Posted by Jasa Cor Patung Logam Perunggu dan Tembaga
Asia Art Sculpture :
Call & WhatApp SIDIQ 083114546879
 |
| Sidiq Kurniawan |
 |
| Patung Perunggu |
Teknik Pengecoran Logam
Teknik Pengecoran Logam
A. Definisi pengecoran, Ulasan Progres Pengecoran Pengecoran (CASTING) ialah salah satu teknik pembuatan produk dimana logam dicairkan dalam tungku peleburan kemudian di tuangkan kedalam rongga cetakan yang serupa dengan wujud orisinil dari produk cor yang akan diciptakan
Ada 4 unsur yang berdampak atau yakni cirri dari cara kerja pengecoran, merupakan :
1. Adanya aliran logam cair kedalam rongga cetak
2. Terjadi perpindahan panas selama pembekuan dan pendinginan dari logam dalam cetakan
3. Dampak material cetakan
4. Pembekuan logam dari situasi cair
Kelompok pengecoran menurut usia dari cetakan, ada pengecoran dengan sekali gunakan (expendable Mold) dan ada pengecoran dengan cetakan permanent (permanent Mold). Cetakan pasir termasuk dalam expendable mold. Sebab cuma dapat dipakai satu kali pengecoran saja, sesudah itu cetakan hal yang demikian dirusak ketika pengambilan benda coran. Dalam pembuatan cetakan, tipe-tipe pasir yang dipakai ialah pasir silika, pasir zircon atau pasir hijau. Walaupun lem antar butir-butir pasir bisa dipakai, bentonit, resin, furan atau air gelas.
B. Terminologi Pengecoran dengan Cetakan Pasir
Sudah lazim cetakan wajib mempunyai komponen-komponen utama sebagai berikut :
1. Cavity (rongga cetakan), yakni ruangan daerah logam cair yang dituangkan kedalam cetakan. Wujud rongga ini sama dengan benda kerja yang akan dicor. Rongga cetakan diciptakan dengan memakai pola.
2. Core (inti), fungsinya ialah membikin rongga pada benda coran. Inti diciptakan terpisah dengan cetakan dan dirakit pada ketika cetakan akan dipakai. Bahan inti wajib bendung membendung suhu cair logam paling kurang bahannya dari pasir.
3. Gating cara (cara saluran masuk), yakni saluran masuk kerongga cetakan dari saluran turun. Gating cara suatu cetakan bisa lebih dari satu, tergantung dengan ukuran rongga cetakan yang akan diisi oleh logam cair.
4. Sprue (Saluran turun), yakni saluran masuk dari luar dengan posisi vertikal. Saluran ini juga bisa lebih dari satu, tergantung kecepatan penuangan yang diharapkan.
Pouring basin, yakni lekukan pada cetakan yang fungsi utamanya ialah untuk mengurangi kecepatan logam cair masuk seketika dari ladle ke sprue. Kecepatan aliran logam yang tinggi bisa terjadi pengikisan pada sprue dan terbawanya kotoran-kotoran logam cair yang berasal dari tungku kerongga cetakan.
5. Raiser (penambah), yakni cadangan logam cair yang bermanfaat dalam mengisi kembali rongga cetakan apabila terjadi penyusutan dampak solidifikasi.
C. Pengecoran Cetakan Pasir
Pengecoran dengan cetakan pasir melibatkan kesibukan-kesibukan seperti menempatkan pola dalam kumpulan pasir untuk menyusun rongga cetak, membikin cara saluran, mengisi rongga cetak dengan logam cair, membolehkan logam cair membeku, mengungkap cetakan yang berisi produk cord an membersihkan produk cor. Sampai kini, cara kerja pengecoran dengan cetakan pasir masih menjadi andalan industri pengecoran terutam industri-industri kecil. Jenjang yang lebih lazim perihal pengecoran cetakan pasir diperlihatkan dalam gambar dibawah ini.
1. Pasir
Kebanyakan pasir yang dipakai dalam pengecoran ialah pasir silika (SiO2). Pasir yakni produk dari hancurnya batu-batuan dalam bentang waktu lama. Alasan penggunaan pasir sebagai bahan cetakan ialah sebab murah dan ketahanannya kepada temperature tinggi. Ada dua tipe pasir yang lazim dipakai merupakan naturally bonded (banks sands) dan synthetic (lake sands). Sebab komposisinya gampang dipegang, pasir sinetik lebih disukai oleh banyak industri pengecoran.
