sand casting/cetakan pasir

BAB V CARA-CARA PENGECORAN KHUSUS Menurut jenis cetakan yang digunakan proses pengecoran dapat diklasifikan menjadi dua katagori : 1. Pengecoran dengan cetakan sekali pakai. 2. Pengecoran dengan cetakan permanen. 5.1 Pengecoran dengan cetakan sekali pakai Pada proses pengecoran dengan cetakan sekali pakai, untuk mengeluarkan produk corannya cetakan harus dihancurkan. Jadi selalu dibutuhkan cetakan yang baru untuk setiap pengecoran baru, sehingga laju proses pengecoran akan memakan waktu yang relatif lama. Tetapi untuk beberapa bentuk geometri benda cor tersebut, cetakan pasir dapat menghasilkan coran dengan laju 400 suku cadang perjam atau lebih. Pada proses cetakan permanen, cetakan biasanya di buat dari bahan logam, sehingga dapat digunakan berulang-ulang. Dengan demikian laju proses pengecoran lebih cepat dibanding dengan menggunakan cetakan sekali pakai, tetapi logam coran yang digunakan harus mempunyai titik lebur yang lebih rendah dari pada titik lebur logam cetakan. 5.1.1 Cetakan Pasir Cetakan Pasir merupakan cetakan yang paling banyak digunakan, karena memiliki keunggulan : 1. Dapat mencetak logam dengan titik lebur yang tinggi, seperti baja, nikel dan titanium; 2. Dapat mencetak benda cor dari ukuran kecil sampai dengan ukuran besar; 3. Jumlah produksi dari satu sampai jutaan. Tahapan pengecoran logam dengan menggunakan cetakan pasir sebagai berikut : 1. Pembuatan pola, sesuai dengan bentuk coran yang akan dibuat; 2. Persiapan pasir cetak; 3. Pembuatan cetakan; 4. Pembuatan inti (bila diperlukan); 5. Peleburan logam; 6. Penuangan logam cair kedalam cetakan; 7. Pendinginan dan pembekuan; 8. Pembongkaran cetakan pasir; 9. Pembersihan dan pemeriksaan hasil coran; 10. Produk cor selesai. Tahapan pembuatan cetakan pasir : 1. Pemadatan pasir cetak di atas pola; 2. Pelepasan pola dari pasir cetak rongga cetak; 3. Pembuatan saluran masuk dan riser; 4. Pelapisan rongga cetak; 5. Bila coran memiliki permukaan dalam (mis : lubang), maka dipasang inti; 6. Penyatuan cetakan; 7. Siap untuk digunakan.

Cetakan dan Pembuatan Cetakan Pasir cetak yang sering dipakai adalah : Pasir silika (SiO2), atau Pasir silika yang dicampur dengan mineral lain (mis. tanah lempung) atau resin organik (mis. resin phenolik, resin turan, dsb).

Ukuran butir yang kecil akan menghasilkan permukaan coran yang baik, tetapi ukuran butir yang besar akan menghasilkan permeabilitas yang baik, sehingga dapat membebaskan gas-gas dalam rongga cetak selama proses penuangan. Cetakan yang dibuat dari ukuran butir ynag tidak beraturan akan menghasilkan kekuatan yang lebih tinggi dari pada butir yang bulat, tetapi permeabilitasnya kurang baik. Beberapa indikator untuk menentukan kualitas cetakan pasir : 1. Kekuatan, kemampuan cetakan untuk mempertahankan bentuknya dan ketahanannya terhadap pengikisan oleh aliran logam cair. Hal ini tergantung pada bentuk pasir, kualitas pengikat dan faktor-faktor yang lain. 2. Permeabilitas, kemampuan cetakan untuk membebaskan udara panas dan gas dari dalam cetakan selama operasi pengecoran melalui celah-celah pasir cetak. 3. Stabilitas termal, kemampuan pasir pada permukaan rongga cetak untuk menahan keretakan dan pembengkokan akibat sentuhan logam cair. 4. Kolapsibilitas (collapsibility), kemampuan cetakan membebaskan coran untuk menyusut tanpa menyebabkan coran menjadi retak. 5. Reusabilitas, kemampuan pasir (dari pecahan cetakan) untuk digunakan kembali (didaur ulang). Klarifikasi Cetakan Pasir : a. Cetakan pasir basah. b. Cetakan pasir kering, atau c. Cetakan kulit kering. A.

