PENGARUH KEKENTALAN COATING TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN DARI HASIL LOGAM CORAN

   
Oleh : Muhammad Fahmi F
Dari  : ITENAS

Pengecoran Logam

Pengecoran atau penuangan (casting) merupakan salah satu proses pembentukan bahan baku/bahan benda kerja yang relative mahal dimana pengendalian kualitas benda kerja dimulai sejak bahan masih dalam keadaan mentah. Komposisi unsur serta kadarnya dianalisis agar diperoleh suatu sifat bahan sesuai dengan kebutuhan sifat produk yang direncanakan namun dengan komposisi yang homogen serta larut dalam keadaan padat.

Sebagaimana ditemukan dalam artifacts kuno menunjukkan bukti keterampilan yang luar biasa dalam pembentukan benda dari bahan logam dengan menuangkan logam yang telah dicairkan (molten metals) kedalam cetakan pasir khusus menjadi bentuk tertentu.

Pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir juga merupakan teknologi yang menuangkan larutan cair dari logam secara hati-hati kedalam cetakan pasir yang sudah dipersiapkan dengan hasil yang mendekati sempurna. Oleh karena itulah proses pembentukan melalui teknik penuangan ini juga digunakan pada level kebangsawanan seperti pembuatan benda-benda seni sepertiornament alam dan alat memasak dan lain-lain.

 Pasir Cetak

Kedalam cetakan pasir (sand casting), secara sederhana cetakan pasir ini dapat diartikan sebagai rongga hasil pembentukan dengan cara mengikis berbagai bentuk benda pada bongkahan dari pasir yang kemudian rongga tersebut diisi dengan logam yang telah dicairkan melalui pemanasan (molten metals).

Cetakan pasir untuk pembentukan benda tuangan melalui pengecoran harus dibuat dan dikerjakan sedemikian rupa dengan bagian- bagian yang lengkap sesuai dengan bentuk benda kerja sehingga diperoleh bentuk yang sempurna sesuai dengan yang kita kehendaki. Bagian-bagian dari cetakan pasir ini antara lain meliputi:

a)      Pola, mal atau model (pattern), yaitu sebuah bentuk dan ukuran benda yang sama dengan bentuk asli benda yang dikehendaki, pola ini dapat dibuat dari kayu atau plastik yang nantinya akan dibentuk pada cetakan pasir dalam bentuk rongga atau yang disebut mold jika model ini dikeluarkan yang kedalamnya akan dituangkan logam cair.

b)      Inti (core), inti ini merupakan bagian khusus untuk yang berfungsi sebagai bingkai untuk melindungi struktur model yang akan dibentuk, dengan demikian keadaan ketebalan dinding, lubang dan bentuk-bentuk khusus dari benda tuangan (casting) tidak akan terjadi perubahan.

c)      Cope, yaitu setangah bagian dari bagian atas dari cetakan pasir.

d)     Drag, yakni setengah bagian bawah dari cetakan pasir tersebut.

e)      Gate ialah lubang terbuka dimana dituangkannya logam cair kedalam cetakan diatara core dan drag

f)       Riser ialah lubang pengeluaran yang disediakan untuk mengalirnya sisa lelehan logam cair dari dalam cetakan serta sedikit reserve larutan logam cair.

  Coating

     Coating merupakan suatu proses pelapisan yang diterapkan pada suatu benda. Tujuannya untuk melindungi permukaan cetakan pasir dari logam cair agar pasir tidak terkikis. Selain itu, coating juga berfungsi untuk memperkuat ikatan pasir sehingga tidak mudah tererosi. Permukaan cetakan pasir yang tersimpan lama sebelum dicor akan segera mengering dan kehilangan binderabilitinya(mampu ikat). Dengan adanya coating, permukaan akan tetap terjaga binderabilitinya. 

  Jenis-jenis Coating

              Graphite based coating itu coatingnya berwarna hitam yang digunakan untuk pengecoran besi cor. Besi cor ini adalah paduan baja karbon (cast iron) dengan kandungan C dan Si yang tinggi. Coating ini berfungsi untuk mencegah kontak langsung antara cetakan dan logam cair.

Magnesit (MgO) based coating itu berwarna merah atau krem digunakan pada pengecoran baja Mn yang tinggi. Coating ini berfungsi sebagai lapisan refactory.

Zircon (ZrO) based coating itu berwarna biru digunakan pada pengecoran baja paduan rendah dan paduan Cr. Coating ini befungsi sebagai lapisan refactory.

  Metode Coating

Pada umumnya, metode dari coating ini ada 3 macam, diantaranya adalah :

1.      Pencelupan (Dipping)

Metode ini dilakukan dengan cara merendam inti dalam lapisan cair (coating). Metode ini adalah metode tercepat yang digunakan oleh mayoritas pengecoran produksi yang tinggi. Inti dicelupkan secara manual atau mekanis dan ketika dikeluarkan dari tempat coating itu  harus dibiarkan mengalir untuk membuang coating yang berlebih. Keberhasilan operasi tergantung pada konsistensi coating dan reologi propertinya. Kegagalan untuk melakukan hal ini akan mempengaruhi keakuratan dimensi yang dihasilkan dari pengecoran tersebut.

