SAND CASTING (Pengecoran Logam)

         Pengecoran Logam (sand casting)  adalah suatu proses manufaktur yang menggunakan logam cair dan cetakan untuk menghasilkan bentuk yang mendekati bentuk geometri akhir produk jadi. Pengecoran dengan cetakan pasir adalah yang tertua dari segala macam metoda pengecoran. Cetakan pasir merupakan cetakan tang paling banyak digunakan, karena memiliki beberapa keunggulan diantaranya:

• Dapat mencetak loga dengan titik lebur yang tinggi, seperti baja, nikel, dan titanium;
• Dapat mencetak benda cor dengan berbagai macam ukuran;
• Jumlah produksi dari satu sampai jutaan.

Proses pengecoran meliputi: pembuatan cetakan, persiapan dan peleburan logam, penuangan logam cair ke dalam cetakan, pembersihan coran dan proses daur ulang pasir cetakan. Produk pengecoran disebut coran atau benda cor. Berat coran itu sendiri berbeda, mulai dari beberapa ratus gram sampai beberapa ton dengan komposisi yang berbeda, mulai dari beberapa ratus gram sampai beberapa ton dengan komposisi yang berbeda dan hamper semua logam atau paduan dapat dilebur dan dicor.

Proses pengecoran secara garis besar dapat dibedakan dalam proses pengecoran dan proses percetakan. Pada proses pengeceron tidak digunakan tekanan sewaktu mengisi rongga cetakan, sedang pada proses pencetakan logam cair ditekan agar mengisi rongga cetakan. Karena pengisian logam berbeda, cetakan pun berbeda, sehingga pada proses percetakan cetakan umumnya dibuat dari loga. Pada proses pengecoran cetakan biasanya dibuat dari pasir meskipun adakalanya digunakan pula plaster, lempung, keramik atau bahan tahan api lainnya.

Macam Proses Pengecoran 

• Traditional Casting (Teknik tradisional)

1. Sand-Mold Casting
2. Dry-Sand Casting
3. Shell-Mold Casting
4. Full-Mold Casting
5. Cement-Mold Casting
6. Vacuum-Mold Casting

 Contemporary Casting (Non-Traditional)

1. High-Pressure Die Casting
2. Permanent-Mold Casting
3. Centrifugal Casting
4. Plaster-Mold Casting
5. Investment Casting
6. Solid-Ceramic Casting

Ada enam langkah dalam proses ini: 

a.  Tempatkan pola di pasir untuk membuat cetakan (Place a pattern in sand to create a mold). 

b.  Menggabungkan pola dan pasir dalam sistem gating (Incorporate the pattern and sand in a gating

     system). 

c.  Hapus pola (Remove the pattern).

d.  Mengisi rongga cetakan dengan logam cair (Fill the mold cavity with molten metal).

e.  Memungkinkan logam dingin (Allow the metal to cool).

f.  Melepaskan cetakan pasir dan menghapus casting (Break away the sand mold and remove the 

     casting).

 Gambar 1. Proses pengecoran (sand casting procces)

KOMPONEN

Pola (Pettern).

     Desain disediakan oleh seorang insinyur atau desainer. Membuat pola yang terampil membangun pola obyek yang akan diproduksi menggunakan kayu, logam, atau plastik seperti polystyrene. Pasir atau tanah dapat menyapu atau strickled ke dalam bentuk logam yang tidak sempurna selama pembekuan, dan ini mungkin tidak seragam karena pendinginan tidak merata. Oleh karena itu, pola harus sedikit lebih besar dari bentuk aslinya, perbedaan yang dikenal sebagai penyisihan kontraksi. Pola-pembuat mampu menghasilkan pola yang cocok dengan menggunakan "aturan Kontraksi" (ini kadang-kadang disebut "menyusut penguasa penyisihan" dimana  sengaja dibuat untuk jarak yang lebih besar sesuai dengan persentase panjang tambahan yang dibutuhkan). Skala yang berbeda digunakan untuk logam yang berbeda, karena masing-masing logam dan paduan kontrak dengan jumlah yang berbeda dari yang lain. Pola juga memiliki dudukan inti yang menciptakan register dalam cetakan yang ditempatkan ke core pasir.

Kadang-kadang diperkuat dengan kawat, digunakan untuk membuat potongan bawah rongga yang tidak dapat dicetak untuk mengatasi tarikan, seperti interior katup atau bagian pendingin di blok mesin.

