Sistem Pencetakan (Pengecoran Logam dengan pasir & Die Casting)

A. TEKNIK PENGECORAN LOGAM DENGAN CETAKAN PASIR




1. Definisi pengecoran, Review Proses Pengecoran Pengecoran (CASTING) adalah salah satu teknik pembuatan produk dimana logam dicairkan dalam tungku peleburan kemudian di tuangkan kedalam rongga cetakan yang serupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akan dibuat



Ada 4 faktor yang berpengaruh atau merupakan cirri dari proses pengecoran, yaitu:

1. Adanya aliran logam cair kedalam rongga cetak

2. Terjadi perpindahan panas selama pembekuan dan pendinginan dari logam dalam cetakan

3. Pengaruh material cetakan

4. Pembekuan logam dari kondisi cair

Klasifikasi pengecoran berdasarkan umur dari cetakan, ada pengecoran dengan sekali pakai (expendable Mold) dan ada pengecoran dengan cetakan permanent (permanent Mold). Cetakan pasir termasuk dalam expendable mold. Karena hanya bisa digunakan satu kali pengecoran saja, setelah itu cetakan tersebut dirusak saat pengambilan benda coran. Dalam pembuatan cetakan, jenis-jenis pasir yang digunakan adalah pasir silika, pasir zircon atau pasir hijau. Sedangkan perekat antar butir-butir pasir dapat digunakan, bentonit, resin, furan atau air gelas.

1. Terminologi Pengecoran dengan Cetakan Pasir





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

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.

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.

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.

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.

Raiser (penambah), merupakan cadangan logam cair yang berguna dalam mengisi kembali rongga cetakan bila terjadi penyusutan akibat solidifikasi.

1. Pengecoran Cetakan Pasir

Pengecoran dengan cetakan pasir melibatkan aktivitas-aktivitas seperti menempatkan pola dalam kumpulan pasir untuk membentuk rongga cetak, membuat sistem saluran, mengisi rongga cetak dengan logam cair, membiarkan logam cair membeku, membongkar cetakan yang berisi produk cord an membersihkan produk cor. Hingga sekarang, proses pengecoran dengan cetakan pasir masih menjadi andalan industri pengecoran terutam industri-industri kecil. Tahapan yang lebih umum tentang pengecoran cetakan pasir diperlihatkan dalam gambar dibawah ini.





A. Pasir

Kebanyakan pasir yang digunakan dalam pengecoran adalah pasir silika (SiO2). Pasir merupakan produk dari hancurnya batu-batuan dalam jangka waktu lama. Alasan pemakaian pasir sebagai bahan cetakan adalah karena murah dan ketahanannya terhadap temperature tinggi. Ada dua jenis pasir yang umum digunakan yaitu naturally bonded (banks sands) dan synthetic (lake sands). Karena komposisinya mudah diatur, pasir sinetik lebih disukai oleh banyak industri pengecoran.

Pemilihan jenis pasir untuk cetakan melibatkan bebrapa factor penting seperti bentuk dan ukuran pasir. Sebagai contoh , pasir halus dan bulat akan menghasilkan permukaan produk yang mulus/halus. Untuk membuat pasir cetak selain dibutuhkan pasir juga pengikat (bentonit atau clay/lempung) dan air. Ketiga Bahan tersebut diaduk dengan komposisi tertentu dan siap dipakai sebagi bahan pembuat cetakan.

B. Jenis Cetakan Pasir

Ada tiga jenis cetakan pasir yaitu green sand, cold-box dan no-bake mold. Cetakan yang banyak digunakan dan paling murah adalah jenis green sand mold (cetakan pasir basah). Kata “basah” dalam cetakan pasir basah berati pasir cetak itu masih cukup mengandung air atau lembab ketika logam cair dituangkan ke cetakan itu. Istilah lain dalam cetakan pasir adalah skin dried. Cetakan ini sebelum dituangkan logam cair terlebih dahulu permukaan dalam cetakan dipanaskan atau dikeringkan. Karena itu kekuatan cetakan ini meningkat dan mampu untuk diterapkan pada pengecoran produk-produk yang besar.

Dalam cetakan kotak dingin (box-cold-mold), pasir dicampur dengan pengikat yang terbuat dari bahan organik dan in-organik dengan tujuan lebih meningkatkan kekuatan cetakan. Akurasi dimensi lebih baik dari cetakan pasir basah dan sebagai konsekuensinya jenis cetakan ini lebih mahal.

Dalam cetakan yang tidak dikeringkan (no-bake mold), resin sintetik cair dicampurkan dengan pasir dan campuran itu akan mengeras pada temperatur kamar. Karena ikatan antar pasir terjadi tanpa adanya pemanasan maka seringkali cetakan ini disebut juga cold-setting processes. Selain diperlukan cetakan yang tinggi, beberapa sifat lain cetakan pasir yang perlu diperhatikan adalah permeabilitas cetakan (kemampuan untuk melakukan udara/gas).

C. Pola

Pola merupakan gambaran dari bentuk produk yang akan dibuat. Pola dapat dibuat dari kayu, plastic/polimer atau logam. Pemilihan material pola tergantung pada bentuk dan ukuran produk cor, akurasi dimensi, jumlah produk cor dan jenis proses pengecoran yang digunakan.

Jenis-jenis pola :

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

Biasanya digunakan untuk bentuk produk yang sederhana dan jumlah produk sedikit. Pola ini dibuat dari kayu dan tentunya tidak mahal.

2. Pola terpisah (spilt pattern)

Terdiri dari dua buah pola yang terpisah sehingga akan diperoleh rongga cetak dari masing-masing pola. Dengan pola ini, bentukproduk yang dapat dihasilkan rumit dari pola tunggal.

3. Match-piate pattern

Jenis ini popular yang digunakan di industri. Pola “terpasang jadi satu” dengan suatu bidang datar dimana dua buah pola atas dan bawah dipasang berlawanan arah pada suatu pelat datar. Jenis pola ini sering digunakan bersama-sama dengan mesin pembuatan cetakan dan dapat menghasilkan laju produksi yang tinggi untuk produk-produk kecil.





D. Inti

Untuk produk cor yang memiliki lubang/rongga seperti pada blok mesin kendaraan atau katup-katup biasanya diperlukan inti. Inti ditempatkan dalam rongga cetak sebelum penuangan untuk membentuk permukaan bagian dalam produk dan akan dibongkar setelah cetakan membeku dan dingin. Seperti cetakan, inti harus kuat, permeabilitas baik, tahan panas dan tidak mudah hancur (tidak rapuh).

Agar inti tidak mudah bergeser pada saat penuangan logam cair, diperlukan dudukan inti (core prints). Dudukan inti biasanya dibuatkan pada cetakan seperti pada gambar 8. pembuatan inti serupa dengan pembuatan cetakan pasir yaitu menggunakan no-bake, cold-box dan shell. Untuk membuat cetakan diperlukan pola sedangkan untuk membuat inti dibutuhkan kotak inti.





E. Operasi Pengecoran Cetakan Pasir

Operasi pengecoran dengan cetakan pasir melibatkan tahapan proses perancangan produk cor, pembuatan pola dan inti, pembuatan cetakan, penuangan logam cair dan pembongkaran produk cor. Tahapan lebih rinci terlihat pada gambar Dibawah ini :



Setelah proses perancangan produk cor yang menghasilkan gambar teknik produk (a) dilanjutkan dengan tahapan-tahapan berikutnya :

b. Menyiapkan bidang dasar datar atau pelat datar dan meletakan pola atas (cope) yang sudah ada dudukan inti dipermukaan pelat datar tadi.

c. Seperti pada langkah c, untuk cetakan bagian bawah (drag) beserta sistem saluran.

d. Menyiapkan koak inti (untuk pembuatan inti)

e. Inti yang telah jadi disatukan (inti yang dibuat berupa inti setengah 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). Selanjutnya diisi dengan pasir cetak.

g. Setelah diisi pasir cetak dan dipadatkan, pola dan system saluran dilepaskan dari cetakan

h. Giliran drag diisi pasir cetak setelah menempatkan rangka cetak diatas pola dan pelat datar.

i. Setelah 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. Setelah membeku dan dingin, cetakan dibongkar dan produk cor dibersihkan dari sisa-sisa pasir cetakan.

m. Sistem saluran dihilangkan dari produk cor dengan berbagai metoda dan produk cor siap untuk diperlakukan lebih lanjut.

