MAKALAH

PROSES PENGECORAN LOGAM INTAKE MANIFOLD

Disusun untuk melengkapi tugas mata kuliah Pengecoran Logam

Dosen Pengampu : Dr. Sudarman, M.pd

Oleh :

Nama : Edy Suharsono

NIM : 5201409120

Prodi : Pend. Teknik Mesin, S1

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2012

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pengecoran dibuat dari logam yang dicairkan, dituang ke

dalam cetakan, kemudian di biarkan mendingin dan membeku.

Hal itu terjadi kira-kira tahun 4.000 SM. Awal penggunaan logam

oleh orang ialah ketika orang membuat perhiasan dari emas

atau perak tempaan, dan kemudian membuat senjata atau

mata bajak dengan menempa tembaga, hal itu di mungkinkan

karena logam-logam ini terdapat di alam dalam keadaan murni,

sehingga dengan mudah orang dapat menempanya.

Kemudian secara kebetulan orang menemukan tembaga

mencair, selanjutnya mengetahui cara untuk menuang logam

cair ke dalam cetakan, dengan demikian untuk pertama kalinya

orang dapat membuat coran yang berbentuk rumit, umpamanya

perabo rumah, perhiasan atau hiasan makan.

Definisi pengecoran, 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. Salah

satu alat rumah tangga yang akan saya buat dengan proses pengecoran adalah

pembuka tutup botol kaca.

B. Tujuan

1. Agar mahasiswa tahu bagaimana proses pengecoran tersebut

berlangsung.

2. Agar mahasiswa tahu alat apa saja yang dibutuhkan dalam proses

pengecoran.

C. Manfaat

1. Mahasiswa bisa mengembangkan kreatifitasnya dalam membuat benda-

benda atau part-part dengan menggunakan proses pengecoran logam.

2. Mahasiswa bisa menjadikan pengecoran logam menjadi suatu usaha.

BAB II

PROSES PEMBUATANINTAKE MANIFOLD DENGAN PROSES

PENGECORAN LOGAM

A. Kajian Teori

Definisi pengecoran, 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 :

a. Adanya aliran logam cair kedalam rongga cetak.

b. Terjadi perpindahan panas selama pembekuan dan pendinginan dari

logam dalam cetakan.

c. Pengaruh material cetakan.

d. 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.

Proses Pengecoran dengan Cetakan Pasir

Pengecoran dengan cetakan pasir melibatkan aktivitas-aktivitas

seperti menempatkan pola dalam kumpulan pasir untuk membentuk rongga

cetak, membuat sistem saluran, mengisi rongga cetak dengan logam cair,

membiarkan logam cair membeku, membongkar cetakan yang berisi

produk cord an membersihkan produk cor. Hingga sekarang, proses

pengecoran dengan cetakan pasir masih menjadi andalan industri

pengecoran terutam industri-industri kecil. Tahapan yang lebih umum

tentang pengecoran cetakan pasir diperlihatkan dalam gambar dibawah ini.

Gambar 1. Tahapan Pengecoran Logam dengan Cetakan Pasir

1. 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 juga pengikat (bentonit atau clay/lempung) dan air. Ketiga Bahan

tersebut diaduk dengan komposisi tertentu dan siap dipakai sebagi bahan

pembuat cetakan.

2. Jenis 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).\

3. Pola

Pola merupakan gambaran dari bentuk produk yang akan dibuat.

Pola dapat dibuat dari kayu, plastic/polimer atau logam. Pemilihan material

pola tergantung pada bentuk dan ukuran produk cor, akurasi dimensi,

jumlah produk cor dan jenis proses pengecoran yang digunakan.

Jenis-jenis pola :

1.1. Pola tunggal (one pice pattern / solid pattern)

Biasanya digunakan untuk bentuk produk yang sederhana dan

jumlah produk sedikit. Pola ini dibuat dari kayu dan tentunya tidak

mahal.