Jalur untuk masuk logam ke dalam rongga cetakan merupakan sistem saluran. berbagai pengumpan yang mempertahankan logam yang baik dan di-gerbang yang menerapkan sistem saluran ke rongga casting. Gas dan uap yang dihasilkan selama pengecoran keluar melalui pasir permeabel atau melalui anak tangga yang ditambahkan baik dalam pola itu sendiri, atau sebagai bagian yang terpisah.

Gambar 2. Pola (Pattern)

PERALATAN

     Selain pola, cetakan pasir juga menggunakan alat untuk membuat lubang.alat Molding pasir terdapat buku bekas di Auckland dan Nelson Selandia Baru antara sekitar tahun 1946 dan 1960.

Kotak cetakan dan bahan.
Sebuah kotak molding multi-bagian (dikenal sebagai labu casting, bagian atas dan bawah yang dikenal masing-masing untuk mengatasi tarikan) untuk menerima pola. kotak Molding dibuat dalam bentuk yang mungkin terkunci satu sama lain dan untuk mengakhiri penutupan. Untuk objek datar sederhana di satu sisi-bagian bawah kotak ditutup untuk diisi dengan pasir cetak. Pasir dihaluskan  melalui proses getaran, secara berkala. Permukaan pasir kemudian dapat diratakan atau dipadatkan. Pola ini ditempatkan pada pasir. Lal pasir tambahan di padatkan pada bagian atas dan di sekitar pola. Lalu tutup kotak tersebut dan geserkan, sehingga bagian cetakan mungkin berpisah dan pola dengan ventilasi pola dihilangkan. Cetakan harus dikeringkan untuk menerima logam panas. Jika cetakan tidak cukup kering uap panas loam  dapat membuang logam cair disekitar. Dalam beberapa kasus, pasir mungkin diolesi, yang membuat pengecoran mungkin tanpa menunggu pasir kering. Pasir juga dapat terikat oleh pengikat kimia, seperti resin furane atau resin amina-mengeras.

Gambar 3. Peralatan (Tools)

TEMPERATUR

 

Panas dingin
Untuk mengontrol struktur solidifikasi logam,  mungkin untuk menempatkan pelat logam, pendinginan dalam cetakan. Terkait pendinginan yang cepat akan membentuk struktur yang lebih halus dan dapat membentuk logam agak susah pada cetakan tersebut. Dalam coran besi, efeknya mirip dengan pendinginan logam dalam pekerjaan menempa. Diameter bagian dalam sebuah silinder mesin dibuat rumit oleh inti dingin. Dalam logam lainnya, pendinginan dapat digunakan untuk pembekuan terarah dari casting. Dalam mengendalikan cara casting membeku untuk mencegah void internal atau porositas di dalam coran.

INTI (Cores)

Untuk menghasilkan rongga dalam casting-seperti untuk pendingin cair di blok mesin dan kepala silinder-negatif bentuk yang digunakan untuk menghasilkan core. Biasanya pasir-dibentuk, core dimasukkan ke dalam kotak pengecoran setelah pengangkatan pola. Bila mungkin, desain yang dibuat bahwa menghindari penggunaan core, karena tambahan waktu set-up dan biaya sehingga lebih besar.Dua set coran (perunggu dan aluminium) dari cetakan pasir di atasDengan cetakan selesai pada kadar air yang sesuai, kotak yang berisi cetakan pasir kemudian diposisikan untuk mengisi dengan cair logam-biasanya besi, baja, perunggu, kuningan, aluminium, paduan magnesium, atau berbagai paduan pot logam, yang sering termasuk timbal, timah, dan seng. Setelah diisi dengan logam cair kotak disisihkan sampai logam cukup keren untuk menjadi kuat. Pasir tersebut kemudian dihapus, mengungkapkan casting kasar yang, dalam kasus dari besi atau baja, mungkin masih menyala merah. Dalam kasus logam yang secara signifikan lebih berat dari pasir casting, seperti besi atau timah, labu pengecoran sering ditutupi dengan pelat berat untuk mencegah masalah yang dikenal sebagai mengambang cetakan. Mengambang cetakan terjadi ketika tekanan logam mendorong pasir di atas rongga cetakan keluar dari bentuk, menyebabkan casting gagal.Kiri: kotak inti, dengan menghasilkan (kawat bertulang) core langsung di bawah. Kanan: - Pola (digunakan dengan inti) dan yang dihasilkan pengecoran bawah (kabel berasal dari sisa-sisa inti)Setelah casting, core yang rusak oleh batang atau tembakan dan dihapus dari casting. Logam dari sariawan dan anak tangga dipotong dari casting kasar. Berbagai perawatan panas dapat diterapkan untuk meringankan tekanan dari pendinginan awal dan menambahkan kekerasan-dalam kasus baja atau besi, dengan pendinginan dalam air atau minyak. casting dapat diperkuat dengan kompresi perawatan permukaan seperti ditembak peening-yang menambah resistensi ke tarik retak dan menghaluskan permukaan kasar. Dan ketika presisi tinggi diperlukan, berbagai operasi mesin (seperti penggilingan atau membosankan) yang dibuat untuk menyelesaikan area kritis casting. Contoh ini akan mencakup membosankan silinder dan penggilingan dek pada blok mesin cor.