Dalam teknik pengecoran logam fluiditas tidak diartikan sebagai kebalikan dari viskositas, akan tetapi berarti kemampuan logam cair untuk mengisi ruang-ruang dalam rongga cetak. Fluiditas tidak dapat dikaitkan secara langsung dengan sifat-sifat fisik secara individu, karena besaran ini diperoleh dari pengujian yang merupakan karakteristik rata-rata dari bebrapa sifat-sifat fisik dari logam cair.

Ada dua faktor yang mempengaruhi fluiditas logam cair, yaitu temperatur dan komposisi unsur. Temperatur penuangan secara teoritis harus sama atau diatas garis liquidus. Jika temperatur penuangan lebih rendah, kemungkinan besar terjadi solidifikasi didalam gating sistem dan rongga cetakan tidak terisi penuh. Cacat ini disebut juga dengan nama misrun. Cacat lain yang bisa terjadi jika temperatur penuangan terlalu rendah adalah laps dan seams. Yaitu benda cor yang dihasilkan seakan-akan membentuk alur-alur aliran kontinu logam yang masuk kedalam rongga cetak, dimana alur satu dengan alur lai berdampingan daya ikatannya tidak begitu baik. Jika temperatur penuangan terlalu tinggi pasir yang terdapat pada dinding gating sistem dan rongga cetakan mudah lepas sewaktu bersentuhan dengan logam cair dan permukaanya menjadi kasar. Terjadi reaksi yang cepat antara logam tuang, dengan zat padat, cair dan gas diadalam rongga cetakan. Dari pengujian ini dapat dicari daerah temperatur penuangan yang menghasilkan produk dengan cacat yang seminim mungkin.





Faktor utama yang lain yang mempengaruhi besaran fluiditas adalah komposisi paduan. Logam cair yang memiliki fluiditas yang tinggi adalah logam murni dan alloys komposisi eutectic. Alloys yang dibentuk dari larutan padat, dan memiliki range pembekuan yang besar memiliki fluiditas yang jelek.





Contoh Pola spiral hasil pengujian Fluiditas

Ada beberapa metoda dalam mengukur fluiditas. Metoda ini dibedakan berdasarkan bentuk rongga cetak yang digunakan untuk mengetahui mampu alir logam cair. Ada rongga cetak yanmg berbentuk spiral dan ada juga rongga cetak yang berbentuk lorong yang memanjang. Pemilihan metoda ini sangat tergantung





Beberapa bentuk cetakan untuk pengukuran Fluiditas

dari bentuk benda kerja dan bahan cetakan yang akan digunakan. Dalam melakukan pengukuran mampu alir dipraktikum ini digunakan metode dengan rongga cetak yang berbentuk spiral. Meskipun hasil pengukuran dengan metoda diatas dipengaruhi oleh sifat-sifat cetakan, namun pengukuran tersebut sangat praktis, karena langsung menggambarkan bagaimana mampu alir logam cair dalam rongga cetak dengan bahan cetakan sebenarnya. Harga fluiditasnya dinyatakan dengan panjang (dalam mm) spiral yang terisi logam. Atas dasar hal ini, fluiditas juga dikenal dengan istilah Fluid life.

4.Logam-logam dalam pengecoran

Besi cor

o 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.

o Besi cor memiliki selang temperature cair yang relaitf lebih rendah daripada baja dan relatif lebih “encer” ketika cair.

o 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)

e = 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.

Ø 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.



Ø 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.

5. 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 :

1. Tungku busur listrik

o laju peleburan tinggi  laju produksi tinggi

o polusi lebih rendah dibandingkan tungku-tungku lain

o memiliki kemampuan menahan logam cair pada temperatur tertentu untuk jangka waktu lama untuk tujuan pemaduan





1. Tungku induksi

o Khususnya digunakan pada industri pengecoran kecil

o Mampu mengatur komposisi kimia pada skala peleburan kecil

o Terdapat dua jenis tungku yaitu Coreless (frekuensi tinggi) dan core atau channel (frekuensi rendah, sekitar 60 Hz)

o Biasanya digunakan pada industri pengecoran logam-logam non-ferro

o 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)





1. Tungku krusibel

o Telah digunakan secara luas disepanjang sejarah peleburan logam. Proses pemanasan dibantu oleh pemakaian berbagai jenis bahan bakar.

o Tungku ini bias dalam keadaan diam, dimiringkan atau juga dapat dipindah-pindahkan

o Dapat diaplikasikan pada logam-logam ferro dan non-ferro

2. Tungku kupola

o Tungku ini terdiri dari suatu saluran/bejana baja vertical yang didalamnya terdapat susunan bata tahan api

o Muatan terdiri dari susunan atau lapisan logam, kokas dan fluks

o Kupola dapat beroperasi secara kontinu, menghasilkan logam cair dalam jumlah besar dan laju peleburan tinggi





Muatan Kupola

1. Besi kasar (20 % - 30 %)

2. 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.

3. Skrap balik

Yang dimaksud skrap balik adalah coran yang cacat, bekas penambah, saluran turun, saluran masuk atau skrap balik yang dibeli dari pabrik pengecoran.

4. 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 :

1. Penyusutan karena pembekuan dan kontraksi panas

2. Perbedaan kerapatan antardendritik cairan logam

3. Perbedaan kerapatan antara padatan dan cairan

4. 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

a. Pemeriksaan rupa/fisik

b. Pemeriksaan dimensi (menggunakan jangka sorong, micrometer, jig pemeriksa dan alat ukur lainnya)

2. Pemeriksaan cacat dalam (pemeriksaan tidak merusak, NDT)

a. Pemeriksaan ketukan

b. Pemeriksaan penetrasi (dye-penetrant)

c. Pemeriksaan magnafluks (magnetic-particle)

d. Pemeriksaan supersonic (ultrasonic)

e. 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 :

1. Ekor tikus tak menentukan atau kekerasan yang meluas

2. Lubang-lubang

3. Retakan

4. Permukaan kasar

5. Salah alir

6. Kesalahan ukuran

7. Inklusi dan struktur tak seragam

8. Deformasi

9. 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 :

a. 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.



b. 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.

c. 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 %

c. 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

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

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

Die casting adalah proses manufaktur yang dapat menghasilkan bagian logam geometris kompleks melalui penggunaan cetakan dapat digunakan kembali, yang disebut mati. Proses die casting melibatkan penggunaan tungku, logam, mati mesin pengecoran, dan mati. Logam, biasanya paduan non-ferrous seperti aluminium atau seng, dilebur dalam tungku dan kemudian disuntikkan ke dalam mati dalam mesin die casting. Ada dua jenis utama dari mesin die casting - mesin ruang panas (digunakan untuk paduan dengan suhu leleh rendah, seperti seng) dan mesin ruang dingin (digunakan untuk paduan dengan suhu leleh tinggi, seperti aluminium). Perbedaan antara mesin ini akan diuraikan dalam bagian pada peralatan dan perkakas. Namun, dalam kedua mesin, setelah logam cair disuntikkan ke dies, dengan cepat mendingin dan mengeras ke dalam bagian akhir, yang disebut casting. Langkah-langkah dalam proses ini dijelaskan secara lebih rinci pada bagian berikutnya.





Die casting ruang ikhtisar mesin panas





Die casting ruang ikhtisar mesin dingin



Coran yang dibuat dalam proses ini dapat sangat bervariasi dalam ukuran dan berat, mulai dari beberapa ons hingga 100 kilogram. Salah satu aplikasi umum dari bagian die cast adalah perumahan - kandang berdinding tipis, sering membutuhkan banyak tulang rusuk dan bos pada interior. Logam rumah untuk berbagai peralatan dan peralatan sering die cast. Beberapa komponen otomotif juga diproduksi dengan menggunakan die casting, termasuk piston, kepala silinder, dan blok mesin. Bagian die cast umum lainnya termasuk baling-baling, roda gigi, ring, pompa, dan katup.