Pemilihan tipe pasir untuk cetakan melibatkan bebrapa factor penting seperti wujud dan ukuran pasir. Sebagai figur , pasir halus dan bulat akan menciptakan permukaan produk yang mulus/halus. Untuk membikin pasir cetak kecuali diperlukan pasir juga pengikat (bentonit atau clay/lempung) dan air. Ketiga Bahan hal yang demikian diaduk dengan komposisi tertentu dan siap diterapkan sebagi bahan pembuat cetakan.
2. Tipe Cetakan Pasir
Ada tiga tipe cetakan pasir merupakan green sand, cold-box dan no-bake mold. Cetakan yang banyak dipakai dan paling murah ialah tipe green sand mold (cetakan pasir berair). Kata “berair” dalam cetakan pasir berair berati pasir cetak itu masih cukup mengandung air atau lembab dikala logam cair dituangkan ke cetakan itu. Istilah lain dalam cetakan pasir ialah skin dried. Cetakan ini sebelum dituangkan logam cair terutama dulu permukaan dalam cetakan dipanaskan atau dikeringkan. Sebab itu tenaga cetakan ini meningkat dan kapabel untuk digunakan 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 tenaga cetakan. Kecermatan dimensi lebih bagus dari cetakan pasir berair dan sebagai konsekuensinya tipe cetakan ini lebih mahal.
Dalam cetakan yang tak dikeringkan (no-bake mold), resin sintetik cair dicampurkan dengan pasir dan campuran itu akan mengeras pada suhu kamar. Sebab ikatan antar pasir terjadi tanpa adanya pemanasan karenanya seringkali cetakan ini disebut juga cold-setting processes. Kecuali dibutuhkan cetakan yang tinggi, sebagian sifat lain cetakan pasir yang perlu dipandang ialah permeabilitas cetakan (kecakapan untuk mengerjakan udara/gas).
3. Pola
Pola yakni ilustrasi dari wujud produk yang akan diciptakan. Pola bisa diciptakan dari kayu, plastic/polimer atau logam. Pemilihan material pola tergantung pada wujud dan ukuran produk cor, kecermatan dimensi, jumlah produk cor dan tipe cara kerja pengecoran yang dipakai.
Tipe-tipe pola :
a. Pola tunggal (one pice pattern / solid pattern)
Umumnya dipakai untuk wujud produk yang simpel dan jumlah produk sedikit. Pola ini diciptakan dari kayu dan tentunya tak mahal.
b. Pola terpisah (spilt pattern)
Terdiri dari dua buah pola yang terpisah sehingga akan didapat rongga cetak dari masing-masing pola. Dengan pola ini, bentukproduk yang bisa diciptakan kompleks dari pola tunggal.
c. Match-piate pattern
Tipe ini popular yang dipakai di industri. Pola “terpasang jadi satu” dengan suatu bidang datar dimana dua buah pola atas dan bawah dipasang berlawanan arah pada suatu pelat datar. Tipe pola ini acap kali dipakai bersama-sama dengan mesin pembuatan cetakan dan bisa menciptakan laju produksi yang tinggi untuk produk-produk kecil.
4. Inti
Untuk produk cor yang mempunyai lubang/rongga seperti pada blok mesin kendaraan atau katup-katup umumnya dibutuhkan inti. Inti ditempatkan dalam rongga cetak sebelum penuangan untuk menyusun permukaan komponen dalam produk dan akan diungkap sesudah cetakan membeku dan dingin. Seperti cetakan, inti wajib kuat, permeabilitas bagus, bendung panas dan tak gampang hancur (tak rapuh).
Supaya inti tak gampang bergeser pada ketika penuangan logam cair, dibutuhkan dudukan inti (core prints). Dudukan inti umumnya dibuatkan pada cetakan seperti pada gambar 8. pembuatan inti serupa dengan pembuatan cetakan pasir merupakan memakai no-bake, cold-box dan shell. Untuk membikin cetakan dibutuhkan pola padahal untuk membikin inti diperlukan kotak inti.