Gambar 2. Pola Tunggal

1.2. Pola terpisah (spilt pattern)

Terdiri dari dua buah pola yang terpisah sehingga akan

diperoleh rongga cetak dari masing-masing pola. Dengan pola ini,

bentuk produk yang dapat dihasilkan rumit dari pola tunggal.

Gambar 3. Pola Belah

1.3. Match-piate pattern

Jenis ini popular yang digunakan di industri. Pola “terpasang

jadi satu” dengan suatu bidang datar dimana dua buah pola atas dan

bawah dipasang berlawanan arah pada suatu pelat datar. Jenis pola ini

sering digunakan bersama-sama dengan mesin pembuatan cetakan dan

dapat menghasilkan laju produksi yang tinggi untuk produk-produk

kecil.

4. Inti

Untuk produk cor yang memiliki lubang/rongga seperti pada blok

mesin kendaraan atau katup-katup biasanya diperlukan inti. Inti

ditempatkan dalam rongga cetak sebelum penuangan untuk membentuk

permukaan bagian dalam produk dan akan dibongkar setelah cetakan

membeku dan dingin. Seperti cetakan, inti harus kuat, permeabilitas baik,

tahan panas dan tidak mudah hancur (tidak rapuh). Agar inti tidak mudah

bergeser pada saat penuangan logam cair, diperlukan dudukan inti (core

prints). Dudukan inti biasanya dibuatkan pada cetakan seperti pada gambar

8. pembuatan inti serupa dengan pembuatan cetakan pasir yaitu

menggunakan no-bake, cold-box dan shell. Untuk membuat cetakan

diperlukan pola sedangkan untuk membuat inti dibutuhkan kotak inti.

Gambar 4. Inti

B. Proses Pengecoran Intake Manifold

1.1. Design (Gambar)

Langkah pertama dalam proses pengecoran logam adalah mendesign

atau menggambar, dimana proses menggambar tersebut menggunakan

software Autocad atau Inventor. Untuk menggambar Intake Manifold, kami

menggunakan software Autocad dengan gambar dan ukurannya terlihat

pada gambar 5 dan 6.

Gambar 5. Design Intake Manifold

1.2. Persiapan Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam proses pembuatan produk

piston melalui proses pengecoran logam adalah sebagai berikut :

a. Papan kayu yaitu papan yang digunakan sebagai dasar dari pola

Intake Manifold yang akan dibuat dengan luas ukuran 200×200

mm.

b. Kayu balok yaitu kayu yang digunakan untuk membuat pola Intake

Manifold dengan tebal 20 mm.

c. Dempul merupakan bahan yang digunakan untuk melapisi pola

Intake Manifold dan menutup rongga-rongga yang ada pada pola.

d. Isamu yaitu cat yang digunakan untuk melapisi pola Intake

Manifold.

e. Methanol adalah campuran yang digunakan dalam proses isamu

atau pelapisan pola.

f. Lem yang digunakan sebagai perekat amtara pola Intake Manifold

dengan papan kayu.

g. Alumunium ADC 12 merupakan logam utama yang akan

digunakan sebagai bahan untuk membuat Intake Manifold.

1.3. Pembuatan Cetakan Pasir Co2

Jenis pengecoran logam yang digunakan untuk membuat handle

kopling dilakukan dengan menggunakan metode pengecoran cetakan pasir

Co2 (Sand Casting), Maka hal-hal yang perlu dipersiapkan antara lain

ialah : Pasir Silika, Water glass, air, Cup & Drag, gas Co2 dan Bahan

Coating (Spirtus dan grafit).

Langkah pertama yaitu menentukan berapa banyak pasir silika yang

kita butuhkan sesuai dengan cup & drag yang ada. Lalu kita campurkan

waterglass ke dalam pasir kemudian diaduk hingga rata. Waterglass yang

dipakai sekitar 3-6% berat pasir. Setelah pasir dan waterglass rata,

kemudian dimasukan kedalam cup & drag yang telah dimasukan terlebih

dahulu pola coran dan pada saat pasir dimasukan kedalam cup kita pasang

cawan tuang yang langsung dilengkapi dengan saluran turun dan memasang

saluran penambah pada samping kiri dan kanan dari pola coran.

