Macam-macam Cacat yang Terjadi pada Pengecoran Logam

CACAT CORAN DAN PENCEGAHANNYA

Pada coran terdapat terjadi berbagai macam cacat tergantung pada bagaimana keadaannya, sedangkan cacat-cacat tersebut boleh dikatakan dapat dibedakan menurut bahan dan macam coran. Banyak cacat ditemukan dalam coran secara biasa. Seandainya sebab-sebab dari  cacat-cacat tersebut diketahui, maka pencegahan terjadinya cacat dapat dilakukan.

Memproduksi coran harus melalui banyak proses, dan dalam proses tersebut banyak faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya cacat, sehingga sukar untuk meyakinkan sebab-sebab dari cacat tersebut. Dalam hal ini banyak pengalaman teknik yang diperlukan untuk meyakinkan sebab-sebabnya. Untuk itu teknik dan proses perlu di standardkan sebelumnya, kemudian perlu menemukan hubungan antara cacat dan standard tersebut. Sebab-sebab cacat diamati dengan mempelajari apakah ada perbedaan antara Praktek dan standard. Dalam hal ini kalau perlu dapat dilaksanakan percobaan yang direncanakan. Faktor-faktor pentng dari cacat coran dan pencegahannya diuraikan sebagai berikut.

Faktor- Faktor yang Mempengaruhi Cacat pada Coran

Proses pengecoran dilakukan dengan beberapa tahapan mulai dari pembuatan cetakan, proses peleburan, penuangan dan pembongkaran. Untuk menghasilkan coran yang baik maka semuanya harus direncanakan dan dilakukan dengan sebaik-baiknya. Namun hasil coran sering terjadi ketidak sempurnaan atau cacat. Cacat yang terjadi pada coran dipengaruhi oleh bebrapa factor yaitu :

1. Desain pengecoran dan pola
2. Pasir cetak dan desain cetakan dan inti
3. Komposisi muatan logam
4. Proses peleburan dan penuangan
5. Sistem saluran masuk dan penambah.

Macam-macam Cacat Coran

Komisi pengecoran internasional telah membuat penggolongan cacat-cacat coran dan dibagi menjadi 9 macam, yaitu :

1. Ekor tikus tak menentu atau kekasaran 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

1. Cacat ekor tikus tak menentu atau kekasaran yang meluas.

Cacat ekor tikus merupakan cacat dibagian luar yang dapat dilihat dengan mata. Bentuk cacat ini mirip seperti ekor tikus, yang diakibatkan dari pasir permukaan cetakan yang mengembang dan logam masuk kepermukaan tersebut. Kekasaran yang meluas merupakan cacat pada permukaan yang diakibatkan oleh pasir cetak yang tererosi. Bentuk cacat ekor tikus dan kekasaran yang meluas dapat dilihat pada gambar.

Gambar Cacat ekor tikus dan kekasaran meluas

Penyebab cacat ekor tikus atau kekasaran yang meluas disebabkan oleh :

1. Kecepatan penuangan terlalu lambat
2. Temperatur penuangan terlalu tinggi
3. Ketahanan panas pasir cetak rendah
4. Terjadi pemanasan setempat akibat letak saluran turun yang salah
5. Pasir cetak banyak mengandung unsure kental atau lumpur
6. Perbaikan cetakan yang tidak sempurna
7. Pelapisan cetakan yang terlalu tebal
8. Kepadatan cetakan pasir yang kurang
9. Lubang angin pada cetakan kurang

Untuk mencegah timbulnya cacat di atas dapat dilakukan dengan merencanakan pembuatan cetakan, peleburan dan penuangan yang baik.

Langkah-langkah yang dapat dilakukan adalah :

1. Menggunakan pasir cetak yang berkualitas, tahan panas dan tidak benyak mengandung unsur lumpur,
2. Pembuatan cetakan yang teliti baik pemadatan yang cukup, lubang angin yang cukup dan pelapisan tipis yang merata,
3. Membuat saluran turun yang tepat, sesuai bentuk coran,
4. Mengecek temperature logam sebelum penuangan, tempertur tuang harus sesuai yang disyaratkan,
5. Melakukan penuangan dengan kecepatan yang cukup dan kontinyu

2. Cacat lubang-lubang

Cacat lubang-lubang memiliki bentuk dan akibat yang beragam. Bentuk cacat lubang-lubang dapat dibedakan menjadi :

a. Rongga udara,

b. Lubang jarum,

c. Rongga gas oleh cil,

d. Penyusutan dalam,

e. Penyusutan luar, dan

f. Rongga penyusutan Bentuk.

Bentuk penyebab dan pencegahan cacat lubang-lubang dapat dilihat pada table berikut.