5. Operasi Pengecoran Cetakan Pasir
Operasi pengecoran dengan cetakan pasir melibatkan jenjang cara kerja perancangan produk cor, pembuatan pola dan inti, pembuatan cetakan, penuangan logam cair dan pembongkaran produk cor. Jenjang lebih terperinci menonjol pada gambar Dibawah ini :
Sesudah cara kerja perancangan produk cor yang menciptakan gambar teknik produk (a) dilanjutkan dengan jenjang-jenjang selanjutnya :
b. Menyiapkan bidang dasar datar atau pelat datar dan meletakan pola atas (cope) yang telah ada dudukan inti dipermukaan pelat datar tadi.
c. Seperti pada langkah c, untuk cetakan komponen bawah (drag) beserta cara saluran.
d. Menyiapkan koak inti (untuk pembuatan inti)
e. Inti yang sudah jadi disatukan (inti yang diciptakan berupa inti separuh atau paroan inti)
f. Pola atas yang ada dipermukaan pelat datar ditutupi oleh rangka cetak atas (cope) dan ditambahkan system saluran seperti saluran masuk dan saluran tambahan (riser). Berikutnya diisi dengan pasir cetak.
g. Sesudah diisi pasir cetak dan dipadatkan, pola dan system saluran dilepaskan dari cetakan
h. Giliran drag diisi pasir cetak sesudah menempatkan rangka cetak diatas pola dan pelat datar.
i. Sesudah disi pasir cetak dan dipadatkan, pola dilepaskan dari cetakan
j. Inti ditempatkan pada dudukan inti yang ada pada drag.
k. Cope dipasangkan pada drag dan dikunci kemudian dituangkan logam cair.
l. Sesudah membeku dan dingin, cetakan diungkap dan produk cor dibersihkan dari sisa-sisa pasir cetakan.
m. Cara saluran dihilangkan dari produk cor dengan pelbagai metoda dan produk cor siap untuk diperlakukan lebih lanjut.
Dalam teknik pengecoran logam fluiditas tak diistilahkan sebagai kebalikan dari viskositas, akan tapi berarti kecakapan logam cair untuk mengisi ruang-ruang dalam rongga cetak. Fluiditas tak bisa dihubungkan secara seketika dengan sifat-sifat jasmani secara individu, sebab besaran ini didapat dari pengujian yang yakni karakteristik rata-rata dari bebrapa sifat-sifat jasmani dari logam cair.
Ada dua unsur yang memberi pengaruh fluiditas logam cair, merupakan suhu dan komposisi faktor. Suhu penuangan secara teoritis wajib sama atau diatas garis liquidus. Apabila suhu penuangan lebih rendah, kemungkinan besar terjadi solidifikasi didalam gating cara dan rongga cetakan tak terisi penuh. Cacat ini disebut juga dengan nama misrun. Cacat lain yang dapat terjadi bila suhu penuangan terlalu rendah ialah laps dan seams. Adalah benda cor yang diciptakan seakan-akan menyusun alur-alur aliran kontinu logam yang masuk kedalam rongga cetak, dimana alur satu dengan alur lai berdampingan energi ikatannya tak demikian itu bagus. Apabila suhu penuangan terlalu tinggi pasir yang terdapat pada dinding gating cara dan rongga cetakan gampang lepas sewaktu bersentuhan dengan logam cair dan permukaanya menjadi kasar. Terjadi respon yang pesat antara logam tuang, dengan zat padat, cair dan gas diadalam rongga cetakan. Dari pengujian ini bisa dicari tempat suhu penuangan yang menciptakan produk dengan cacat yang seminim mungkin.
Elemen utama yang lain yang memberi pengaruh besaran fluiditas ialah komposisi paduan. Logam cair yang mempunyai fluiditas yang tinggi ialah logam murni dan alloys komposisi eutectic. Alloys yang disusun dari larutan padat, dan mempunyai range pembekuan yang besar mempunyai fluiditas yang jelek.
Figur Pola spiral hasil pengujian FluiditasAda sebagian metoda dalam menilai fluiditas. Metoda ini dibedakan menurut wujud rongga cetak yang dipakai untuk mengenal kapabel alir logam cair. Ada rongga cetak yanmg berbentuk spiral dan ada juga rongga cetak yang berbentuk lorong yang memanjang. Pemilihan metoda ini betul-betul tergantung
Sebagian wujud cetakan untuk pengevaluasian Fluiditas
dari wujud benda kerja dan bahan cetakan yang akan dipakai. Dalam mengerjakan pengevaluasian kapabel alir dipraktikum ini dipakai sistem dengan rongga cetak yang berbentuk spiral. Padahal hasil pengevaluasian dengan metoda diatas diberi pengaruh oleh sifat-sifat cetakan, melainkan pengevaluasian hal yang demikian betul-betul praktis, sebab seketika menandakan bagaimana kapabel alir logam cair dalam rongga cetak dengan bahan cetakan sesungguhnya. Harga fluiditasnya disuarakan dengan panjang (dalam mm) spiral yang terisi logam. Atas dasar hal ini, fluiditas juga diketahui dengan istilah Fluid life.
