BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Dimana worm screw ini terdapat pada mesin pengepress (screw press). Pada mesin,

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pendahuluan 2.1.1 Worm screw Worm screw adalah salah satu peralatan yang terdapat pada pabrik kelapa sawit. Dimana worm screw ini terdapat pada mesin pengepress (screw press). Pada mesin, fungsi dari pada worm screw untuk memindahkan sekaligus mengepres buah sawit sehingga ampas terpisah dari cairan baik itu berupa air maupun minyak. Worm screw terdiri dari dua unit, yang mana masing-masing unit memiliki ulir yang berlawanan dan arah putar yang berlawanan. Jarak ulir yang satu dengan yang lainnya tidak sama, dimana jarak ulir yang satu dengan yang lain semakin mengecil. Berikut ini adalah gambar dari worm screw.

Gambar 2.1 Worm Screw Dalam proses pengecoran worm screw menggunakan cetakan pasir, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu ; pemilihan material, pembuatan pola pisau, sistem rencana pengecoran (saluran turun, cawan tuang, pengalir, saluran masuk, dan penambah), pasir cetak, peleburan, penuangan, dan pengujian.

Universitas Sumatera Utara

Worm screw yang digunakan terbuat dari baja bahan cor, yaitu baja paduan. Baja merupakan paduan yang terdiri dari besi, karbon dan unsur lainnya. Karbon merupakan salah satu unsur terpenting karena dapat meningkatkan kekerasan dan kekuatan baja. Kandungan karbon didalam baja sekitar 0,1-0,7%, sedangkan unsur lain dibatasi persentasenya. Unsur paduan yang bercampur didalam lapisan baja untuk membuat baja bereaksi terhadap pengerjaan panas atau menghasilkan sifat-sifat khusus. Baja merupakan logam yang paling banyak digunakan keteknikan seperti pembentukan pelat, lembaran, pipa, batang, profil dan lain sebagainya. Unsur karbon adalah unsur campuran yang sangat penting dalam pembentukan baja, jumlah persentase dan bentuknya membawa pengaruh yang amat besar terhadap sifatnya. Tujuan penambahan unsur campuran lain kedalam baja adalah untuk mengubah pengaruh unsur karbon. Apabila dibandingkan dengan kandungan karbonnya maka dibutuhkan sejumlah besar unsur campuran lain untuk menghasilkan sifat yang dikehendaki pada baja. Unsur-unsur campuran itu yaitu silikon (Si), mangan (Mn), chrom (Cr), molibden, dan nikel (N). 2.1.2 Screw Conveyor Screw conveyor adalah merupakan salah satu perlengkapan produksi pada suatu pabrik kelapa sawit. Alat ini memiliki ulir dan arah putaran searah jarum jam. Dimana masing-masing ulir antara satu dengan yang lainnya mempunyai jarak yang sama. Dimana fungsinya adalah untuk memindahkan buah maupun ampas kelapa sawit. Dari segi fisiknya screw conveyor dibuat dari bahan baja cor namun kekuatannya lebih rendah dibandingkan dengan screw press.


2.1.3 Baja cor Baja cor digolongkan kedalam baja karbon dan baja paduan. Coran baja karbon adalah paduan besi karbon dan digolongkan menjadi 3 macam yaitu : baja karbon rendah (C<0,20%), baja karbon menegah (0,20-0,50%) dan baja karbon tinggi (C>0,50%). Kadar karbon yang rendah menyebabkan kekuatan rendah, perpanjangan yang tinggi dan harga bentur serta mampu las yang baik. Baja cor mempunyai struktur yang buruk dan sifat yang getas apabila tidak diadakan perlakuan panas dengan cara pelunakan atau penormalan maka baja cor menjadi ulet dan strukturnya menjadi halus. Titik cairnya kira-kira 1500oC. (literatur 3 hal.5) Baja cor paduan adalah baja cor yang ditambah unsur-unsur paduan. Salah satu atau beberapa dari unsur-unsur paduan seperti mangan, khrom, molybdenum atau nikel dibutuhkan untuk memberikan sifat-sifat khusus dari baja paduan tersebut misalnya sifat-sifat ketahanan aus, ketahanan asam, korosi atau keuletan. Contoh baja cor adalah baja cor tahan karat dan baja cor tahan panas. 2.1.4 Baja paduan Baja paduan didefenisikan sebagai suatu baja yang dicampur dengan satu atau lebih unsur campuran seperti nikel, kromium, molibden, vanadium, mangan, dan wolfram yang berguna untuk memperoleh sifat-sifat yang dikehendaki (keras, kuat dan liat), tetapi unsur karbon tidak dianggap sebagai salah satu unsur campuran. Penambahan unsur didalam baja karbon dapat dilakukan dengan satu unsur atau lebih dan tergantung pada karakteristik atau sifat-sifat baja yang dibuat. Suatu kombinasi antara dua unsur atau lebih unsur campuran memberikan sifat khas dibandingkan dengan satu unsur campuran, misalnya baja yang dicampur dengan kromium dan nikel


akan menghasilkan baja yang mempunyai sifat keras dan kenyal. Adapun pengaruh unsur-unsur campuran terhadap sifat-sifat baja adalah sebagai berikut : 1. Baja karbon mempunyai kekuatan yang terbatas dan tegangan pada baja yang berpenampang besar harus dikurangi. Kekuatan baja dapat dinaikkan dengan menamba unsur campuran seperti nikel, mangan, dalam jumlah yang kecil kedalam besi dan menguatkannya. 2. Kekenyalan baja dapat diperoleh dengan menambah sedikit nikel yang menyebabkan butiran-butirannya menjadi halus. 3. Ketahanan pemakaian baja dapat diperoleh dengan menambah unsur penstabil karbid, misalnya kromium dan nikel sehingga terjadi penguraian karbid. Cara lain untuk menghasilkan ketahanan pakai adalah dengan menambah nikel atau mangan agar transformasi temperatur rendah, dan akan menyebabkan pembentukan austenit dengan jalan pendinginan. Baja paduan ini dilakukan pengerjaan panas untuk kekerasan dan ketahanan. 4. Kekerasan dan kekuatan baja karbon akan mulai turun bila temperatur mencapai 250oC. Ketahanan panas dapat diperoleh dengan menaikkan temperatur transformasi dengan cara menambahkan krom dan wolfram atau dengan merendahkan temperatur transformasi dengan menambahkan nikel yang menghasilkan

suatu

struktur

austenit

setelah

dilakukan

pendinginan.