Gambar 4. Dua set coran (perunggu dan aluminium) dari cetakan pasir di atas

 PERSYARATAN DESAIN

bagian yang akan dibuat dan pola yang harus dirancang untuk mengakomodasi setiap tahap proses, karena itu harus mungkin untuk menghapus pola tanpa mengganggu pasir cetakan dan memiliki lokasi yang tepat untuk menerima dan posisi inti. Sebuah lancip sedikit, yang dikenal sebagai draft, harus digunakan pada permukaan tegak lurus terhadap garis perpisahan, untuk dapat menghapus pola dari cetakan. Persyaratan ini juga berlaku untuk core, karena mereka harus dikeluarkan dari kotak inti di mana mereka terbentuk. Sariawan dan anak tangga harus diatur untuk memungkinkan aliran yang tepat dari logam dan gas dalam cetakan dalam rangka untuk menghindari pengecoran tidak lengkap. Haruskah sepotong inti atau cetakan menjadi copot mungkin tertanam dalam pengecoran akhir, membentuk lubang pasir, yang dapat membuat casting tidak dapat digunakan. kantong gas dapat menyebabkan rongga internal. Ini mungkin langsung terlihat atau hanya dapat terungkap setelah mesin yang luas telah dilakukan. Untuk aplikasi kritis, atau di mana biaya usaha sia-sia adalah faktor, metode pengujian non-destruktif dapat diterapkan sebelum pekerjaan lebih lanjut dilakukan.

 Gambar 5. Kiri: kotak inti, DENGAN menghasilkan (kawat bertulang) inti Langsung Di Bawah. Kanan: - Pola (digunakan DENGAN inti) Dan Yang dihasilkan Bawah Pengecoran (Kabel berasal Dari Sisa-Sisa Inti)

 

 GREEN SAND

Coran ini dibuat dengan menggunakan cetakan pasir terbentuk dari pasir "basah" yang berisi air dan senyawa ikatan organik, biasanya disebut sebagai tanah liat. [3] Nama "Green Sand" berasal dari fakta bahwa cetakan pasir tidak "set", masih dalam "hijau" atau negara tidak diawetkan bahkan ketika logam dituangkan dalam cetakan. pasir hijau tidak berwarna hijau, tapi "hijau" dalam arti bahwa itu digunakan dalam keadaan basah (mirip dengan kayu hijau). Tidak seperti namanya, "pasir hijau" bukan merupakan jenis pasir sendiri (yaitu, tidak greensand dalam arti geologi), tapi agak campuran:

