TUGAS PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK II CETAKAN PERMANEN Disusun Oleh Nama Anggota : Rahmad Trio Rifaldo (061530202139) Tris Pankini (061530200826) M Fikri Pangidoan Harahap (061530200820) Kelas : 3ME Dosen pembimbing : H Karmin, S.T, M.T TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2016
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perbedaan pada proses pengecoran atau cara kerjanya dapat menghasilkan sifat mekanik yang berbeda. Dengan proses penge-coran tertentu maka akan didapatkan sifat mekanik yang tertentu pula sesuai dengan sifat coran yang diinginkan. Selain pemilihan proses pengecoran pemilihan perencanaan pengecoran juga sangat menen-tukan sifat sifat dari hasil pengecoran.pada saat perencanaan pengecoran harus memperhatikan proses pengeluaran panas yang terjadi. Pengecoran permanen menggunakan cetakan permanen (permanent mold) yaitu cetakan yang dapat digunakan berulang-ulang dan biasanya dibuat dari logam. Cetakan permanen yang digunakan adalah cetakan logam yang biasanya digunakan pada pengecoran logam dengan suhu cair rendah. Coran yang dihasilkan mempunyai bentuk yang tepat dengan permukaan licin sehingga pekerjaan pemesinan berkurang. 1.2 Rumusan Masalah Mengatahui faktor yang harus diperhatikan dalam pengecoran cetakan permanen! Mengetahui jenis jenis dari cetakan permanen! Mengetahui keuntungan dan kelemahan dari jenis jenis cetakan permanen!
BAB 2 POKOK PEMBAHASAN 2.1 DEFINISI PENGECORAN Proses pengecoran logam (casting) adalah salah satu teknik pembuatan produk dimana logam dicairkan dalam tungku peleburan kemudian dituangkan ke dalam rongga cetakan yang serupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akan dibuat. Sebagai suatu proses manufaktur yang menggunakan logam cair dan cetakan, pengecoran digunakan untuk menghasilkan bentuk asli produk jadi. Dalam proses pengecoran, ada empat faktor yang berpengaruh atau merupakan ciri dari proses pengecoran, yaitu : 1) Adanya aliran logam cair ke dalam rongga cetak. 2) Terjadi perpindahan panas selama pembekuan dan pendinginan dari logam dalam cetakan. 3) Pengaruh material cetakan. 4) Pembekuan logam dari kondisi cair. Karakteristik cetakan jenis ini adalah terbuat dari dua atau lebih bagian yang dapat dibuka untuk mengeluarkan komponen cor. Beberapa hal yang terkait dengan cetakan permanen : Cetakan dipindahkan, bukan dihancurkan. Menggunakan bantuan gravitasi. Aliran Logam lambat. Cetakan juga berasal dari logam dengan conductivity thermal yang bagus. Cetakan permanen terdiri dari dua sisi yang terbuat dari logam dan dirancang untuk emudahkan pembukaan/penutup secara akurat. Material cetakan: steel atau cast iron. Logam yang dicor: aluminum, magnesium, copper-based alloy dan cast iron.
Inti terbuat dari logam. Jika pelepasan /pengeluaran inti sulit, digunakan pasir semipermanent-mold casting). 2.2 KLASIFIKASI PENGECORAN Klasifikasi pengecoran berdasarkan umur dari cetakan, ada pengecoran dengan cetakan nonpermanen/cetakan sekali pakai yang terbuat dari bahan pasir (expendable mold) dan ada pengecoran dengan cetakan permanen atau cetakan yang dipakai berulang-ulang kali yang biasanya dibuat dari logam (permanent mold) yang memiliki kegunaan dan keuntungan yang berbeda. 2.3 PENGECORAN PERMANEN (PERMANENT MOLD) Pengecoran permanen menggunakan cetakan permanen (permanent mold) yaitu cetakan yang dapat digunakan berulang-ulang dan biasanya dibuat dari logam. Cetakan permanen yang digunakan adalah cetakan logam yang biasanya digunakan pada pengecoran logam dengan suhu cair rendah. Coran yang dihasilkan mempunyai bentuk yang tepat dengan permukaan licin sehingga pekerjaan pemesinan berkurang. 2.4 PROSES CETAKAN PERMANEN Pengecoran cetakan permanen menggunakan cetakan logam yang terdiri dari dua bagian untuk memudahkan pembukaan dan penutupannya. Pada umumnya cetakan ini dibuat dari bahan baja atau besi tuang. Logam yang biasa dicor dengan cetakan ini antara lain aluminium, magnesium, paduan tembaga, dan besi tuang. Pengecoran dilakukan melalui beberapa tahapan. Tahapan dalam pengecoran dengan cetakan permanen cetakan diberi pemanasan awal dan dilapisi (coated), inti (bila digunakan) dipasang dan cetakan ditutup,
