PENGECORAN LOGAM

Logam-logam dalam pengecoran

Besi cor- Paduan besi yang mengandung C >: 1,7 % dan 1-3 %Si. Unsur lain dapat ditambahkan dengan maksud untuk meningkatkan sifat-sifat seperti kekuatan, kekerasan atau ketahanan korosi. Unsur yang umumnya ditambahkan yaitu Cr, Cu, Mo dan Ni.
- Besi cor memiliki selang temperature cair yang relaitf lebih rendah daripada baja dan relatif lebih “encer” ketika cair.
- Sifat mekanik besi cor tergantung pada jenis struktur mikronya yaitu bentuk dna distribusi elemen-elemen penyusunnya. Salah satu elemen yang memiliki pengaruh yang berarti adalah grafit. Jumlah ,ukuran dan bentuk grafit mempengaruhi kekuatan dan keuletan besi cor. Selain grafit, matriks juga ikut mempengaruhi sifat mekaniknya. Matris besi cor sama dengan yang terdapat pada baja, yaitu feritik, perlitik, feritik+perlitik dan martensitik. Matriks yang terjadi tergantung pada :
# Komposisi kimia
# Laju pendinginan, dan
# Proses perlakuan panas

Ada lima jenis besi cor :
# Besi cor kelabu (grey cast iron)
# Besi cor malleable (malleable cast iron)
# Besi cor putih (white cast iron)
# Besi cor nodular (nodular/ductile cast iron)
# Compacted graphite cast iron (memiliki struktur mikro antara besi cor
# Kelabu dan besi cor nodular).

Sifat mekanik :
- 45 -75 ksi (kekuatan tarik)
- 35 – 60 ksi (kekuatan luluh)
- 1 – 6% (perpanjangan)

Sifat matriks dan karakter grafit diperoleh dari kesetimbangan
- Komposisi kimia
- Derajat inokulasi
- Laju pembekuan
- Pengaturan laju pendinginan

Untuk mendapatkan sifat yang diinginkan, biasanya pada besi cor diterapkan perlakuan panas karena dari kondisi hasil pengecoran (as-cast) tidak diperoleh sifat yang diinginkan. Proses perlakuan panas yang umum diterapkan :
- Annealing
- Austenitizing dan Quenching
- Tempering

Besi Cor Putih
* Besi cor putih terbentuk ketika unsur karbon (C) tidak mengendap sebagai grafit selama proses pembekuan, akan tetapi tetap berkaitan dengan unsur besi (Fe), krom (Cr) atau molibden (Mo) membentuk karbida.
* Besi cor putih bersifat keras dan getas dan memiliki tampilan patahn seperti kristal berwarna putih.

Besi Cor Kelabu
* Besi cor kelabu merupakan paduan dari unsur-unsur besi (Fe), karbon © dan silicon (Si) yang mengandung “ karbon tak berkaitan” dalam bentuk grafit. Nama besi cor kelabu didapat dari tampilan patahan berwarna kelabu.
* Besi cor kelabu untuk keperluan otomotif dan konstruksi umum lainnya dibagi menjadi 10 kelas/garde yang didasarkan pada kekuatan tarik minimumnya.

* Kekuatan, kekerasan dan struktur mikro dari besi cor kelabu dipengaruhi oleh beberapa factor seperti komposisi kimia, desain, cetakan, karakteristik cetakan dan laju pendinginan selama dan setelah pembekuan.
* Unsur Cu, Cr, Mo dan Ni seringkali ditambahkan untuk mengatur struktur mikro matriks dan pembentukan grafit. Selain itu bertujuan untuk meningkatkan ketahanan korosi besi cor kelabu pada beberapa media.
* Besi cor kelabu dapat dikeraskan dengan proses quenching dan temperature sekitar 1600˚F (menjadi getas). Kombinasi dengan proses temper akan meningkatakan ketangguhan dan menurunkan kekerasannya.

Besi Cor Malleable
> Besi cor ini dihasilkan dari proses perlakuan panas besi cor putih yang memiliki komposisi tertentu.
> Proses terbentuknya beis cor putih akibat :
> Rendahnya kandungan karbon dan silikon
> Adanya unsur-unsur pembentuk karbida seperti Cr, Mo dan V
> Laju pendinginan dan pembekuan yang tinggi
> Pada proses pembuatan besi cor malleable, besi cor putih dipanaskan hingga temperatur diatas temperatur eutectoid (1700oF) kemudian ditahan hingga beberapa jam dan didinginkan dalam tungku. Proses tersebut menyebabkan unsure karbon terlarut dalam austenit, mengendap dan membentuk grafit bulat tak beraturan (irregular nodules of graphite) yang disebut korbon temper. Proses ini akan menghasilkan besi cor malleable dengan matriks ferit.

Besi Cor Nodular
> Besi cor nodular memiliki komposisi unsure yang sama dengan besi cor kelabu. Unsure tersebut yaitu karbon dan silikon.
> Perbedaan besi cor nodular dan kelabu terletak pada bentuk grafit (untuk menghasilkan bentuk grafit yang berbeda, digunakan proses yang berbeda pula)
> Pembulatan grafit dicapai karena ditambahkan unsure Magnesium (Mg) dan Cerium (Ce).