Pertumbuhan butiran berhubungan dengan pemanasan pada temperatur tinggi tetapi dapat diimbangi dengan penambahan unsur nikel. Unsur kromium cendrung menaikkan pertumbuhan butiran dan penambahan nikel akan menyebabkan baja kromium tahan terhadap temperatur tinggi. Agar dapat


memperbaiki ketahanan baja terhadap beban rangka maka ditambahkan sejumlah kecil molibdem. 5. Ketahanan baja terhadap tahan karat diperoleh dengan menambahkan unsur krom sampai 12% sehingga membentuk lapisan tipis berupa oksida pada permukaan baja untuk mengisolasikan antara besi dengan unsur-unsur yang menyebabkan karatan. Baja tahan karat yang paling baik terutama pada temperatur tinggi, yaitu diperoleh dengan cara menggunakan nikel dan kromium bersama-sama untuk menghasilkan suatu struktur yang berlapis. 2.2 Struktur dan Sifat-sifat Baja Cor 2.2.1 Struktur coran baja Baja karbon adalah paduan dari sistem besi-karbon. Kadar karbonnya lebih rendah dari pada kadar karbon pada besi cor dan biasanya kurang dari 1,0%C. Sebagai unsur-unsur tambahan selain karbon, baja cor mengandung 0,20 sampai 0,70 Si, 0,5 samapai 100% Mn, fosfor dibawah 0,06 dan belerang dibawah 0,06%. Struktur mikro dari baja karbon yang mempunyai kadar karbon kurang dari 0,8% terdiri dari ferit dan perlit. Kadar karbon yang lebih tinggi menambah jumlah perlit. Dalam hal ini apabila kadar karbon diatas 0,8% baja ini terdiri dari perlit dan sementit yang terpisah. Kadar karbon yang lebih tinggi menambah jumlah sementit. 2.2.2 Sifat-sifat coran baja karbon Kalau kadar karbon dari baja cor bertambah, kekutannya bertambah. Penambahan mangan juga memberikan kekuatan tarik yang lebih tinggi tetapi pengaruhnya kurang dibandingkan dengan karbon. Coran baja karbon biasanya dilunakkan, dinormalkan dan ditemper sebelum dipakai. Dibandingkan dengan melunakkan, menormalkan coran baja


karbon memberikan butir-butir halus dan memberikan harga yang lebih tinggi untuk batas mulur dan serta kekuatan tarik.

Gambar 2.2 Pengaruh kandungan karbon dan perlakuan panas pada sifat-sifat mekanik (Sumber : Tata Surdia M.S, Kenji Chijiiwa, 1986, hal 34)

Perbaikan dari sifat-sifat baja cor dengan jalan menormalkan sangat jelas apabila kadar karbonnya lebih tinggi. Kalau coran baja ditemper pada 6500C setelah dilunakkan, maka batas mulur, kekuatan tariknya menurun sedangkan perpanjangan dan pengecilan luasnya lebih baik. Gambar 2.2 menunjukkan pengaruh kadar karbon dan keadaan pengolah-panasan kepada sifat-sifat mekanis dari coran baja karbon.


Gambar 2.3 Data dari pengujian tarik panas dari baja cor karbon dinormalkan (Sumber : Tata Surdia M.S, Kenji Chijiiwa, 1986, hal 34)

Gambar 2.3 menunjukkan hasil pengujian tarik dari baja karbon yang dinormalkan pada berbagai temperatur. Kekuatan baja karbon sangat turun, diatas kirakira 300oC. Perpanjangan dan pengecilan luas turun kalau temperatur meningkat sampai 200oC dan naik diatas 200oC. (literatur 3 hal. 34) Untuk mengukur sifat-sifat mekanis dari baja cor karbon, batang uji diambil dari bagian-bagian yang berhubungan dengan badan utama atau dari coran yang terpisah dicor bersama-sama yang kemudian dilunakkan, dinormalkan dan ditemper sebelum pengujian. 2.3 Struktur dan Sifat-sifat Baja Cor Khusus Baja cor khusus terdiri dari cor paduan rendah dan baja cor paduan tinggi yang dibuat dengan menambahkan macam-macam unsur paduan kepada baja cor karbon. Mangan dan juga sisilium biasanya selalu tercampur waktu pengolahan baja, sehingga dalam hal ini baja cor tidak dapat disebut baja cor khusus, kecuali kalau unsur-unsur tersebut ditambahkan sebagai unsur paduan.


Baja ini disebut baja paduan rendah apabila unsur paduannya ditambahkan 1 sampai 2% dan disebut baja paduan menengah apabila unsur paduannya ditambahkan 2 sampai 5% dan disebut baja paduan tinggi apabila unsur paduannya diatas harga tadi.(literatur 3 hal. 35) 2.3.1 Baja cor paduan rendah Baja cor dikeraskan dan dikuatkan dengan pencelupan dingin tetapi mampu kerasnya agak buruk dan hanya kulitnya yang keras. Lapisan yang mengeras menjadi lebih tebal dengan menambah Mn, Cr, Mo, atau Ni. Baja tersebut boleh dikatakan mempunyai mampu keras yang tinggi. Hal ini disebabkan karena karbon larut dalam austenit yang menyebabkan baja menjadi keras dengan pencelupan dingin.(literatur 3 hal. 36)

Gambar : 2.4 Kadar Karbon dan kekerasan Maksimum Baja setelah di celup dingin (Sumber : Tata Surdia M.S, Kenji Chijiiwa, 1986, hal 35)

Gambar 2.4 menunjukkan hubungan antara kekerasan yang tertinggi dari berbagai baja yang dicelupkan terhadap berbagai kadar karbon. Kalau kadar karbon rendah, kekerasan tertinggi akan bertambah dengan bertambahnya kadar karbon, tetapi tidak demikian untuk kadar karbon lebih dari 0,5-0,6%. Hubungan antara kadar karbon dan kekerasan ini dapat dipergunakan untuk baja karbon, karena kekerasan yang


tertinggi ditentukan oleh kadar karbon, sedangkan macam atau kadar unsur paduan hanya memperdalam lapisan yang keras dan tidak menambah kekerasan. Dalam penormalan, walaupun baja mempunyai mampu keras tinggi akan terhadap perbedaan kekerasan yang kecil antara kulit dan bagian tengahnya. Tetapi kalau baja karbon dikeraskan dengan menambah unsur paduan maka kekerasan baja yang dinormalkan bertambah sebanding dengan kekuatannya.(literatur 3 hal. 6) Pada umumnya sifat-sifat baja cor menjadi lebih buruk kalau massanya bertambah. Karena massanya besar, bagian tengahnya mempunyai kekuatan dan keuletan yang lebih buruk dibanding dengan kulitnya. Hal ini disebabkan oleh perbedaan dan perbandingan pembekuan. Kalau massa menjadi besar, dibagian yang lebih dekat ke tengah, pembekuannya menjadi lebih lambat dan strukturnya menjadi lemah. Baja cor paduan rendah terdiri dari beberapa macam seperti diuraikan dibawah ini : baja cor mangan rendah dan baja cor krom mangan mempunyai mampu keras yang lebih tinggi dari pada baja cor karbon biasa, sehingga dengan pengolahan panas yang cocok didapat baja yang murni dan ulet. Baja cor paduan karbon rendah dipergunakan untuk bagianbagian mesin yang memerlukan kekuatan dan keuletan, dan baja cor paduan karbon tinggi dipakai untuk roda gigi karena sangat baik ketahanan ausnya.(literatur 3 hal. 36) 2.3.2 Baja cor tahan karat Baja cor tahan karat adalah baja yang diperbaiki tahanan korosinya dengan menambah nikel atau krom, dan ini akan memberikan katahanan korosi, ketahanan panas dan ketahanan dingin yang baik sekali dibandingkan dengan baja cor karbon biasa. Baja didalam air atau udara akan berkarat oleh oksidasi, sedangkan baja paduan dengan kandungan krom lebih dari harga tertentu mempunyai sifat pasif terhadap oksidasi dan bebas dari karat.


