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

Sutiyoko, Dr. Suyitno, S.T., M.Sc.

2011 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Pengecoran lost foam adalah pengecoran dengan menggunakan pola polystyrene foam. Pola dilapisi dengan dicelupkan ke dalam larutan bahan keramik, dikeringkan dan dibenam dalam pasir kemudian dipadatkan dengan digetarkan. Cairan logam yang dimasukkan menyebabkan polystyrene foam menguap sehingga ruang bekasnya diisi oleh cairan. Pengecoran lost foam sangat cocok untuk benda-benda berbentuk rumit karena tidak memerlukan cetakan atas dan bawah serta tidak menggunakan inti untuk membuat ruang berongga pada benda cor. Pasir cetak bisa digunakan lagi tanpa melakukan pengolahan terlebih dahulu. Pengaruh temperatur tuang perlu diketahui untuk mengetahui karakteristik benda cor dengan pengecoran lost foam. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh temperatur tuang terhadap fluiditas, akurasi, porositas, kekasaran permukaan, kekerasan dan struktur mikro besi cor kelabu dengan pengecoran lost foam. Besi cor hasil pengecoran mengandung komposisi Karbon 3,35 %, Silikon 2,29 %, Mangan 0,449 % dan Pospor 0,189 %. Penelitian ini menggunakan polystyrene foam dengan massa jenis 9 kg/m3, pasir silika AFS grain fineness number 51, mesin getar dengan amplitudo 0,5 mm, frekuensi 23 Hz, lama penggetaran 60 detik. Pola polystyrene foam dibuat dengan lebar 10 mm dan tebal bervariasi 2 mm, 3,5 mm, 5 mm dan 6,5 mm tanpa dilakukan pelapisan bahan keramik. Temperatur tuang besi cor kelabu divariasi 1300, 1325, 1350, 1375 dan 1400 oC. Fluiditas besi cor kelabu semakin panjang sebanding dengan kenaikan temperatur tuang. Akurasi ukuran benda cor besi cor kelabu mengalami kenaikan rata-rata 1,02-1,51 % dari ukuran polanya. Pengaruh temperatur penuangan terhadap kenaikan ukuran benda cor tidak terlihat dengan jelas pada penelitian ini. Porositas benda cor mengalami kenaikan dengan meningkatnya temperatur tuang. Hal ini ditunjukkan oleh massa jenis aktual benda yang mengalami penurunan dari 7,490 gr/cm3 pada temperatur 1300 oC menjadi 7,430 gr/cm3 pada temperatur 1400 oC. Kekasaran permukaan benda cor mengalami peningkatan sebanding dengan kenaikan temperatur tuang dari 4,017 μm menjadi 6,814 μm. Kekerasan benda cor mengalami penurunan dari 529 BHN menjadi 420 BHN dengan naiknya temperatur tuang. Penurunan kekerasan ini dikarenakan grafit yang terbentuk lebih banyak dan besar pada temperatur penuangan lebih tinggi seperti tampak pada foto struktur mikro. Struktur ledeburit banyak mendominasi pada benda cor karena kandungan karbon 3,35 % dan pendinginan yang cepat.

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.

Kata Kunci : Pengecoran lost foam, polystyrene foam, fluiditas