Baja (Baja Cor)
> Salah satu jenis baja adalah baja karbon yaitu paduan besi-karbon yang mengandung unsure karbon kurang dari 1,7 % (beberapa literature menyebutkan kandungan karbon maksimum 2.0 %). Sebagai tambahan selain karbon, baja cor mengandung
- Silikon (Si) : 0.20 – 0,70 %
- Mangan (Mn) : 0,50 – 1,00 %
- Fosfor (P) : <>
- Sulfur (S) : <>
> Struktur mikro baja cor yang memiliki kandungan karbon kurang dari 0,8 % (baja hypoeutektoid) terdiri dari FERIT dan PERLIT. Kadar karbon yang lebih tinggi menambah jumlah perlit.
> Struktur mikro baja cor yang memiliki kandungan karbon lebih dari 0,8 % (baja hipereutektoid) terdiri dari SEMENTIT (Fe3C) dan PERLIT. Kadar karbon yang lebih tinggi menambah jumlah sementit.
> Baja cor dengan kadar C=0,20 % diatas diperoleh dari pendinginan didalam tungku dari temperatur 950oC setelah pengecoran. Bagian yang hitam adalah PERLIT dan yang putih adalah FERIT. Sedangkan baja cor dengan kadar C=0,8 % didinginkan dalam tungku 900oC struktur yang terlihat jelas yaitu PERLIT.

Proses Peleburan Logam

Peleburan logam merupakan aspek terpenting dalam operasi-operasi pengecoran karena berpengaruh langsung pada kualitas produk cor. Pada proses peleburan, mula-mula muatan yang terdiri dari logam, unsur-unsur paduan dan material lainnya seperti fluks dan unsur pembentuk terak dimasukkan kedalam tungku. Fluks adalah senyawa inorganic yang dapat “membersihkan” logam cair dengan menghilangkan gas-gas yang ikut terlarut dan juga unsur-unsur pengotor (impurities). Fluks memiliki beberpa kegunaan yang tergantung pada logam yang dicairkan, seperti pada paduan alumunium terdapat cover fluxes (yang menghalangi oksidasi dipermukaan alumunium cair),. Cleaning fluxes, drossing fluxes, refining fluxes, dan wall cleaning fluxes
Tungku-tungku peleburan yang biasa digunakan dalam industri pengecoran logam adalah tungku busur listrik, tungku induksi, tungku krusibel, dan tungku kupola. Karakteristik masing-masing tungku peleburan adalah :

a. Tungku busur listrik
laju peleburan tinggi ® laju produksi tinggi
polusi lebih rendah dibandingkan tungku-tungku lain
memiliki kemampuan menahan logam cair pada temperatur tertentu untuk jangka waktu lama untuk tujuan pemaduan

b. Tungku induksi
> Khususnya digunakan pada industri pengecoran kecil
> Mampu mengatur komposisi kimia pada skala peleburan kecil
>Terdapat dua jenis tungku yaitu Coreless (frekuensi tinggi) dan core atau channel (frekuensi rendah, sekitar 60 Hz)
> Biasanya digunakan pada industri pengecoran logam-logam non-ferro
> Secara khusus dapat digunakan untuk keperluan superheating (memanaskan logam cair diatas temperatur cair normal untuk memperbaiki mampu alir), penahanan temperatur (menjaga logam cair pada temperatur konstan untuk jangka waktu lama, sehingga sangat cocok untuk aplikasi proses die-casting), dan duplexing/tungku parallel (menggunakan dua tungku seperti pada operasi pencairan logam dalam satu tungku dan memindahkannya ke tungku lain)

c. Tungku krusibel
> Telah digunakan secara luas disepanjang sejarah peleburan logam. Proses pemanasan dibantu oleh pemakaian berbagai jenis bahan bakar.
>Tungku ini bias dalam keadaan diam, dimiringkan atau juga dapat dipindah-pindahkan
>Dapat diaplikasikan pada logam-logam ferro dan non-ferro

d. Tungku kupola
>Tungku ini terdiri dari suatu saluran/bejana baja vertical yang didalamnya terdapat susunan bata tahan api
>Muatan terdiri dari susunan atau lapisan logam, kokas dan fluks
>Kupola dapat beroperasi secara kontinu, menghasilkan logam cair dalam jumlah besar dan laju peleburan tinggi
Muatan Kupola
- Besi kasar (20 % - 30 %)
- Skrap baja (30 % - 40 %)
Kadar karbon dan siliko yang rendah adalah menguntungkan untuk mendapat coran dengan prosentase Carbon dan Si yang terbatas. Untuk besi cor kekuatan tinggi ditambahkan dalam jumlah yang banyak.
> Skrap balik
Yang dimaksud skrap balik adalah coran yang cacat, bekas penambah, saluran turun, saluran masuk atau skrap balik yang dibeli dari pabrik pengecoran.
>Paduan besi
Paduan besi seperti Fe-Si, Fe-Mn ditambahkan untuk mengatur komposisi. Prosentase karbon berkurang karena oksidasi logam cair dalam cerobong dan pengarbonan yang disebabkan oleh reaksi antar logam cair dengan kokas. Prosentase karbon terutama diatur oleh perbandingan besi kasar dan skrap baja. Tambahan harus dimasukkan dalam perhitungan untuk mengimbangi kehilangan pada saat peleburan. Penambahan dimasukkan 10 sampai 20 % untuk Si dan 15 sampai 30 % untuk Mn.
Prosentase steel bertambah karena pengambilan steel dari kokas. Peningkatan kadar belerang (steel) yang diperbolehkan biasanya 0,1 %

Metalurgi Proses Pengecoran

Pembekuan ingot dan Coran
Dari Pembekuan ingot dihasilkan 3 daerah dengan karakteristik yang berbeda. Daerah-daerah tersebut adalah :
1. Chill Zone
Selama proses penuangan logam cair kedalam cetakan, logam cair yang berkontak langsung dengan dinding cetakan akan mengalami pendinginan yang cepat dibawah temperatur likuidusnya. Akibatnya pada dinding cetakan tersebut timbul banyak inti padat dan selanjutnya tumbuh kearah cairan logam. Bila temperatur penuangannya rendah, seluruh bagian logam cair akan membeku secara cepat dibawah temperatur likuidus. Disisi lain bila temperatur penuangan tinggi, cairan logam yang berada ditengah-tengah ingot akan tetap berada diatas temperatur likuidus untuk jangka waktu lama.