Kemampuan

Khas Layak

Bentuk: Berdinding tipis: Kompleks

Padat: Silinder

Padat: Cubic

Padat: Kompleks Datar

Berdinding tipis: Silinder

Berdinding tipis: Cubic

Bagian size: Berat: 0.5 oz - £ 500

Bahan: Logam

Aluminium

Memimpin

Magnesium

Timah

Seng Tembaga

Permukaan selesai - Ra: 32-63 μin 16-125 μin

Toleransi: ± 0,015 in ± 0,0005 in

Max ketebalan dinding: 0,05-0,5 masuk 0,015-1,5 masuk

Jumlah: 10.000-1.000.000 1000-1000000

Lead time: Bulan Minggu

Keuntungan: Dapat menghasilkan sebagian besar

Dapat membentuk bentuk kompleks

Bagian kekuatan tinggi

Sangat permukaan akhir yang baik dan akurasi

Tingkat produksi yang tinggi

Biaya tenaga kerja rendah

Scrap dapat didaur ulang

Kekurangan: Pemangkasan diperlukan

Perkakas tinggi dan biaya peralatan

Hidup mati Terbatas

Waktu yang lama

Aplikasi: Komponen mesin, komponen pompa, perumahan alat

Bandingkan dengan:



Disclaimer: Semua spesifikasi proses mencerminkan berbagai perkiraan kemampuan proses dan harus dilihat hanya sebagai panduan. Kemampuan yang sebenarnya tergantung pada produsen, peralatan, bahan, dan persyaratan bagian.









Siklus proses

Proses siklus untuk die casting terdiri dari lima tahapan utama, yang dijelaskan di bawah ini. Total waktu siklus yang sangat pendek, biasanya antara 2 detik dan 1 menit.

1. Clamping

- Langkah pertama adalah persiapan dan menjepit dua bagian mati. Setiap setengah mati pertama kali dibersihkan dari injeksi sebelumnya dan kemudian dilumasi untuk memfasilitasi pengusiran bagian selanjutnya. Waktu pelumasan meningkat dengan ukuran bagian, serta jumlah gigi berlubang dan sisi-core. Juga, pelumasan tidak mungkin diperlukan setelah setiap siklus, tapi setelah 2 atau 3 siklus, tergantung pada materi. Setelah pelumasan, dua bagian mati, yang melekat di dalam mesin die casting, ditutup dan aman dijepit bersama-sama. Kekuatan yang cukup harus diterapkan untuk mati untuk tetap aman ditutup sementara logam yang disuntikkan. Waktu yang diperlukan untuk menutup dan menjepit mati tergantung pada mesin - mesin yang lebih besar (orang-orang dengan kekuatan penjepit besar) akan membutuhkan lebih banyak waktu. Dapat diperkirakan saat ini akan dari waktu siklus kering mesin.

2. Injeksi

- Logam cair, yang dipertahankan pada suhu yang diatur dalam tungku, yang selanjutnya ditransfer ke dalam ruang tempat yang dapat disuntikkan ke dalam cetakan. Metode mentransfer logam cair tergantung pada jenis die mesin pengecoran, apakah panas atau ruang mesin ruang dingin sedang digunakan. Perbedaan dalam peralatan ini akan diuraikan pada bagian berikutnya. Setelah ditransfer, logam cair disuntikkan pada tekanan tinggi ke mati. Khas tekanan injeksi berkisar antara 1.000 sampai 20.000 psi. Tekanan ini memegang logam cair dalam mati selama pembekuan. Jumlah logam yang disuntikkan ke mati disebut sebagai tembakan. Waktu injeksi adalah waktu yang diperlukan logam cair untuk mengisi semua saluran dan rongga dalam cetakan. Kali ini sangat pendek, biasanya kurang dari 0,1 detik, untuk mencegah pembekuan awal salah satu bagian dari logam. Waktu injeksi yang tepat dapat ditentukan oleh sifat termodinamika materi, serta ketebalan dinding casting. Sebuah ketebalan dinding lebih besar akan membutuhkan waktu lebih lama injeksi. Dalam kasus di mana ruang die mesin pengecoran dingin sedang digunakan, waktu injeksi juga harus mencakup waktu untuk secara manual sendok logam cair ke dalam ruang tembak.

3. Pendinginan

- Logam cair yang disuntikkan ke die akan mulai dingin dan mengeras setelah memasuki rongga mati. Ketika seluruh rongga diisi dan logam cair didinginkan, bentuk akhir dari pengecoran terbentuk. Mati tidak dapat dibuka sampai waktu pendinginan telah berlalu dan casting dipadatkan. Dapat memperkirakan waktu pendinginan dari beberapa sifat termodinamika logam, ketebalan dinding maksimum casting, dan kompleksitas mati. Sebuah ketebalan dinding lebih besar akan membutuhkan waktu yang lebih lama pendinginan. Kompleksitas geometris mati juga membutuhkan waktu pendinginan lebih lama karena hambatan tambahan untuk aliran panas.

4. Pengusiran

- Setelah waktu pendinginan yang telah ditentukan telah berlalu, kedua belah cetakan logam dapat dibuka dan mekanisme ejeksi dapat mendorong casting dari rongga mati. Waktu untuk membuka mati dapat diperkirakan dari waktu siklus kering mesin dan waktu ejeksi ditentukan oleh ukuran amplop pengecoran dan harus mencakup waktu casting untuk jatuh bebas dari mati. Mekanisme ejeksi harus menerapkan beberapa kekuatan untuk mengeluarkan bagian karena selama pendinginan bagian menyusut dan memenuhi mati. Setelah casting dikeluarkan, die dapat dijepit ditutup untuk injeksi berikutnya.

5. Hiasan

- Selama pendinginan, materi dalam saluran die akan memperkuat melekat casting. Bahan ini berlebih, bersama dengan flash yang telah terjadi, harus dipangkas dari casting secara manual melalui pemotongan atau menggergaji, atau menggunakan pers pemangkasan. Waktu yang diperlukan untuk memangkas sisa material dapat diperkirakan dari ukuran amplop pengecoran ini. Bahan memo bahwa hasil dari pemangkasan ini adalah baik dibuang atau dapat digunakan kembali dalam proses die casting. Bahan daur ulang mungkin perlu direkondisi dengan komposisi kimia yang tepat sebelum dapat dikombinasikan dengan logam non-daur ulang dan digunakan kembali dalam proses die casting.





Die cast bagian







Peralatan

Kedua jenis mesin die casting adalah mesin ruang panas dan mesin ruang dingin.

• Ruang Panas die mesin pengecoran

- Mesin ruang panas digunakan untuk paduan dengan suhu leleh rendah, seperti seng, timah, dan timah. Suhu yang dibutuhkan untuk mencairkan paduan lainnya akan merusak pompa, yang berada dalam kontak langsung dengan logam cair. Logam yang terkandung dalam pot memegang terbuka yang ditempatkan dalam tungku, di mana ia meleleh ke suhu yang diperlukan. Logam cair kemudian mengalir ke dalam ruang tembakan melalui inlet dan pendorong, didukung oleh tekanan hidrolik, memaksa logam cair melalui saluran gooseneck dan ke mati. Tekanan injeksi khas untuk ruang mati mesin pengecoran panas antara 1000 dan 5000 psi. Setelah logam cair telah disuntikkan ke dalam rongga mati, plunger tetap turun, tekanan holding sementara casting membeku. Setelah pemadatan, sistem hidrolik ditarik plunger dan bagian yang dapat dikeluarkan oleh unit klem. Sebelum injeksi logam cair, unit ini menutup dan klem dua bagian mati. Ketika mati yang melekat pada mesin die casting, masing-masing setengah adalah tetap untuk piring besar, yang disebut pelat a. Bagian depan dari mati, yang disebut penutup mati, dipasang ke pelat stasioner dan sejalan dengan saluran gooseneck. Bagian belakang setengah mati, yang disebut ejector mati, dipasang ke pelat bergerak, yang bergeser di sepanjang bar dasi. hidrolik didukung penjepitan Unit actuates klem bar yang mendorong pelat ini terhadap penutup mati dan mengerahkan tekanan yang cukup untuk tetap menututup sementara logam cair disuntikkan. Setelah pemadatan dari logam di dalam rongga mati, unit klem melepaskan bagian mati dan sekaligus menyebabkan sistem ejeksi untuk mendorong casting dari rongga terbuka. Mati kemudian dapat ditutup untuk injeksi berikutnya.