    pasir silika (SiO2), pasir kromit (FeCr2O4), atau pasir zirkon (ZrSiO4), 75 sampai 85%, kadang-kadang dengan proporsi olivin, staurolite, atau grafit.
    bentonit (tanah liat), 5 sampai 11%
    air, 2 sampai 4%
    lembam lumpur 3 sampai 5%
    antrasit (0-1%)Ada banyak resep untuk proporsi tanah liat, tetapi mereka semua menyerang saldo yang berbeda antara moldability, permukaan akhir, dan kemampuan logam cair panas untuk menghilangkan gas. Batubara, biasanya disebut dalam pengecoran sebagai laut-batubara, yang hadir pada rasio kurang dari 5%, sebagian combusts di hadapan logam cair yang mengarah ke offgassing uap organik. pasir hijau untuk logam non-ferrous tidak menggunakan aditif batubara sejak CO dibuat tidak efektif untuk mencegah oksidasi. pasir hijau untuk aluminium biasanya menggunakan pasir olivin (campuran dari forsterit mineral dan fayalit yang dibuat dengan menghancurkan dunit rock). Pilihan pasir memiliki banyak hubungannya dengan suhu yang logam dituangkan. Pada suhu yang tembaga dan besi yang dituangkan, tanah liat akan aktif oleh panas dalam montmorillonite yang diubah menjadi ilit, yang merupakan tanah liat non-berkembang. Kebanyakan pengecoran tidak memiliki peralatan yang sangat mahal untuk menghapus terbakar tanah liat dan mengganti tanah liat baru, jadi bukan, orang-orang yang menuangkan besi biasanya bekerja dengan pasir silika yang murah dibandingkan dengan pasir lainnya. Seperti tanah liat yang dibakar, baru pasir campuran ditambahkan dan beberapa pasir lama dibuang atau didaur ulang menjadi kegunaan lain. Silica adalah yang paling diinginkan dari pasir sejak butir metamorf pasir silika memiliki kecenderungan untuk meledak untuk membentuk partikel berukuran sub-micron ketika termal terkejut saat menuangkan dari cetakan. Partikel-partikel ini memasuki udara dari area kerja dan dapat menyebabkan silikosis dalam pekerja. Besi pengecoran menghabiskan banyak upaya pada pengumpulan debu agresif untuk menangkap silika ini baik-baik saja. Pasir juga memiliki ketidakstabilan dimensi yang terkait dengan konversi kuarsa dari alpha kuarsa untuk beta kuarsa pada 680 ° C (1250 ° F). Sering aditif seperti tepung kayu ditambahkan untuk menciptakan ruang untuk biji-bijian untuk memperluas tanpa deformasi cetakan. Olivin, kromit, dll digunakan karena mereka tidak memiliki konversi fase yang menyebabkan ekspansi yang cepat dari biji-bijian, serta menawarkan kepadatan yang lebih besar, yang mendinginkan logam lebih cepat dan menghasilkan struktur butiran halus dalam logam. Karena mereka tidak mineral metamorf, mereka tidak memiliki polikristal ditemukan di silika, dan kemudian tidak membentuk partikel berukuran sub-mikron berbahaya.

AIR SET METODE

Metode set udara menggunakan pasir kering terikat dengan bahan selain tanah liat, menggunakan menyembuhkan perekat cepat. Yang terakhir ini juga dapat disebut sebagai tidak ada pengecoran cetakan panggang. Ketika ini digunakan, mereka secara kolektif disebut "set udara" coran pasir untuk membedakan mereka dari "pasir hijau" coran. Dua jenis pasir cetak terikat alami (pasir bank) dan sintetis (Danau pasir); yang terakhir ini umumnya disukai karena komposisi yang lebih konsisten.Dengan kedua metode, campuran pasir dikemas di sekitar pola, membentuk rongga cetakan. Jika perlu, plug sementara ditempatkan di pasir dan menyentuh pola untuk kemudian membentuk saluran ke mana cairan pengecoran dapat dituangkan. Air-set cetakan sering dibentuk dengan bantuan termos pengecoran memiliki bagian atas dan bawah, disebut mengatasi dan drag. Campuran pasir dipadatkan seperti yang ditambahkan di sekitar pola, dan perakitan cetakan akhir kadang-kadang bergetar untuk kompak pasir dan mengisi setiap kekosongan yang tidak diinginkan dalam cetakan. Maka pola dihapus bersama dengan plug saluran, meninggalkan rongga cetakan. Casting cair (biasanya cair logam) kemudian dituangkan ke dalam rongga cetakan. Setelah logam telah memperkuat dan didinginkan, casting dipisahkan dari cetakan pasir. Ada biasanya ada agen cetakan rilis, dan cetakan umumnya hancur dalam proses penghapusan.Akurasi casting dibatasi oleh jenis pasir dan proses pencetakan. coran pasir yang terbuat dari pasir hijau kasar menyampaikan tekstur kasar ke permukaan, dan ini membuat mereka mudah untuk mengidentifikasi. Coran terbuat dari pasir hijau halus bisa bersinar sebagai pemain tetapi dibatasi oleh kedalaman untuk lebar rasio kantong dalam pola. Air-set cetakan dapat menghasilkan coran dengan permukaan halus dari pasir hijau kasar tetapi metode ini terutama dipilih ketika kantong sempit jauh di pola yang diperlukan, karena biaya plastik yang digunakan dalam proses. Air-set coran biasanya dapat dengan mudah diidentifikasi oleh warna bakaran di permukaan. Tuang biasanya ditembak mengecam untuk menghapus warna dibakar. Permukaan juga dapat tanah kemudian dan dipoles, misalnya ketika membuat sebuah lonceng besar. Setelah molding, casting ditutupi dengan residu oksida, silikat dan senyawa lainnya. residu ini dapat dihilangkan dengan berbagai cara, seperti menggiling, atau ditembak peledakan.Selama casting, beberapa komponen dari campuran pasir yang hilang dalam proses pengecoran termal. pasir hijau dapat digunakan kembali setelah menyesuaikan komposisi untuk mengisi kelembaban yang hilang dan aditif. Pola itu sendiri dapat digunakan kembali tanpa batas waktu untuk menghasilkan cetakan pasir baru. Proses pasir cetak telah digunakan selama berabad-abad untuk menghasilkan coran manual. Sejak tahun 1950, proses pengecoran sebagian otomatis telah dikembangkan untuk lini produksi.

