ANALISIS HASIL PENGECORAN SENTRIFUGAL DENGAN MENGGUNAKAN MATERIAL ALUMINIUM
SUHADA AMIR MUKMININ 123030037
Pembimbing : IR. BUKTI TARIGAN .MT IR. ENDANG ACHDI .MT
Latar Belakang CACAT–CACAT PENGECORAN
Mempelajari Pengecoran sentrifugal
Hasil pengecoran sentrifugal
SIFAT MEKANIK
Tujuan 1. 2. 3.
Untuk mempelajari proses pengecoran, khususnya pengecoran sentrifugal. Untuk mempelajari cacat-cacat dan sifat mekanik hasil pengecoran sentrifugal. Untuk menganalisa penyebab terjadinya cacat dan pencegahannya.
Rumusan Masalah 1. Bagaimana mengetahui persiapan pengecoran dan pelaksanaan pengecoran sentrifugal. 2. Bagaimana mengetahui pengambilan data hasil pengecoran dan menganalisa data tersebut.
Batasan Masalah 1. Melakukan percobaan pengecoran dengan menggunnakan mesin pengecoran sentrifugal yang ada di Lab Material Teknik Mesin UNPAS. 2. Menggunakan material aluminium silikon. 3. Melakukan uji visual, uji metalografi, dan uji keras pada hasil pengecoran.
Metodologi
Mulai Studi Literatur
Identifikasi Masalah Perencanaan Pengecoran Pengadaan material dan alat Percobaan Pengecoran Produk Pengujian Data dan Analisa
Kesimpulan Selesai
Mesin Pengecoran Sentrifugal Cetakan Saluran Masuk
Roda penopang
puli
motor
Perencanaan Pengecoran a. menghitung volume cor 𝜋 𝜋 2 V=( x92 )-( x802 )x300 4 4
V= (6644.24)-(5024)x300 V= 1620.24x300 V= 486072 mm3 V= 486.072 cm3 Diketahui :
b. menghitung kapasitas cor
d1 : 92 mm
m= ρAl x V
d2 : 80 mm
m= 2.7 x 486.072
ℓ : 300 mm
m= 1361.0016 gr
t
m= 1,36 kg
: 6 mm
ρAl : 2,7 gr/cm3
Proses Pengecoran
1. PELEBURAN LOGAM
5. PENUANGAN LOGAM CAIR
2. PRE-HEATING CETAKAN
3. PELAPISAN CETAKAN
6. PROSES PENDINGINAN
4. PRE-HEATING SALURAN MASUK
7. PROSES PEMBONGKARAN HASIL PENGECORAN
Percobaan Pengecoran Percobaan
1
2
Temperatur Temperatur Temperatur Pre-heat tuang (°C) Cetakan (°C)
800
800
Hasil
Keterangan
145
Pada saat penuangan aluminium cair, cetakan dalam keadaan berputar
386
Pada saat penuangan aluminium cair, cetakan dalam keadaan diam, sampai aluminium cair mengisis setengah dari cetakan kemudian cetakan diputar
Visual Test Hasil Pengecoran Sentrifugal Percobaan Pertama Cacat cold shut adalah cacat dimana hasil coran tidak memenuhi cetakan, karena logam cair membeku sebelum memenuhi semua cetakan.
Penyebab : 1. Temperatur pre-heating cetakan yang rendah 2. Temperatur tuang yang terlalu rendah.
Pencegahan : Dengan menaikan temperatur pre-heating cetakan dan temperatur tuang.
Porosity adalah cacat berupa lubang-lubang pada permukaan maupun pada bagian dalam benda cor.
Penyebab : Terperangkapnya gas hidrogen (H2) pada aluminium cair.
Pencegahannya : 1. Proses degassing dengan menggunakan gas (gas clorine, gas argon dan gas nitrogen) atau tablet (NaCl, KCl, dll) 2. Penambahan flux (NaCl, Na2SiF6, NaF, dll) 3. Menaikan kecepatan putaran 4. Menurunkan temperatur tuang
Visual Test Hasil Pengecoran Sentrifugal Percobaan Kedua Cacat cold shut tidak terjadi, logam cair mengisi seluruh cetakan
Cacat porosity masih tampak pada hasil pengecoran kedua ini.
Struktur Makro
Arah Longitudinal
• •
Arah Transvesal
Butir yang tersebar merata dan tidak adanya grain flow yang mengikuti alur atau kontur produk merupakan karekteristik hasil proses pengecoran (casting). Pada struktur makro diatas juga terdapat cacat porosity yang ditujukan dengan adanya lubang-lubang pada spesimen uji.