logam cair dituangkan ke dalam cetakan, dan cetakan dibuka, produk coran yang dihasilkan. Berbagai pengecoran cetakan permanen : A. PENGECORAN BERTEKANAN RENDAH (LOW PRESSURE CASTING) Pada pengecoran jenis ini cetakan diletakkan diatas ruang kedap udara (airtight chamber), kemudian gas bertekanan rendah dialirkan ke dalam ruang tersebut sehingga logam cair yang berada di dalam ladel tertekan ke atas melalui saluran batu tahan api masuk ke dalam cetakan. Keuntungan : Hasil cetakan bersih bebas dari inklusi, Kerusakan akibat porositas gas dan oksidasi dapat diperkecil, Sifat mekaniknya meningkat. Pengecoran cetakan permanen vakum (vacuum permanent mold casting) Merupakan bagian dari pengecoran bertekanan rendah, bedanya disini cetakannya divakum, sehingga cairan logam akan ditarik ke dalam rongga cetak karena adanya perbedaan tekanan. Kelebihan proses ini dibandingkan pengecoran bertekanan rendah adalah : Kerusakan karena porositas udara dapat dikurangi; Kekuatan benda cor lebih baik. B. PENGECORAN GRAVITASI (GRAVITY PERMANENT MOLD CASTING) Pengecoran gravitasi adalah pengecoran dimana logam cair yang dituangkan ke dalam saluran masuk menggunakan gravitasi. Karena adanya tekanan gravitasi, cairan logam mengisi ke seluruh ruang dalam rongga cetakan Atau Pengecoran gravitasi adalah teknik pengecoran menggunakan cetakan logam dimana logam cair masuk kecetakan dengan gaya gravitasi.
Metal cair mengalir ke dalam cetakan dan membeku dengan cepat selama proses pengecoran berlangsung. Hasil pengecoran dengan sistem ini memiliki permukaan yang halus dan dimensi yang cukup akurat; selain juga memiliki sifat mekanis dan ketahanan tekan yang sangat baik. Penelitian ini bertujuan mempelajari karakteristik kekerasan dan porositas hasil coran pengecoran gravitasi. Material yang digunakan adalah piston bekas (77,89 % Al 18,0 % Si) yang merupakan paduan aluminium-silikon Hypereutectic. Paduan aluminium dilebur dalam dapur crusibel menggunakan bahan bakar oli bekas yang dicampur minyak tanah. Benda uji dibuat dengan menggunakan teknik pada cetakan besi. Pengecoran gravitasi menggunakan variabel temperatur tuang 700 C, kemudian benda uji dilakukan pengujian kekerasan, pengujian porositas. Berdasarkan pengujian yang dilakukan, kekerasan tertinggi terdapat pada spesimen bagian bawah yaitu 90,671 kg/mm2 dan kekerasan terendah terdapat pada spesimen bagian atas yaitu 83,082 kg/mm2. Sedangkan porositas tertinggi terdapat pada spesimen bagian atas yaitu 0,0148 % dan porositas terendah terdapat pada spesimen bagian bawah yaitu 0,0113 %. C. PENGECORAN CETAK TEKAN (DIE CASTING) Pengecoran cetak tekan termasuk proses pengecoran cetakan permanen dengan cara menginjeksikan logam cair ke dalam rongga cetakan dengan tekanan tinggi (7 sampai 350MPa). Tekanan tetap dipertahankan selama proses pembekuan, setelah seluruh bagian coran membeku cetakan dibuka dan hasil coran dikeluarkan dari dalam cetakan.
Konfigurasi mesin pengecoran cetak tekan ruang dingin (cold chamber) Terdapat dua jenis mesin cetak tekan : - Mesin cetak tekan ruang panas (hot chamber) - Mesin cetak tekan ruang dingin (cold chamber) Perbedaan antara mesin cetak tekan ruang panas dan mesin cetak tekan ruang dingin dapat dilihat dalam table 3.1 Tabel 3.1 Perbedaan antara mesin cetak tekan ruang panas dan mesin cetak tekan ruang dingin Tungku peleburan terdapat pada mesin dan silinder injeksi terendam dalam logam cair
Tekanan injeksi berkisar antara 7 sampai 35 MPa Digunakan untuk logam cor dengan titik lembur rendah seperti Sn, Pb, Zn. Laju produksi cepat, bisa mencapai 500 produk/jam. 1. Tungku peleburan terpisah, silinder injeksi diisi logam cair secara manual atau mekanis. 2. Tekanan injeksi berkisar antara 14 sampai 140 Mpa. 3. Digunakan untuk logam cor dengan titik lebur lebih tinggi seperti Al, Cu, Mg. 4. Laju produksi lebih lambat dibandingkan cetak tekan ruang panas. PROSES PENGECORAN CETAK TEKAN RUANG PANAS Dalam mesin pengecoran cetak tekan ruang panas, logam dilebur di dalam kontainer yang menjadi satu dengan mesin cetaknya. Lihat seperti gambar 3.1.
