Proses pengecoran dan penempaan
Dalam pengerjaan logam, pengecoran adalah suatu proses dimana logam cair dimasukkan ke dalam cetakan (biasanya dengan wadah) yang mengandung kesan negatif (yaitu, gambaran negatif tiga dimensi) dari bentuk yang diinginkan.Logam dituangkan ke dalam cetakan melalui saluran berongga yang disebut sariawan.Logam dan cetakan kemudian didinginkan, dan bagian logam (pengcoran) diekstraksi.Pengecoran paling sering digunakan untuk membuat bentuk kompleks yang sulit atau tidak ekonomis untuk dibuat dengan metode lain.
Proses pengecoran telah dikenal selama ribuan tahun, dan telah banyak digunakan untuk pembuatan patung (terutama pada perunggu), perhiasan dari logam mulia, serta senjata dan perkakas.Pengecoran dengan rekayasa tinggi ditemukan pada 90 persen barang tahan lama, termasuk mobil, truk, ruang angkasa, kereta api, peralatan pertambangan dan konstruksi, sumur minyak, peralatan rumah tangga, pipa, hidran, turbin angin, pembangkit listrik tenaga nuklir, peralatan medis, produk pertahanan, mainan, dan lagi.
Teknik tradisional meliputi pengecoran lilin hilang (yang selanjutnya dapat dibagi menjadi pengecoran sentrifugal, dan pengecoran tuang langsung dengan bantuan vakum), pengecoran cetakan plester, dan pengecoran pasir.
Proses pengecoran modern dibagi menjadi dua kategori utama: pengecoran expendable dan non-expendable.Selanjutnya dipecah berdasarkan bahan cetakan, seperti pasir atau logam, dan metode penuangan, seperti gravitasi, vakum, atau tekanan rendah.
Penempaan adalah proses manufaktur yang melibatkan pembentukan logam menggunakan gaya tekan lokal.Pukulan dilakukan dengan palu (seringkali palu listrik) atau dadu.Penempaan sering kali diklasifikasikan menurut suhu pelaksanaannya: penempaan dingin (sejenis pengerjaan dingin), penempaan hangat, atau penempaan panas (sejenis pengerjaan panas).Untuk dua yang terakhir, logam dipanaskan, biasanya di bengkel.Berat suku cadang yang ditempa bisa berkisar dari kurang dari satu kilogram hingga ratusan metrik ton. Penempaan telah dilakukan oleh para pandai besi selama ribuan tahun;produk tradisionalnya adalah peralatan dapur, perangkat keras, perkakas tangan, senjata tajam, simbal, dan perhiasan.Sejak Revolusi Industri, suku cadang palsu banyak digunakan dalam mekanisme dan mesin di mana pun komponen memerlukan kekuatan tinggi;penempaan seperti itu biasanya memerlukan pemrosesan lebih lanjut (seperti pemesinan) untuk mencapai bagian yang hampir selesai.Saat ini, penempaan adalah industri besar di seluruh dunia
Pengecoran cetakan sekali pakai adalah klasifikasi umum yang mencakup cetakan pasir, plastik, cangkang, plester, dan investasi (teknik lilin hilang).Metode pengecoran cetakan ini melibatkan penggunaan cetakan sementara yang tidak dapat digunakan kembali.
Pengecoran pasir
Pengecoran pasir adalah salah satu jenis pengecoran yang paling populer dan paling sederhana, dan telah digunakan selama berabad-abad.Pengecoran pasir memungkinkan jumlah yang lebih kecil dibandingkan pengecoran cetakan permanen dan dengan biaya yang sangat wajar.Metode ini tidak hanya memungkinkan produsen membuat produk dengan biaya rendah, namun ada manfaat lain dari pengecoran pasir, seperti operasi berukuran sangat kecil.Proses ini memungkinkan pengecoran yang cukup kecil untuk ditampung di telapak tangan hingga yang cukup besar hanya untuk tempat tidur kereta (satu pengecoran dapat membuat seluruh tempat tidur untuk satu gerbong kereta).Pengecoran pasir juga memungkinkan sebagian besar logam dituang tergantung pada jenis pasir yang digunakan untuk cetakan.