Setelah terisi penuh kita tembakan gas Co2 hingga pasir mengeras.

Kemudian pola bisa di lepas dari cetakan dan selanjutnya pola tersebut di

coating dengan bahan coating yaitu grafit yang dicampur dengan spirtus

didalam satu wadah, selanjutnya disemprotkan pada pola yang terbentuk

pada pasir cetak yang bertujuan agar logam cair tidak menempel pada

cetakan sehingga mempermudah dalam pembongkaran dan pengambilan

coran dari cetakan. Selain itu proses couting juga dilakukan terhadap label

dan tempat yang disiapkan sebagai wadah jika ada logam cair tersisa.

Gambar 6. Cetakan Pasir

1.4. Proses Peleburan

Logam yang kita lebur adalah logam alumunium ADC 12 yang

dimasukan kedalam tungku yang kemudian dipanaskan menggunakan

burner dengan bahan bakarnya menggunakan solar. Alumunium saat ini

ialah logam kedua terbanyak setelah besi karbon (cast iron) yang dipakai

untuk komponen mesin, contoh dalam bidang otomotif. Selain itu juga

dipakai pada alat-alat rumah tangga seperti panci dll. Kelebihan dari

alumunium ialah logam ini ringan, kuat, konduktor panas dan listrik yang

baik setelah emas dan tembaga. Titik cair dari alumunium murni + 6500C.

Tetapi alumunium jika dipadukan oleh unsur paduan maka titik cairnya

akan bertambah. Unsur-unsur paduan yang biasanya dipakai sebagai paduan

aluminium adalah silikon, tembaga, magnesium, timah dan lain-lain.

Alumunium cair sangat reaktif sekali terhadap gas hidrogen (H). gas

hidrogen dapat membuat gelembung udara terikat didalam alumunium cair

yang mengakibatkan porositas pada produk coran nantinya.

Steam Alumunium Hidrogen Alumunium oxide untuk mencegah

porositas pada logam alumunium maka dapat dilakukan beberapa cara,

antara lain dengan melindungi alumunium cair menggunakan gas nitrogen

(N2). Karena gas nitrogen mengikat hidrogen sebagai penyebab porositas

pada alumunium. Caranya yaitu dengan menyemburkan gas nitrogen diatas

alumunium cair hingga alumunium cair tersebut masuk kedalam cetakan.

atau dengan cara menggunakan flux .

Flux ditaburkan pada permukaan alumunium cair secara merata yang

bertujuan agar gas hidrogen tidak dapat masuk kedalam alumunium cair.

Proses penaburan flux ini dilakukan ketika alumunium tersebut dalam

keadaan telah mencair. Ada 4 macam flux yang dipakai dalam membuat

produk alumunium menjadi lebih baik dalam hal sifat-sifat fisik ataupun

sifat mekaniknya, yaitu:

a. Covering fluxes, digunakan untuk mencegah gas hidrogen masuk

kedalam alumunium cair.

b. Cleaning fluxes, untuk menghilangkan kandungan padat nonmetalik dari

alumunium cair.

c. Degassing fluxes, dimasukan kedalam alumunium cair untuk

menghilangkan gas yang terjebak dalam alumunium cair yang dapat

menyebabkan porositas

d. Drossing-off fluxes, digunakan untuk memperbaiki logam alumunium

dari drosses.

1.5. Proses Tapping

Yaitu proses penuangan logam cair dari tungku ke dalam ladel yang

dilakukan setelah logam alumunium mencair dan telah ditaburi flux pada

permukaan alumunium agar gas hydrogen tidak dapat masuk ke dalam

alumunium cair. Dalam proses penuangan logam cair dari tungku ke dalam

ladel harus berhati-hati dengan menempatkan ladel pada corong tungku

supaya logam cair yang dituang tidak terbuang keluar dari tungku.