Arah Longitudinal
Arah Transvesal
Struktur Mikro ANALISA STRUKTUR MIKRO : • Memiliki bentuk butir equiaxial yang halus • Bentuk butir equiaxial yang halus ini disebabkan karena pendinginan yang cepat sehingga butir tersebut tidak sempat berkembang, dan karena adanya gaya sentrifugal yang menyebabkan kecepatan solidifikasi akan semakin meningkat. • Adanya cacat porosity disebabkan karena terperangkapnya gas hidrogen (H2)
Perbandingan Struktur Mikro Aluminium Alloy 443.0
Atlas of Microstructures of Industrial Alloys 8th Edition. Hal :259
Komposisi
Nilai (%)
Si
4.5 – 6.0
Fe
0.8
Cu
0.6
Mn
0.5
Mg
0.05
Cr
0.25
Ni
-
Zn
0.25
Ag
-
Ti
0.25
Sn
-
Hasil Uji Keras Uji Keras Rockwell skala HRb menggunakan Identor berupa bola baja dengan diameter 1/16 Inchi dan beban uji 100 Kgf.
Titik 1
22
2
23
3
21
4
25.5
5 Rata - Rata
harga kekerasan (HRb)
21.5 22.6
30
Harga Kekeran (HRb)
Spesimen uji
25
22
23
1
2
25.5 21.5
21
20 15 10 5 0 3 Titik
4
5
Analisa Hasil Uji Keras 1. Standar kekerasan aluminium alloy 443.0 adalah 45 HB dengan indentor bola baja 10 mm dan beban 500 kg (Aluminium Casting Technology 2an edition, hal 86). 2. Untuk membandingkan nilai kekerasan dari spesimen hasil pengecoran sentrifugal dengan harga kekerasan standar aluminium alloy 443.0 dilakukan dengan cara mengkonversikan harga kekerasan Rockwell B (HRb) ke harga kekerasan brinel (HB) maka akan didapat nilai 22.6 HRb sama dengan 65.3 HB. 3. Meningkatnya harga kekerasan ini akibat bentuk butir yang halus karena pendinginan yang cepat dan adanya gaya sentrifugal sehingga butir tidak sempat berkembang.
KESIMPULAN 1.
2.
3. 4.
Tahapan proses pengecoran sentrifugal dengan menggunakan material aluminium adalah sebagai berikut : a) Peleburan aluminium b) Pre-heat cetakan c) Pelapisan cetakan d) Pre-heat saluran masuk e) Penuangan aluminium cair f) Proses pendinginan g) Pembongkaran produk cor Pada percobaan pengecoran sentrifugal dengan temperatur pre-heating cetakan 145°C hasilnya aluminium cair tidak mengisi seluruh rongga cetakan,sedangkan dengan temperatur pre-heating cetakan 386°C aluminium cair mengisi seluruh rongga cetakan, artinya semakin tinggi temperatur pre-heating cetakan maka akan memperlambat pembekuan aluminium cair sehingga aluminium cair dapat mengisi seluruh rongga cetakan. Adanya cacat porosity pada hasil coran karena terperangkapnya gas hidrogen (H2) ketika aluminium cair bereaksi dengan udara luar, uap air di dalam udara akan beraksi dengan aluminium cair untuk membentuk gas hidrogen (H2). Aluminium hasil pengecoran sentrifugal memiliki harga kekerasan 65,3 HB sedangkan standar kekerasan aluminium alloy 443.0 adalah 45 HB. Meningkatnya harga kekerasan ini akibat bentuk butir yang halus karena pendinginan yang cepat dan adanya gaya sentrifugal sehingga butir tidak sempat berkembang.
SARAN 1. Perlu dilakukan proses degassing untuk mengeluarkan gas hidrogen yang ada pada aluminium cair dengan cara menggunakan tablet (NaCl, KCl, dll) atau menggunakan gas (gas clorine, gas argon dan gas nitrogen). dan penambahan flux untuk menutupi atau covering permukaan logam Aluminium cair agar terhindar dari masuknya gas hidrogen kedalam logam aluminium cair. 2. Dilakukan modifikasi pada mesin pengecoran sentrifugal diantaranya pada motor penggerak agar bisa mengatur kecepatan putar cetakan, dan mendesain dimensi cetakan dengan menambahkan tirus pada bagian dalam cetakan agar proses pelepasan hasil pengecoran lebih mudah dikeluarkan.
TERIMA KASIH
LAMPIRAN