2. Columnar zone
Sesaat setelah penuangan, gradien temperatur pada dinding cetakan menurun dan kristal pada daerah chill tumbuh memanjang dalam arah kristal tertentu. Kristal-kristal tersebut tumbuh memanjang berlawanan dengan arah perpindahan panas (panas bergerak dari cairan logam kea rah dinding cetakan yang bertemperatur lebih rendah) yang disebut dengan dendrit. Setiap kristal dendrit mengandung banyak lengan-lengan dendrit (primary dendrit). Jika Fraksi volum padatan (dendrite) meningkat dengan meningkatnya panjang dendrit dan jika struktur yang terbentuk berfasa tunggal, maka lengan-lenagn dendrti sekunder dan tertier akan timbul dari lengan dendrit primer. Daerah yang terbentuk antara ujung dendrit dan ttitik dimana sisa cairan terakhir akan membeku disebut sebagai mushy zone atau pasty zone.

3. Equiaxed zone
Daerah ini terdiri dari butir-butir equiaxial yang tumbuh secara acak ditengah-tengah ingot. Pada daerah ini perbedaan temperatur yang ada tidak menyebabkan terjadinya pertumbuhan butir memanjang.

Pengaruh Penyusutan
Kebanyakan logam akan menyusut selama proses pembekuan dan ini mengakibatkan perubahan struktur ingot. Paduan-paduan dengan selang pembekuan (daerah antara temperatur liquidus dan solidus ) yang sempit menghasilkan mushy zone yang sempit pula dan pada bagian permukaan atas ingot terdapat sisa cairan logam yang lama kelamaan akan berkurang hingga pembekuan berakhir dan pada ingot mengandung rongga cukup dalam pada bagian tengah atau disebut pipe.
Pada paduan-paduan dengan selang temperatur pembekuan lebar, mushy zone dapat menempati seluruh bagian ingot sehingga tidak terbentuk pipe.

Segregasi pada Ingot dan Coran
Pada struktur pembekuan terdapat dua jenis segregasi yaitu segregasi makro (perubahan komposisi pada tiap bagian spesimen) dan segregasi mikro (seperti yang terjadi antara lengan dendrit sekunder). Ada empat faktor yang menyebabkan timbulnya segregasi makro, yaitu :
> Penyusutan karena pembekuan dan kontraksi panas
> Perbedaan kerapatan antardendritik cairan logam
> Perbedaan kerapatan antara padatan dan cairan
> Temperatur yang menyebabkan perbedaan kerapatan dalam cairan
Segregasi dalam pembekuan logam tidak diinginkan karena memberikan pengaruh buruk pada sifat mekanik. Untuk segregasi mikro, pengaruhnya dapat dikurangi dengan proses perlakuan panas (homogenisasi).

Pemeriksaan Produk Cor

Tujuan :
1. Pemeriksaan rupa
>Pemeriksaan rupa/fisik
>Pemeriksaan dimensi (menggunakan jangka sorong, micrometer, jig pemeriksa dan alat ukur lainnya)

2. Pemeriksaan cacat dalam (pemeriksaan tidak merusak, NDT)
-->Pemeriksaan ketukan
-->Pemeriksaan penetrasi (dye-penetrant)
-->Pemeriksaan magnafluks (magnetic-particle)
-->Pemeriksaan supersonic (ultrasonic)
-->Pemeriksaan radiografi (radiografi)

3. Pemeriksaan material
a. Pengujian kekerasan (menggunakan metoda Brinell, Rockwell, Vickers dan Shore)
b. Pengujian tarik
c. Pengujian analisa kimia (spektrometri,EDS)
d. Pengujian struktur mikrodan struktur makro
4. Pemeriksaan dengan merusak

Cacat-cacat Coran
Komisi pengecoran international telah membuat penggolongan cacat-cacat coran dan dibagi menjadi 9 kelas, yaitu :
a. Ekor tikus tak menentukan atau kekerasan yang meluas
b. Lubang-lubang
c. Retakan
d. Permukaan kasar
e. Salah alir
f. Kesalahan ukuran
g. Inklusi dan struktur tak seragam
h. Deformasi
i. Cacat-cacat tak nampak

Proses Pembuatan Besi Kasar

Pada umumnya logam-logam yang dihasilkan dari dalam tambang masih dalam bentuk batu-batuan dan biasanya terdapat dalam keadaan terikat dengan unsur-unsur lain. Untuk dapat digunakan sebagai bahan dasar pembuatan barang-barang jadi atau setengah jadi maka terlebih dahulu logam-logam tersebut mendapat beberapa pengerjaan.

Tanur tinggi
Tanur tinggi digunakan untuk mengolah logam-logam tambang (bijih besi), kokas, batu kapur untuk dijadikan besi kasar. Besi kasar yang dihasilkan ini nantinya masih perlu diolah kembali didalam tungku-tungku baja untuk dijadikan baja atau besi cor.Tanur tinggi mempunyai tinggi ± 30 m dan diameter terbesar ± 9 m. bagian luar terbuat dari pelat-pelat baja dan bagian dalamnya dilapisi bata tahan api.