Hot ruang mesin pengecoran die - Dibuka

Hot ruang mesin pengecoran die - Ditutup



• Dingin ruang die mesin pengecoran

- Mesin ruang dingin digunakan untuk paduan dengan suhu lebur tinggi yang tidak dapat dilemparkan dalam mesin ruang panas karena mereka akan merusak sistem pompa. Paduan tersebut termasuk aluminium, kuningan, dan magnesium. Logam cair masih terkandung dalam pot memegang terbuka yang ditempatkan dalam tungku, di mana ia meleleh ke suhu yang diperlukan. Namun, ini memegang panci disimpan terpisah dari mesin die casting dan logam cair ladled dari panci untuk setiap casting, bukannya dipompa. Logam ini dituangkan dari sendok ke ruang tembakan melalui lubang.

Sistem injeksi pada mesin ruang dingin berfungsi sama dengan sebuah mesin ruang panas, namun biasanya berorientasi horizontal dan tidak termasuk saluran gooseneck. Plunger A, didukung oleh tekanan hidrolik, memaksa logam cair melalui ruang menembak dan ke lengan injeksi dalam cetakan. Tekanan injeksi khas untuk ruang mati mesin pengecoran dingin antara 2000 dan 20000 psi. Setelah logam cair telah disuntikkan ke dalam rongga mati, plunger tetap maju, tekanan holding sementara casting membeku. Setelah pemadatan, sistem hidrolik ditarik plunger dan bagian yang dapat dikeluarkan oleh unit klem. Para penjepitan satuan dan pemasangan dies identik dengan mesin ruang panas.





Dingin ruang die casting mesin - Dibuka

Dingin ruang die casting mesin - Ditutup



Spesifikasi Mesin

Kedua ruang panas dan ruang mesin die pengecoran dingin biasanya ditandai dengan tonase kekuatan penjepit yang mereka berikan. Yang diperlukan kekuatan penjepit ditentukan oleh daerah diproyeksikan bagian dalam mati dan tekanan dengan mana logam cair disuntikkan. Oleh karena itu, bagian yang lebih besar akan membutuhkan kekuatan penjepit besar. Juga, bahan-bahan tertentu yang memerlukan tekanan injeksi yang tinggi mungkin memerlukan mesin tonase tinggi. Ukuran bagian juga harus sesuai dengan spesifikasi mesin lain, seperti volume maksimum ditembak, penjepit stroke, ketebalan cetakan minimal, dan ukuran pelat.



Die cast bagian dapat sangat bervariasi dalam ukuran dan karenanya memerlukan langkah-langkah untuk mencakup rentang yang sangat besar. Akibatnya, mesin die casting dirancang untuk masing-masing mengakomodasi berbagai kecil ini spektrum yang lebih besar dari nilai-nilai. Spesifikasi sampel untuk beberapa ruang panas yang berbeda dan ruang mesin die pengecoran dingin diberikan di bawah ini.



Jenis Clamp gaya (ton) Max. Volume shot (oz.) Clamp stroke (masuk) Min. Ketebalan cetakan (masuk) Ukuran Platen (masuk)

Ruang Hot 100 74 11.8 5.9 25 x 24

Ruang Hot 200 116 15,8 9.8 29 x 29

Ruang Hot 400 254 21,7 11.8 38 x 38

Ruang dingin 100 35 11.8 5.9 23 x 23

Ruang dingin 400 166 21,7 11.8 38 x 38

Ruang dingin 800 395 30.0 15,8 55 x 55

Ruang dingin 1600 1058 39,4 19.7 74 x 79

Ruang dingin 2000 1517 51.2 25,6 83 x 83



Tooling

Meninggal dunia di mana logam cair disuntikkan adalah perkakas kustom yang digunakan dalam proses ini. Meninggal dunia biasanya terdiri dari dua bagian - mati penutup, yang dipasang pada pelat stasioner, dan ejektor mati, yang dipasang pada pelat bergerak. Desain ini memungkinkan mati untuk membuka dan menutup sepanjang garis perpisahan nya. Setelah ditutup, kedua bagian mati merupakan bagian internal rongga yang diisi dengan logam cair untuk membentuk casting. Rongga ini dibentuk oleh dua sisipan, insert rongga dan memasukkan inti, yang dimasukkan ke dalam sampul dan mati ejector mati, masing-masing. Penutup mati memungkinkan logam cair mengalir dari sistem injeksi, melalui sebuah lubang, dan ke bagian rongga. The ejektor mati termasuk dukungan piring dan kotak ejector, yang dipasang pada pelat dan di dalam berisi sistem ejeksi. Ketika unit klem memisahkan bagian mati, bar klem mendorong piring ejektor maju dalam kotak ejector yang mendorong pin ejector ke bagian dibentuk, mengeluarkannya dari insert inti. Multiple-rongga mati kadang-kadang digunakan, di mana dua bagian mati membentuk beberapa bagian rongga identik.



Die saluran

Aliran logam cair ke bagian rongga membutuhkan beberapa saluran yang terintegrasi ke mati dan sedikit berbeda untuk sebuah mesin ruang panas dan mesin ruang dingin. Dalam mesin ruang panas, logam cair memasuki mati melalui sepotong disebut bushing sariawan (dalam penutup mati) dan mengalir di sekitar penyebar sariawan (di ejector mati). Sariawan ini mengacu ke saluran primer ini logam cair memasuki mati. Dalam mesin ruang dingin, logam cair masuk melalui lengan injeksi. Setelah memasukkan mati, baik jenis mesin, logam cair mengalir melalui serangkaian pelari dan memasuki bagian rongga melalui gerbang, yang mengarahkan aliran. Seringkali, rongga akan berisi ruang ekstra yang disebut sumur melimpah, yang memberikan tambahan sumber logam cair selama pembekuan. Ketika pengecoran mendingin, logam cair akan menyusut dan bahan tambahan yang diperlukan. Terakhir, saluran kecil termasuk yang berjalan dari rongga ke luar mati. Saluran ini bertindak sebagai lubang ventilasi untuk memungkinkan udara untuk melarikan diri rongga mati. Logam cair yang mengalir melalui semua saluran ini akan memperkuat melekat pada pengecoran dan harus dipisahkan dari bagian setelah dikeluarkan. Salah satu jenis saluran yang tidak mengisi dengan bahan adalah saluran pendinginan. Saluran ini memungkinkan air atau minyak mengalir melalui die, berdekatan dengan rongga, dan membuang panas dari die.





Die perakitan - Terbuka

(Chamber Hot)

Die perakitan - Ditutup

(Chamber Hot)

Die perakitan - pandangan Meledak

(Chamber Hot)





Die perakitan - Dibuka

(Chamber Dingin)

Die perakitan - Ditutup

(Chamber Dingin)

Die perakitan - pandangan Meledak

(Chamber Dingin)



Die Desain

Selain berbagai jenis saluran, ada masalah desain lainnya yang harus diperhatikan dalam desain dies. Pertama, mati harus memungkinkan logam cair mengalir dengan mudah ke semua rongga. Sama pentingnya adalah penghapusan casting dipadatkan dari mati, sehingga sudut rancangan harus diterapkan pada dinding bagian rongga. Desain mati juga harus menyediakan fitur yang kompleks pada bagian, seperti memotong, yang akan membutuhkan potongan mati tambahan. Sebagian besar perangkat ini meluncur ke bagian rongga melalui sisi mati, dan karena itu dikenal sebagai slide, atau sisi-tindakan. Jenis yang paling umum dari sisi-tindakan sisi-core yang memungkinkan seorang melemahkan eksternal yang akan dibentuk. Aspek penting lain dari mendesain dies adalah memilih bahan. Dies dapat dibuat dari berbagai jenis logam. High grade baja perkakas adalah yang paling umum dan biasanya digunakan untuk 100-150,000 siklus. Namun, baja dengan kadar karbon rendah lebih tahan terhadap retak dan dapat digunakan untuk 1.000.000 siklus. Bahan umum lain untuk mati termasuk kromium, molibdenum, paduan nikel, tungsten, dan vanadium. Setiap sisi-core yang digunakan dalam dies juga dapat dibuat dari bahan-bahan tersebut.





