalah bentuk lain dari rongga udara, yang timbbul disekitar rongga udara atau cil dalam. Bagian dalamnya halus dan ukurannya berbeda. Sebabnya ialah kalau permukaan cil, pennyangga dan sebagainya yang bersentuhan dengan logam cair, berkarat atau terdapat bahan yang bisa menguap, maka hal ini akan menyebabkan rongga gas. Sebab lainnya ialah uap air dari cetakan mengembun pada permukaan cil yang kemudian karena panasnya logam cair akan tebentuk gas.

Untuk pencegahannya ialah cil atau penyangga yang berkarat, harus dipolis daahulu sebelum di pasang. Untuk mencegah karat, cil harus dilapisi dengan menggunakan timah. Pelapisan dengan menggunakan solder akan mengakibatkan rongga udara. Pada permukaan yang bersentuhan dengan logam cair sering dibuat lubang-lubang untuk dapat mengelurakan gas dengan mudah. Rongga udara yang disebabkan penyangga dapatmengakibatakan kebocoran bagi coran yang harus kedap terhadap tekanan, sehingga akhirnya coran harus ditolak. Kalau temperatur inti dan cetakan berebeda pada waktu pemasangan, maka uap air akan mengembun pada bagian yang lebih dingin dandisini akan terjadi rongga udara.

2.2.2.4           Penyusutan dalam

             

           Penyusutan dalam adalah lubang cacat disebabkan karena pengecilan yang terjadi ketika logam membeku. Bagian dalamnya biasanya dikelilingi oleh kristal-kristal dendrit dan cacat ini tidak tampak pada permukaan. Pada coran besi, warna permukaan dalamnya adalah biru.

            Penyusutan dalm, penyusutan luar, dan rongga penyusutan dapt terjadi karena sebab-sebab yang sama. Sebab-sebab terjadinya penyusutan dalam dapat dilihat sebagai berikut:

1