PROSES PENGECORAN LOGAM

A.      Pengertian Proses Pengecoran

Proses  Pengecoran (Casting) adalah salah satu teknik pembuatan produk dimana logam dicairkan dalam tungku peleburan kemudian di tuangkan kedalam rongga cetakan yang serupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akan dibuat Ada 4 faktor yang berpengaruh atau merupakan ciri dari proses pengecoran, yaitu:

1.         Adanya aliran logam cair kedalam rongga cetak

2.         Terjadi perpindahan panas selama pembekuan dan pendinginan dari logam dalam cetakan

3.         Pengaruh material cetakan

4.         Pembekuan logam dari kondisi cair

Klasifikasi pengecoran berdasarkan umur dari cetakan, ada pengecoran dengan sekali pakai (expendable Mold) dan ada pengecoran dengan cetakan permanent (permanent Mold). Cetakan pasir termasuk dalam expendable mold. Karena hanya bisa digunakan satu kali pengecoran saja, setelah itu cetakan tersebut dirusak saat pengambilan benda coran. Dalam pembuatan cetakan, jenis-jenis pasir yang digunakan adalah pasir silika, pasir zircon atau pasir hijau. Sedangkan perekat antar butir-butir pasir dapat digunakan, bentonit, resin, furan atau air gelas.

B.       Proses pengecoran dengan pasir

Kebanyakan pasir yang digunakan dalam pengecoran adalah pasir silika (SiO2). Pasir merupakan produk dari hancurnya batu-batuan dalam jangka waktu lama. Alasan pemakaian pasir sebagai bahan cetakan adalah karena murah dan ketahanannya terhadap temperature tinggi. Ada dua jenis pasir yang umum digunakan yaitu naturally bonded (banks sands) dan synthetic (lake sands). Karena komposisinya mudah diatur, pasir sinetik lebih disukai oleh banyak industri pengecoran. Pemilihan jenis pasir untuk cetakan melibatkan bebrapa factor penting seperti bentuk dan ukuran pasir. Sebagai contoh , pasir halus dan bulat akan menghasilkan permukaan produk yang mulus/halus. Untuk membuat pasir cetak selain dibutuhkan pasir komposisi tertentu dan siap dipakai sebagi bahan pembuat cetakan. juga pengikat (bentonit atau clay/lempung) dan air.

Adapun syarat-syarat pasir cetak :

a)        Mudah dibentuk (plastis) dan tidak mudah gugur/ rontok

Pasir yang dipakai harus fleksibel karena bentuk yang dicetak terkadang memiliki bentuk yang rumit atau banyak lekuk-lekukan, maka pasir harus bisa menyesuaikan dengan kontur model yang telah dibuat.

b)        Mempunyai permeabilitas

Specimen pasir cetak harus mampu mengalirkan gas yang baik. Udara yang terdapat dalam coran bila tidak dikeluarkan maka akan mengakibatkan korosi atau cacat dalam coran. Maka gas harus mampu melewati rongga-rongga pasir cetak tersebut tanpa harus mengurangi kekuatan dari pasir tersebut.

c)        Tahan terhadap suhu yang tinggi

Dalam pengecoran logam suhu yang dihasilkan dari logam cair sangatlah tinggi, maka dari itu cetakan harus mampu menahan suhu yang sangat tinggi. Suhu Aluminium cair bisa mencapai ± 400⁰ C, sehingga pasir cetak harus memiliki ketahanan suhu yang lebih tinggi.

d)       Mempunyai distribusi butir pasir yang sama

Dalam pengecoran sebisa mungkin harus menghasilkan permukaan yang halus dan presisi agar bila dikerjakan dengan mesin nantinya bisa lebih cepat. Untuk mendapatkan hasil yang demikian maka cetakan dalam pengecoran harus memiliki ukuran-ukuran butir pasir yang sama. Apabila ukuran butiran tidak seragam akan mengakibatkan ukuran yang kurang presisi, serta daya rekat antar butiran pasir akan kurang kuat bila ukuran butiran tidak sama.

e)        Bisa digunakan berulang-ulang

Dalam segi ekonomis di industry pastinya menginginkan biaya produksi yang rendah namun menghasikan produk yang berkualitas. Begitu pula dengan pasir cetak yang digunakan, hendaknya bisa digunakan untuk proses pengecoran selanjutnya, yakni dengan mengolah kembali pasir cetak yang sudah tidak terpakai dengan disaring kembali dan dipilih butiran pasir yang sama dengan saringan.

C.      Pengolahan Pasir Cetak

Pasir Cetak adalah pasir yang dicampur dengan bahan pengikat. Pasir Cetak bisa diambil dari sungai, bisa pasir gunung, bisa juga pasir pantai. Cetakan yang menggunakan pasir mempunyai ketahanan terhadap panas yang tinggi dan juga mampu mengalirkan udara yang baik, sebab pori-pori dari cetakan tersebut sangat besar.Bahan Pengikat biasanya adalah bahan lempung atau tetes tebu. Lempung digunakan untuk mengikat butir-butiran pasir agar bisa menjadi satu atau saling lekat. Air digunakan agar lempung dan pasir menjadi lembek sehingga mudah untuk dibentuk, meskipun nantinya kadar air saat cetakan digunakan harus rendah bahkan hampir tidak ada.

D.      Pembuatan Cetakan Pasir

Sebelum melakukan proses pengecoran dilakukan terlebih dahulu proses pembuatan cetakan yang terbuat dari bahan pasir serta campuran dari tanah liat dan air secukupnya. Pasir dan tanah liat dicampaur jadi satu lalu dibentuk sesuai dengan bentuk benda yang akan di cor. Proses pembuatan cetakan pasir seperti gambar 1 dan gambar 2 berikut.

Gambar1. Pasir yang digunakan untuk membuat cetakan

Gambar 2. Proses pembuatan cetakan pasir

Ada tiga jenis cetakan pasir yaitu green sand, cold-box dan no-bake mold. Cetakan yang banyak digunakan dan paling murah adalah jenis green sand mold (cetakan pasir basah). Kata “basah” dalam cetakan pasir basah berati pasir cetak itu masih cukup mengandung air atau lembab ketika logam cair dituangkan ke cetakan itu. Istilah lain dalam cetakan pasir adalah skin dried. Cetakan ini sebelum dituangkan logam cair terlebih dahulu permukaan dalam cetakan dipanaskan atau dikeringkan. Karena itu kekuatan cetakan ini meningkat dan mampu untuk diterapkan pada pengecoran produk-produk yang besar. Dalam cetakan kotak dingin (box-cold-mold), pasir dicampur dengan pengikat yang terbuat dari bahan organik dan in-organik dengan tujuan lebih meningkatkan kekuatan cetakan. Akurasi dimensi lebih baik dari cetakan pasir basah dan sebagai konsekuensinya jenis cetakan ini lebih mahal. Dalam cetakan yang tidak dikeringkan (no-bake mold), resin sintetik cair dicampurkan dengan pasir dan campuran itu akan mengeras pada temperatur kamar. Karena ikatan antar pasir terjadi tanpa adanya pemanasan maka seringkali cetakan ini disebut juga cold-setting processes. Selain diperlukan cetakan yang tinggi, beberapa sifat lain cetakan pasir yang perlu diperhatikan adalah permeabilitas cetakan (kemampuan untuk melakukan udara/gas).