Kandungan krom yang banyak cendrung untuk membuat sifat pasif dan kebanyakan baja tahan karat mengandung krom lebih dari 12%. Selanjutnya apabila nikel ditambahkan, maka ketahanan korosi, keuletan pada temperatur rendah, mampu olah dan mampu lasnya sangat diperbaiki. Baja tahan karat ini dapat digolongkan menjadi baja tahan karat martensit, austenit dan ferit sesuai dengan struktur mikronya. Baja cor tahan karat martensit mempunyai mampu keras dan ketahanan korosi yang paling baik dalam keadaan setelah dicelup dingin dan ditemper. Contoh khas adalah baja cor yang mengandung 13% krom yang mempunyai mampu keras sendiri dengan pengerasan alam yaitu pendinginan udara luar. Baja ini cocok sekali untuk dipakai pada atmosfir yang bersifat korosi ringan dan cocok untuk sesuatu yang memerlukan kekuatan, kekerasan dan ketahanan aus yang tinggi, sebagai contoh sebagai saluran dan rumah-rumah untuk turbin. Baja cor tahan karat austenit yang khas adalah baja cor 18 Cr-8 Ni yang mempunyai katahanan korosi dan sifat mekanis yang baik. Struktur dari sistem Fe-NiCr menjadi austenit lengkap pada komposisi 18% Cr-18-Ni, dimana ketahanan korosi yang terbaik tak akan didapat kecuali apabila karbon larut dalam austenit dan tidak megendap secara terpisah. Oleh karena itu baja cor ini dipakai setelah menjadi austenit seluruhnya dan kemudian didinginkan dalam air setelah dipanaskan pada temperatur 1000oC-1100oC.(literatur 3 hal. 39) Baja cor tahan karat ferit mengandung krom lebih dari 16% tidak dapat dikeraskan dengan jalan pencelupan dingin. Baja ini ketahanan korosinya lebih kecil dibandingkan dengan baja tahan karat austenit, tetapi murah sehingga dipergunakan untuk komponen-komponen yang adanya hubungannya dengan industri kimia. Baja ini terutama baik sekali dalam ketahanan korosinya terhadap asam nitrat. Tetapi baja yang


mengandung krom lebih dari 18% akan kehilangan keuletannya dan akibat pengelasan menjadi getas dan mudah patah. 2.3.3 Struktur dan sifat-sifat dari baja cor tahan panas Umumnya, bahwa baja cor tahan panas adalah nama umum untuk baja cor yang dipakai pada temperatur tinggi yaitu diatas 650oC. Terdiri dari baja cor paduan tinggi dengan krom tinggi dan baja cor paduan tinggi dengan nikel tinggi sesuai dengan komposisi kimianya. Perbedaan dengan baja cor tahan karat ialah kandungan karbonnya lebih tinggi dan kekuatan yang tinggi pada temperatur tinggi. Sifat-sfat yang harus dipunyai oleh baja cor tahan panas adalah sebagai berikut (literatur 3 hal. 39) : 1. Kestabilan permukaan (tahan korosi dan tahan asam yang baik) 2. Kekuatan jalar pada temperatur tinggi 3. Keuletan pada temperatur tinggi 4. Tahanan yang tinggi terhadap kelelahan panas 5. Tahanan yang tinggi terhadap kegetasan karena pengaruh bonan 6. Tahanan aus yang baik dan deformasi yang kecil Baja cor tahan panas dipakai untuk bagian-bagian tungku peleburan logam, ketel uap, mesin jet, turbin gas dan tungku pemanas logam. 2.3.4 Struktur dan sifat-sifat dari baja cor mangan tinggi Baja cor mangan tinggi mengandung mangan 11 sampai 14% dan karbon 0,9 sampai 1,2% dimana harga perbandingan antara Mn dan C kira-kira 10%. Struktur setelah dicor sangat getas karena karbit mengendap pada batas butir austenit, sedangkan struktur yang dicelup dingin dalam air dari 1000oC menjadi austenit seluruhnya dan keuletannya menjadi lebih baik. Kekerasan baja ini kira-kira 200 HB. (literatur 3 hal. 39)


Tetapi dapat dikeraskan sampai kira-kira 550 HB dengan penempatan berulangulang dan pengerjaan dingin. Oleh karena itu ia mempunyai tahanan tinggi terhadap keausan dibawah beban lentur, dengan demikian ia dapat dipakai sebagai bahan penghancur, lapisan dari gilingan bola silangan rel dan seterusnya. 2.4 Dapur Induksi PT. Growth Sumatera Industri menggunakan dapur induksi untuk menghasilkan baja. dapur induksi mempunyai prinsip transformator yaitu arus bolak-balik dapat ditransformatorkan atau dapat mengubah tenaga arus bolak-balik dari tekanan yang tinggi ke tekanan yang rendah dengan arus yang tinggi. Dapur induksi mempergunakan tiga kumparan dengan mempergunakan arus berputar. Inti tidak dipergunakan pada dapur ini dan sebagai ganti inti dipergunakan cairan baja. Dapur ini mempergunakan arus liar yang kuat yang dialirkan kedalam cairan baja untuk dirubah menjadi panas, sehingga panas yang dihasilkan dapat digunakan untuk melebur logam/baja. Kesukaran yang timbul dalam mempergunakan dapur adalah merubah frekuensi tinggi menjadi frekuensi terbatas atau rendah. Lilitan primer terbuat dari tembaga yang dibuat berlubang untuk aliran air pendingin. Dinding dapur ini terbuat dari campuran asbes dengan semen dan untuk dapur yang besar (muatan lebih dari 1 ton) terbuat dari kayu berlapis asbes atau bahan non magnet yang tidak panas/cair karena arus listrik. Dapur ini dilengkapi dengan mekanik pengungkit agar mudah mengeluarkan isi dapur setelah selesai proses pembuatan baja. Cara kerjanya dapur sebagai berikut, pertama sekali dilakukan pengisian dapur dengan baja rongsokan/bekas setelah terlebih dahulu dipilih dan diketahui campuran unsur-unsurnya karena pada waktu proses


berlangsung sangat sukar untuk mengadakan analisa kimianya disebabkan proses didalam dapur waktunya sangat pendek ±20 menit. Setelah bahan-bahan dimasukkan arus listrik frekuensi tinggi mengalir ke lilitan primer sehingga didapat arus liar yang kuat dan seterusnya dialirkan ke muatan/bahan yang akan menimbulkan panas karena tahanan didalam dapur. Panas yang timbul didalam dapur digunakan untuk melebur logam dan setelah terjadi pencairan didalam dapur, pemanasan tetap dilakukan sampai pada temperatur yang dimestikan untuk pengeluaran baja yang diproses yang gunanya untuk dioksidasi cairan baja. Sewaktu pencairan baja terjadi maka terak cair dan bahan-bahan non metal berada disebelah atas (timbul kebagian atas cairan) dan terak cair dan non metal cair yang timbul keatas dikeluarkan dari dalam dapur. Didalam dapur ini terak cair tidak dapat diyakini (tidak sempurna) menutupi cairan sehingga kemugkinan dapat timbul oksidasi pada cairan. Untuk mencegah terjadinya oksidasi pada cairan baja didalam dapur, maka pada permukaan cairan dimasukkan gas reduksi. Setelah proses didalam dapur selesai, maka baja cair dikeluarkan dari dalam dapur yang ditampung oleh ladel untuk dibawa ketempat penyelesaian selanjutnya.

