Perubahan karakteristik cetakan green sand dan cacat inklusi pasir akibat perubahan kadar bentonit

Bentonit merupakan salah satu bahan utama dalam cetakan green sand dan berpengaruh pada karakteristik cetakan serta hasil benda cor. Kadar bentonit mempengaruhi permeabilitas, kompaktibilitas, kekuatan geser, dan kekuatan tekan cetakan green sand. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui perubahan karakteristik cetakan greensand akibat perubahan kadar bentonit serta pengaruhnya terhadap cacat inklusi pasir. Variasi kadar bentonit sebesar 3,5 % dan 4,3 % dari berat total bahan cetakan. Pengujian cetakan mencakup uji mampu bentuk, kekuatan tekan, dan kadar air. Uji coba pada benda cor disc brake mobil untuk menganalisa pengaruhnya terhadap cacat cor yang terjadi. Hasil pengujian karakteristik cetakan green sand menunjukkan bahwa kadar bentonit 3,5 % memiliki mampu tekan cetakan 13,7±0,4 N/cm2 (standar : 14 – 18 N/cm2) dan mampu bentuk cetakan 34±5,1 % (standar: 33 – 58 %). Kedua karakteristik ini masih berada di bawah standar cetakan green sand. Kadar bentonit 4,3 % memiliki karakteristik cetakan yang sesuai dengan standar cetakan green sand untuk semua karakteristik cetakan yang diuji. Hasil pengecoran besi cor nodular menunjukkan terjadinya cacat inklusi pasir pada benda cor. Kekurangan kadar bentonit menurunkan mampu bentuk cetakan sehingga cetakan mudah rontok ketika cairan logam masuk. Rontoknya cetakan ini dapat membawa pasir sehingga terjadi inklusi pasir pada benda cor. Demikian halnya dengan mampu tekan cetakan yang di bawah standar. Kekuatan tekan rendah memungkinkan cetakan erosi ketika terkena tekanan cairan logam

KARAKTERISTIK PENGECORAN LOST FOAM PADA BESI COR KELABU DENGAN VARIASI KETEBALAN BENDA

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik pengecoran lost foam pada besi cor kelabu dengan variasi ketebalan benda. Karakteristik yang diamati meliputi fluiditas cairan dalam cetakan, porositas, akurasi ukuran, kekerasan, struktur mikro dan kekasaran permukaan. Cetakan menggunakan pola styrofoam ketebalan 2 mm, 3,5 mm, 5 mm dan 6,5 mm ditanam dalam pasir silika kemudian dipadatkan dengan cara digetarkan. Cairan logam dituang ke dalam cetakan pada suhu sekitar 13500 C -13750 C.Fluiditas besi cor kelabu pada ketebalan 2 mm dapat mencapai panjang 83 mm dan semakin meningkat dengan meningkatnya ketebalan benda yakni 148 mm, 283 mm dan 352 mm. Porositas benda semakin meningkat dengan meningkatnya ketebalan benda dengan indikasi massa jenis aktualnya semakin menurun yakni 7,508 gr/cm3, 7,290 gr/cm3, 7,156 gr/cm3 dan 7,109 gr/cm3. Nilai rata-rata kekasaran permukaan semakin besar dengan bertambahnya ketebalan benda yakni 4,56 μm, 5,93 μm, 7,90 μm dan 8,44 μm.Akurasi ukuran benda mengalami peningkatan ukuran dari pola berturut-turut 16,11%, 10,65%, 10,59% dan 12,57%. Hal ini menunjukkan bahwa benda yang dibuat dengan pola styrofoam akan mengalami pembesaran ukuran dari pola yang dibuat. Kekerasan benda hasil cor semakin meningkat (Brinell Hardness Number berturut-turut 233, 274, 421, 551) dengan menurunnya ketebalan benda karena pendinginan yang lebih cepat sehingga terbentuk ledeburit lebih banyak.Kata kunci: lost foam casting, styrofoam, fluiditas, porosita

PENGARUH TEMPERATUR TUANG DAN KETEBALAN BENDA TERHADAP KEKERASAN BESI COR KELABU DENGAN PENGECORAN LOST FOAM

Temperatur tuang cairan logam memegang peranan penting dalam produksi benda dengan metode pengecoran. Perbedaan ketebalan benda cor akan menghasilkan karakteristik produk yang berbeda walaupun dituang pada suhu dan cetakan yang sama. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh temperatur tuang dan ketebalan benda cor terhadap kekerasan besi cor kelabu yang diproduksi dengan metode pengecoran lost foam. Temperatur tuang berkisar antara 1300 – 1400 oC sedangkan ketebalan benda bervariasi dari 2 – 6,5 mm. Pola menggunakan styrofoam dengan massa jenis 9 kg/m3. Kekerasan benda cor berkurang dengan kenaikan temperatur tuang cairan logam. Ketebalan benda cor semakin besar juga menurunkan nilai kekerasan benda cor. Kekerasan besi cor kelabu sangat dipengaruhi oleh grafit yang terbentuk. Grafit memiliki sifat lunak sehingga semakin banyak grafit yang terbentuk maka besi cor kelabu tersebut semakin lunak.Kata kunci: temperatur tuang, kekerasan, pengecoran lost foa