4.Logam-logam dalam pengecoran
Besi cor
- Paduan besi yang mengandung C >: 1,7 % dan 1-3 %Si. Faktor lain bisa ditambahkan dengan maksud untuk meningkatkan sifat-sifat seperti tenaga, kekerasan atau ketahanan korosi. Faktor yang biasanya ditambahkan merupakan Cr, Cu, Mo dan Ni.
- Besi cor mempunyai selang temperature cair yang relaitf lebih rendah ketimbang baja dan relatif lebih “encer” dikala cair.
- Sifat mekanik besi cor tergantung pada tipe struktur mikronya merupakan wujud dna distribusi faktor-faktor penyusunnya. Salah satu faktor yang mempunyai dampak yang berarti ialah grafit. Jumlah ,ukuran dan wujud grafit memberi pengaruh tenaga dan keuletan besi cor. Kecuali grafit, matriks juga ikut serta memberi pengaruh sifat mekaniknya. Matris besi cor sama dengan yang terdapat pada baja, merupakan feritik, perlitik, feritik+perlitik dan martensitik. Matriks yang terjadi tergantung pada :
# Komposisi kimia
# Laju pendinginan, dan
# Progres perlakuan panas
Ada lima tipe 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 (mempunyai struktur mikro antara besi cor
# Kelabu dan besi cor nodular).
Sifat mekanik :
- 45 -75 ksi (tenaga tarik)
- 35 – 60 ksi (tenaga luluh)
- 1 – 6% (perpanjangan)
Sifat matriks dan karakter grafit didapat dari kesetimbangan
- Komposisi kimia
- Derajat inokulasi
- Laju pembekuan
- Pengendalian laju pendinginan
Untuk menerima sifat yang diharapkan, umumnya pada besi cor digunakan perlakuan panas sebab dari situasi hasil pengecoran (as-cast) tak didapat sifat yang diharapkan. Progres perlakuan panas yang lazim digunakan :
- Annealing
- Austenitizing dan Quenching
- Tempering
Besi Cor Putih
* Besi cor putih terwujud dikala faktor karbon (C) tak mengendap sebagai grafit selama cara kerja pembekuan, akan tapi konsisten berhubungan dengan faktor besi (Fe), krom (Cr) atau molibden (Mo) menyusun karbida.
* Besi cor putih bersifat keras dan getas dan mempunyai tampilan patahn seperti kristal berwarna putih.
Besi Cor Kelabu
* Besi cor kelabu yakni paduan dari faktor-faktor besi (Fe), karbon © dan silicon (Si) yang mengandung “ karbon tidak berhubungan” dalam wujud grafit. Nama besi cor kelabu didapatkan dari tampilan patahan berwarna kelabu.
* Besi cor kelabu untuk kebutuhan otomotif dan konstruksi lazim lainnya dibagi menjadi 10 kelas/garde yang didasarkan pada tenaga tarik minimumnya.
* Daya, kekerasan dan struktur mikro dari besi cor kelabu diberi pengaruh oleh sebagian factor seperti komposisi kimia, desain, cetakan, karakteristik cetakan dan laju pendinginan selama dan sesudah pembekuan.
* Faktor Cu, Cr, Mo dan Ni seringkali ditambahkan untuk mengontrol struktur mikro matriks dan penyusunan grafit. Kecuali itu bertujuan untuk meningkatkan ketahanan korosi besi cor kelabu pada sebagian media.
* Besi cor kelabu bisa dikeraskan dengan cara kerja quenching dan temperature sekitar 1600˚F (menjadi getas). Kombinasi dengan cara kerja temper akan meningkatakan ketangguhan dan menurunkan kekerasannya.
Besi Cor Malleable
> Besi cor ini diciptakan dari cara kerja perlakuan panas besi cor putih yang mempunyai komposisi tertentu.