Gambar 3.1. proses cetakan ruang panas Tahapan pengecoran: 1. Cetakan ditutup dan pluger ditarik ke atas, logam cair masuk ke dalam ruang (chamber); 2. Plunger menekan logam cair dalam ruang sehingga mengalir masuk ke dalam rongga cetak; tekanan dipertahankan selama proses pendinginan dan pembekuan; 3. Plunger ditarik, cetakan dibuka, dan benda coran yang telah membeku ditekan keluar dengan pin ejektor; 4. Proses pengecoran selesai. PROSES PENGECORAN CETAK TEKAN RUANG DINGIN Dalam mesin pengecoran cetak tekan ruang dingin, logam dilebur didalam kontainer yang terpisah dengan mesin cetaknya, gambar 4.1. TAHAPAN PENGECORAN Cetakan ditutup dan ram ditarik, logam cair dituangkan ke dalam ruang (chamber); Ram ditekan sehingga mendorong logam cair masuk ke dalam rongga cetak, tekanan dipertahankan selama proses pendinginan dan pembekuan;
Ram ditarik, cetakan dibuka, dan benda coran yang telah membeku ditekan keluar dengan pin ejektor. Keuntungan pengecoran cetak tekan : 1. Laju produksi tinggi; 2. Sangat ekonomis untuk produksi massal; 3. Dimensi benda cor akurat (toleransi ± 0,076 mm untuk benda cor yang kecil); 4. Permukaan benda cor halus; 5. Dapat mencetak bagian benda cor yang sangat tipis hingga 0,5 mm; 6. Pendinginan cepat dengan ukuran butir kristal yang sangat halus sehingga hasil pengecoran memiliki kekuatan yang baik. Kelemahan : 1) Geometri benda cor harus dibuat sedemikian rupa sehingga dapat dikeluarkan dari dalam cetakan; 2) Sering terjadi efek kecil, terutama bila temperatur tuang logam cair terlalu rendah.
BAB 3 PENUTUP 3.1 KESIMPULAN Sebuah cetakan permanen biasanya terbuat dari baja atau besi dan digunakan dengan gravitasi atau pengecoran vakum. Cetakan jenis ini dapat digunakan berulang-ulang. Biasanya cetakan ini terbuat dari logam. Karakteristik cetakan jenis ini adalah terbuat dari dua atau lebih bagian yang dapat dibuka untuk mengeluarkan komponen cor. Beberapa hal yang terkait dengan cetakan permanen : Cetakan dipindahkan, bukan dihancurkan. Menggunakan bantuan gravitasi. Aliran Logam lambat. Cetakan juga berasal dari logam dengan conductivity thermal yang bagus.
Cetakan permanen terdiri dari dua sisi yang terbuat dari logam dan dirancang untuk memudahkan pembukaan/penutup secara akurat. Material cetakan: steel atau cast iron. Logam yang dicor: aluminum, magnesium, copper-based alloy dan cast iron. Inti terbuat dari logam. Jika pelepasan /pengeluaran inti sulit, digunakan pasir(semipermanent-mold casting). 3.2 SARAN Dalam melakukan pengecoran menggunakan cetakan permanen, ada beberapa faktor yang berpengaruh atau merupakan ciri dari proses pengecoran yang harus diperhatikan, yaitu : Adanya aliran logam cair ke dalam rongga cetak. Terjadi perpindahan panas selama pembekuan dan pendinginan dari logam dalam cetakan. Pengaruh material cetakan. Pembekuan logam dari kondisi.
DAFTAR PUSTAKA Nurman, mochamad, 2013, pengecoran cetakan die casting (http://mochamadnurman.blogspot.co.id/2013/03/pengecoran-cetakan-tekandie-casting.html ) diakses tanggal 30 khoirumansyah,2012, macam-macam cetakan logam (http://khoirumansyahbtr.blogspot.co.id/2012/11/macam-macam-cetakanlogam.html) diakses tanggal 30 baim, 2012, definisi pengecoran logam, (http://baim7ulu.blogspot.co.id/2012/10/definisi-pengecoran-logam.html) diakses tanggal 30