Tungku ini dibagi menjadi bagian utama yaitu :
-->Bagian atas (puncak)
Bahan-bahan seperti kokas, bijih besi dan bahan tambahan (kapur) dimasukkan melalui bagian ini. Pada bagian ini juga dilengkapi dengan lubang-lubang untuk melakukan udara.
-->Bagian tengah
Bagian tengah ini memiliki bangun berbentuk kerucut yang makin kebawah makin besar. Fungsinya dibuat demikian adalah :
- Bahan-bahan mudah bergeser kebawah
- Gas CO dapat mencapai setiap tempat dekat dinding
-Bagian dalam tungku dilapisi dengan bata tahan api.
--> Bagian bawah
Bagian ini mempunyai bangun berbentuk kerucut yang makin kebawah semakin mengecil dan gunanya dibuat demikian adalah :
- Cairan mudah dikumpulkan pada tungku
- Isi tungku makin lama makin mengecil
Bagian dalamnya terbuat dari bata tahan api kualitas tinggi karena dinding bagian ini harus tahan terhadap temperatur tinggi (± 3000 oF) dan tahan terhadap reaksi kimia seperti tahan terhadap asam-asam, terutama bila bijih besinya mengandung fosfor.

d. Bagian Tungku
Bagian ini berbentuk silinder yang merupakan tabung persegi empat. Pada bagian dalamnnya dipasang bata tahan api kualitas tinggi dan memiliki ketebalan ± 1m. Dibuat tebal dan menggunakan bata tahan api karena :
- Dapat tahan terhadap proses kimia
- Dapat tahan terhadap tekanan logam cair dan terak cair
- Dapat tahan terhadap temperatur tinggi
Diantara pasangan-pasangan bata tahan api, dipasang pipa-pipa saluran yang dialiri air pendingin dan pada bagian atas tabung dipasang pipa-pipa yang digunakan untuk menyalurkan udara panas. Pada bagian dinding tungku dipasangi lubang laluan logam cair dan terak cair.
Bahan-bahan dalam Proses Tanur Tinggi
1. Biji besi
Besi didapat dengan mengambil dari biji besi yang umumnya berbentuk oksida dari alam dan besi murni hanya didapat dalam jumlah yang kecil. Pemisahan unsur besi dari biji besi dilakukan dalam sebuah tungku yang dinamai dengan SMELTING (proses reduksi). Adapun biji besi tersebut ditemukan dalam bentuk sebagai berikut :
a. Berbentuk batu
- Hematit (Fe2O3, batu besi merah) mengandung unsur besi antara 45 %-65 % dan sedikit mengandung fosfor.
- Magenetit (Fe3O4) mengandung unsur besi antara 40 % - 70 % dan hampir tidak mengandung fosfor, berwarna hijau tua mendekati warna hitam dan mempunyai sifat magnet yang kuat.
- Fe2O3H2O, mengandung unsur besi 25 % - 50 % air dan fosfor
b. Berbentuk pasir
Pasir besi (TiO2) mengandung oksida besi = 70 % yang bercampur dengan oksida titan (Ti2O2) antara 9 % - 11 %
- Berbutir halus
Sperosiderit mengandung unsur besi ±40 % bercampur dengan tanah liat.

2. Batu Kapur
Biji besi hasli proses reduksi belum dapat diaktakan bersih secara keseluruhan dan masih terdapat kotoran-kotoran. Untuk menghilangkan kotoran-kotoran tersebut maka pada saat diproses dalam tanur tinggi ditambahkan batu kapur (CaO atau dolomite, CaCO3) sehingga akan membentuk terak

3. Bahan Bakar
Bahan bakar yang digunakan dalam proses tanur tinggi adalah kokas dan arang kayu
a. Arang kayu
Keuntungan mengunakan arang kayu adalah karena bersih, tidak mengandung P dan S. Sedangkan kerugiannya adalah :
-->Nilai kalornya rendah kira-kira 400 Cal/Kg
-->Tidak keras, mudah pecah dan berpori-pori
-->Jumlahnya terbatas
-->Hanya dapat digunakan untuk tanur tinggi yang memiliki tinggi 17-20m

b. Kokas
Didapat dari pembakaran tidak sempurna batu bara. Keuntungan menggunakan kokas sebagai bahan bakar adalah :
-->Nilai kalornya tinggi sekitar 8000 Cal/Kg
-->Keras, besar-besar dan berpori-pori
-->Mempunyai kadar karbon yang tinggi
-->Sewaktu pembuatan kokas terdapat hasil tambahan seperti gas, ter, dll.
Kekurangan bahan bakar kokas yaitu mengandung belerang (S) dan ini sangat buruk pengaruhnya terhadap pembuatan baja atau besi cor.
Anthrosit
Keuntungan menggunakan bahan bakar jenis ini adalah :
-->Nilai karbonnya tinggi sekitar 8000 Cal/Kg
-->Cukup keras dan besar-besar
-->Tidak mengandung gas
Kekurangan bahan bakar anthrosit adalah tidak berpori dan hanya sedikit terdapat di dunia

4. Udara panas
Udara panas digunakan untuk membantu pembakaran (CO2) dan pembentukan gas CO sebagai gas untuk reduksi biji besi. Untuk mereduksi bijih besi diperlukan udara panas yang banyak dan udara panas yang digunakan mempunyai temperatur ±900OC. Untuk mendapat udara panas dengan temperatur yang tinggi adalah dengan memanaskan udara dingin di tungku pemanas yang dinamakan tungku COWPER. Udara dingin yang dimasukkan didatangkan dari kompresor torak.
Keuntungan menggunakan udara panas dalam proses tanur tinggi adalah untuk menghemat bahan bakar untuk mempercepat proses reduksi atau pencairan biji besi.