Gambar 2.5 Tanur induksi jenis kruss (Sumber : Tata Surdia M.S, Kenji Chijiiwa, 1986, hal 146)


2.5 Bentuk dan Ukuran Coran Dalam pengecoran bentuk dan ukuran yang sembarang dapat diizinkan, tetapi dalam beberapa hal produk-produk sukar dibuat dan mempunyai cacat yang tergantung pada bentuk dan ukurannya, sehingga kadang-kadang coran menjadi mahal. Oleh karena itu pertimbangan yang teliti tidak dapat dihindarkan. Pertama, bentuk dari pola hendaknya mudah dibuat. Pola yang sukar dibuat membutuhkan waktu dan biaya yang banyak. Pola harus sederhana kecuali jika pengerjaannya memang memerlukan kerumitan. Kedua, cetakan dari coran hendaknya mudah. Terutama harus dihindari bentukbentuk yang tidak dapat dicetak dengan cup dan drag saja atau kalau mungkin lebih baik tidak dengan permukaan pisau yang rumit. Ketiga, cetakan hendaknya tidak menyebabkan berbagai cacat dalam coran. Mereka tidak didinginkan kalau menyebabkan cacat dalam penuangan dan pembekuan walaupun pembuatan cetakan mudah. 2.5.1 Bentuk standar dan ukuran coran Ukuran coran harus ditentukan sedemikian sehingga coran mudah dibuat. Dinding yang sangat tipis salah air dan coran yang tidak baik, maka tebal minimum harus dipilih sesuai dengan bahannya. Pada tabel 2.1 menunjukkan tebal minimum dari coran pasir. Tabel 2.1 Ketabalan dinding minimum dari pengecoran pasir Ukuran Coran (mm) Bahan Besi cor Kelabu Basi cor mutu tinggi

Kurang dari 200

200 – 400

400 – 800

800 – 1250

1250 – 2000

2000 – 3200

3

4

5

8

8

10

4–5

5–6

6–8

8 – 10

10 – 12

12 – 16


Basi cor bergrafit bulat Baja cor

Baja tahan karat

Brons & kuningan Kuningan tegangan tinggi Paduan aluminium

5–6

6–8

8 – 10

10 – 12

12 – 16

16 – 20

5

6

8

10

12

16

8

10

12

16

20

25

2

2,5

3

4

5

6

3

4

5

6

8

10

2–3

2,5 – 4

3–5

4–6

5–8

6 – 10

(Sumber : Tata Surdia M.S, Kenji Chijiiwa, 1986, hal 46)

Lubang berinti dari suatu coran harus diperhatikan mengenai bentuk, ukuran dan panjangnya. Untuk lubang yang sempit dan panjang, inti akan terpanaskan lanjut dan terjadi fusi, maka gas dari pasir akan membentuk rongga udara. Oleh karena itu lubang inti sebaiknya tidak terlalu panjang dan sempit. 2.6 Pengecoran dengan Cetakan Pasir Proses pengecoran yang paling dikenal dipakai adalah proses pengecoran dengan menggunakan pasir sebagai bahan cetakan. Hal ini disebabkan beberapa faktor antara lain ; Pembuatan cetakan yang relatif mudah, biaya pembuatan yang rendah, dan dapat mengecor benda yang berukuran besar. Cetakan pasir dapat dibagi menjadi beberapa jenis antara lain cetakan pasir basah, cetakan pasir kering, cetakan sapuan dan cetakan CO2. Cetakan basah yaitu cetakan yang dibuat dari pasir yang mengandung kadar air. Karena itu cetakan ini mempunyai resiko cacat yang besar diakibatkan terperangkapnya uap air didalam rongga cetakan.


2.6.1 Syarat-Syarat pasir cetak Pasir cetak mempunyai persyaratan sebagai berikut : a. Mempunyai sifat mampu bentuk sehingga paduan dalam pembuatan cetakan dengan kekuatan yang cocok. Cetakan yang dihasilkan harus kuat sehingga tidak rusak karena dipindah-pindah dan dapat menahan logam cair waktu dituangnya kedalam. Karena itu kekuatannya pada temperatur kamar dan kekuatan panasnya sangat diperlukan. b. Permeabilitas yang cocok. Dikuatirkan bahwa hasil coran mempunyai cacat seperti rongga penyusutan, gelembung gas atau kekasaran permukaan, kecuali jika udara atau gas yang terjadi dalam cetakan waktu penuangan disalurkan melalui ronggarongga diantara butiran pasir keluar dari cetakan dengan kecepatan yang cocok. c. Distribusi besar butir yang cocok. Permukaan coran diperhalus kalau coran dibuat dalam cetakan yang berbutir halus. Tetapi kalau butiran pasir terlalu halus, gas dicegah keluar dan membuat cacat, yaitu gelembung udara. Distribusi besar butir harus cocok mengingat dua syarat tersebut yang diatas. d. Tahan terhadap temperatur logam yang dituang. Temperatur penuangan yang biasa untuk bermacam-macam coran dinyatakan dalam tabel 2.2. Butir pasir dan pengikat harus mempunyai derajat tahan api tertentu terhadap temperatur tinggi, kalau logam cair dengan temperatur tinggi ini dituang kedalam cetakan. e. Komposisi yang cocok. Butir pasir bersentuhan dengan logam yang dituang mengalami peristiwa kimia dan fisika karena logam cair mempunyai temperatur yang tinggi. Bahan-bahan yang tercampur yang mungkin menghasilkan gas atau larut dalam logam adalah tidak dikehendaki.


f. Mampu dipakai lagi. Pasir yang telah digunakan sebaiknya dapat didaur ulang atau digunakan kembali. Butir-butir pasir sebaiknya tidak pecah akibat panas yang tinggi serta sifat-sifat mekanisnya tidak berubah. g. Pasir harus murah. Pasir harus mudah didapatkan, murah dan tidak memerlukan perlakuan tambahan, misalnya pengayakan. Tabel 2.2 Temperatur penuangan untuk berbagai coran Macam Coran

Temperatur Penuangan (oC)

Paduan ringan

650 – 750

Brons

1100 – 1250

Kuningan

950 – 1100

Besi cor

1250 – 1450

Baja cor

1630 – 1650

(Sumber : Tata Surdia M.S, Kenji Chijiiwa, 1986, hal 109)

2.6.2 Sifat-sifat Pasir cetak Pasir cetak mempunyai sifat-sifat sebagai berikut : 1. Sifat Pasir Cetak basah Pasir cetak dengan tanah lempung sebagai pengikat menunjukkan berbagai sifat sesuai dengan kadar air. Karena itu kadar air adalah faktor sangat penting untuk pasir cetak, sehingga pengaturan kadar air adalah hal sangat penting dalam pengaturan pasir cetak. 2. Sifat Penguatan Oleh Udara Sifat - sifat cetakan yang berubah selama antara pembuatan cetakan dan penuangan disebut sifat pengutan oleh udara. Umumnya hal ini disebabkan oleh pergerakan air dalam cetaka dan penguapan air darim permukaan cetakan. Hal terakhir meninggikan kekerasan permukaan cetakan.Penguapan air membuat cetakaan dari pasir yang dicampur bentonit menjadi getas, karena itu laju penguapan air harus diatur.