2.      Pengkoasan (Brushing)

Metode ini adalah metode yang sederhana yang dapat diterapkan untuk coating. Metode brushing ini digunakan untuk coating pada bagian tertentu saja. Misalnya pada inti dari cetakannya saja.

3.      Penyemprotan (Spraying)

Metode ini adalah metode yang jauh lebih cepat daripada metode brushing. Hal ini paling baik digunakan pada cetakan dan inti yang memiliki bentuk yang sederhana. Umumnya, metode penyemprotan ini memiliki viskositas yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan metode brushing dan dipping. Jadi cara kerjanya itu, coating dimasukkan kepada pistol penyemprot. Kemudian disemporkan pada permukaan cetakan atau inti yang akan dicoating.

Langkah-langkah untuk melakukan coating
     Menentukan Jenis Coating yang Digunakan

Coating yang akan di jadikan untuk pengujian ini yaitu coating Zircon (ZrO) based coating.

     Menentukan Metode yang Dilakukan

Metode yang dilakukan untuk mengcoating cetakan adalah metode brushing (mengkoas).

    Menentukan Berat Coating

                 Berat coating yang dijadikan untuk pengujian yaitu 2 kg.

    Menentukan Volume Dari Methanol

Volume dari methanol itu bervariasi yaitu :

-          400 ml

-          600 ml

-          800 ml

-          1000 ml

-          1200 ml

-          1400 ml

  Melakukan Campuran Coating dengan Methanol

Mencampur coating dengan methanol dalam suatu wadah. Kemudian mengaduknya. Setelah tercampur,  coating tersebut dimasukkan kedalam gelas ukur kemudian diukur kekentalannya menggunakan alat ukur Baume. Apabila coating itu mempunyai viskositas yang tinggi, maka alat ukur yang telah dicelupkan itu akan naik. Sehingga kekentalan yang didapat akan besar. Sebaliknya, apabila coating itu memiliki viskositas yang rendah, maka alat ukur itu tidak akan naik. Sehingga kekentalan yang didapat akan kecil.

  Mendapatkan Hasil Kekentalan Coating

Setelah diukur oleh alat ukur baume, hasilnya akan dapat dibaca pada alat ukur tersebut. Dari variasi volume methanol dan berat coating sebesar 2 kg, berikut data yang tabel data yang didapat pada pengujian ini.

Pengujian Kekentalan Coating
Hasil Pengujian
Methanol (ml)	Coating (kg)	Kekentalan (°Baume)
400	2	55
600	2	50
800	2	45
1000	2	40
1200	2	35
1400	2	30

Dari tabel diatas, yang digunakan untuk dioleskan kepada cetakan adalah kekentalan 30°Baume, 40°Baume, dan cetakan tanpa dicoating. Sedangkan kekentalan yang 55°Baume, 50°Baume, 45°Baume itu tidak memenuhi kriteria dari perusahaannya karena terlalu kental.

 Mengoleskan Kepada Cetakan

Setelah didapat hasil dari kekentalannya, kemudian dioleskan ke cetakan menggunakan koas. Yang dioleskan coating itu hanya permukaan dari cetakannya. Setelah dioleskan coating, kemudian cetakan tersebut dibakar menggunakan korek api gas langsung tanpa didiamkan terlebih dahulu. 

Penuangan Logam Cair Kedalam Cetakan

Logam cair yang telah dileburkan, dituangkan kedalam cetakan yang telah diberi coating.

Mengeluarkan Logam Dari Cetakan

Setalah cetakan dingin, kemudian logam yang ada didalam cetakan dikeluarkan.

Proses Shoot Blasting

Pada logam hasil coran, terdapat kerak – kerak pasir yang masih menempel di logam tersebut. Untuk menghilangkannya itu dengan cara menggunakan mesin shoot blasting selama 10 menit.

Menganalisis Pengaruh Coating Pada Cetakan Terhadap Logam Hasil Coran

Setelah proses shoot blasting selesai, akan terlihat permukaan yang tidak rata dan kasar. Selain dilihat, untuk memastikan adanya pengaruh dari coating itu harus merabanya dan  membandingkan dengan logam yang lain.

Pada logam hasil coran dengan kekentalan coating 30°Baume, untuk nilai kekasarannya yaitu 25 μm. Logam hasil coran dengan kekentalan 40°Baume, untuk nilai kekasarannya yaitu 12.5 μm. Lalu logam hasil coran yang tanpa dioating terlebih dahulu untuk nilai kekasarannya yaitu 50 μm.