> Progres terbentuknya beis cor putih dampak :
> Rendahnya kandungan karbon dan silikon
> Adanya faktor-faktor pembentuk karbida seperti Cr, Mo dan V
> Laju pendinginan dan pembekuan yang tinggi
> Pada cara kerja pembuatan besi cor malleable, besi cor putih dipanaskan sampai suhu diatas suhu eutectoid (1700oF) kemudian dibendung sampai sebagian jam dan didinginkan dalam tungku. Progres hal yang demikian menyebabkan unsure karbon terlarut dalam austenit, mengendap dan menyusun grafit bulat tidak beraturan (irregular nodules of graphite) yang disebut korbon temper. Progres ini akan menciptakan besi cor malleable dengan matriks ferit.
Besi Cor Nodular
> Besi cor nodular mempunyai komposisi unsure yang sama dengan besi cor kelabu. Unsure hal yang demikian merupakan karbon dan silikon.
> Perbedaan besi cor nodular dan kelabu berlokasi pada wujud grafit (untuk menciptakan wujud grafit yang berbeda, dipakai cara kerja yang berbeda pula)
> Pembulatan grafit ditempuh sebab ditambahkan unsure Magnesium (Mg) dan Cerium (Ce).
Baja (Baja Cor)
> Salah satu tipe baja ialah baja karbon merupakan paduan besi-karbon yang mengandung unsure karbon kurang dari 1,7 % (sebagian literature menceritakan kandungan karbon maksimum 2.0 %). Sebagai tambahan kecuali karbon, baja cor mengandung
- Silikon (Si) : 0.20 – 0,70 %
- Mangan (Mn) : 0,50 – 1,00 %
- Fosfor (P) : <>
- Belerang (S) : <>
> Struktur mikro baja cor yang mempunyai 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 mempunyai 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 didapat dari pendinginan didalam tungku dari suhu 950oC sesudah pengecoran. Komponen yang hitam ialah PERLIT dan yang putih ialah FERIT. Walaupun baja cor dengan kadar C=0,8 % didinginkan dalam tungku 900oC struktur yang menonjol terang merupakan PERLIT.
5. Progres Peleburan Logam
Peleburan logam yakni aspek terlebih dalam operasi-operasi pengecoran sebab berdampak seketika pada mutu produk cor. Pada cara kerja peleburan, mula-mula bobot yang terdiri dari logam, faktor-faktor paduan dan material lainnya seperti fluks dan faktor pembentuk terak dimasukkan kedalam tungku. Fluks ialah senyawa inorganic yang bisa “membersihkan” logam cair dengan menghilangkan gas-gas yang ikut serta terlarut dan juga faktor-faktor pengotor (impurities). Fluks mempunyai beberpa kegunaan yang tergantung pada logam yang dicairkan, seperti pada paduan aluminium terdapat cover fluxes (yang menghambat oksidasi dipermukaan aluminium cair),. Cleaning fluxes, drossing fluxes, refining fluxes, dan wall cleaning fluxes
Tungku-tungku peleburan yang lazim dipakai dalam industri pengecoran logam ialah tungku busur listrik, tungku induksi, tungku krusibel, dan tungku kupola. Karakteristik masing-masing tungku peleburan ialah :
a. Tungku busur listrik
laju peleburan tinggi ® laju produksi tinggi
polusi lebih rendah dibandingi tungku-tungku lain
mempunyai kecakapan membendung logam cair pada suhu tertentu untuk bentang waktu lama untuk tujuan pemaduan
b. Tungku induksi
> Secara dipakai pada industri pengecoran kecil
> Sanggup mengontrol komposisi kimia pada skala peleburan kecil
>Terdapat dua tipe tungku merupakan Coreless (frekuensi tinggi) dan core atau channel (frekuensi rendah, sekitar 60 Hz)
> Umumnya dipakai pada industri pengecoran logam-logam non-ferro
> Sudah khusus bisa dipakai untuk kebutuhan superheating (memanaskan logam cair diatas suhu cair normal untuk mengkoreksi kapabel alir), penahanan suhu (menjaga logam cair pada suhu konstan untuk bentang waktu lama, sehingga betul-betul sesuai untuk aplikasi cara kerja die-casting), dan duplexing/tungku parallel (memakai dua tungku seperti pada operasi pencairan logam dalam satu tungku dan memindahkannya ke tungku lain)
c. Tungku krusibel
> Cara dipakai secara luas disepanjang sejarah peleburan logam. Progres pemanasan dibantu oleh penggunaan pelbagai tipe bahan bakar.