Bahan

Die casting biasanya memanfaatkan paduan non-ferrous. Keempat paduan yang paling umum yang die cast yang ditunjukkan di bawah ini, bersama dengan deskripsi singkat sifat mereka. (Ikuti link untuk mencari perpustakaan material).



Bahan Properti

Paduan aluminium

• Kepadatan rendah

• Ketahanan korosi yang baik

• Tinggi konduktivitas termal dan listrik

• Stabilitas dimensi tinggi

• Relatif mudah untuk melemparkan

• Membutuhkan penggunaan mesin ruang dingin

Paduan tembaga

• Kekuatan tinggi dan ketangguhan

• Korosi yang tinggi dan ketahanan aus

• Stabilitas dimensi tinggi

• Biaya tertinggi

• Hidup mati rendah karena suhu leleh tinggi

• Membutuhkan penggunaan mesin ruang dingin

Paduan magnesium

• Densitas sangat rendah

• Rasio kekuatan-to-weight

• -Mesin setelah pengecoran

• Penggunaan mesin ruang panas dan dingin

Paduan Seng

• Kepadatan tinggi

• Daktilitas tinggi

• Baik kekuatan impak

• Kehalusan permukaan sangat memungkinkan untuk lukisan atau pelapisan

• Membutuhkan lapisan tersebut karena kerentanan terhadap korosi

• Termudah untuk melemparkan

• Dapat membentuk dinding yang sangat tipis

• Panjang mati hidup karena titik leleh rendah

• Penggunaan mesin ruang panas



Pemilihan bahan untuk die casting didasarkan pada beberapa faktor termasuk kepadatan, titik leleh, kekuatan, ketahanan korosi, dan biaya. Bahan ini juga dapat mempengaruhi bagian desain. Sebagai contoh, penggunaan seng, yang merupakan logam yang sangat ulet, dapat memungkinkan untuk dinding tipis dan permukaan akhir lebih baik daripada banyak paduan lainnya. Bahan tersebut tidak hanya menentukan sifat-sifat pengecoran akhir, tetapi juga berdampak pada mesin dan perkakas. Bahan dengan suhu leleh rendah, seperti paduan seng, dapat die cast dalam mesin ruang panas. Namun, bahan dengan titik leleh tinggi, seperti paduan aluminium dan tembaga, memerlukan penggunaan mesin ruang dingin. Suhu leleh juga mempengaruhi perkakas, karena suhu yang lebih tinggi akan memiliki dampak buruk lebih besar pada kehidupan mati.





Kemungkinan Cacat

Cacat Penyebab

Flash • Tekanan injeksi terlalu tinggi

• Clamp memaksa terlalu rendah

Bagian Terisi • Volume tembakan cukup

• Injeksi Lambat

• Suhu menuangkan rendah

Bubbles • Suhu injeksi terlalu tinggi

• Laju pendinginan yang tidak seragam

Hot merobek • Laju pendinginan yang tidak seragam

Ejector tanda • Cooling waktu terlalu pendek

• Ejection kekuatan terlalu tinggi



Banyak dari cacat di atas disebabkan oleh laju pendinginan yang tidak seragam. Sebuah variasi dalam tingkat pendinginan dapat disebabkan oleh ketebalan dinding yang tidak seragam atau temperatur mati tidak seragam.













Aturan Desain

Ketebalan dinding maksimum



• Penurunan ketebalan dinding maksimum bagian untuk mempersingkat waktu siklus (waktu injeksi dan waktu pendinginan khusus) dan mengurangi volume bagian

SALAH



Bagian dengan dinding tebal MEMPERBAIKI



Bagian didesain ulang dengan dinding tipis













Ketebalan dinding seragam akan memastikan pendinginan seragam dan mengurangi cacat

SALAH



Ketebalan dinding yang tidak seragam (t 1 ≠ t 2) MEMPERBAIKI



Seragam ketebalan dinding (t 1 = t 2)



Corners

• Sudut bulat untuk mengurangi konsentrasi tegangan dan fraktur

• Batin radius harus setidaknya ketebalan dinding

Draf

• Menerapkan konsep sudut untuk semua dinding sejajar dengan arah perpisahan untuk memfasilitasi menghapus bagian dari mati.

• Aluminium: 1 ° untuk dinding, 2 ° untuk inti dalam

• Magnesium: 0,75 ° untuk dinding, 1,5 ° untuk inti dalam

• Zinc: 0,5 ° untuk dinding, 1 ° untuk inti dalam



SALAH



Tidak ada rancangan sudut MEMPERBAIKI



Draft sudut 



Memotong

• Minimalkan jumlah memotong eksternal

• Memotong eksternal membutuhkan sisi-core yang menambah biaya perkakas

• Beberapa undercut eksternal sederhana dapat dilemparkan oleh relokasi garis perpisahan





Sederhana eksternal undercut

Die tidak dapat memisahkan

Garis perpisahan baru



• Mendesain ulang fitur dapat menghapus melemahkan eksternal





Bagian dengan engsel

Engsel membutuhkan sisi-core





Engsel didesain ulang

Engsel baru dapat dilemparkan



• Hapus semua undercut internal yang membutuhkan angkat - Jamming perangkat ini sering terjadi pada die casting

• Merancang sebuah lubang di sisi bagian dapat memungkinkan sisi-inti untuk membentuk melemahkan internal yang





Internal melemahkan diakses

dari sisi



• Mendesain ulang bagian dapat menghapus melemahkan internal yang





Bagian dengan internal yang melemahkan

Die tidak dapat memisahkan





Bagian didesain ulang dengan slot

Bagian baru dapat dilemparkan



• Minimalkan jumlah arah samping tindakan

• Arah samping tindakan tambahan akan membatasi jumlah kemungkinan rongga dalam cetakan

Definisi Logam (Fero & Non Fero)

PEMBAHASAN


1. Definisi Logam dan Non Logam

2.1.1 Pengertian Logam (Ferro)

Logam ferro adalah suatu logam paduan yang terdiri dari campuran unsur karbon dengan besi. Untuk menghasilkan suatu logam paduan yang mempunyai 2 sifat yang berbeda dengan besi dan karbon maka dicampur dengan bermacam logam lainnya. Logam adalah elemen kerak bumi (mineral) yang terbentuk secara alami. Jumlah logam diperkirakan 4% dari kerak bumi. Logam dalam bidang keteknisian adalah besi. Biasanya dipakai untuk konstruksi bangunan-bangunan, pipa-pipa, alat-alat pabrik dan sebagainya.

Contoh dari logam yang sudah memiliki sifat-sifat penggunaan teknis tertentu dan dapat diperoleh dalam jumlah yang cukup adalah besi, tembaga, seng, timah, timbel nikel, aluminium, magnesium. Kemudian tampil logam-logam lain bagi penggunaan khusus dan paduan, seperti emas, perak, platina, iridium, wolfram, tantal, molybdenum, titanium, vokalt, anti monium (metaloid), khrom, vanadium, beryllium, dan lain-lain.

Logam adalah unsur kimia yang mempunyai sifat-sifat, yaitu :

• Dapat ditempa dan diubah bentuk

• Penghantar panas dan listrik

• Keras (tahan terhadap goresan, potongan atau keausan), kenyal (tahan patah bila dibentang), kuat (tahan terhadap benturan, pukulan martil), dan liat (dapat ditarik).

Yang dimaksud besi dalam bidang keteknisan adalah besi teknis, bukan besi murni, karena besi murni (Fe) tidak memenuhi pernyataan teknik, persyaratan teknik adalah kekuatan bahan, keuletan, dan ketertahanan terhadap pengaruh luar (korosi, aus, bahan kimia, suhu tinggi dan sebagainya).