Bentuk Cacat Lubang	Penyebab	Pencegahan
Rongga udara	Logam cair teroksidasi Saluran cerat dan ladel tidak cukup kering Temperatur penuangan terlalu rendah Penuangan terlalu lambat Cetakan kurang kering Permeabilitas pasir cetak kurang sempurna Terlalu banyak yang keluar dari cetakan Lubang angin kurang memadai Tekanan di atas terlalu rendah	Diusahakan pada saat pencairan alas kokas dijaga agar logam tidak berada di daerah oksidasi. Temperature tuang logam sebelum penuangan, dipastikan sudah sesuai dan penuangan dengan cepat. Pembuatan cetakan yang teliti baik permeabilitas, pemadatan yang cukup, lubang angin yang cukup Diusahakan tekanan di atas dibuat tinggi
b      Lubang Jarum
c. Penyusutan dalam	Logam cair teroksidasi Temperatur penuangan terlalu rendah Bahan muatan logam banyak kotoran dan berkarat Perencanaan dan peletakan penambah tidak sempurna Tinggi penambah terlalu rendah Cetakan membengkak Cetakan pasir membentuk sudut-sudut tajam Radius coran yang terlalu kecil Pengisian yang sulit dari penambah karena perubahan yang mendadak	Diusahakan pada saat pencairan alas kokas dijaga agar logam tidak berada di daerah oksidasi. Temperature tuang logam sebelum penuangan, dipastikan sudah sesuai dan penuangan dengan cepat. Perencanaan dan peletakan penambah yang teliti. Menghilangkan sudut-sudut tajam pada cetaanendsain coran dengan radius yang Merencanakan sisitim saluran yang teliti
d.    Penyusutan luar
Rongga penyusutan
Rongga gas kecil karena cil	Penguapan bahan cil Bahan cil berkarat Permukaan cil mengembun	Menggunakan bahan cil yang tidak menguap Menghilangkan karat pada bahan cil Memastikan permukaan cil betul-betul kering sebelum penuanga

3. Cacat Retakan

Cacat retakan dapat disebabkan oleh penyusutan atau akibat tegangan sisa. Keduanya dikarenakan proses pendingan yang tidak seimbang selama pembekuan. Bentuk cacat retakan dapat dilihat pada gambar.

Penyebab cacat retakan adalah :

1. Perencanaan coran yang tidak memperhitungkan proses pembekuan, seperti perbedaan tebal dinding coran yang tidak seragam
2. Pemuaian cetakan, dan inti menahan pemuaian dari coran.
3. Ukuran saluran turun da penambah yang tidak memadahi.

Upaya untuk mencegah cacat retakan adalah sebagai berikut:

1. Menyeragamkan proses pembekuan logam dengan memanfaatkan cil bila perlu.
2. Pengisian logam cair dari beberapa tempat
3. Waktu penuangan harus sesingkat mungkin
4. Menghindakan coran yang memiliki sudut-sudut tajam
5. Menghindarkan perubahan mendadak pada dinding coran.

4. Cacat Permukaan Kasar

Cacat permukaan kasar menghasilkan coran yang permukaannya kasar. Cacat ini dikarenakan oleh beberapa factor seperti : cetakan rontok, kup terdorong ke atas, pelekat, penyinteran dan penetrasi logam. Bentuk, penyebab dan pencegahan cacat permukaan kasar dapat dilihat pada table.

Bentuk cacat permukaan kasar	Penyebab	Pencegahan
Cetakan Rontok	Bagian cetakan yang lemah runtuh Cetakan runtuh.saat penarikan pola Kemiringan pola tidak cukup Cetakan kurang padat Kekuatan pasir cetak kurang	Cermat dan teliti saat pembuatan cetakan
b.      Kup terdorong ke atas	Bagian yang cembung dari cetakan rontok dan pecahan pasir jatuh dalam cetakan	Kedua permukaan pisah harus rata dan betul-betul rapat Pemeriksaan bagian dalam cetakan sebelum penuangan
c.       Pelekat	Pasir melekat pada pola Pasir panas, kadar air dan lempung yang kurang Pemdatan cetakan yang tidak memadahi Bubuk pemisah yang tidak baik Kemiringan pola tidak cukup Getaran yang kurang saat penarikan pola Cetakan tidak diperbaiki saat pasir cetak melekat pada pola saat ditarik	Pasir harus cukup dingin Pola logam harus dipanaskan mula Menggunakan pasir yang kekuatannya cukup Menggunakan bubuk pemisah yang baik Kemiringan pola harus sesuai Menarik pola dengan getaran yang cukup. Memperbaiki cetakan yang tidak sempurna
d.      Penyinteran	Logam cair memiliki tegangan permukaan yang kecil Logam cair memiliki tekanan static dan dinamik yang berlebihan Temperatur tuang yang terlalu tinggi Pasir terlalu kasar Pemadatan pasir kurang Bahan pengikat terlalu banyak Tahanan panas pasir kurang	Menggunakan pasir yang tahanan panasnya tinggi Oksida besi harus dicampur baik ke dalam pasir Pemadatan pasir harus cukup Menggunakan distribusi kekasaran pasir yang sesuai.
e.       Penetrasi logam	Logam cair memiliki tekanan static dan dinamik yang berlebihan Pemadatan pasir kurang Tahanan panas pasir kurang	Menggunakan pasir yang tahanan panasnya tinggi Pemadatan pasir harus cukup Memperhitungkan tumbukan aliran logam

5. Cacat salah alir

Cacat salah alir dikarenakan logam cair tidak cukup mengisi rongga cetakan. Umumnya terjadi penyumbatan akibat logam cair terburu membeku sebelum mengisi rongga cetak secara keseluruhan. Bentuk cacat salah alir dapat dilihat pada gambar.