COLD BOX

Menggunakan pengikat organik dan anorganik yang memperkuat cetakan dengan kimia mengikuti pasir. Jenis cetakan mendapatkan namanya dari tidak sedang dipanggang dalam oven seperti jenis cetakan pasir lainnya. Jenis cetakan lebih akurat dimensi dari cetakan hijau-pasir tapi lebih mahal. Sehingga hanya digunakan dalam aplikasi yang memerlukan itu.

 NO-BAKE MOLDS

Tidak ada-panggang cetakan yang cetakan pasir dibuang, mirip dengan cetakan pasir khas, kecuali mereka juga mengandung resin cair cepat-pengaturan dan katalis. Bukannya menabrak, pasir cetakan dituangkan ke dalam labu dan diadakan sampai mengeras resin, yang terjadi pada suhu kamar. Jenis cetakan juga menghasilkan permukaan akhir yang lebih baik daripada jenis lain dari cetakan pasir. Karena tidak ada panas yang terlibat itu disebut proses dingin-pengaturan. bahan labu umum yang digunakan adalah kayu, logam, dan plastik. logam umum dilemparkan ke no-bake cetakan adalah kuningan, besi (besi), dan paduan aluminium.

VACUUM MOLDING

 Sebuah skema molding vakumVacuum molding (V-proses) adalah variasi dari proses pengecoran pasir untuk sebagian besar logam besi dan non-ferrous, [6] di mana pasir tak terikat diadakan dalam labu dengan hampa. Pola ini khusus vented sehingga ruang hampa dapat ditarik melalui itu. Selembar panas-melunak tipis (0,003-0,008 di (0,076-0,203 mm)) film plastik menutupi pola dan vakum ditarik (200 hingga 400 mmHg (27-53 kPa)). Sebuah vakum termos khusus ditempatkan di atas pola plastik dan diisi dengan pasir yang mengalir bebas. pasir bergetar untuk kompak pasir dan sariawan dan menuangkan secangkir terbentuk di mengatasinya. selembar plastik ditempatkan di atas pasir dalam labu dan vakum ditarik melalui termos khusus; ini mengeras dan memperkuat pasir tak terikat. vakum tersebut kemudian dirilis pada pola dan mengatasi dihapus. drag dibuat dengan cara yang sama (tanpa sariawan dan menuangkan secangkir). Setiap core yang ditetapkan di tempat dan cetakan ditutup. Logam cair dituangkan sementara mengatasi dan tarik masih dalam ruang hampa, karena plastik menguap tapi vakum terus bentuk pasir sementara membeku logam. Ketika logam telah memperkuat, vakum dimatikan dan pasir habis bebas, melepaskan casting.V-proses dikenal karena tidak memerlukan rancangan karena film plastik memiliki tingkat tertentu pelumasan dan mengembang sedikit ketika vakum ditarik di termos. Proses ini memiliki akurasi dimensi tinggi, dengan toleransi ± 0.010 di untuk inch pertama dan ± 0.002 di / di setelahnya. Lintas-bagian kecil seperti 0.090 di (2,3 mm) yang mungkin. Permukaan akhir sangat baik, biasanya antara 150 dan 125 rms. Keuntungan lainnya termasuk tidak ada cacat kelembaban terkait, tidak ada biaya untuk pengikat, permeabilitas pasir yang sangat baik, dan tidak ada asap beracun dari pembakaran pengikat. Akhirnya, pola tidak aus karena pasir tidak menyentuhnya. Kerugian utama adalah bahwa proses ini lebih lambat dari pengecoran pasir tradisional sehingga hanya cocok untuk rendah untuk volume produksi media; sekitar 10 sampai 15.000 buah per tahun. Namun, ini membuatnya sempurna untuk bekerja prototipe, karena pola dapat dimodifikasi dengan mudah seperti yang terbuat dari plastik.

