Sistem Saluran Pada Pengecoran Logam

Sistem Saluran Pada Pengecoran Logam

1. Pengertian

Sistem saluran adalah saluran dimana logam cair dituangkan kedalam rongga cetakan dengan tujuan mengatur pola aliran logam.

 

2. Bagian - bagian Sistem Saluran

 

Gambar  Sistem saluran

Sumber: Surdia dan Chijiwa (1996:65)

 

a.       Cawan Tuang (Pourin Basin)

Logam cair yang berasal dari tungku pemanas biasanya dituangkan melalui pourin basin yang terletak dibagian atas cetakan. Tujuan utama dari pourin basin adalah untuk membentuk aliran yang tepat dan secepat mungkin untuk logam seperti aluminium dan magnesium yang bereaksi cepat bila terkena udara. Hal itu dimungkinkan untuk membuat pourin basin yang terbentuk dari inti pasir kering atau besi cor diatas sprue yang berfungsi untuk menuang. Beberapa tipe dari pourin basin dapat dlihat digambar.

 

Gambar Cawan tuang

Sumber: Jain (2003:126)

 

b.       Saluran Turun (Sprue)

Secara umum dibuat lurus dan tegak dengan irisan berupa lingkaran. Kadang - kadang dibuat mengenai ke bawah. Saluran lurus dan tegak dipakai bila menginginkan pengikisan yang cepat dan lancer serta yang dibuat mengecil digunakan untuk penahanan kotoran yang sebanyak - banyaknya. Selain itu bentuk sprue dibuat tirus tujuannya untuk mempercepataliran logam cair, mengurangi tekanan, membuat aliran terfokus dan mengurangi pembekuan cepat. Pada perhitungan sprue ada 2 persamaan, yaitu choke area dan kontinuitas.

·        Choke Area

Adalah bagian terkecil dari saluran masuk, mengontrol laju aliran kedalam rongga cetakan dan juga mengontrol waktu penuangan. Fungsi choke area untuk menghitung luas sprue bawah.

Keterangan:

 

·        Persamaan Kontinuitas

Digunakan untuk menghitung laju aliran dan nantinya dapat mengetahui dimensi sprue bagian atas.

 

 

Gambar  Saluran turun

Sumber: Jain (2003:127)

 

c.       Saluran Pengalir (Runner) dan Saluran Masuk (Ingate)

Saluran pengalir biasanya memiliki irisan seperti trapesium. Merupakan saluran yang membawa logam cair dari saluran turun ke bagian yang berongga pada cetakan pengalir, kadang - kadang dibuat mengecil ke bawah. Saluran tegak biasanya dipakai untuk menginginkan pengisian yang cepat dan lancer serta yang dibuat mengecil digunakan untuk penahan kotoran. Fungsi dari saluran pengalir adalah untuk membawa logam cair dari saluran turun ke saluran masuk, dan menjaga aliran tetap laminar.

 

Gambar  Saluran pengalir

Sumber: Surdia dan Chijiwa (1996:67)

 

Sedangkan ingate adalah saluran yang mengaliri logam cair dari pengalir kedalam romgga cetakan. Dibuat dengan irisan yang lebih kecil daripada irisan pengalir agar dapat mencegah kotoran masuk, biasanya berbentuk bujur sangkar atau trapesium, segitiga, atau setengah lingkaran. Fungsi dari saluran masuk adalah mengalirkan logam cair kedalam rongga cetakan.

 

Gambar  Saluran masuk

Sumber: Surdia dan Chijiwa (1996:68)

 

Sedangkan gating ratio adalah perbandingan luas potongan antara sprue bawah : runner : ingate. Yang digunakan adalah 1 : 3 : 3.

 

Tabel Gating ratio

Sumber : Heine (1976:224)

 

d.       Saluran Penambah (Riser)

Saluran yang memberi logam cair yang akan mengimbangi penyusutan dalam pembekuan dari coran sehingga harus membeku awal dari coran. Fungsi dari saluran penambah adalah untuk mengisi ukuran yang tidak terisi logam cair dikarenakan pemuaian.

·        Hukum Chorinov

Dimana:

V1       : Volume Riser

A1       : Luas Area Riser

V2       : Volume Produk

A2       : Luas Area Produk

 

Gambar Tipe riser

Sumber: Heine (1976:244)

 

e.       Dam

Dalam logam cair dalam pengalir masih ditemukan kotoran yang terapung pada permukaan, sehingga harus dipertimbangkan untuk membuang kotoran tersebut, yaitu melalui Dam. Fungsi Dam adalah untuk menampung dan mencegah kotoran dengan jenis dari logam.

 

Gambar  Dam

Sumber: Surdia dan Chijiwa (2000:85)

 

f.        Core

Core adalah bentuk pasir yang membentuk kontur coran yang tidak dicetak dengan pola (Heine 1967:123). Bahannya yang dipakai biasanya pasir, metal, plaster dan keramik yang mana memiliki titik lebur lebih tinggi daripada logam cair yang digunakan. Cores dimasukkan ke dalam cetakan untuk membuat profil lubang atau hollow.

