Proses Pengecoran Hingga Proses Heat Treatment Piston Di PT. Federal Izumi Manufacturing
NAMA : MUHAMMAD FAISAL NPM : 24410682 KELAS : 4IC04
ABSTRAKSI Muhammad Faisal. 24410682 PROSES PELEBURAN HINGGA PROSES HEAT TREATMENT PISTON DI PT. FEDERAL IZUMI MANUFACTURING Laporan Kerja Praktek Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Gunadarma 2013 Kata kunci : Proses Pengecoran Hingga Heatreatment Piston (xiii+68+lampiran)
Piston adalah suatu komponen pada mesin pembakaran yang sangat penting fungsinya. Secara jelas prinsip kerja piston adalah hisap, kompresi, usaha, dan buang. Proses pembuatan piston diawali dengan peleburan Ingot yaitu paduan Alumunium, dan hasil peleburan tersebut kemudian diletakkan di Holding Furnace dan selanjutnya dilakukan material treatment dengan tujuan mendapatkan tingkat kekerasan Alumunium cair dimana proses material threatment ini dilakukan proses pembersihan dengan gas N2 yang terlebih dahulu dicampur flux, kemudian ditambahkan Mg dan phospor dan proses ini menghasilkan kotoran yang akan digunakan dalam proses casting. Setelah proses casting selesai, selanjutnya proses sprue cutting, dan setelah itu dilakukan proses heatreatment untuk mendapatkan tingkat kekerasan piston. Daftar Pustaka (1991-2012)
RUMUSAN MASALAH Berdasarkan uraian diatas, maka rumusan masalah dari penulisan ini adalah : 1.
Proses produksi piston, baik dari bahan mentah hingga proses casting selesai dilakukan.
2.
Proses yang dilakukan setelah piston selesai dicetak.
3.
Sebab, akibat, dan cara mengatasi cacat yang terjadi pada coran piston, sehingga
dapat mengurangi cacat tersebut. 4.
Menentukan efisiensi dari coran piston.
TUJUAN Tujuan dari penulisan ini adalah : 1.
Untuk mengetahui bahan baku apa saja yang digunakan dalam pembuatan piston.
2.
Untuk mengetahui proses peleburan bahan baku hingga proses heatreatment piston.
3.
Dapat Mengetahui cacat coran yang terjadi, baik itu penyebabnya maupun cara mengatasinya.
4.
Mengetahui effisiensi dari coran piston.
5.
Melengkapi sebagian syarat untuk mencapai jenjang setara Sarjana Muda Fakultas
Teknologi Industri jurusan Teknik Mesin Universitas Gunadarma.
PEMBAHASAN
Flow Chart Pembuatan Piston
BAHAN BAKU PISTON
KANDUNGAN INGOT BAHAN BAKU PISTON
MELTING FURNACE Melting Furnace adalah proses peleburan bahan baku piston, dengan suhu lebur mencapai 900oC. Gambar Melting Furnace
HOLDING FURNACE DAN TEMPERATURNYA Bahan baku hasil Melting Furnace diletakkan di Holding Furnace, dan diatur kembali suhunya kemudian bahan baku akan mengalami proses material threatment
PERLAKUAN MATERIAL THREATMENT
TAPPING & POURING Proses tapping adalah proses pengambilan bahan baku yang ada di Holding Furnace
Proses pouring adalah penuangan logam cair dari gayung kedalam cetakkan.
*Logam Cair kemudian membeku, dan piston sudah setengah jadi
SPRUE CUTTING Proses sprue cutting adalah proses pemotongan atau pemisahan piston menjadi ukuran yang sebenarnya, disini bagian-bagian yang tidak diperlukan dipotong/dipisahkan dengan tujuan mendapatkan produk piston .
HEAT TREATMENT Het treatment adalah suatu proses yang bertujuan untuk meningkatkan kekerasan piston. Proses yang terjadi adalah : • Solution • Quenching • Aging/Overage
.