>Tungku ini bias dalam kondisi membisu, dimiringkan atau juga bisa dipindah-pindahkan
>Beban dipakai pada logam-logam ferro dan non-ferro
d. Tungku kupola
>Tungku ini terdiri dari suatu saluran/bejana baja vertical yang didalamnya terdapat susunan bata bendung api
>Beban terdiri dari susunan atau lapisan logam, kokas dan fluks
>Kupola bisa beroperasi secara kontinu, menciptakan logam cair dalam jumlah besar dan laju peleburan tinggi
Beban Kupola
- Besi kasar (20 % - 30 %)
- Skrap baja (30 % - 40 %)
Kadar karbon dan siliko yang rendah ialah menguntungkan untuk memperoleh coran dengan persentase Carbon dan Si yang terbatas. Untuk besi cor tenaga tinggi ditambahkan dalam jumlah yang banyak.
> Skrap balik
Prosentase dimaksud skrap balik ialah 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 mengontrol komposisi. Persentase karbon berkurang sebab oksidasi logam cair dalam cerobong dan pengarbonan yang disebabkan oleh respon antar logam cair dengan kokas. Persentase karbon khususnya dipegang oleh perbandingan besi kasar dan skrap baja. Tambahan wajib dimasukkan dalam perhitungan untuk mengimbangi kehilangan pada ketika peleburan. Penambahan dimasukkan 10 hingga 20 % untuk Si dan 15 hingga 30 % untuk Mn.
Persentase steel bertambah sebab pengambilan steel dari kokas. Peningkatan kadar sulfur (steel) yang diperkenankan umumnya 0,1 %
Metalurgi Progres Pengecoran
Pembekuan ingot dan Coran
Dari Pembekuan ingot diciptakan 3 tempat dengan karakteristik yang berbeda. Bila-tempat hal yang demikian ialah :
1. Chill Zone
Selama cara kerja penuangan logam cair kedalam cetakan, logam cair yang berkontak seketika dengan dinding cetakan akan mengalami pendinginan yang pesat dibawah suhu likuidusnya. Tiap-tiap pada dinding cetakan hal yang demikian muncul banyak inti padat dan berikutnya tumbuh kearah cairan logam. Sekiranya suhu penuangannya rendah, segala komponen logam cair akan membeku secara pesat dibawah suhu likuidus. Disisi lain apabila suhu penuangan tinggi, cairan logam yang berada ditengah-tengah ingot akan konsisten berada diatas suhu likuidus untuk bentang waktu lama.
2. Columnar zone
Sesaat sesudah penuangan, gradien suhu pada dinding cetakan menurun dan kristal pada tempat chill tumbuh memanjang dalam arah kristal tertentu. Kristal-kristal hal yang demikian tumbuh memanjang berlawanan dengan arah perpindahan panas (panas bergerak dari cairan logam kea rah dinding cetakan yang bertemperatur lebih rendah) yang disebut dengan dendrit. Daerah kristal dendrit mengandung banyak lengan-lengan dendrit (primary dendrit). Apabila Fraksi volum padatan (dendrite) meningkat dengan meningkatnya panjang dendrit dan bila struktur yang terwujud berfasa tunggal, karenanya lengan-lenagn dendrti sekunder dan tertier akan muncul dari lengan dendrit primer. Bila yang terwujud antara ujung dendrit dan ttitik dimana sisa cairan terakhir akan membeku disebut sebagai mushy zone atau pasty zone.
3. Equiaxed zone
Bila ini terdiri dari butir-butir equiaxial yang tumbuh secara acak ditengah-tengah ingot. Pada tempat ini perbedaan suhu yang ada tak menyebabkan terjadinya pertumbuhan butir memanjang.
Dampak Penyusutan
Kebanyakan logam akan menyusut selama cara kerja pembekuan dan ini mengakibatkan perubahan struktur ingot. Paduan-paduan dengan selang pembekuan (tempat antara suhu liquidus dan solidus ) yang sempit menciptakan mushy zone yang sempit pula dan pada komponen permukaan atas ingot terdapat sisa cairan logam yang lama kelamaan akan berkurang sampai pembekuan usai dan pada ingot mengandung rongga cukup dalam pada komponen tengah atau disebut pipe.
Pada paduan-paduan dengan selang suhu pembekuan lebar, mushy zone bisa menempati segala komponen ingot sehingga tak terwujud pipe.