3. Sifat-sifat Kering Pasir dengan sifat lempung yang dikeringkan mempunyai permeabilitas dan kekuatan yang meningkat dibandingkan dengan keadaan basah, karena air bebas dan air yang diabsorbsi pada permukaan butir tanah lempung dihilangkan. 4. Sifat-sifat Panas Cetakan mengalami temperature tinggi dan tekanan tinggi dari logam cair pada waktu penuangan, sehingga kekuatan panas, pemuaian panas dan sebagainya harus diketahui sebelumnya. 5. Sifat-sifat Sisa Sifat-sifat cetakan yang dibutuhkan ketika coran diambil dari cetakan setelah penuangan disebut sisa. Untuk pembongkaran, perlu sifat mampu ambruk yang baik.sifat mampu ambruk dari pasir cetak ialah berarti bahwa cetakan dengan mudah dapat rontok dan pasir cetak dengan mudah dapat disingkirkan dari permukaan coran. Pasir cetak dipakai berulang kali, sehingga pengumpulan pasir setelah pembongkaran harus mudah. Pengaturan yang ketat dari kadar air dan pengikat diperlukan agar pasir cetak mempunyai sifat-sifat sisa yang baik. Pasir yang sifatnya ambruknya buruk dapat diperbaiki dengan membubuhkan bubuk arang atau kanji. 2.6.3 Macam-macam pasir cetak Pasir cetak yang paling lazim dipakai adalah pasir gunung, pasir pantai, pasir sungai dan pasi silica yang disediakan alam. Beberapa dari pasir tersebut dipakai begitu saja dan yang lain dipakai setelah dipecah menjadi butir-butir dengan ukuran yang cocok. Kalau pasir mempunyai kadar lempung yang cocok dan bersifat adhesi mereka dipakai begitu saja, sedangkan kalau sifat adhesinya kurang, maka perlu ditambah


lempug kepadanya. Kadang-kadang berbagai pengikat dibutuhkan juga disamping lempung. Umumnya pasir yang mempunyai kadar lempung dibawah 10 sampai 20% mempunyai adhesi yang lemah dan baru dapat dipakai setelah ditambahkan persentase lempung secukupnya. Pasir silica (SiO2) merupakan pasir yang terbaik karena dapat menahan temperatur tinggi tanpa terurai atau leleh. Pasir silika biasanya murah, mempunyai umur panjang, bentuk dan ukuran bermacam-macam hingga dapat disesuaikan dengan kebutuhannya. tetapi kerugiannya adalah mempunyai koefisien muai yang tinggi dan cenderung untuk ikut bersatu (menempel) dengan logam. Disamping itu pasir ini banyak mengandung debu dan oleh karenanya membahayakan kesehatan kerja. Disamping pasir silica dapat pula dipakai pasir zircon (ZrSiO2) yang berwarna kuning tadi dan kegunaan utama adalah untuk cor dan bagian permukaan rongga cetakan. Sifat-sifat yang dimiliki adalah konduktivitas panas yang tinggi dan halus, refractory yang baik dan berat jenisnya tinggi, disamping itu tidak meleleh bersama logam cair (not fusing). Ukuran pasir (grain size) menentukan pula dimana sebaiknya dipakai. Untuk ukuran benda kerja yang kecil dan bentuknya liku-liku maka pasir ukuran kecil harus dipergunakan supaya bentuk detail dari benda kerja dapat sempurna diperoleh. Sedangkan makin besar benda yang harus dicor, maka makin besar pula ukuran pasir yang harus dipakai, karena makin besar ukuran pasir makin memudahkan gas-gas terbentuk keluar, disamping ketelitian dan permukaan yang dicapai pun tidak terlalu tinggi. Suatu bentuk yang tidak teratur serta tajam dari butir-butir pasir lebih disukai untuk pembuatan cetakan, karena hal ini menjamin ikatan yang lebih kuat dari suatu


butir pasir lainnya hingga cetakan menjadi kuat dalam menahan tekanan logam cair yang dicorkan. 2.6.4 Susunan pasir cetak 1. Bentuk butir dari pasir cetak digolongkan menjadi butir pasir bundar, butir

pasir

sebagian bersudut, butir pasir bersudut, butir pasir kristal. Dari diantara jenis butiran pasir diatas yang paling banyak adalah jenis butir pasir bulat, karena memerlukan jumlah pengikat yang lebih sedikit. 2. Tanah lempung terdiri dari kaolinit, ilit dan mon morilonit, juga kwarsa jika ditambah air akan menjadi lengket. Ukuran butir dari tanah lempung 0,005-0,02 mm, kadang-kadang dibutuhkan bentonit yaitu merupakan sejenis dari tanah lempung dengan

besar

butiran

0,01-10µm

dan

fasa

penyusunnya

mon

morilonit

(Al2O3,4SiO2,H2O). 3. Pengikat lain. Inti sering dibuat dari pasir yang dibubuhi minyak nabati pengering 1,5-3% dan dipanggang pada temperatur 200-250oC. Selain dari itu, resin, air kaca atau semen digunakan sebagai pengikat khusus.

Gambar 2.6 Susunan Pasir Cetak (Sumber : Tata Surdia M.S, Kenji Chijiiwa, 1986, hal 110)


2.6.5 Pengolahan Pasir Untuk menghasilkan pasir yang berkualitas dan mengandung bahan-bahan yang diinginkan sehingga produk yang dihasilkan tidak cacat maka ada proses yang harus diperhatikan yaitu

Gambar 2.7 Diagram alir pengolahan pasir (Sumber : Tata Surdia M.S, Kenji Chijiiwa, 1986, hal 34)


2.6.6 Perputaran Pasir Pasir cetak dipergunakan berulang kali dengan tidak tergantung pada bahan logam cair. Pasir cetak cetak disiapkan menjadi keadaan dapat dipakai kembali dengan mencampurkan pasir baru dan pengikat baru setelah kotoran-kotoran dibuang. Pekerjaan penting selama proses ini adalah pembuangan debu halus dan kotoran, pencampuran dan pendinginan pasir cetak. Pasir cetak dipecah menjadi potongan-potongan, dengan begitu debu halus akan bertambah, karena gaya pengikat hilang, maka perlu ditambahkan pasir baru dan pengikat. Pencampuran adalah langkah yang paling penting dalam pengolahan pasir, tanah lempung, air dan bahan tambahan dibutuhkan pada pasir cetak, selanjutnya pengukuran yang tepat dari jumlah dan pencampurannya sampai mendapat distribusi yang merata dari bahan-bahan tambahan itu sangat penting. Penggunaan berulang kali dari pasir akan menaikkan temperaturnya, sehingga pendinginan menjadi perlu. Tanpa pendinginan, penguapan air akan bertambah, kalau temperatur air melebihi 35-400C, dan uap air mengembun pada permukaan pola selama pembuatan cetakan yang menyebabkan pembuangan pasir dari permukaan pola menjadi sulit. Untuk pengolahan pasir, dipakai mesin-mesin yang cocok untuk itu, yaitu penggilingan pasir, pengaduk pasir, pengayak pasir, pencampur pasir, dan sebagainya. 2.6.7 Penggiling Pasir, Pengaduk Pasir Pasir cetak diolah oleh penggiling pasir atau pengaduk pasir menurut macam pengikat. Biasanya penggiling pasir dipakai unuk pasir dengan lempung sebagai pengikat dan pengaduk pasir dipakai untuk pasir dengan pengikat seperti minyak pengering natrium silikat.


Gambar 2.8 Penggiling pasir dengan rol berputar pada bidang tegak dan mendatar (Sumber : Tata Surdia M.S, Kenji Chijiiwa, 1986, hal 117)

2.6.8 Pencampur Pasir Pencampur pasir dipakai untuk memecah bungkah-bungkah pasir setelah pencampuran.

Gambar 2.9 Pencampur pasir (Sumber : Tata Surdia M.S, Kenji Chijiiwa, 1986, hal 117)

2.6.9 Pengayakan Dalam mendapatkan kembali pasir cetak, ayakan dipakai untuk menyisihkan kotoeran dan butiran pasir yang sangat kasar.