.
CACAT CORAN PISTON • Misrun adalah cacat yang ditimbulkan karena logam cair yang mengeras sebelum semua bagian terisi penuh.
• Monoiri/inklusi adalah suatu cacat yang ditimbulkan karena terlalu banyak pengotor pada material.
• Shrinkage adalah penyusutan berlebih.
CACAT CORAN LAINNYA • Blow hole adalah cacat yang terjadi karena udara yang terjebak didalam cetakan. • Cacat kajiri adalah suatu cacat yang ditimbulkan karena gesekan yang terjadi antara piston dengan cetakan.
PERHITUNGAN EFFISIENSI BENDA COR
1. Hidrostatis Praktis
Sehingga 𝐻𝑃 =
2.130mm x 60−162 2.60
= 127,87 mm
2. Waktu Tuang dan Volume Coran
Mc = 1,588 Kg 𝜏 = 2,2 x √1,588 τ = 2,77 detik 1,588 kg 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑐𝑜𝑟𝑎𝑛 = = 588148,15 mm3 −6 10 kg 2,7 x mm3
3. Kecepatan Tuang
1,588 kg 𝑘𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑡𝑢𝑎𝑛𝑔 = = 0,57 kg/detik 2,77 detik
4. Saluran Masuk • Luas Saluran Masuk
Gambar 4.13 Dimensi Saluran Masuk Sm
=
Sm Sm
= =
Sm
= =
luas lingkaran1 + luas persegi panjang + luas lingkaran2 ( r12) + (p.l) +( 1/2( r12)) (3,14 . (6 mm)2) + (19,05 . 5 mm) + (1/2(3,14 . (2,5 mm)2) 113,04 mm2 +95,25 mm2 + 9,81 mm2 218,1 mm2
Total Saluran masuk ada 2 buah, sehingga : Sm x 2 = 218,1 mm2x 2 = 436,2 mm2
•
Volume saluran masuk 𝑉𝑠𝑚 = 𝑆𝑚 × 𝐿𝑠𝑚
Keterangan : Vsm = Volume saluran masuk (mm3) Sm = 436,2 (mm2) Lsm = 30 (mm) Vsm =436,2𝑚𝑚2 𝑥 30 𝑚𝑚 = 13806 𝑚𝑚3 •
Massa Saluran Masuk (Msm) 𝑀𝑠𝑚 = 𝑉𝑠𝑚 × 𝜌
Keterangan : Msm =Massa Saluran Masuk (kg) Vsm = 13806 (mm3) = 2,7 x 10-6 (kg/m3) Msm =13806𝑚𝑚3 𝑥 2,7 x 10-6 kg/mm3 = 0,035 kg
5. Saluran Pengalir
•
Luas penampang saluran pengalir ( Sp )
Gambar 4.14 Dimensi Saluran Pengalir Sp Sp Sp Sp
= luas lingkaran + luas persegi panjang = ( r12) + (p.l) = (3,14 . (3 mm)2) + (8,5 mm . 6 mm) = 28,26 mm2 + 51 mm2 = 79,26 mm2 Total Saluran pengalir ada 2 buah, sehingga : Sp x 2 = 79,26 mm2 x 2 = 158,52 mm2 •
Volume saluran pengalir ( Vsp ) Vsp = Sp x Lsp
Keterangan : Vsp Lsp Vsp
= Volume saluran pengalir = 38 mm = 158,52mm2 × 38 mm = 6023,76 mm3
• Massa saluran pengalir ( Msp ) Msp = Vsp x 𝜌 Keterangan : Msp = Massa saluran pengalir Vsp = 6023,76 mm3 𝜌 = 2.7 × 10-6 Kg/ mm3 Msp = 6023,76 mm3x 2.7 × 10-6 Kg/ mm3 = 0,016 Kg
6. Saluran Turun
Gambar 4.15 Dimensi Saluran Turun Luas penampang saluran turun Sp =luas lingkaran + luas persegi panjang Sp = ( r12) + (p.l) Sp = (3,14 . (3 mm)2) + (17 mm . 6 mm) Sp = 28,26 mm2 + 102 mm2 =130,26 mm2 •
Volume saluran turun Vst = St x Tst