1.6. Proses Pouring

Proses pouring adalah proses penuangan logam cair dari ladel ke

dalam cetakan. Dalam proses penuangan logam cair ke dalam cetakan ini

tidak boleh terputus sampai cetakan pasir tersebut benar-benar penuh oleh

logam cair dan jika ada sisa, logam cair tersebut dituang ke dalam wadah

yang telah dipersiapkan dan sudah dicouting. Setelah selesai penuangan,

logam cair tersebut kita tunggu sampai.

1.7. Pembongkaran Cetakan

Setelah logam cair membeku dalam cetakan, baut penyambung

antara cup dan drag kita buka, kemudian cup dan drag kita pisahkan, cup

diangkat bersama coran dan menyingkirkan pasir dari cup, drag dan coran

dengan cara memukul pasir tersebut menggunakan palu. Setelah terpisah,

coran kita angkat kemudian cawan turun, saluran turun, saluran masuk,

saluran pengalir dan penambah dipisahkan dari coran dan akhirnya sirip-

sirip dipangkas serta permukaan coran dibersihkan. Dalam proses

pembongkaran ini dilakukan secara mekanis atau dengan tangan. Pasir yang

telah dpisahkan dikumpulkan dan cuci untuk memisahkan pasir dengan

waterglass sehingga pasir dapat digunakan kembali untuk membuat cetakan.

1.8. Pemeriksaan (Quality Control)

Proses pemeriksaan produk coran terdiri dari beberapa proses

pemeriksaan yaitu :

a. Pemeriksaan rupa

Pemeriksaan rupa/fisik

Pemeriksaan dimensi (menggunakan jangka sorong, micrometer,

jig pemeriksa dan alat ukur lainnya)

b. Pemeriksaan Cacat dalam

Pemeriksaan ketukan

Pemeriksaan penetrasi (dye-penetrant)

Pemeriksaan magnafluks (magnetic-particle)

Pemeriksaan supersonic (ultrasonic)

Pemeriksaan radiografi (radiografi)

c. Pemeriksaan material

Pengujian kekerasan (dengan metode Rockwell, Brinell, Vickers)

Pengujian tarik

Pengujian analisa kimia (spektrometri, EDS)

Pengujian struktur mikro dan struktur makro

Setelah benda coran dibersihkan kemudian dilakukan pemeriksaan

pada coran tersebut apakah pada benda coran terdapat cacat, jika terdapat

cacat yang memungkinkan tidak bisa diperbaiki melalui proses finishing

atau proses pemesinan maka benda kerja coran tersebut dilebur kembali.

Dari 6 benda coran yang dibuat hanya satu benda coran yang diambil karena

benda coran ini yang memenuhi kriteria bahwa benda coran tersebut baik

dan selanjutnya dilakukan proses pemesinan (machining process) untuk

mendapatkan hasil produk yang lebih baik.

1.9. Produk Finishing

Setelah proses pemeriksaan selesai dan dipilih benda coran dengan

hasil yang baik, selanjutnya benda kerja tersebut dilakukan proses

pemesinan menggunakan mesin milling dan mesin gerinda dengan hasil

produknya.

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

1. Agar mahasiswa mampu membuat part atau perabotan rumah tangga

yang terbuat dari logam dengan menggunakan proses pengecoran

logam

2. Agar mahasiswa tahu bagaimana langkah proses pengecoran logam

yang benar dan alat apa saja yang dipersiapkan.

B. Saran

1. Dalam proses pengecoran logam perlu diperhatikan juga keselamatan

kerja

2. Perlu diperhatikan temperatur suhu tuang pada saat dibakikannya

3. Somoga untuk tahun-tahun selanjutnya Teknik Msein Unnes

mempunyai alat peraga untuk proses pengocoran untuk memeudahkan

pembelajaran.

DAFTAR PUSTAKA

http://goldenkoreakharisma.blogspot.com/2009/09/teknik-pengecoran-logam.html

http://indonesia-mekanikal.blogspot.com/2008/03/teknik-pengecoran-logam.html