Gambar 2.10 Pengayak berputar (Sumber : Tata Surdia M.S, Kenji Chijiiwa, 1986, hal 117)

Gambar 2.11 Pengayak bergetar (Sumber : Tata Surdia M.S, Kenji Chijiiwa, 1986, hal 117)

2.6.10 Pemisah Magnitis Dalam mendapatkan kembali pasir cetak untuk besi cor dan baja cor, dipakai pemisah magnitis untuk menyisakan potongan-potongan besi yang berada dalam pasir. Ada dua macam magnit yang biasa dipakai, magnit permanen dan elektromagnit. Magnit dipasang pada roda ujung conveyor ban. Pasir dibawa oleh conveyor ke pemisah


magnitis dan dijatuhkan kedepan. Potongan-potongan besi dalam pasir akan melekat pada magnit dan berputar sampai mereka jatuh ketika sampai pada dasar. 2.7 Pola Pola adalah bentuk dari benda coran yang akan digunakan dalam pembuatan rongga cetakan. Pola yang digunakan dalam pembuatan cetakan terdiri dari pola logam dan pola kayu. Pola logam digunakan untuk menjaga ketelitian ukuran coran, terutama pada produksi massal, dan bisa tahan lama serta produktifitasnya lebih tinggi. Pola kayu dibuat dari kayu, murah, cepat, pembuatan dan pengolahannya lebih mudah dibanding cetakan logam. Oleh karena itu pola kayu lebih cocok digunakan dalam cetakan pasir. Pemilihan pola bergantung beberapa faktor seperti : 1. Kebutuhan penanganan, seperti jumlah, kualitas, ketebalan yang dibutuhkan derajat keakuratan dan penyelesaian akhir. 2. Kemudahan dalam pembentukan. 3. Jenis dari proses pencetakan dan tipe cetakan dan peralatan yang dibutuhkan. 4. Kemampuan pakai kembali. Untuk mendapatkan pola yang baik, maka bahan material harus : 1. Mudah dikerjakan, dibentuk dan digabungkan. 2. Berat yang ringan sehingga mudah dalam penanganan. 3. Kuat, keras, dan tahan lama. 4. Tahan pada pemakaian dan pengikisan, korosi dan pengaruh bahan kimia. 5. Ukuran yang stabil dan tidak terpengaruh oleh perubahan temperatur. 6. Biaya yang murah. 7. Dapat diperbaiki atau bahkan pemakain ulang. 8. Permukaan yang baik setelah finising.


Bahan dari pola logam bisa bermacam–macam sesuai dengan penggunaannya sebagai contoh, logam tahan panas seperti ; besi cor, baja cor dan paduan tembaga adalah cocok untuk pola pada pembuatan cetakan kulit, sedangkan paduan ringan adalah mudah diolah dan dipilih untuk pola yang dipergunakan dalam masa produksi dimana pembuatan cetakan dilakukan dengan tangan. Hal yang pertama yang harus dilakukan dalam pembuatan pola adalah mengubah gambar benda menjadi gambar pengecoran dengan penambahan ukuran akibat pertimbangan tambahan penyusutan, tambahan penyelesaian dengan mesin. Penetapan kup, drag dan permukaan pisah adalah hal yang paling penting untuk mendapatkan coran yang baik. Dalam hal ini dibutuhkan pengalaman yang luas dan pada umumnya harus memenuhi ketentuan-ketentuan antara lain : 1. Pola harus mudah dikeluarkan dari cetakan. 2. Sistem saluran harus dibuat sempurna untuk mendapatkan aliran logam

cair yang

optimum. 3. Permukaan pisah lebih baik hanya satu bidang, permukaan pisah yang terlalu banyak akan menghabiskan terlalu banyak waktu dalam proses. 2.7.1 Macam-macam pola Pola mempunyai berbagai macam bentuk. Pada pemilihan macam pola, harus diperhatikan produktivitas, kualitas coran dan harga pola. 1. Pola pejal yaitu pola yang biasa dipakai, dimana bentuknya hampir serupa dengan bentuk coran. Pola pejal ini terdiri dari (literatur 3 hal. 56) : a. Pola Setengah. Pola ini dibuat untuk membuat cetakan dimana kup dan dragnya simetri terhadap permukaan pisah.


Gambar 2.12 Pola Setengah

b. Pola Belahan. Pola ini dibelah ditengah untuk memudahkan pembuatan cetakan. Permukaan pisahnya kalau mungkin dibuat satu bidang.

Gambar 2.13 Pola Belah c. Pola Belahan Banyak. Pola dibagi menjadi tiga atau lebih untuk memudahkan penarikan dari cetakan dan penyederhanaan pemasangan inti.

1, 2, 3, 4, dan 5 : Permukaan pisah dari pola A, B, C, dan D : Permukaan penutup dari rangka


Gambar 2.14 Pola Belahan Banyak d. Pola Tunggal. Bentuknya serupa dengan corannya, disamping itu kecuali tambahan penyusutan, tambahan penyelesaian mesin dan kemiringan pola kadang-kadang dibuat menjadi satu dengan telapak inti.

Gambar 2.15 Pola Tunggal 2. Pola pelat pasang. Merupakan pelat dimana pada kedua belahnya

ditempelkan

pola, demikian juga saluran turun pengalir, saluran masuk dan penambah biasanya dibuat dari logam dan plastik.

Gambar 2.16 Pola pelat pasang 3. Pola pelat kup dan drag. Pola diletakkan pada dua pelat demikian juga saluran turun, pengalir, saluran masuk, dan penambah. Pelat tersebut adalah pelat kup dan drag. Kedua pelat dijamin oleh pena agar bagian atas dan bawah dari coran menjadi cocok.


Gambar 2.17 Pola pelat kup dan drag Dari beberapa macam pola diatas, diambil kesimpulan bahwa pola yang digunakan untuk perancangan pembuatan worm screw ini adalah jenis pola belah. 2.7.2 Bahan-bahan untuk pola Bahan-bahan yang dipakai untuk pola ialah kayu, resin dan logam. 1. Kayu Kayu yang dipakai untuk pola ialah kayu seru, kayu aras, kayu pinus, kayu jelutung, kayu mahoni, kayu jati dan lain-lain. Pemilihan kayu menurut macam dan ukuran pola, jumlah produksi dan lamanya dipakai. Kayu yang kadar airnya lebih dari 14% tidak dapat dipakai karena akan terjadi pelentingan yang disebabkan perubahan kadar air dalam kayu. Kadang-kadang suhu udara luar harus diperhitungkan dan ini tergantung pada daerah dimana pola itu dipakai. 2. Resin Sintetis Dari berbagai macam resin sintetis, hanya resin epoksidlah yang banyak dipakai. Bahan ini mempunyai sifat-sifat penyusutan yang kecil pada waktu mengeras, tahan aus yang tinggi memberikan pengaruh yang lebih baik dengan menambah pengencer, zat pemlastis atau zat penggemuk menurut penggunaannya. Resin polistirena (polistirena berbusa) dipakai sebagai bahan untuk pola yang dibuang setelah dipakai dalam cara pembuatan yang lengkap. Pola dibuat dengan menambahkan zat pembuat busa pada polistirena untuk membuat berbutir, dan membuat busa. Berat jenisnya yang sangat