Terminologi Pengecoran dengan Cetakan Pasir

 Secara umum cetakan harus memiliki bagian-bagian utama sebagai berikut :

1. Cavity (rongga cetakan), merupakan ruangan tempat logam cair yang dituangkan kedalam cetakan. Bentuk rongga ini sama dengan benda kerja yang akan dicor. Rongga cetakan dibuat dengan menggunakan pola.
2. Core (inti), fungsinya adalah membuat rongga pada benda coran. Inti dibuat terpisah dengan cetakan dan dirakit pada saat cetakan akan digunakan. Bahan inti harus tahan menahan temperatur cair logam paling kurang bahannya dari pasir.
3. Gating sistem (sistem saluran masuk), merupakan saluran masuk kerongga cetakan dari saluran turun. Gating sistem suatu cetakan dapat lebih dari satu, tergantung dengan ukuran rongga cetakan yang akan diisi oleh logam cair.
4. Sprue (Saluran turun), merupakan saluran masuk dari luar dengan posisi vertikal. Saluran ini juga dapat lebih dari satu, tergantung kecepatan penuangan yang diinginkan.
Pouring basin, merupakan lekukan pada cetakan yang fungsi utamanya adalah untuk mengurangi kecepatan logam cair masuk langsung dari ladle ke sprue. Kecepatan aliran logam yang tinggi dapat terjadi erosi pada sprue dan terbawanya kotoran-kotoran logam cair yang berasal dari tungku kerongga cetakan.
5. Raiser (penambah), merupakan cadangan logam cair yang berguna dalam mengisi kembali rongga cetakan bila terjadi penyusutan akibat solidifikasi.

Langkah – Langkah Pembuatan Cetakan Pasir

1. Persiapkan flask, lantai yang bersih dan pola kayu produk dan gating systemnya. Perlu diingat agar pola kayu sudah dilakukan waxing dengan lilin batangan.
2. Pembuatan pasir inti dari backing sand. Pembuatan inti dilakukan berulang-ulang. Karena inti yang dihasilkan terdapat retak, hal ini terjadi karena kurang padatnya inti pada proses ramming atau proses pencabutan dari cetakan inti yang terlalu tergesa-gesa. Sehingga harus diperbaiki dengan penambahan molasses dan dilakukan ramming yang lebih kuat.
3. Pisahkan kup dan drag pola kayu. Taburi tepung terigu di taburi pada lantai yang dibersihkan. Pola kayu bagian drag pertama kali ditutupi dengan pasir muka hingga seluuh bagian pola kayu (produk + gating system) tertutupi oleh pasir muka.
4. Tambahkan dengan pasir belakang (backing sand), lalu diramming dengan bantuan palu dan rammer agar pasir menjadi padat. Proses dilakukan sebanyak 3 kali. Setiap awal penaburan pasir diberikan guratan pada lapisan pasir sebelumnya. Bertujuan agar pasir menjadi homogen dan menyatu terikat antar partikel pasir.
5. Balik drag serta letakkan kup pada bagian atas posisi drag dengan posisi yang tetap. Setelah kup berada pada posisinya, lakukan langkah 1-3. Untuk benda cor dengan pola belah, penempatan harus dilakukan dengan hati – hati agar pola dan gating sistemnya tidak bergerak sehingga tidak menimbulkan cacat akibat pergeseran pola.
6. Angkat pola yang telah dipadatkan dengan pasir dari bagian drag dan kup. Keluarkan pola yang berada pada cetakan pasir dengan menggunakan ulir. Pengeluaran pola harus dilakukan dengan hati-hati agar cetakan pasirnya tidak rusak. Pada saat praktikum, pencabutan pola sangat sulit sekali untuk dilakukan. Hal ini dapat disebabkan oleh pelapisan lilin yang kurang merata dan benda cor yang memiliki dimensi agak besar dan bersudut Kerusakan yang dihasilkan pada cetakan pasir setelah pencabutan pola terbilang banyak. Namun segera dilakukan proses perbaikan dengan menggunakan pasir reparasi. didalam cetakan pasir.
7. Bersihkan cetakan kemudian berikan coating cetakan pada bagian yang diperbaiki agar permukaan cetakan menjadi rata. Pemberian coating bertujuan agar pasir tidak mengalami pengikikisan oleh logam cair serta memperbaiki sifat mekanis dari permukaan logam. Kemudian cetakan dibakar dengan menggunakan api agar coating menyatu dengan butiran pasir dan butiran pasir tidak masuk kedalam logam cair.
8. Setelah selesai proses coating, hal yang dilakukan selanjutnya adalah penyatuan kup dan drag yang kemudian dieratkan dengan menggunakan pengikat kawat. Saat penyatuan antara kup dan drag terjadi ambruknya pasir cetak sehingga bentuk cetakan menjadi tidak beraturan. Ini disebabkan akibat kurang padatnya pasir disekitar pola dan banyak bagian dari pola yang bersudut. Seharusnya pada bagian bersudut tersebut dilakukan fillet agar permukaan lebih membulat (rounded).
9. Letakkan cetakan pasir diatas tatakan dan tempatkan didekat dapur peleburan logam. Letakkan cetakan dengan sprue menghadap keatas. Seharusnya pada bagian sprue diberikan sedikit area cekung sebagai pouring basin agar pada saat penuangan tidak terjadi turbulensi.

Driver Toshiba Satellite L510

buat temen-temen yang memerlukan driver laptop toshiba satellite L510, silakan download di sini

<a href=”http://www.ziddu.com/download/13695377/DriverLaptopToshibasatelliteL510.rar.html”>Download File</a>

LATIHAN SOAL ELEMEN MESIN II

<a href=”http://www.ziddu.com/download/13669106/ELEMENMESINII.rar.html”>Download File</a>

Baja Karbon dan Paduannya

Baja Karbon dan Paduannya

Baja karbon dan paduannya adalah metal yang biasanya paling banyak digunakan dalam berbagai macam aplikasi, seperti gears, baut, bodi dari mobil, pegas, rel kereta api, roda kereta api, dan lain-lain. Tentunya dibutuhkan komposisi dan proses tertentu untuk mendapatkan suatu material yang akan digunakan untuk suatu aplikasi tertentu.