Besi teknis selalu tercampur dengan unsure-unsur lain misalnya karbon (C), silicon (Si), mangan (Mn), Fosfor (P), dan belerang (S). Unsur-unsur tersebut harus dalam kadar tertentu, sesuai dengan sifat-sifat yang dikehendaki, secara garis besar besi teknik terbagi menjadi :

a. Besi kasar : kadar karbon lebih besar dari 3,5%, tidak dapat ditempa.

b. Besi b. Besi : kadar karbon lebih besar dari 2,5%, tidak dapat ditempa.

c. Baja c. Baja : kadar karbon kurang dari 1,7%, dapat ditempa.







• Table jenis dan klasifikasi logam

no Klarifiskasi Jenis bentuk Pemakaian contoh dalam bangunan

1 Logam mulia Emas, perak dsb. Batangan Aksesoris, interior.

2 Logam setengah mulia Air raksa cair Patri

3 Logam biasa berat >30 kg/dm3 Nikel, kobalt Butiran, batangan Campuran baja, konstruksi luar beton

4 Logam biasa ringan <30 besi="" dm3="" kg="" tuang="">
Plumbum(timah hitam) Plat blok Pengunci, pengantung landasan isolasi

5 Logam campuran Baja





Kuningan Plat, profil, batangan, tempa, gelombang plat, blok Hubungan dak standar dengan atap, kuda-kuda bangunan, jembatan, neraca, tulangan beton, dinding, lantai

Penggantung, kunci, kran.







• Table sifat-sifat baja dapat dipengaruhi oleh campuran logam yang lain.

Campuran logam Pengaruh terhadap sifat-sifat baja

Menambah Mengurangi

Karbon (C) Kekokohan, kekerasan, sifat pengerasan Titik lebur, keuletan, regangan sifat mengelas dan menempa

Silisium (Si) Menambah elastisitas, kekokohan, kekerasan dan daya tahan karat Sifat mengelas

Fosfor (P) Leburan encer Rengangan dan daya kekuatan pukul

Sulfur (S) Lebaran kental, serpihan mudah patah Daya kekuatan pukul

Mangan (Mn) Kekerasan, kekokohan, daya kekuatan pukul dan daya keausan Sifat membuat serpih

Nikel (Ni) Keuletan regangan, kekokohan, daya tahan karat, tahan listrik dan suhu tinggi Pegangan oleh suhu tinggi

Khrom (Cr) Kekerasan, kekokohan, daya tahan karat, suhu tinggi dan ketajaman Regangan

Varadium (V) Daya tahan lama, kekerasan dan keuletan Daya tahan suhu tinggi

Molibdenium (Mo) Kekerasan daya tahan lama Regangan dan sifat menempa

Kobalt (Co) Kekerasan, ketajaman Keuletan mengurangi daya tahan suhu tinggi

Wolfram (W) Kekerasan, kekokohan, daya tahan karat, suhu tinggi dan ketajaman Regangan





• Table perubahan struktur logam

Sistem pengubahan Cara Hasil

Pemanasan Logam dipanaskan, kemudian dibiarkan dingin dengan sendirinya Struktur logam berbentuk baru dan logam jadi lebih lemah

Pendinginan kejut Logam di panaskan, kemudian didinginkan cepat dalamn air atau oli Menambah kekokohan

Pengerasan Logam dipanaskan, kemudian didingikan sedenikian rupa sehingga pengerasan merata Menambah kekerasan dan ketajaman

Tempering Logam yang telah diperkeras dipanaskan pada suhu 180o-300oC Menambah elastisitas

Tempering kejut Logam yang telah diperkeras dipanaskan pada suhu450o-700oC Mempertinggi batas regang

Pelapisan nitrogen Pengerasan dilakukan dalam oven dengan semprotan nitrogen Memperkeras permukaan logam dan daya tahan karat

Pelapisan karbon Pengerasan dilakukan dalam oven dengan pelapisan karbon sehingga mempengaruhi permukaan logam Memperkeras tepi dan inti logam tetap lunak



2.1.2 Pengertian Non Logam (Non Ferro)

Logam Non-Ferro (Non-Ferrous Metal) ialah jenis logam yang secara kimiawi tidak memiliki unsur besi atau Ferro (Fe), oleh karena itu logam jenis ini disebut sebagai logam bukan Besi (non Ferro). Beberapa dari jenis logam ini telah disebutkan dimana termasuk logam yang banyak dan umum digunakan baik secara murni maupun sebagai unsur paduan. Dengan semakin berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi terutama dalam pengolahan bahan logam, menjadikan semua jenis logam digunakan secara luas dengan berbagai alasan, mutu produk yang semakin ditingkatkan, kebutuhan berbagai peralatan pendukung teknologi serta keterbatasan dari ketersediaan bahan-bahan yang secara umum digunakan dan lain-lain.

Logam non Ferro ini terdapat dalam berbagai jenis dan masing-masing memiliki sifat dan karakteristik yang berbeda secara spesifik antara logam yang satu dengan logam yang lainnya. Keberagaman sifat dan karakteristik dari logam Non Ferro ini memungkinkan pemakaian secara luas baik digunakan secara murni atau pun dipadukan antara logam non ferro bahkan dengan logam Ferro untuk mendapatkan suatu sifat yang baru yang berbeda dari sifat asalnya.



Pengertian dari bahan bukan logam atau non logam adalah unsure kimia yang mempunyai sifat-sifat, yaitu :

• Elastis (karet), cair (bahan pelumas, dan tidak dapat menghantarkan arus listrik (bahan isolasi)).

• Peka terhadap api (bahan baker, tidak dapat terbakar (Asbes) dan mudah pecah (keramik)).



2.2 Macam-Macam Logam Ferro

Logam ferro adalah suatu bahan yang mengandung unsure kebesi-besian seperti pada table dibawah ini :



• Ikhtisar logam

Nama Komposisi Sifat Penggunaan

Besi tuang Campuran besi dan karbon (4%) Rapuh, tidak dapat di tempa baik untuk dituand sukar diles Alas mesin, badan ragum, bagian-bagian mesin bubut, blok silinder, cincin perak, meja datar

Besi tempa Campuran besi murni (99%) sedikit besi rongsokan Dapat ditempa, liat, tidak dapat diruang Kait keran, landasan kerja plat, rantai jangkar

Baja lunak Campuran besi dan karbon (0,1%-0,3%) Dapat ditempa, liat Mur, baut, pipa, sekrup

Baja karbon sedang Campuran besi dan karbon (0,4%-0,6%) Lebih kenyal Poros, rel baja, paron

Baja karbon tinggi Campuran besi dan karbon (0,7%-1,5%) Dapat ditempa, dapat disepuh, mudah ditempa Perlengkapan mesin bubut, perlengkapan mesin frais, kikir, gergaji, pahat, tap, stempel

Baja cepat tinggi (HSS-High speed steel) Baja karbon tinggi di tambah nikel/ kobalt, khrom / tungken Rapuh, dapat disepuh, keras, dapat dimudakan, tahan suhu tinggi Mesin bubut, mesin frals, mesin bor, dll





Pengaruh karbon terhadap sifat logam

Dapat digolongkan sebagai berikut :

1. Besi yang mengandung kadar C = 0%-0,5%, mempunyai sifat mudah ditempa dan tidak dapat disepuh atau dikeraskan. Besi ini dinamakan besi tempa.

2. Besi yang mengandung kadar C = 0,5%-1,7%, mempunyai sifat dapat ditempa dan dapat disepuh. Besi ini dinamakan baja.

3. Besi yang mengandung kadar C = 2,5%-6,67%, mempunyai sifat mudah dituang (dicor) dan besi ini dinamakan besi tuang.

• Pengaruh kadar zat arang dalam besi

1. Zat asam

Terdapat pula dalam udara,yaitu campuran dari 21% zat asam dan 78% zat lemas, selanjutnya 1% helium, argon dan beberapa unsur zat lain. Zat asam dalam udara dapat menyebabkan logam besi rusak.