kecil yaitu 0,02-0,04 dan resin ini mudah dikerjakan, tetapi tidak dapat menahan penggunaan yang berulang-ulang sebagai pola.(literatur 3 hal. 63) Resin epoksid dipakai untuk coran yang kecil-kecil dari satu masa produksi. Terutama sangat memudahkan bahwa rangkapnya dapat diperoleh dari pola kayu atau pola plaster. 3. Bahan untuk logam Bahan yang lazim dipakai untuk pola logam adalah besi cor. Biasanya dipakai untuk besi cor kelabu karena sangat tahan aus, tahan panas (untuk pembuatan cetakan kulit) dan tidak mahal. Kadang-kadang besi cor dipakai agar lebih kuat. Paduan tembaga juga biasa dipakai untuk pola cetak kulit agar dapat memanaskan bagian cetakan yang tebal secara merata. Bahan aluminium ringan dan mudah diolah, sehingga sering dipakai untuk pena atau pegas sebagai bagian dari pola yang memerlukan keuletan. 2.7.3 Perencanaan pola Dalam perencanaan pola untuk pengecoran harus mempertimbangkan banyak faktor. Faktor-faktor tersebut diuraikan dibawah ini : 1. Pengkerutan Semua logam yang mendingin maka akan mengecil (mengerut). Setiap bahan logam derajat pengkerutan tidak sama. 2. Sudut miring (draft) Pada waktu model ditarik dari cetakan maka ada kecendrungan terjadinya rontokan tepi rongga yang sebelumnya kontak dengan model. Kecendrungan ini dapat dihilangkan atau dikurangi dengan mengadakan sudut miring pada sisi model yang paralel dengan arah penarikan.


3. Kelebihan untuk permesinan (allowance for machining) Dalam gambar teknik selalau harus dicantumkan tanda-tanda pada semua permukaan yang dikerjakan lanjut (machined) terlebih-lebih pada produk yang proses pengerjaan mulanya adalah pengecoran. Dari gambar ini pembuat model akan mengetahui wujud akhir (dari gambar teknik) dari produk model yang akan dibuatnya, hingga dapat menambahkan berapa besar tambahan (kelebihan) yang harus diberikan pada proses lanjut. 4. Distorsi Kompensasi (kelebihan) untuk distorsi hanya diberikan pada benda-benda tuangan yang akan mengalami gangguan gerak dalam melakukan pengkerutan waktu mendingin. 5. Goyangan Pada waktu menarik model sangat sering dilakukan dengan mengadakan sedikit goyang kekanan dan kekiri, meskipun hal ini tidak disengaja. Hal ini cukup memberikan pembesaran pada rongga cetakan yang kecil serta permukaan hasil cetak tidak dikerjakan lanjut, maka hal ini perlu diperhitungkan yaitu dengan memperkecil sedikit ukuran dari model. 2.7.4 Inti dan telapak inti Fungsi inti adalah untuk mencegah pengisian logam cair pada bagian suatu produk yang diinginkan berongga, dan juga mempermudah pola keluar dari cetakan. Inti terdiri dari inti pasir basah dan inti pasir kering. Inti pasir basah terbuat dari pasir cetakan, sedangkan inti pasir kering dibuat dari CO2 dan pasir dengan perekat air kaca.


Tujuan pembuatan telapak inti : 1. Menempatkan inti, membawa dan menentukan letak dari inti. Pada dasarnya dibuat dengan menyisipkan bagian dari inti. 2. Menyalurkan udara dan gas-gas dari cetakan yang keluar melalui inti. 3. Memegang inti, mencegah bergesernya inti dan penahan inti terhadap gaya apung dari logam cair. 2.7.5 Macam dari telapak inti Berdasarkan bentuknya telapak inti dapat digolongkan menjadi (literatur 3 hal. 55): a) Telapak inti mendatar berinti dua. Dalam hal ini inti dipasang mendatar dan ditumpu pada kedua ujungnya.

Gambar 2.18 Telapak inti bertumpu dua mendatar b) Telapak inti dasar tegak. Inti ditahan tegak oleh telapak inti pada alasannya yang cukup menstabilkan inti.

Gambar 2.19 Telapak inti beralas tegak


c) Telapak inti tegak bertumpu dua. Telapak inti dipasang pada drag dan juga kup untuk mencegah jatuhnya inti.

Gambar 2.20 Telapak inti tegak bertumpu dua d) Telapak inti untuk penghalang (sebahagian). Pola inti tidak dapat ditarik kearah tegak lurus pada permukaan pisah karena ada tonjolan yang jauh dari permukaan pisah.

Gambar . 2.21 Telapak inti untuk penghalang (sebagian) 2.8 Rencana Pengecoran Pada pembuatan cetakan harus diperhatikan sistem saluran yang mengalirkan cairan logam kedalam rongga cetakan. Besar dan bentuknya ditentukan oleh ukuran tebalnya irisan dan macam logam yang dicairkan. Kualitas coran tergantung pada sistem saluran dan keadaan penuangan. 2.8.1 Istilah-istilah dan fungsi dari sistem saluran. Sistem saluran adalah jalan masuk cairan logam yang dituangkan kedalam rongga cetakan. Cawan tuang merupakan penerima cairan logam langsung dari ladel.


Saluran turun adalah saluran yang pertama membawa cairan logam dari cawan tuang kedalam pengalir dan saluran masuk. Pengalir adalah saluran yang membawa logam cair dari saluran turun ke bagian-bagian yang cocok pada cetakan. Saluran masuk adalah saluran yang mengisikan logam cair dari pengalir kedalam rongga cetakan.

Gambar 2.22 Istilah-istilah sistem pengisian (Sumber : Tata Surdia M.S, Kenji Chijiiwa, 1986, hal 36)

2.8.2 Bentuk dan bagian-bagian sistem saluran 1. Saluran Turun Saluran turun dibuat lurus dan tegak dan irisan berupa lingkaran. Kadangkadang irisannya dari atas sampai bawah, atau mengecil dari atas ke bawah. Yang kedua dipakai apabila diperlukan penahan kotoran sebanyak mungkin. Saluran turun dibuat dengan melubangi cetakan dengan menggunakan suatu batang atau dengan memasang bumbung tahan panas. 2. Cawan tuang Cawan

tuang

berbentuk

corong

dengan

saluran

turun

dibawahnya.

Konstruksinya harus tidak dapat dilalui oleh kotoran yang terbawa dalam logam cair. Oleh karena itu cawan tuang tidak boleh terlalu dangkal. Cawan tuang dilengkapi


dengan inti pemisah, dimana logam cair dituangkan disebelah kiri saluran turun. Dengan demikian inti pemisah akan menahan terak atau kotoran, sedangkan logam bersih akan lewat dibawahnya kemudian masuk ke saluran turun. Terkadang satu sumbat ditempatkan pada jalan masuk dari saluran turun agar aliran dari logam cair pada saluran masuk cawan tuang selalu terisi. Dengan demikian kotoran dan terak akan terapung pada permukaan dan terhalang untuk masuk kedalam saluran turun.