Gambar 6. Sebuah skema molding vakum

Tahapan pengecoran logam dengan cetakan pasir:

1. Pembuatan pola, sesuai dengan bentuk coran yang akan dibuat;
2. Persiapan pasir cetak;
3. Pembuatan cetakan;
4. Pembuatan inti (bila diperlukan);
5. Peleburan logam;
6. Penuangan logam cair ke dalam cetakan;
7. Pendinginan dan pembekuan;
8. Pembongkaran cetakan pasir;
9. Pembersihan dan pemeriksaan hasil coran;
10. Proses pengecoran selesai.

 

 Gambar 7. Tahapan pengecoran logam dengan cetakan pasir

Catatan: Kadang diperlukan perlakuan panas terhadap produk coran untuk memperbaiki sifat metalurgynya

Tahapan pembuatan cetakan pasir:

1. Pemadatan pasir cetak;
2. Pelepasan pola dari pasir cetak -> rongga cetak;
3. Pembuatan saluran masuk dan riser;
4. Pelapisan rongga cetak;
5. Bila coran memiliki permukaan dalam (mis: lubang), maka dipasang inti;
6. Penyatuan cetakan;
7. Siap untuk digunakan.

Pola dan inti:

Pola merupakan model benda cor dengan ukuran penuh dengan memperhatikan penyusutan dan kelonggaran untuk pemesinan pada akhir pengecoran.

Bahan pola: kayu, plasytik, dan logam

Jenis-jenis pola:

a. Pola padat (solid pattern);

b. Pola belah (split pattern)

c. Pola dengan papan penyambung (match-plate pattern)

d. Pola cope and drag (cope and drag pattern).

 Gambar 8. Beberapa jenis pola

 a. Pola padat disebut juga dengan pola tunggal:

Pola padat dibuat sama dengan geometri benda cor dengan mempertimbangkan penyusutan dan kelonggaran untuk pemesinan. Biasanya digunakan untuk jumlah produksi yang sangat kecil. Walaupun pembuatan pola ini mudah, akan tetapi sulit untuk membuat cetakannya, seperti membuat garis pemisah antara bagian atas cetakan (cope) dengan bagian bawah cetakan (drag). Demikian pula untuk membuat sistem saluran (riser) diperlukan tenaga kerja yang terlatih.

 b. Pola belah:

Terdiri dari dua bagian yang disesuaikan dengan garis pemisah (belahan) cetakannya. Biasanya digunakan untuk benda cor yang memiliki geometri lebih rumit dengan jumlah produksi menengah. Pola pembuatan cetakannya lebih mudah dibandingkan dengan memakai poal padat.

c. Pola dengan papan penyambung:

Digunakan untuk jumlah produksi yang lebih banyak. Pada pola ini, dua bagian pola belah masing-masing diletakan pada sisi berlawanan dari sebuah papan kayu atau plat besi.

d. Pola cope and drag:

Pola ini hampir sama dengan pola papan penyambung, tetapi pada pola ini dua bagian dari pola belah masing-masing ditempelkan pada papan yang terpisah. Pola ini juga biasa dilengkapi dengan sistem saluran masuk dan riser.

Inti:

Pola menentukan bentuk luar dari benda cor, sedangkan inti digunakan apabila benda tersebut memiliki permukaan dalam. Inti merupakan model skala penuh dari permukaan dalam benda cor, yang diletakan dalam rongga cetak sebelum permukaan logam cair dilakukan, sehingga logam cair akan mengalir membeku diantara rongga cetak dan inti, untuk membentuk permukaan bagian luar dan dalam dari benda cor.