PENGARUH KETEBALAN LAPISAN POLA PADA METODE LOST FOAM CASTING TERHADAP AKURASI UKURAN BESI COR NODULAR FCD 450

Abstrak Lost foam casting merupakan salah satu metode pengecoran yang menggunakan bahan expanded polystyrene (EPS) sebagai bahan untuk pembuatan pola dan ditanam dalam pasir silika. Ketika logam cair dimasukkan ke dalam cetakan, EPS akan mencair dan menguap sehingga tempat itu akan diisi oleh cairan logam. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh tebal lapisan pada pola expanded polystyrene terhadap akurasi ukuran besi cor nodular FCD 450 dengan menggunakan metode lost foam casting. Pola EPS yang digunakan memiliki ketebalan 3-24 mm. Material pelapis yang digunakan adalah material rekraktori Zircon (ZrO2) dan bahan pengikat Colloidal Silica (O2Si). Ketebalan material pelapis yang diterapkan pada pola EPS yakni 0-1300 mikron. Pola EPS ditanam dalam pasir silika kemudian dipadatkan dengan cara digetarkan. Paduan logam FCD 450 dilebur dalam crucible furnace dan dituang ke dalam cetakan pada suhu sekitar 1350 oC-1450 oC. Rata-rata akurasi ukuran untuk masing tebal lapisan pola 0 (tanpa pelapisan), 200, 500 dan 1300 mikron berturut-turut adalah -0,05, 0,04, -0,07, dan -0,13. Tebal lapisan 200 mikron memberikan nilai akurasi ukuran terbaik dari ketiga variasi ketebalan lapisan pola. Tebal lapisan 0 (tanpa pelapisan), 500 dan 1300 mikron akan mengakibatkan penurunan akurasi ukuran. Pola yang tidak dilapisi akan memberikan dampak yang buruk terhadap hasil coran.   Kata kunci: akurasi ukuran, besi cor nodular FCD 450, expanded polystyrene (EPS), lost foam castin

PENGARUH TEMPERATUR TUANG TERHADAP FLUIDITAS, AKURASI, POROSITAS, KEKASARAN PERMUKAAN, KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO BESI COR KELABU DENGAN PENGECORAN LOST FOAM

Lost foam casting is a casting process used polystyrene foam pattern. The pattern is coated with a thin layer of ceramic, buried in unbonded sand and compacted with vibration. The polystyrene foam vaporizes when molten metal enters the molding. This casting is appropriate for the complex shapes because it is without the a core, cup and drag. The effect of pouring temperature on the thin shape, physical and mechanical properties has to be investigated to reduce of the defects. The aim of this research is to investigate the effect of the pouring temperature on hardness, fluidity, porosity, accuration, surface roughness and microstructure of grey cast iron in lost foam casting. The grey cast iron has Carbon 3.35 %, Silicon 2.29 %, Mangan 0.449 % and Pospor 0.189 %. This research used polystyrene foam 9 kg/m3 of density, unbonded sand 51 of AFS grain fineness number, 0.5 mm of amplitudo, 23 Hz of frequency and 60 second of time in vibration. The pattern had 10 mm of width, 2 mm, 3.5 mm, 5 mm and 6.5 mm of thickness without coating. The pouring temperature was 1300, 1325, 1350, 1375 and 1400 oC. The fluidity of the grey cast iron increases with the pouring temperature.. Inconsistent in the fluidity on 1350 0C is caused by a low pouring temperature rate and fall out of the sand in down sprue. The accuration of cast product is larger than that of the pattern about at 1.02-1.51 %. In this research, the effect of pouring temperature to the accuration is not in clear .The porosity increases with the pouring temperature. The bulk density is 7.490 � 7,430 gr/cm3 for temperature of 1300 � 1400 oC. The surface roughness increases with pouring temperature of 4.017 - 6.814 μm for temperature of 1300 � 1400 oC. The hardness decreases from 529 - 420 BHN with the pouring temperature of 1300 � 1400 oC. It is caused by a higher grafit formation on temperature of 1400 oC than that on 1300 oC. Ledeburit microstructure dominates in product beacuse of 3.35% carbon composition and a fast solidification

Prediction of Shrinkage Porosity in Femoral Stem of Titanium Investment Casting

Design of gating system is an important factor in obtaining defect-free casting. One of the casting defects is a porosity caused by internal shrinkage in solidification process. Prediction of the internal shrinkage porosity in the femoral stem of commercially pure titanium (CP-Ti) is investigated based on the gating system design. The objective of this research is to get the best gating system between three gating system designs. Three gating system designs of the femoral stem were simulated in an investment casting method. The internal shrinkage porosity occurs on the largest part and near the ingate of the femoral stem. The gating system design that has ingates cross section area: 78.5; 157; and 128.5 mm2 has the least of the internal shrinkage porosity. This design has the most uniform solidification in the entire of the femoral stem. An experiment is conducted to validate the simulation data. The results of internal shrinkage porosity in the three gating system designs in the simulation were compared with the experiment. Based on the comparison, the trend of internal shrinkage porosity at the three gating system designs in the simulation agrees with the experiment. The results of this study will aid in the elimination of casting defect