Segregasi pada Ingot dan Coran
Pada struktur pembekuan terdapat dua tipe segregasi merupakan segregasi makro (perubahan komposisi pada setiap komponen spesimen) dan segregasi mikro (seperti yang terjadi antara lengan dendrit sekunder). Ada empat unsur yang menyebabkan timbulnya segregasi makro, merupakan :
> Penyusutan sebab pembekuan dan kontraksi panas
> Perbedaan kerapatan antardendritik cairan logam
> Perbedaan kerapatan antara padatan dan cairan
> Suhu yang menyebabkan perbedaan kerapatan dalam cairan
Segregasi dalam pembekuan logam tak diharapkan sebab memberikan dampak buruk pada sifat mekanik. Untuk segregasi mikro, imbasnya bisa dikurangi dengan cara kerja perlakuan panas (homogenisasi).
Pemeriksaan Produk Cor
Tujuan :
1. Pemeriksaan rupa
>Pemeriksaan rupa/jasmani
>Pemeriksaan dimensi (memakai bentang sorong, micrometer, jig pemeriksa dan alat ukur lainnya)
2. Pemeriksaan cacat dalam (pemeriksaan tak merusak, NDT)
-->Pemeriksaan ketukan
-->Pemeriksaan penetrasi (dye-penetrant)
-->Pemeriksaan magnafluks (magnetic-particle)
-->Pemeriksaan supersonic (ultrasonic)
-->Pemeriksaan radiografi (radiografi)
3. Pemeriksaan material
a. Pengujian kekerasan (memakai metoda Brinell, Rockwell, Vickers dan Shore)
b. Pengujian tarik
c. Pengujian analitik kimia (spektrometri,EDS)
d. Pengujian struktur mikrodan struktur makro
4. Pemeriksaan dengan merusak
Cacat-cacat Coran
Komisi pengecoran international sudah membikin penggolongan cacat-cacat coran dan dibagi menjadi 9 kelas, merupakan :
a. Ekor tikus tidak mempertimbangkan atau kekerasan yang meluas
b. Lubang-lubang
c. Retakan
d. Permukaan kasar
e. Salah alir
f. Bagian ukuran
g. Inklusi dan struktur tidak seragam
h. Deformasi
i. Cacat-cacat tidak terlihat
Progres Pembuatan Besi Kasar
Pada biasanya logam-logam yang diciptakan dari dalam tambang masih dalam wujud batu-batuan dan umumnya terdapat dalam kondisi terikat dengan faktor-faktor lain. Untuk bisa dipakai sebagai bahan dasar pembuatan barang-barang jadi atau separuh jadi karenanya terutama dulu logam-logam hal yang demikian memperoleh sebagian proses.
Tanur tinggi
Tanur tinggi dipakai untuk mengolah logam-logam tambang (bijih besi), kokas, batu kapur untuk diciptakan besi kasar. Besi kasar yang diciptakan ini nantinya masih perlu diolah kembali didalam tungku-tungku baja untuk diciptakan baja atau besi cor.Tanur tinggi memiliki tinggi ± 30 m dan diameter terbesar ± 9 m. komponen luar terbuat dari pelat-pelat baja dan komponen dalamnya dilapisi bata bendung api.
Tungku ini dibagi menjadi komponen utama merupakan :
-->Komponen atas (puncak)
Bahan-bahan seperti kokas, bijih besi dan bahan tambahan (kapur) dimasukkan lewat komponen ini. Pada komponen ini juga dilengkapi dengan lubang-lubang untuk mengerjakan udara.
-->Komponen tengah
Komponen tengah ini mempunyai bangun berbentuk kerucut yang makin kebawah makin besar. Fungsinya diciptakan demikian ialah :
- Bahan-bahan gampang bergeser kebawah
- Gas CO bisa menempuh tiap-tiap daerah dekat dinding
-Komponen dalam tungku dilapisi dengan bata bendung api.