Pengaruh dari beberapa unsur pada Baja

            Berikut adalah tabel beberapa unsur yang biasanya digunakan sebagai paduan pada baja.

           

Unsur	Pengaruh
Boron	Meningkatkan kemampuan untuk diperkeras tanpa mengurangi kemampu bentukannya dan kemampuan untuk diproses pemesinan (tak jarang juga meningkatkan dua sifat tersebut).
Calcium	Deoksidasi baja, meningkatkan ketangguhan, dan meningkatkan kemampu bentukan serta kemampuan untuk diproses pemesinan.
Carbon	Meningkatkan kemampuan untuk diperkeras, kekerasan, kekuatan, dan ketahanan terhadap aus. Mengurangi keuletan, kemampuan untuk dilas, dan ketangguhan.
Cerium	Mengontrol bentuk dari inklusi dan meningkatkan ketangguhan pada baja karbon rendah, serta meng-deoksidasi baja.
Chromium	Meningkatkan ketangguhan, kemampuan untuk diperkeras, ketahanan terhadap aus dan korosi, dan tahan terhadap temperatur tinggi.
Cobalt	Meningkatkan kekuatan dan kekerasan pada temperatur yang meningkat.
Copper	Meningkatkan ketahanan terhadap korosi atmosfer dan meningkatkan kekuatan dengan sedikit ‘mengorbankan’ keuletannya.
Lead (Timah hitam)	Meningkatkan kemampuan untuk diproses pemesinan.
Magnesium	Mempunyai pengaruh yang sama dengan Cerium.
Manganese	Meningkatkan kemampuan untuk diperkeras, kekuatan, ketahanan terhadap abrasi, dan kemampuan untuk diproses pemesinan. Meng-deoksidasi baja cair, dan mengurangi kemampuan untuk dilas.
Molybdenum	Meningkatan kemampuan untuk diperkeras, ketahanan terhadap aus, ketangguhan, kekuatan terhadap kenaikan temperatur, ketahanan terhadap mulur, dan kekerasan.
Nickel	Meningkatkan kekuatan, ketangguhan, dan ketahanan terhadap korosi, serta kemampuan untuk diperkeras.
Niobium	Memberikan ukuran butir yang terbaik, dan meningkatkan kekuatan, serta ketangguhan terhadap beban impak. Menurunkan temperatur transisi dan kemampuan untuk diperkeras.
Phoporus	Meningkatkan kekuatan, kemampuan untuk diperkeras, ketahana terhadap korosi, dan kemampuan untuk diproses pemesinan. Sangat berpengaruh pada penurunan keuletan dan ketangguhan.
Selenium	Meningkatkan kemampuan untuk diproses pemesinan.
Silicon	Meningkatkan kekuatan, kekerasan, ketahanan terhadap korosi, dan konduktivitas elektrik. Menurunkan kemampuan untuk diproses pemesinan dan kemampu bentukan pada kondisi dingin.
Sulfur	Meningkatkan kemampuan untuk diproses pemesinan ketika dikombinasi dengan Manganese. Menurunkan kekuatan impak dan keuletan.
Tantalum	Mempunyai pengaruh yang sama dengan Niobium.
Tellurium	Meningkatkan kemampuan untuk diproses pemesinan, kemampu bentukan, dan ketangguhan.
Titanium	Meningkatkan kemampuan untuk diperkeras. Meng-deoksidasi baja.
Tungsten (Wolfram)	Mempunyai pengaruh yang sama dengan Cobalt.
Vanadium	Meningkatkan kekuatan, ketangguhan, ketahanan terhadap abrasi, dan kekerasan pada temperatur yang meningkat.
Zirconium	Mempunyai pengaruh yang sama dengan Cerium.

Residu pada Baja

         Biasanya ketika produksi, refining, dan pemrosesan, akan terbentuk unsur-unsur residu yang tidak kita harapkan. Berikut, tabel dari beberapa residu yang biasanya dijumpai pada material yang telah diproses.

Unsur	Pengaruh
Antimony (Arsenic)	Mengakibatkan kegetasan.
Hydrogen	Mengakibatkan material menjadi getas. Dapat dihilangkan dengan ketika pemanasan.
Nitrogen	Meningkatkan kekuatan, kekerasan, dan kemampuan untuk diproses pemesinan.
Oxygen	Meningkatkan kekuatan baja yang di-rim. Sangat berpengaruh pada penurunan ketangguhan.
Tin (Timah putih)	Mengakibatkan kegetasan.

Kode-kode untuk Baja

         Untuk peng-kode-an pada baja, terdapat dua standar yaitu AISI dan SAE. Standar ini menggunakan 4 digit, 2 digit pertama mengindikasikan unsur-unsur paduan serta presentasenya, dan 2 digit terakhir mengindikasikan jumlah karbon berdasarkan massanya. Standar yang lainnya adalah ASTM. Terdiri dari 4 digit juga, 1 digit pertama dituliskan dengan menggunakan huruf dan menandakan jenis logamnya, misal huruf ‘A’ untuk logam ferro, dan 3 digit terakhir berupa angka.

            Belakangan digunakan suatu standar untuk peng-kode-an, yaitu dengan UNS (Unified Numbering System). Terdiri dari 6 digit, 1 digit pertama, berupa huruf, mengindikasikan jenis umum dari paduan, dan 5 digit terakhir, berupa angka, adalah komposisinya.  Huruf-hurufnya, antara lain :

 Baja Karbon

         Baja karbon dapat diklasifikan berdasarkan komposisi karbon di dalamnya.

 Baja Paduan

            Baja paduan adalah baja yang memiliki kandungan unsur paduan yang lebih dominan dan perhatian yang lebih diberikan kepada baja jenis ini ketika pembuatannya. Dengan memberikan perlakuan panas pada baja jenis ini, bisa didapatkan sifat baru sesuai dengan yang kita inginkan.