Gambar 2.23 Ukuran cawan tuang (Sumber : Tata Surdia M.S, Kenji Chijiiwa, 1986, hal 66)

3. Pengalir Pengalir biasanya mempunyai irisan seperti trapesium atau setengah lingkaran, sebab irisan demikian mudah dibuat pada permukaan pisah dan juga pengalir mempunyai luas permukaan terkecil untuk satu luasan tertentu, sehingga lebih efektif untuk pendinginan yang lambat. Logam cair dalam pengalir masih membawa kotoran yang terapung terutama pada permulaan penuangan, sehingga harus dipertimbangkan untuk membuang kotoran tersebut. Ada beberapa cara untuk membuang kotoran tersebut yaitu sebagai berikut :


a. Perpanjangan pemisah dibuat pada ujung saluran pengalir b. Membuat kolam putaran pada tengah saluran pengalir (dibawah saluran turun) c. Membuat saluran turun bantu d. Membuat penyaring

Gambar 2.24 Perpanjangan pengalir (Sumber : Tata Surdia M.S, Kenji Chijiiwa, 1986, hal 67)

4. Saluran masuk Saluran masuk dibuat dengan irisan yang lebih kecil daripada irisan pengalir, agar dapat mencegah kotoran masuk kedalam rongga cetakan. Bentuk irisan yang membesar kearah rongga cetakan untuk mencegah terkikisnya cetakan.

Gambar 2.25 Sistem saluran masuk (Sumber : Tata Surdia M.S, Kenji Chijiiwa, 1986, hal 68)


2.8.3 Penambah Penambah adalah memberi logam cair untuk mengimbangi penyusutan dalam pembekuan coran, sehingga penambah harus membeku lebih lambat dari pada coran. Kalau penambah terlalu besar maka persentase terpakai akan dikurangi, dan kalau penambah terlalu kecil akan terjadi rongga penyusutan. Karena itu penambah harus mempunyai ukuran yang cocok. Penambah digolongkan menjadi dua macam yaitu penambah samping dan penambah atas. Penambah samping merupakan penambah yang dipasang disamping coran, dan langsung dihubungkan dengan saluran turun dan pengalir sangat efektif dipakai untuk coran ukuran kecil dan menengah. Penambah atas merupakan penambah yang dipasang diatas coran, biasanya berbentuk silinder dan mempunyai ukuran besar.

Gambar 2.26 Penambah samping dan penambah atas (Sumber : Tata Surdia M.S, Kenji Chijiiwa, 1986, hal 77 dan 78)

2.9 Penuangan Logam Cair Cairan logam yang dikeluarkan dari tanur diterima dalam ladel dan dituangkan kedalam cetakan. Ladel mempunyai irisan berupa lingkaran dimana diameternya hampir


sama dengan tingginya. Untuk coran besar dipergunakan ladel jenis penyumbat seperti pada gambar, sedangkan untuk coran kecil dipergunakan jenis ladel yang dapat dimiringkan. Ladel dilapisi oleh bata samot atau bata tahan apiagalmatolit yang mempunyai pori-pori kecil, penyusutan kecil dan homogen. Nozel atas dan penyambut kecuali dibuat dari samot atau bahan agalmatolit, kadang-kadang dibuat juga dari bata karbon. Nozel dibuat cukup panjang agar membentuk tumpahan yang halus tanpa cipratan. Ladel harus dikeringkan lebih dahulu oleh burner minyak residu sebelum dipakai. Dalam proses penuangan diperlukan pengaturan temperatur penuangan, kecepatan penuangan dan cara-cara penuangan. Temperatur penuangan berubah menurut kadar karbon dalam cairan baja seperti ditunjukkan pada gambar grafik berikut.

Gambar 2.27 Temperatur penuangan yang disarankan (Sumber : Tata Surdia M.S, Kenji Chijiiwa, 1986, hal 167)

Kecepatan penuangan umumnya diambil sedimikian sehingga terjadi penuangan yang tenang agar mencegah cacat coran seperti retak-retak dan sebagainya. Kecepatan penuangan yang rendah menyebabkan kecairan yang buruk, kandungan gas, oksidasi karena udara, dan ketelitian permukaan yang buruk. Oleh karena itu kecepatan penuangan yang cocok harus ditentukan mengingat macam cairan, ukuran coran dan cetakan.


Cara penuangan secara kasar digolongkan menjadi dua yaitu penuangan atas dan penuangan bawah. Penuangan bawah memberikan kecepatan naik yang kecil dari cairan baja dengan aliran yang tenang. Penuangan atas menyebabkan kecepatan tuang yang tinggi dan menghasilkan permukaan kasar karena cipratan. Selain itu dalam hal penuangan atas, laju penuangan harus rendah pada permulaan dan kemudian dinaikkan secara perlahan-lahan. Dalam penempatan nozel harus diusahakan agar tidak boleh menyentuh cetakan. Perlu juga mencegah cipratan dan memasang nozel tegak lurus agar mencegah miringnya cairan yang jatuh. 2.10 Pengujian dalam Pengecoran 2.10.1 Pengukuran temperatur a. Pyrometer benam Pengukuran temperatur secara langsung dari cairan dilakukan dengan jalan membenamkan termokopel, platina-platina radium yang dilindungi oleh kwarsa atau pipa aluminium yang telah dikristalkan kembali. Sekarang dikembangkan pyrometer benam yang dapat habis yang dilindungi oleh pipa kertas. b. Pengujian batang Pengujian batang merupakan cara praktis yang dipergunakan untuk mengukur temperatur dari tanur induksi frekuensi tinggi dengan menggunakan kawat baja lunak dengan diameter (4-6) mm dan sebuah jam pengukur. Ujung kawat baja tersebut dicelupkan kedalam cairan dan waktu yang dibutuhkan untuk mencairkannya diukur, kemudian lama waktu itu dikonversikan kepada temperatur.


c. Pengujian cetakan pasir atau pengujian sendok Baja cair diciduk dimasukkan kedalam cetakan pasir atau dalam sendok contoh yang berukuran tertentu, kemudian waktu yang dibutuhkan untuk membentuk lapisan tipis oksida diukur dengan jam pengukur dan dikonversikan kepada temperatur. d. Lain-lain Pyrometer optic dan pyrometer radiasi dipergunakan untuk pengukuran temperatur. 2.10.2 Pengujian terak a. Pengujian dengan perbandingan warna Dengan jalan membandingkan warna terak dengan warna standar terak yang komposisinya telah diketahui, maka dapat diperkirakan kebasaan, kadar oksidasi besi dan kadar oksidasi mangan. b. Pengujian dengan perbandingan rupa Baja cair disiduk dengan sendok dan dituang kedalam cetakan baja berdiameter 115 mm dan dalamnya 20 mm, setelah membentuk warna, pola, struktur, gelembung pada permukaan dan permukaan patahan diteliti untuk memperkirakan kebebasan dari kemampuan oksidasinya. c. Pengujian penghilang oksida Setelah pengadukan cairan baja dengan terak didalam ladel, baja dituangkan dengan hati-hati kedalam cetakan logam atau cetakan pasir. Pada saat yang sama dilakukan pengukuran untuk mengetahui temperatur cairan. Permukaan patahan, permukaan coran yang membeku diperiksa. d. Pengujian kerapuhan merah


Pengujian ini dipakai sebagai pengujian yang praktis untuk menentukan kadar posfor dan kadar oksidasi besi. Hal ini didasarkan pada kenyataan bahwa posfor menyebabkan baja menjadi getas dan oksida besi menyebabkan retakan batas butir. Batang uji yang dibor dan ditempa dilanjutkan dengan penempaan sampai dibawah 2 mm dan retakan diamati, yang kemudian dibandingkan dengan batang uji standard.


BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Dimana worm screw ini terdapat pada mesin pengepress (screw press). Pada mesin,

Recommend Documents