--> Komponen bawah
Komponen ini memiliki bangun berbentuk kerucut yang makin kebawah kian mengecil dan gunanya diciptakan demikian ialah :
- Cairan gampang dikumpulkan pada tungku
- Isi tungku makin lama makin mengecil
Komponen dalamnya terbuat dari bata bendung api mutu tinggi sebab dinding komponen ini wajib bendung kepada suhu tinggi (± 3000 oF) dan bendung kepada respon kimia seperti bendung kepada asam-asam, khususnya apabila bijih besinya mengandung fosfor.
d. Komponen Tungku
Komponen ini berbentuk silinder yang yakni tabung persegi empat. Pada komponen dalamnnya dipasang bata bendung api mutu tinggi dan mempunyai ketebalan ± 1m. Dapat tebal dan memakai bata bendung api sebab :
- Beban bendung kepada cara kerja kimia
- Beban bendung kepada tekanan logam cair dan terak cair
- Beban bendung kepada suhu tinggi
Diantara pasangan-pasangan bata bendung api, dipasang pipa-pipa saluran yang dialiri air pendingin dan pada komponen atas tabung dipasang pipa-pipa yang dipakai untuk menyalurkan udara panas. Pada komponen dinding tungku dipasangi lubang laluan logam cair dan terak cair.
Bahan-bahan dalam Progres Tanur Tinggi
1. Biji besi
Besi didapatkan dengan mengambil dari biji besi yang biasanya berbentuk oksida dari alam dan besi murni cuma didapatkan dalam jumlah yang kecil. Pemisahan faktor besi dari biji besi dijalankan dalam sebuah tungku yang dinamai dengan SMELTING (cara kerja reduksi). Adapun biji besi hal yang demikian ditemukan dalam wujud sebagai berikut :
a. Berbentuk batu
- Hematit (Fe2O3, batu besi merah) mengandung faktor besi antara 45 %-65 % dan sedikit mengandung fosfor.
- Magenetit (Fe3O4) mengandung faktor besi antara 40 % - 70 % dan hampir tak mengandung fosfor, berwarna hijau tua mendekati warna hitam dan memiliki sifat magnet yang kuat.
- Fe2O3H2O, mengandung faktor 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 faktor besi ±40 % bercampur dengan tanah liat.
2. Batu Kapur
Biji besi hasli cara kerja reduksi belum bisa diaktakan bersih secara keseluruhan dan masih terdapat kotoran-kotoran. Untuk menghilangkan kotoran-kotoran hal yang demikian karenanya pada ketika diproses dalam tanur tinggi ditambahkan batu kapur (CaO atau dolomite, CaCO3) sehingga akan menyusun terak
3. Bahan Bakar
Bahan bakar yang dipakai dalam cara kerja tanur tinggi ialah kokas dan arang kayu
a. Arang kayu
Poin mengunakan arang kayu ialah sebab bersih, tak mengandung P dan S. Walaupun kerugiannya ialah :
-->Cuma kalornya rendah kaprah-kaprah 400 Cal/Kg
-->Didapatkan keras, gampang pecah dan berpori-pori
-->Jumlahnya terbatas
-->Profit bisa dipakai untuk tanur tinggi yang mempunyai tinggi 17-20m
b. Kokas
Poin dari pembakaran tak total batu bara. Poin memakai kokas sebagai bahan bakar ialah :
-->Cuma kalornya tinggi sekitar 8000 Cal/Kg
-->Keras, besar-besar dan berpori-pori
-->Poin kadar karbon yang tinggi
-->Sewaktu pembuatan kokas terdapat hasil tambahan seperti gas, ter, dan lainnya.
Kekurangan bahan bakar kokas merupakan mengandung sulfur (S) dan ini betul-betul buruk imbasnya kepada pembuatan baja atau besi cor.
Anthrosit
Poin memakai bahan bakar tipe ini ialah :
-->Cuma karbonnya tinggi sekitar 8000 Cal/Kg
-->Cukup keras dan besar-besar
-->Didapatkan mengandung gas
Kekurangan bahan bakar anthrosit ialah tak berpori dan cuma sedikit terdapat di dunia
4. Udara panas
Udara panas dipakai untuk menolong pembakaran (CO2) dan penyusunan gas CO sebagai gas untuk reduksi biji besi. Untuk mereduksi bijih besi dibutuhkan udara panas yang banyak dan udara panas yang dipakai memiliki suhu ±900OC. Untuk memperoleh udara panas dengan suhu yang tinggi ialah dengan memanaskan udara dingin di tungku pemanas yang dinamakan tungku COWPER. Udara dingin yang dimasukkan didatangkan dari kompresor torak.
Poin memakai udara panas dalam cara kerja tanur tinggi ialah untuk menghemat bahan bakar untuk mempercepat cara kerja reduksi atau pencairan biji besi.