High Strength Low Alloy Steel (HSLAS)

         Baja jenis ini biasanya memiliki kandungan karbon yang sangat sedikit, kurang dari 0,30%, dan memiliki karakteristik pada struktur mikronya, yang terdiri dari ferrite dan martensite serta austenite. Produksi baja ini biasanya dalam bentuk lembaran-lembaran yang dibentuk dari microalloying dan controlled hot rolling. Namun, ada juga yang diproduksi dalam bentuk bidang, batang, dan batang-batang berstruktur.

            Peng-kode-an baja ini memakai sistem AISI yang membaginya ke dalam 3 kategori, yaitu :

Termasuk di dalamnya unsur-unsur seperti C, Mn, P, dan N.

Terdari dari Nb, Cr, Cu, Mo, Ni, Si, Ti, V, dan Zr, bisa dalam bentuk tunggal atau kombinasi.

Memiliki ketahanan terhadap korosi lingkungan dan diperkirakan 4 kalinya dari baja karbon rendah yang konvensional. Termasuk di dalamnya, Si, P, Cu, Ni, dan Cr dalam bentuk kombinasi yang beragam. Sebagai tambahan, kemampu bentukan dari baja ini diberi nilai dengan huruf; F untuk luar biasa, K untuk bagus, dan O untuk sedang-sedang saja.

Baja HSLA yang diproduksi belakangan ini (Microalloyed Steel), memiliki sifat yang super dan dapat mengurangi ketergantungan pada proses perlakuan panas. Terdiri dari ferrite dan pearlite pada susunan struktur mikronya, serta partikel karbon nitrid yang terdispersi secara baik. Komposisi dari baja ini biasanya terdiri dari 0,5% C, 0,8% Mn, dan 0,1% V. Produksi baja ini juga sangat efisien, bahkan dapat menghemat pengeluaran hingga 10%, karena tidak diperlukannya proses-proses seperti, quenching, tempering, dan stress relieving.

Ada lagi jenis baja HSLA yang lain yaitu Nanoalloyed Steel. Baja jenis ini masih dalam pengerjaan. Butiran yang dimiliki baja jenis ini sangat kecil sekali, sekitar 10-100 nm, dan diproduksi menggunakan gelas logam (Metallic Glasses) sebagai precursor.

Baja Dua Fasa

Sesuai dengan namanya baja ini memiliki dua fasa, yaitu ferrite dan martensite (masing-masing memberikan kontribusinya yang saling berlawanan dalam membentuk sifat dari baja). Baja ini memiliki karakteristik proses pengerjaan pengerasan yang tinggi, yang meningkatkan keuletan dan kemampu bentukan. Pengkodean baja jenis ini biasanya dengan huruf ‘D’.

STRUKTUR MIKRO

 STRUKTUR MIKRO

Properti fisikal dan juga sifat mekanik darisebuah material sangat tergantung pada mikrosruktunya. Mikrostruktur adalah subjek bagi observasi mikroskopik secara llangsung dengan menggunakan mikroskop elktrok atau ptikal. Tema ini telah dibahas pada bab 5.12. Dalamlogammetalik,mikrostruktur dikarakteristikkan berdasarkan nomor fase-fase yang menampilkan proporsinya serta cara-cara bagaimana fase tersebut didistribusikan atau disusun. Mikrosruktur dai logam tergantung dengan variable-variabel yang ada pada elemen logam, konsenrasinya, danjuga prosespemanasan logam. Prosedur spesifik dari mikroskopik telah dibahas secara mendalam pada bab 5.12 Setelah melakukan pemolesandan juga pengetsaan, fase-fase yang berbeda dapat dipisahkan berdasarkan penampakannya Seperti contoh, untuk dua fase logam, satu fase akan tampak terang dan lainnya tampak gelap. Ketika hanya ada fase tunggal atau solution padat, maka tekstur akan seragam.

Teknik Kontrol Otomatik

1.      FLY BY WIRE

Terbang melalui kabel atau fly by wire adalah sebuah sistem kendali yang menggunakan sinyal elektronik dalam memberikan perintah, tetapi hal ini tidak berarti hanya menggantikan penggerakan oleh otot manusia diganti oleh pergerakan motor elektris/hidrolis system fly by wire juga mempunyai komputer utnuk mengolah data yang dipasok dari berbagai sensor dibadan pesawat sehingga kadang kadang kinerja system fly by wire secara detil tidak sinkron dengan keinginan operator system fly by wire paling umum dijumpai pada pesawat terbang.

A.    Contoh kinerja sistem kendali pesawat.

Pada saat pilot ingin pesawat terbang lurus, maka fly by wire sebenernya berusaha keras supaya pesawat bisa terbang lurus dengan mengoreksi semua gannguan yang bisa membuat pesawat berbelok (dorongan angin dari samping, tekanan udara yang membuat pesawat belok, dll)

sedangkan saat pesawat dibelokan oleh pilot, bisa jadi ada beberapa perintah dari pilot yang diabaikan oleh system fly by wire, dengan tujuan supaya belokannya bisa enak, tidak stall, atau membahayakan struktur pesawat

Dengan sistem kendali yang bisa berpikir ini, kerja pilot menjadi lebih ringan, seumpama akan belok, maka pilot akan belok saja, gak perlu memikirkan berbagai informasi secara detil, kalau belokannya terlalu bahaya, maka fly by wire akan mengkoreksinya secara otomatis.

Sistem fly by wire sangat bermanfaat untuk dipasang pada pesawat tempur. Tidak seperti filosofi perancangan pesawat sipil yang mengutamakan kestabilan, maka pesawat tempur justru didesain supaya tidak stabil, sehingga gampang berbelok dan bermanuver. Pada saat pesawat tempur harus terbang lurus dan stabil, pilot justru harus kerja keras untuk menstabilkan pesawat. Pada pesawat yang ber-fly by wire, tugas menstabilkan pesawat ini diambil alih oleh system kendali fly by wire, sehingga pilot bisa lebih konsentrasi di tugas utamanya.