Keterangan : Vst = Volume saluran turun ( mm3 ) Tst = 45 mm Vst =130,26 mm2 x 42 mm = 5861,7 mm3
• Massa saluran turun Mst = Vst x 𝜌 Keterangan : Mst = Massa saluran turun 𝜌 = 2.7 × 10-6 Kg/mm3 Vst = 5861,7 mm3 Mst = 5861,7 mm3 x 2.7× 0-6 Kg/ mm3 = 0,016kg
7. Cawan Tuang
Gambar 4.15 Dimensi cawan tuang
•
Dimensi cawan tuang
Keterangan : D = Diameter atas (mm) d = 20 (mm) H = 34 (mm) D = 20 + (2(tg 30o x 34)) = 78,89 (mm)
• Volume cawan tuang
𝑑1 + 𝑑2 D= 2 20+50 D= = 35 mm 2
Vct = (1/3
3,14 x 352 x 34 = 10898,4167 mm 4
• Massa cawan tuang ( Mct )
Mct = Vct x 𝜌 Mct = 10898,4167 mm3 × 2.7 × 10-6 kg/mm3 = 0,0294 Kg
8.Efisiensi penggunaan bahan cor ( ᶯ𝑏𝑐 )
Keterangan : Mc Mt coran
𝜂
= Massa coran = 1,588 Kg = Massa keseluruhan coran = Mc + Msm + Msp+Mst+Mct
1,588 kg = x 100% 1,588 Kg + 0,034 kg + 0.016kg + 0,016 kg + 0,0294 kg = 94,33 %
Tabel 4.5 Perhitungan Efisiensi
PENUTUP Berdasarkan hasil pengamatan yang dilakukan selama kerja praktek di PT. Federal Izumi Mfg penulis dapat menarik kesimpulan, yaitu : • Bahan baku yang digunakan dalam proses pembuatan piston adalah Paduan Aluminium, dimana paduan Aluminium adalah C 8A, C 9A dan C 9B, yang memiliki temperatur berbeda-beda, sehingga paduan tersebut digunakan berdasarkan temperaturnya. • Proses pembuatan piston dilakukan dengan cara meleburkan paduan Aluminium di Melting Furnace, dan membutuhkan 650 kg/jam untuk meleburkan paduan tersebut. Selanjutnya adalah memindahkan paduan Aluminium cair ke Holding Furnace. Kemudian paduan Aluminium cair ke cetakkan, dan kemudian membiarkan Paduan tersebut membeku. Setelah proses tersebut, coran mengalami proses sprue cutting untuk memotong bagian coran yang tidak terpakai. Langkah selanjutnya adalah meningkatkan kekerasan piston dengan cara Heatreatment. Proses heatreatmen piston terdiri dari 3 tahap yaitu solution, Quenching, Aging. • Cacat tang terjadi, diantaranya : 1. Coran tidak lengkap, cacat ini karena ada bagian coran yang sudah mengeras sebelum coran terisi penuh. 2. Rongga udara, cacat ini terjadi karena adanya gas yang terjebak dalam cetakan. 3. Inklusi, cacat ini terjadi karena adanya zat pengotor, baik dalam cetakan maupun pada molten. 4. Penyusutan, cacat ini adalah cacat yang ditimbulkan karena penyusutan yang berlebih. 5. Kajiri, cacat ini terjadi karena gesekan coran piston dengan cetakan. • Perhitungan effisiensi pengecoran piston dari hasil pengamatan yang diperoleh adalah 94,33 %.