Inti biasanya dibuat dari pasir yang dipadatkan sesuai dengan bentuk yang diinginkan. Seperti pada pola, ukuran inti juga harus mempertimbangkan penyusutan dan pemesinan. Pemasangan inti di dalam rongga cetak kadang-kadang memerlukan pendukung (support) agar posisinya tidak berubah. Pendukung tersebut disebut chaplet, yang dibuat dari logam yang memiliki titik lebur benda cor. Sebagai contoh chaplet baja digubakan pada pengecoran besi tuang, setelah penuangan dan pembekuan chaplet akan melekat pada benda cor (lihat gambar 1.3) bagian chaplet yang menonjol ke luar dari benda cor selanjutnya dipotong.

Gambar 9. (a) Inti disangga dengan chaplet, (b) Chaplet, (c) Hasil coran dengan lubang di dalamnya.

Cetakan dan pembuatan cetakan

      Pasir cetak yang sering dipakai adala pasir silika (SiO2) atai pasir silika yang dicampur dengan mineral lain (misal tanah lempung) atau resin organik (misal resin phenorik, resin turan, dsb).

Ukuran butir pasir yang kecil akan menghasilkan permukaan coran yang baik, tetapi ukuran butir pasir yang besar menghasilkan permeabilitas yang tinggi, sehingga dapat membebaskan gas-gas pada rongga cetak pada saat proses penuangan. Cetakan yang dibuat dari butiran yang tidak beraturan akan menghasilkan kekuatan yang lebih tinggi dibandingkan dengan butiran yang bulat, akan tetapi memiliki permeabilitas yang kurang baik.

Beberapa indikator untuk menentukan kualitas cetakan pasir:

1. Kekuatan, kemampuan cetakan untuk mempertahankan bentuknya dan tahan terhadap pengikisan yang dialiri oleh aliran logam cair. Hali ini tergantung dari bentuk pasir, kualitas pengikat dan g\faktor-faktor lainnya.

2. Permeabilitas, kemampuan cetakan untuk membebaskan udara panas dan gas dari dalam cetakan selama operasi pengecoran melalui celah-celah pasir cetak.

3. Stabilitas termal, kemampuan pasir pada permukaan rongga cetak untuk menahan keretakan dan pembengkokan akibat sentuhan logam cair.

4. Kolapsibilitas (collapsibility), kemampuan cetakan membebaskan coran untuk menyusut tanpa menyebabkan coran menjadi retak.

5. Reusabilitas, kemampuan pasir (dari pecahan cetakan) untuk digunakan kembali (didaur ulang).

Klasifikasi cetakan pasir:  

1. Cetakan pasir basah,

2. Cetakan pasir kering, 

3. Cetakan kulit kering.

Cetakan pasir basah, dibuat dari campuran pasir, lempung, dan air.

Keunggulan: 

. Memiliki kolapsibilitas yang baik.

. Permeabilitas baik.

. Reusabilitas yang baik, dan

. Murah.

 
 Kelemahan: Uap besar dalam pasir dapat menyebabkan kerusakan pada beberapa coran, tergantung pada logam dan geometri coran

      Cetakan Pasir kering, dibuat dengan menggunakan bahan pengikat organik, dan kemudian cetakan dibakar dalam sebuah oven dengan temperatur 204 derajat samapi 306 derajat celcius. Pembakaran dalam oven dapat memperkuat cetakan dan mengeraskan permukaan rongga cetakan.

Keunggulan: Dimensi produk cetak lebih baik. 

Kelemahan:  

. Lebih mahal dibandingkan dengan cetakan pasir basah;

. Laju prosuksi lebih renda karena memerlukan proses pemanasan;

. Pemakaian terbatas untuk coran yang medium dan besar dalam laju produksi yang rendah.

     Cetakan kulit kering, diperoleh dengan mengeringkan permukaan  pasir basah dengan kedalaman 1,2 cm sampai 2,5 cm pada permukaan rongga cetakan. bahan perekat khusus harus ditambahkan pada campuran pasir untuk memperkuat permukaan rongga cetak.

Klasifikasi cetakan yang dibahas merupakan konvensional. Saat ini telah dikembangkan cetakan yang menggunakan bahan kimia sebagai pengikatnya. Beberapa bahan kimia yang tidak menggunakan proses pembakaran, seperti antara lain resin turan, penolik, dan minyak alkyd.

Cetakan tanpa pembakaran ini memiliki kendali dimensi yang baik dalam aplikasi produksi yang tinggi.

SUMBER :

https://en.wikipedia.org/wiki/Sand_casting

http://mochamadnurman.blogspot.co.id/2013/03/sand-casting_19.html

Read more »