2. Oksid

Persenyawaan antara zat asam dengan unsur yang lain dinamakan oksid. Batu besi magnet, magnesit(Fe2O3)kandungan Fe 60 % sampai dengan 70% (Rusia, Swedia, Amerika). Batu besi merah, hemafite(Fe2O3), kandungan Fe 40% sampai dengan 60 % (Kanada, Spanyol, Inggris, Rusia). Proses dapur tinggi adalah proses reduksi, karena dalam dapur tinggi, zat asam dikeluarkan oksid besi dan tinggal besinya.

3. Karbonat

Batu besi spoat (FeCo3)adalah karbonat besi, karena dalam persenyawaan ini terdapat carbonium (zat orang). Batu besi spatik (Fe2(O3)), kandungan Fe 30 % sampai 40% (jerman, Austria)

4. Zat arang

Unsur ini sangat penting untuk produksi baja. Zat arang murni terdapat dalam intan yang grafit. Zat arang ini diperoleh dari arang tulang belulang, arang kulit, arang kayu, arang batu (batu bara),dan lainnya. Dengan menambah zat arang dalam besi, baik banyak atau sedikit. Maka akan terjadi persenyawaan-persenyawaan besi zat arang yang mempunyai sifat-sifat keras. Unsur besi terdapat di alam, bahan dalam bentuk logam murni, tetapi terdapat dalam bentuk persenyawaan besi oksida, yang masih tercampur dengan unsur-unsur lain dan zat pengotor.

2.3 Macam-Macam Logam Non Ferro

Unsur logam yang paling penting dan paling banyak digunakan dalam industry adalah besi karena hampir 90 % dari logam-logam yang digunakan dalam industry adalah besi. Selain besi,logam yang penting anatara lain: alumunium (Al), timbal (Pb), nikel (Ni), perak(Ag), seng(Zn), dan lain sebagainya. Yang digunakan dalam keadaan murni ataupun dalam bentuk paduannya. Logam – logam tersebut harus mempunyai sifat-sifat fisika atau mekanik yang sesuai dengan persyaratan-persyaratan yang dikehedaki.

Logam non ferro adalah suatu bahan yang tidak mengandung besi, yang dapat digolongkan menjadi :

• logam berat : nikel, seng, tembaga, timah putih dan timah hitam

• logam mulia/murni : emas, perak, platina

• logam ringan : alumunium, barium, kalsium

• logam refraktori/tahan api : Molibdenum , titanium, wolfram, zirkonium

• logam radio aktif : radium dan uranium.

1.Tembaga, Copper, Cuprum (Cu)

Diperoleh dari biji besi yang mengandung besi, timah hitam, seng dan sedikit mengandung perak dan emas. Sifat-sifat tembaga antara lain :sifat mekanik baik, tahan korosi, daya hantar listrik dan panas lebih baik, mampu dikerjakan mesin, mudah disambung dengan solder maupun dilas, BD 8,9 dan titik cair 1,083° C, serta dapat digosok dan temperature tempa lebih rendahdibanding bahan-bahan dari logam ferro. Pada pengerjaan panas suhu yang diperlukan antara 800°C-900°C, seperti untuk rolling extension dan forging/tempa. Baik dalam keadaan panas maupun dalam keadaan dingin, tembaga sangat luwes dan dapat direnggangkan, digiling dan dimartil. Pemberian bentuk dalam keadaan panas sekitar 650°C, sedangkan dalam keadaan dingin 300°C-700°C. Kegunaan tembaga, yaitu alat-alat listrik, telepon dan telegram, kawat listrik, refrigerator dan pipa-pipaketel serta tembaga tidak bias digunakan untuk perabot masak.

2.Mangan, Manganese (Mn)

Sifat-sifat mangan adalahbaja konstruksi dan baja mesin memperbaiki sifat kekuatan tprik dan tahan aus serta baja perkakas memperbaiki sifat tanah ukuran. Kegunaannya adalah sebagai unsur paduan, bila dipadu dengan baja konstruksi dan baja mesin digunakan untuk pekerjaan yang menginginkan kekuatan tarik dan tahan aus. Bila dipadu dengan baja perkakas digunakan untuk pekerjaan yang menginginkan ketahanan ukuran.



3.Nikel, Nickolium (Ni)



Sifat-sifat nikel yaitu cukup keras, BD 8,7 dan titik lebur 1, 455° C dengan kelihatan tinggi dan mudah dibentuk dalam keadaan dingin atau panas dan tahan korosi. Bijih Nickel mengandung 2,5 % Nickel yang bercampur bersama-sama unsur lain yang sebagian besar terdiri atas besi dan silica serta hampir 4 % Tembaga dan sedikit Cobalt, Selenium, Tellurium, Silver, Platinum dan Aurum. Sedangkan Tembaga, besi dan Nicel berada pada bijih itu sebagai Sulfida. Kegunaannya adalah untuk industri kimia, alat-alat listrik dan alat-alat kedokteran.

4.Uranium(U)

Sifat-sifat uranium adalah BD 18,7, uranium murni malleable /liat dan ductile mudah di bentuk dan menstabilkan carbide keras. Kegunaannya untuk bahan amunisi dan persenjataan.

5.Alumunium (Al)

Sifat-sifat Alumunium adalah penghantar arus listrik tinggi. Jenis logam ringan (BD 2,7) dengan titik lebur 600°C, mudah dikerjakan/ dituang, penghantar panas, tahan karat dan non magnetis. Kegunaan Alumunium adalah untuk bahan bangunan, alat-alat rumah tangga, mesin penggerak, mesin tenaga / penghasil kalor yang besar untuk pemanas, kabel dan pipa serta pembuatan mesin motor dan kapal terbang. Alumunium terdapat dua macam yaitu: alumunium tuangan mempunyai kekuatan tarik sebesar 10kg/ mm2 dan regangannya 18 -25 % dan alumunium tempa mempunyai kekuatan tarik sebesar 18-28kg/mm2 dan regangannya 3-5%.

6.Magnesium(Mg)

Magnesium ialah logam yang berwarna putih perak dan sangat mengkilap dengan titik cair 651ºC yang dapat digunakan sebagai bahan paduan ringan, sifat dan karakteristiknya sama dengan Aluminium.

Oxid film yang melapisi permukaan Magnesium hanya cukup melindunginya dari pengaruh udara kering, sedangkan udara lembab dengan Magnesium memiliki kekuatan tarik hingga 110 N/mm2 dan dapat ditingkatkan melalui proses pembentukan hingga 200 N/mm2. Sifat-sifatnya adalah BD rendah 1,7, lunak dan titik cair rendah 800°C serta tahan korosi. Kegunaannya adalah untuk bangunan dan kapal udara serta foto grafi dan sebagai unsure paduan non fero.

7.Kobalt (Co)

Cobalt (Co) ialah logam yang berwarna putih silver ini memilki titik cair 1490ºC dan bersifat magnetic tinggi. Cobalt diperoleh bersama unsur Nickel serta element-element mineral tertentu dan dipisahkan selama proses pemurnian pada unsur Nickel.

Sifat-sifatnya adalah bila dipadu dengan baja maka akan menjadi keras, tahan panas dan tahan aus. Kegunaannya kobalt bila dipadu dengan baja banyak dipergunakan untuk konstruksi tahan tahan pesawat terbang dan konstruksi tahan panas.





8.Timah Putih, Tin, Stannum (Sn)

Timah putih (Sn) ialah logam yang berwarna putih mengkilap, sangat lembek dengan titik cair yang rendah yakni 232ºC. Sifat-sifatnya yaitu titik cair rendah 232°C, BD rendah 7,3, tahan terhadap udara lembab, kekerasan dan kekuatan sangat rendah dan tergolong logam lunak serta daya tahan korosi cukup tinggi. Kekuatan timah putih untuk pembungkus pipa-pipa/tabung yang dapat dilipat, tabung-tabung pasta gigi dan plat-plat lembaran yang dapat dibuat kaleng makanan.