Proses pembuatan core yang modern yaitu menggunakan proses sodium silicate/CO₂. Dalam proses ini, cairan sodium silicate dicampur dengan pasir. Sodium silicate core sangat kuat. Proses reaksinya adalah :

Na₂Si₂O₅ ◦ H₂O_(l) + CO_2(g)  ‒> SiO_2(gel) + Na₂CO₃ ◦ H₂O_(glass)

(LaRue, 1989)

 

 

3. Macam - macam Sistem Saluran

1.       Saluran Pisah

Saluran yang mempunyai saluran masuk pada permukaan pisah dari cetakan, dimana logam cair jatuh dalam rongga cetakan.

 

Keuntungan:

-         Memiliki dua saluran berbeda, sehingga ada jalan bagi udara untuk keluar.

Kerugian:

-         Temperatur penuangan harus lebih tinggi;

-         Kecepatan penuangan juga harus cepat.

 

Gambar Saluran pisah

Sumber: Surdia dan Chijiwa (1996:166)

 

2.       Saluran Langsung

Adalah saluran tegak langsung pada bagian atas rongga. Saluran ini dibuat agar logam jatuh diantara rongga cetakan. Jadi ketika dituang, logam cair langsung mengisi rongga cetakan.

Keuntungan:

-         Lebih ekonomis;

-         Sering digunakan karena mudah dibuat dan pendek.

Kerugian:

-         Logam cair langsung jatuh kedalam rongga akan mengganggu logam yang terlebih dahulu dituang;

-         Banyak terdapat cacat.

 

Gambar Saluran langsung

Sumber: Surdia dan Chijiwa (1996:69)

 

3.       Saluran Bawah

Saluran yang mempunyai saluran masuk bagian bawah dari rongga cetakan. Karena itu mempunyai saluran turun tegak yang panjang disambung dengan pengalir dan saluran masuk dibuat untuk membelokkan keatas.

Keuntungan:

-         Mengurangi cacat coran.

Kerugian:

-         Diperlukan penuangan cepat.

 

Gambar  Saluran bawah

Sumber: Surdia dan Chijiwa (1996:69)

 

4.       Saluran Pensil

Sistem saluran dimana logam dijatuhkan ke bawah melalui beberapa lubang pada dasar dari cawan tuang.

Keuntungan:

-         Hanya untuk benda simetris.

Kerugian:

-         Pembuatan saluran ini relatif sulit dan rumit.

Gambar Saluran pensil

Sumber: Surdai dan Chijiwa (1996:69)

 

5.       Saluran Bertingkat

Mempunyai saluran turun yang dihubungkan dengan beberapa saluran masuk logam cair masuk ke coran, melalui dari saluran yang paling bawah kemudian ke atasnya secara berurutan.

Keuntungan:

-         Logam cair lebih cepat mengisi cetakan karena memiliki banyak saluran masuk.

Kerugian:

-         Pembuatan cetakan yang rumit serta saluran jadi semakin panjang.

 

Gambar Saluran bertingkat

Sumber: Surdia dan Chijiwa (1996:70)

 

6.       Saluran Baji

Saluran baji dibuat seperti celah pada bagian atas coran. Saluran ini mempunyai 2 saluran masuk bertujuan untuk menghasilkan coran dengan keterangan ketebalan yang sama.

Keuntungan:

-         Dalam sekali tuang dapat dihasilkan beberapa benda coran lebih dari satu dengan ukuran yang sama besar.

Kerugian:

-         Kecepatan penuangan harus tinggi karena hanya ada saluran masuk untuk beberapa pola yang harus diisi.

Gambar Saluran baji

Sumber: Surdia dan Chijiwa (1996:70)

 

7.       Saluran Terompet

Saluran yang memiliki saluran alirnya berbentuk terompet dan ujungnya berada didasar rongga cetakan drag.

Keuntungan:

-         Logam cair akan masuk dan mengisi rongga pada cetakan lebih merata.

Kerugian:

-         Cocok untuk benda - benda yang berbentuk pejal.

 

Gambar Saluran terompet

Sumber: Surdia dan Chijiwa (1996:67)

 

 

8.       Saluran Cincin

Saluran yang dibuat dari saluran dimana aliran mengelilingi pola cetakan. Biasanya dipakai dengan model saluran bawah.

Keuntungan:

-         Logam cair akan masuk dan mengisi rongga pada cetakan secara merata;

-         Hasil coran padat dan dapat mengurangi cacat.

Kerugian:

-         Proses pembuatannya panjang dan rumit;

-         Butuh kecepatan penuangan yang tinggi.

 

Gambar Saluran cincin

Sumber: Surdia dan Chijiwa (1996:69)