B.     Aplikasi sistem sejenis di otomotif

Dalam sehari-hari sebenernya ada juga sistem kendali fly by wire yang kita pakai, satu contohnya adalah sistem rem ABS di mobil, rem ABS ini dilengkapi berbagai sensor untuk memastikan tidak terjadi selip antara roda dengan jalan, kalau sampai selip terdeteksi sensor , maka rem akan mengabaikan perintah sopir untuk mengerem habis, dan melepaskan rem sampai selipnya hilang maka remnya ngerem lagi, nanti kalau selipnya muncul lagi , maka kejadiannya akan berulang, begitu seterusnya sampai mobil berhenti atau sopir melepas pedal remnya, kadang-kadang bisa merasakan getaran siklus ini saat mengerem di mobil ber ABS.

2.     SISTEM KELEMBABAN

CONTOH SISTEM KELEMBABAN:

1.      Alat Pengaturan Temperatur dan Kelembaban untuk Ruang Budidaya Jamur .

Jamur tiram merupakan makanan berprotein tinggi yang hanya dapat hidup di daerah dataran tinggi dengan temperatur dan kelembaban tertentu. Selain itu, nilai jual dari jamur tiram ini tinggi. Hal ini memberikan inspirasi aplikatif pembudidayaan jamur tiram di daerah dataran rendah. Tugas akhir ini sebagai pengatur temperatur dan kelembaban untuk ruang budidaya jamur tiram berbasis mikrokontroler. Alat ini menggunakan sensor temperatur yang kemudian data dari sensor tersebut di kirim ke mikrokontroler untuk diolah. Setelah itu, keluarannya masuk ke dalam driver. Keluaran dari driver tersebut menggerakkan kompresor dan temperatur ruangan akan otomatis sesuai dengan yang diinginkan serta ditampilkan di display. Pengerjaan proyek tugas akhir yang menghasilkan alat pengatur temperatur dan kelembaban ini dapat mengatur temperatur antara 24ºC sampai 27ºC dan kelembaban antara 62% sampai 71% untuk pembudidayaan jamur tiram di daerah dataran rendah.

2.      Sistem Pengendalian Suhu dan Kelembaban pada Mesin Pengering Kertas.

Pada industri percetakan, kertas merupakan salah satu bahan utama yang sangat berpengaruh terhadap kelancaran dan kualitas hasil produksi. Salah satu kendala yang sangat berpenguruh ini adalah naiknya tingkat kelembaban pada kertas yang akan dicetak. Ini disebabkan karena menurunnya suhu pada lingkungan, terutama pada musim penghujan. Bila kertas yang akan dicetak memiliki tingkat kelembaban yang tinggi, maka akan terjadi saling lengketnya kertas satu dengan yang lain pada proses percetakan, sehingga kelancaran proses produksi akan terhambat. Juga berpengaruh pada kualitas hasil produksi yang kurang optimal, yaitu hasil cetak yang terlihat kurang jelas atau sedikit kabur. Maka perlulah disini dibuat suatu alat pengering kertas untuk menjaga suhu dan tingkat kelembaban kertas yang akan dicetak agar tetap kering. Proses sistem pengeringan dilakukan dengan cara memasukkan beberapa kertas yang akan dikeringkan ke dalam ruang mesin pengering, kemudian memanasi suhu ruangan dan membuang udara basah pada ruang mesin pengering kertas. Dalam waktu beberapa menit atau jam pemanasan ruangan yang dilakukan diharapkan mampu mengeringkan dan menguragi kelembaban kertas.

Sistem kendali logika fuzzy merupakan salah satu alternatif sistem kendali yang

sederhana, dimana pada sistem kendali logika fuzzy tidak memerlukan pengetahuan tentang parameter-parameter numerik dari sistem. Sinyal kendali diperoleh dari error (kesalahan) yaitu selisih dari keluaran sistem yang dikendalikan dengan setpoint yang diinginkan, selain itu terdapat pula masukan berupa perubahan error (Δerror) sistem yang merupakan selisih antara error sekarang dengan error sebelumnya.

3.      SISTEM BIOLOGIS

Teori Kontrol Dalam Sistem-Sistem Biologis (Rangkaian Umpan Balik).

Pengaturan dan pengawasan dalam sistem-sistem biologi sudah menjadi perhatian bagi para biolog lama sebelum Cannon memperkenalkan perkataan “homeostatis” untuk menerangkan kecendrungan organisme - organisme hidup mengatur variabelvariabel tertentu di dalam lingkungan internalnya. Sudah menjadi pengetahuan umum bahwa variabel-variabel seperti temperatur badan, tekanan darah, komposisi cairan tubuh, pH darah, tekanan parsiel gas-gas tertentu yang dibawa oleh aliran darah, dan konsentrasi – konsentrasi sejumlah besar bahan kimia didalam jaringan dikontrol dengan ketat. Oleh karena itu tidaklah mengherankan bila kita harus memeriksa pemakaian alat - alat yang dikembangkan untuk mempelajari sistem-sistem control otomatis dalam rekayasa untuk menyempurnakan pemahaman kita tentang sistem-sistem kontrol biologis.

Hidup kita sehari-hari dikelilingi oleh contoh-contoh pengawas dan pengatur yang dibangun manusia, seperti alatalat yang mempertahankan temperatur dan kelembaban ruangan, mengatur perolehan (gain) radio, menjalankan alat-alat bantu-daya di dalam mobil, dan mengatur banyak proses-proses di dalam industri modern.