Cetakan pasir basah dibuat dari campuran pasir, lempung, dan air. Keunggulan : 1. Memiliki kolapsibilitas yang baik. 2. Permeabilitas baik. 3. Reusabilitas yang baik, dan 4. Murah. Kelemahan : Uap lembab dalam pasir dapat menyebabkan kerusakan pada berberapa coran,tergantung pada logam dan geometri coran. B. Cetakan pasir kering dibuat dengan menggunakan bahan pengikat organik, dan kemudian cetakan dibakar di dalam sebuah oven dengan temperatur berkisar antara 204o sampai 316o C. Pembakaran dalam oven dapat memperkuat cetakan dan mengeraskan permukaan rongga cetakan. Keunggulan : Dimensi produk cetak lebih baik. Kelemahan : 1. Lebih mahal dibandingkan dengan cetakan pasir basah; 2. Laju produksi lebih rendah karena dibutuhkan waktu pengeringan; 3. Pemakaian terbatas untuk coran yang medium dan besar dalam laju produksi (rendah atau medium). C.

Cetakan kulit kering diperoleh dengan mengeringkan permukaan pasir basah dengan kedalaman 1,2 cm sampai dengan 2,5 cm pada permukaan rongga cetakan.Bahan perekat khusus harus ditambahkan pada campuran pasir untuk memperkuat permukaan rongga cetak. Klasifikasi cetakan yang telah dibahas merupakan klasifikasi konvensional. Saat ini telah dikembangkan cetakan yang menggunakan pengikat bahan kimia. Beberapa bahan pengikat yang tidak menggunakan

proses pembakaran, seperti antara lain resin turan, penolik, minyak alkyd. Cetakan tanpa pembakaran ini memiliki kendali dimensi yang baik dalam aplikasi produksi yang tinggi. Proses Pengecoran dengan Cetakan Khusus : Proses pengecoran telah dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan khusus.Perbedaan antara metode ini dengan metode cetakan pasir terdapat dalam komposisi bahan cetakan, cara pembuatan cetakan, atau cara pembuatan pola. Cetakan kulit (shell molding) ditunjukkan dalam gambar 3.4 : Menggunakan pasir dengan pengikat resin termoset

Gambar 3.4 tahapan pembuatan cetakkan kulit Cara pembuatan : (1) Pada logam dipanaskan dan diletakan diatas kotak yang telah berisi campuran pasir dengan resin termoset; (2) Kotak dibalik sehingga campuran pasir dan resin jatuh diatas pola yang masih panas, membentuk lapisan campuran yang melapisi permukaan pola sehingga membentuk kulit keras; (3) Kotak dikembalikan ke posisi semula, sehingga kelebihan campuran pasir kembali jatuh kedalam kotak; (4) Kulit pasir dipanaskan dalam oven selama beberapa menit hingga seluruhnya mengering; (5) Cetakan kulit dilepaskan dari polanya; (6) Dua belahan cetakan kulit dirakit, di support dengan pasir atau butiran logam dalam sebuah rangka cetak, dan kemudian dilakukan penuangan; (7) Coran yang telah selesai dengan saluran turun dilepaskan dari cetakan. Keuntungan dari cetakan kulit :

1.

Permukaan rongga cetak lebih halus dibandingkan dengan cetakan pasir

basah; 2.

Permukaan yang halus tersebut memudahkan logam cair selama penuangan dan dihasilkan permukaan akhir yang lebih baik; 3. Dimensi lebih akurat; 4. Memilki kolapsibilitas yang sangat baik, sehingga dapat dihindarkan terjadinya keretakan pada hasil coran. Kelemahan : Pola logam lebih mahal dibandingkan dengan pola yang digunakan pada cetakan pasir basah dan Kurang cocok bila digunakan untuk jumlah produksi yang rendah (hanya cocok untuk produksi massal). Contoh penggunaan : roda gigi, value bodies, bushing, camshaft.