Gambar  Cacat salah alir

Penyebab cacat salah alir yaitu :

1. Coran terlalu tipis
2. Temperature penuangan terlalu rendah
3. Laju penuangan terlalu lambat
4. Aliran logam cair tidak seragam akibat sistim saluran yang jelek.
5. Lubang angin pada cetakan kurang
6. Sistim penambah yang tidak sempurna

Pencegahannya adalah sebagai berikut :

1. Temperatur tuang harus cukup tinggi
2. Kecepatan penuangan harus cukup tinggi
3. Perencanaan sistim saluran yang baik
4. Lubang angin harus ditambah
5. Menyempurnakan sistim penambah

6. Cacat kesalahan ukuran

Cacat kesalahan ukuran terjdi akibat kesalahan dalam pembuatan pola. Pola yang dbuat untuk memeuat cetaka ukurannya tidak sesuai dengan ukuran coran yang diharapkan. Selain itu kesalahan ukuran dapat terjadi akibat cetakan yang mengembang atau penyusutan logam yang tinggi saat pembekuan. Pencegahn kesalah ukuran adalah membuat pola dengan teliti dan cermat. Menjaga cetakan tidak mengembang dan memperhitungkan penyusutan logam dengan cermat, sehingga penambahan ukuran pola sesuai dengan penyusutan logam yang terjadi saat pembekuan.

7. Cacat Inklusi dan struktur tak seragam

Cacat inklusi terjadi karena masuknya terak atau bahan bukan logam ke dalam cairan logam akibat reaksi kimia selama peleburan, penuangan atau pembekuan. Cacat struktur tidak seragam akan membentuk sebagian struktur coran berupa struktur cil. Bentuk, penyebab dan pencegahan cacat inklusi dan struktur tidak seragam dapat dilihat pada table

Bentuk cacat permukaan kasar	Penyebab	Pencegahan
a.      Inklusi terak	Logam cair teroksidasi Penyingkiran terak belum bersih Perencanaan saluran turun tidak sempurna Waktu penuangan yang terlalu lama	Menjaga logam cair tidak teroksidasi Penyingkiran terak sampai bersih Perencanaan saluran tuang yang cermat dan teliti
b.      Inklusi pasir	Tahanan panas yan rendah dari bahan pelapis ladel Permukaan cetakan yang lemah Ketahanan panas pasir cetak kurang Pembersihan yang kurang pada rongga cetak	Menggunakan bahan pelapis ladel yang tahan panasnya baik Pembersihan bagian dalam cetakan sebelum penuangan Menggunakan pasir yang tahanan panasnya tinggi Pemadatan pasir harus cukup
c.       Cil	Komposisi logam tidak memadahi Pendinginan yang cepat Kadar karbon dan silicon yang rendah Logam cair mendapat panas lanjut	Menentukan komposisi logam yang tepat Pendinginan perlahan-lahan Kadar karbon dan silicon harus cukup Mencegah panas lanjut
d.      Cil terbalik	Kelebihan kadar belerang Kadar mangan kurang	Mengurangi kadar belerang Menambah kadar mangan

8. Deformasi Cacat

Deformasi dikarenakan perubahan bentuk coran selama pembekuan akibat gaya yang timbul selama penuangan dan pembekuan. Bentuk, penyebab dan pencegahan cacat deformasi dapat dilihat pada table.

Bentuk, penyebab dan pencegahan cacat deformasi

Bentuk cacat permukaan kasar	Penyebab	Pencegahan
a.       Membengkak	Kekuatan tekan pasir cetak kurang Pemadatan pasir cetak tidak seragam	Meningkatkan kekuatan tekan pasir cetak Pemadatan pasir cetak dibuat seragam
b.      Pergeseran	Pergeseran titik tengah pola Pergeseran pena dan kotak inti Pergeseran titik tengah cetakan Pergeseran setelah pemasangan cetakan	Cermat dan teliti pada saat pembuatan cetakan Cermat dan telti pada saat pemasangan inti. Cermat pada saat pemasangan kup dan drag.
c.       Perpindahan inti	Inti terapung Penahan inti tidak kuat	Telapak inti diperkuat Menggunakan penyangga pada pemasangan inti
d.      Pelenturan	Perbedaan tegangan selama pendinginan dan penyusutan	Memperhitungkan bentuk coran dengan cermat

9. Cacat-cacat tak tampak

Cacat-cacat tak tampak merupakan cacat coran yang tidak dapat dilihat oleh mata. Cacat-cacat ini berada dalam coran sehingga tidak kelihatan dari permukaan coran. Salah satu bentuk cacat tak tampak adalah cacat struktur butir terbuka. Cacat ini akan membentuk seperti pori-pori dan kelihatan setelah dikerjakandengan mesin. Bentuk cacat struktur butir terbuka dapat dilihat pada gambar