Pengikat Cetakan pada Pengecoran Logam

Pengikat Cetakan Pengecoran Logam

1. Definisi dan Fungsi Kadar Pengikat

A.     Pengertian Kadar Pengikat

Kadar pengikat adalah banyak bahan yang digunakan untuk mengikat butir - butir pasir yang dinyatakan dalam persen (%).

Pengikat adalah material yang mempunyai daya tarik yang kuat terhadap air dan juga digunakan untuk mengikat butir - butir pasir cetak yang biasanya berukuran kurang dari 20 μm atau 0,0008 in  (Heine, 1976:100).

B.      Fungsi Kadar Pengikat

Fungsi kadar pengikat adalah untuk mengetahui perbandingan komposisi pasir cetak agar mencapai karakteristik yang optimal.

Dimana:

·        Kadar pengikat: Jumlah persentase pengikat yang terdapat pada pasir cetak;

·        Berat awal: Berat pasir cetak yang sudah bercampur dengan pengikat dan air (gram);

·        Berat akhir: Berat pasir cetak yang kadar bentonite dihilangkan dengan NaOH dan dikeringkan sehingga kadar air dan bentonite yang terkandung nol (gram).

 

2. Macam - macam Pengikat

Berdasarkan jenisnya, secara umum pengikat dibedakan ke dalam 2 jenis, yaitu lempung dan semen. Pada proses pengecoran logam ada dua buah tipe lempung yang digunakan, kaolinites atau fireclay dan montmorillonites atau bentonite. Lempung - lempung bentonite adalah “western atau sodium bentonite” dan “southern atau kalsium bentonite”. Tiap tipe dari lempung tersebut memiliki sifat - sifat spesifik yang membuatnya berguna bagi pengecor. Juga biasanya kombinasi dari masing - masing tipe lempung ini digunakan bersamaan untuk mencapai property (sifat - sifat) terbaik gabungan dari tiap - tiap lempung.

1.       Fireclay

Fireclay secara alami dapat ditemukan pada ikatan pasir cetak. Dia kadang digunakan pada pasir cetak jenis compound (yang telah dicampur) untuk menghasilkan kekuatan tekan panas yang tinggi atau untuk membuat pasir cetak lebih sensitif terhadap beragam tingkat kandungan kelembaban. Campuran dari fireclay dan westernbentonite dapat mencapai kekuatan tekan panas lebih dari 200 psi. Fireclay hanya memiliki ¹/₃ hingga ¹/₅ kekuatan ikatan lempung dari bentonite. Dia juga membutuhkan air lebih banyak. Sebuah campuran fireclay biasanya terkandung kira - kira 12 % hingga 15 % dari berat lempung dengan 5 % hingga 8 % air. Untuk kekuatan maksimum yang didapatkan fireclay memiliki titik lebur pada 3100°F;

2.       Bentonite

Bentonite yang mengikat pasir cetak biasanya memiliki kandungan berkisar antara 3 % hingga 6 % dari lempung dengan 2,5 % hingga 4 % air.

A.     Western Bentonite

Adalah lempung yang mengembang. Dia mengembang sekitar 10 hingga 20 kali dari volume aslinya. Dia juga memiliki kekuatan tekan panas yang dapat mencegah cutting dan erosi pada cetakan saat logam cair melewatinya. Westernbentonite memiliki kekuatan tekan panas sekitar 80 psi. Campuran westernbentonite memiliki flow ability yang lebih rendah atau dengan kata lain lebih lengket dan kaku daripada pasir cetak dengan lempung southernbentonite. Pasir cetak menjadi lebih elastis dan tidak boleh diletakkan terlalu pelan. Karena pasir menjadi memiliki green deformation (rubbery) yang lebih tinggi, pola lebih mudah dilepas (angkat) dari pasir cetak berpengikat westernbentonite. Westernbentonite memiliki sebuah kecenderungan untuk berbentuk clay balls. Titik lebur dari westernbentonite berkisar 2100°F hingga 2450°F;

 

B.     Southern Bentonite

Southernbentonite member flow ability yang bagus terhadap pasir cetak. Dia memiliki kemampuan tekan kering lebih tinggi dari westernbentonite, tetapi kemampuan tekan panasnya hanya berkisar 40 psi. Kemampuan tekan panas yang lebih rendah mengurangi tetesan - tetesan panas atau retak cetakan seperti pada cetakan dingin. Southernbentonite lebih mudah dipisahkan. Pemisahan dan pembersihan dari cetakan lebih mudah daripada westernbentonite. Titik lebur dari southernbentonite adalah 1800°F.

 

Tabel  Komposisi kadar pengikat pada pasir cetak

Sumber : Heine (1976:89)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Pengaruh Kadar Pengikat Terhadap Karakteristik Pasir Cetak

A.     Pengaruh Kadar Pengikat Terhadap Kekuatan

 

Gambar Grafik pengaruh kadar pengikat terhadap kekuatan pasir cetak

Sumber       : Heine, 1976:109

 

Pada grafik dapat kita lihat kekuatan pasir cetak akan meningkat jika pada pasir cetak dicampur bentonite sampai 10 %. Hal ini karena pasir cetak permukaan singgungnya saling bersentuhan dan diikat oleh bentonite. Jika lebih dari 10 % kekuatannya cenderung konstan. Hal ini disebabkan karena bentonite tidak hanya mengikat pasir, namun juga mengikat butiran antar bentonite. Pengaruh semakin banyak bentonite hanya menambah ketebalan karena sudah tidak ada yang diikat oleh bentonite lagi dan berbentuk seperti past;

B.      Pengaruh Kadar Pengikat Terhadap Permeabilitas

Pengaruh kandungan pengikat terhadap permeabilitas, Pada kadar air tetap dengan kadar bentonite lebih banyak atau tinggi maka tingkat permeabilitasnya semakin menurun. Hal ini dikarenakan semakin banyak kadar pengikat maka butiran antar pasirnya akan mengisi rongga - rongga antar butiran pasir tertutupi oleh pengikat yang tidak teraktifasi dan fluida yang ada dalam cetakan sulit untuk mengalir keluar melalui pasir cetak. Sebaliknya pada kadar air tetap dengan kadar pengikat lebih sedikit atau rendah maka tingkat permeabilitas semakin meningkat. Hal ini dikarenakan bentonite belum mengikat pasir secara sempurna sehingga daya ikat antar butir pasir lemah yang menyebabkan banyak rongga - rongga antar butir yang tidak tertutupi sehingga fluida dapat mengalir keluar.