9.Timah Hitam, Lead, Timbal, Plumbum (Pb

Timah Hitam memiliki berat jenis (ρ) yang sangat tinggi yaitu =11,3 kg/dm³ dengan titik cair 327ºC, digunakan sebagai isolator anti radiasi Nuclear. Timah hitam diperoleh dari senyawa Plumbum-Sulphur (PbS) yang disebut “Gelena” dengan kadar yang sangat kecil. Sifat-sifat timah hitam adalah berwarna kebiru-biruan, agak lunak, mudah dituang, disolder, dan dilas (dengan api zat asam) sanagt mudah diberi bentuk dalam keadaan dingin dan panas, kekuatan tariknya sangat rendah BD 11,4 dengan titik cair 274°C sangat tahan reaksi kimia dan tahan korosi. Kegunaanya adalah sebagai penutup atap , pipa saluran, pembungkus barang kesenian dari gelas, pembuatan penyehat, alat-alat dan saluran dalam industri kimia.

10.Wolfrom, Tungsten (W)

Tungten, Wolfram (W) memiliki titik cair 3410ºC berwarna kelabu, sangat keras dan rapuh pada temperature ruangan, tetapi ulet dan liat pada Temperatur tinggi. Sifat-sifat wolfrom adalah keras BD 20 titk cair tinggi 3400°C dan titk didih 5900°C, dapat digilas menjadi lembaran dan bila dipadu dalam baja perkakas, akan memperbaiki ketahanan ausnya dan sifat tahan hangatnya. Kegunaannya dalam bidang elektronika seperti katoda tabung electron dan bidang kelistrikan, seperti kawat pijar dalam lampu, elektroda, pegas, unsure pemanas dan tabung sinar X.



11.Seng, Zincum (Zn)

Seng (Zn) ialah logam yang berwarna putih kebiruan memiliki titik cair 419ºC, sangat lunak dan lembek tetapi akan menjadi rapuh ketika dilakukan pembentukan dengan temperature pengerjaan antara 100ºC sampai 150ºC tetapi sampai temperature ini masih baik dan mudah untuk dikerjakan.Seng terdapat dialam terikat secara kimia secara di dalam bijih (asam belerang atau asam arang). Bijih seng yang terpenting adalah seng belerang dan seng karbonat (Galmei). Sifat-sifat seng mempunyai warna kelabu muda BD 7,1 dengan titk cair 149°C. dan pada suhu 130°C-150°C seng dapat dipecah-pecah dan kenyal hingga dapat digiling serta tahan korosi. Kegunaan seng adalah untuk melindungi besi/ baja dengan jalan mencelupkan kedalam cairan yang disebut sepuh seng. Untuk melapisi besi/baja secara galvanis, melindungi permukaan benda dengan jalan disemprotkan membuat elemen-elemen listrik dan bahan baku pembuat cat. Bila dipadu dengan alumunium, magnesium dan tembaga yang disebut dengan samak, dipergunakan untuk membuat alat-alat bagian mobil seperti pintu dan karburator.

12.Khrom, Chromium (Cr)

Khrom terdapat di alam dalam bentuk bijih khrom yang disebut khromit (FeO.Cr2O3). Bijih khromit berwarna hitam mengandung33%-35% Cr2O3. Khrom adalah logam yang berwarna putih kebiruan lebih keras daripada kaca tapi rapuh. Sifat-sifat fisika dari khrom adalah titik lebur 1550°C dengan titik didih 2477°C dan kerapatan 7,138 gr/cm3, mudah larut dalam asam-asam seperti asam klorida, asam sulfat dan asam nitrat, untuk unsure paduan dalam baja konstruksi dan baja mesin, memperbaiki kekuatan tarik dan ketahanan korosi dan unsure paduan dalam baja perkakas, memperbaiki ketahanan ukuran. Kegunaan khrom sebagai unsure pemadu untuk bahan penghantar panas, bahan tahanan. Untuk paduan dengan besi (ferro-khrom), untuk logam paduan nikhrom yang disebut khromel yang mempunyai tahanan listrik yang sangat tinggi, unsure paduan baja konstruksi dan baja mesin, untuk baja perkakas.

13. Boron (B)

Boron (B) memiliki titik cair 2300ºC dan Boron-Carbide sangat keras dan tahan terhadap pengaruh kimia. Proses pemurnian Boron termasuk sangat sulit akan tetapi kerap kali Boron ditemukan dalam keadaan murni sehingga disebut sebagai logam Murni atau logam langka (rare-metal). Boron tidak digunakan sebagai element akan tetapi Boron digunakan sebagai bahan pembuatan Dies, Nozle untuk Injection moulding, pivot serta permukaan bearing. Boron dibuat dalam bentuk bubukan sehingga pembentukannya dilakukan dengan proses Sintering.

14. Cadmium (Cd)

Cadmium (Cd) ialah logam yang berwarna putih kebiruan sifatnya sangat lunak dan lembek dengan titik cair hanya 321ºC. Sebagai bahan dasar dari Cadmium ini ialah endapan Seng. Endapan pekat dari Cadmium terdapat dibagian tertentu dari instalasi pengolahan Seng (Zn), Cadmium digunakan dalam paduan yang memiliki titik cair rendah serta bahan tambah pada Tembaga. Yang penting dalam pemakaian Cadmium ini ialah sebagai lapisan pelindung pada Baja atau Kuningan (Brasses).

15. Iridium (Ir)

Iridium (Ir) ini disebut sebagai baja putih ini adalah logam dari kelompok Platinum yang memiliki titik cair 2454ºC.

Penggunaannya sebagai bahan paduan dengan unsur Platinum-Alloy yang kuat dan keras serta meningkatkan titik cairnya.

16. Platinum (Pt)

Platinum (Pt) adalah salah satu jenis logam berat yang berwarna putih kelabu dan sangat mengkilap dengan titik cair 1773ºC dan memiliki sifat yang mudah dibentuk, ulet dan tidak mengandung Oxide atau tar dalam udara bebas. Platinum sangat cocok digunakan dalam paduan dengan Iridium yang dapat meningkatkan kekerasannya. Platinum terdapat dalam paduan logam mulia serta endapan Tembaga-Nickel. Platinum dapat pula diperoleh melalui proses extraksi pada mas (gold) dan nikel

Platinum (Pt) digunakan sebagai bahan pembuatan Contact point pada system kelistrikan motor bakar, kabel tahanan polymeter serta kawat Thermocouple.



2.4 Klasifikasi Logam

Klasifikasi ikatan logam menurut golongannya adalah:

1. Ikatan Logam pada Unsur Transisi

Logam transisi cenderung memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi. Alasannya adalah logam transisi dapat melibatkan elektron 3d yang ada dalam kondisi delokalisasi seperti elektron pada 4s. Lebih banyak elektron yang dapat terlibat, kecenderungan daya tarik akan semakin lebih kuat. Contoh ikatan logam pada unsur transisi transisi adalah Ag, Fe, Cu dan lain-lain.

2. Ikatan logam pada unsur golongan utama

Ikatan logam pada unsur golongan utama relatif lebih lemah dibandingkan dengan dengan unsur golongan transisi. Contohnya kristal besi lebih kuat dibandingkan dengan kristal logam magnesium.

Berdasarkan unsur penyusunnya dibagi menjadi 2 yaitu:

1. Ikatan logam antar unsur sejenis

Misalnya Ikatan antara unsur litium dengan unsur litium yang lainnya.

2. Ikatan logam antar unsur yang berbeda jenis (alloy).

Bahan-bahan logam yang bukan hanya dibuat dari satu jenis unsur logam tetapi telah dicampur atau ditambah dengan unsur-unsur lain disebut alloy atau sering disebut lakur atau paduan. Alloy terbentuk apabila leburan dua atau lebih macam logam dicampur atau leburan suatu logam dicampur dengan unsur-unsur nonlogam yang campuran tersebut tidak saling bereaksi serta masih menunjukan sifat sebagai logam setelah didinginkan.

Alloy dibagi menjadi dua macam yaitu alloy selitan dan alloy substitusi. Disebut alloy selitan bila jari-jari atom unsur yang dipadukan sama atau lebih kecil dari jari-jari atom logam. Sedangkan alloy substitusi terbentuk apabila jari-jari unsur yang dipadukan lebih besar dari jari-jari atom logam.