Pengecoran pasir memerlukan waktu tunggu berhari-hari, atau bahkan berminggu-minggu, untuk produksi dengan tingkat keluaran tinggi (1–20 lembar/jam cetakan) dan tidak tertandingi untuk produksi sebagian besar.Pasir hijau (lembab), yang berwarna hitam, hampir tidak memiliki batasan berat bagian, sedangkan pasir kering memiliki batasan massa bagian praktis sebesar 2.300–2.700 kg (5.100–6.000 lb).Berat bagian minimum berkisar antara 0,075–0,1 kg (0,17–0,22 lb).Pasir diikat menggunakan tanah liat, bahan pengikat kimia, atau minyak terpolimerisasi (seperti oli motor).Pasir dapat didaur ulang berkali-kali di sebagian besar pengoperasian dan hanya memerlukan sedikit perawatan.
Cetakan lempung
Cetakan lempung telah digunakan untuk menghasilkan benda-benda simetris besar seperti meriam dan lonceng gereja.Lempung adalah campuran tanah liat dan pasir dengan jerami atau kotoran.Model yang dihasilkan dibentuk dari bahan yang mudah gembur (chemise).Cetakan dibentuk di sekitar kamisol ini dengan menutupinya dengan tanah liat.Ini kemudian dipanggang (dibakar) dan kamisolnya dibuang.Cetakan tersebut kemudian berdiri tegak di dalam lubang di depan tungku untuk penuangan logam.Setelah itu cetakannya dipatahkan.Oleh karena itu, cetakan hanya dapat digunakan sekali, sehingga metode lain lebih disukai untuk sebagian besar tujuan.
Pengecoran cetakan plester
Pengecoran plester mirip dengan pengecoran pasir hanya saja yang digunakan adalah plester paris sebagai pengganti pasir sebagai bahan cetakan.Umumnya, persiapan cetakan membutuhkan waktu kurang dari seminggu, setelah itu tingkat produksi 1–10 unit/jam cetakan tercapai, dengan berat barang mencapai 45 kg (99 lb) dan sekecil 30 g (1 oz) dengan permukaan akhir yang sangat bagus dan toleransi yang dekat.[5]Pengecoran plester adalah alternatif yang murah dibandingkan proses pencetakan lainnya untuk komponen kompleks karena biaya plester yang rendah dan kemampuannya untuk menghasilkan cetakan yang mendekati bentuk bersih.Kerugian terbesarnya adalah hanya dapat digunakan dengan bahan non-ferrous dengan titik leleh rendah, seperti aluminium, tembaga, magnesium, dan seng.
Cetakan cangkang
Pencetakan cangkang mirip dengan pengecoran pasir, tetapi rongga cetakan dibentuk oleh "cangkang" pasir yang mengeras, bukan labu berisi pasir.Pasir yang digunakan lebih halus dari pasir pengecoran dan dicampur dengan resin sehingga dapat dipanaskan sesuai pola dan mengeras menjadi cangkang di sekeliling pola.Karena resin dan pasirnya lebih halus, permukaannya jauh lebih halus.Prosesnya mudah diotomatisasi dan lebih presisi dibandingkan pengecoran pasir.Logam umum yang dituang termasuk besi tuang, aluminium, magnesium, dan paduan tembaga.Proses ini ideal untuk barang kompleks berukuran kecil hingga sedang.
Pemilihan investasi
Pengecoran investasi (dikenal sebagai pengecoran lilin yang hilang dalam seni) adalah proses yang telah dipraktikkan selama ribuan tahun, dengan proses lilin yang hilang menjadi salah satu teknik pembentukan logam tertua yang diketahui.Sejak 5000 tahun yang lalu, ketika lilin lebah membentuk pola tersebut, hingga lilin berteknologi tinggi, bahan tahan api, dan paduan khusus saat ini, pengecoran memastikan komponen berkualitas tinggi diproduksi dengan manfaat utama berupa akurasi, kemampuan pengulangan, keserbagunaan, dan integritas.
Nama pengecoran investasi berasal dari fakta bahwa pola tersebut ditanamkan, atau dikelilingi, dengan bahan tahan api.Pola lilin memerlukan perawatan yang sangat hati-hati karena pola tersebut tidak cukup kuat untuk menahan gaya yang ditemui selama pembuatan cetakan.Salah satu keuntungan pengecoran investasi adalah lilinnya dapat digunakan kembali.
Proses ini cocok untuk produksi berulang komponen bentuk bersih dari berbagai logam berbeda dan paduan kinerja tinggi.Meskipun umumnya digunakan untuk pengecoran kecil, proses ini telah digunakan untuk memproduksi kusen pintu pesawat lengkap, dengan pengecoran baja hingga 300 kg dan pengecoran aluminium hingga 30 kg.Dibandingkan dengan proses pengecoran lainnya seperti die casting atau pengecoran pasir, proses ini bisa menjadi proses yang mahal.Namun, komponen yang dapat diproduksi menggunakan pengecoran investasi dapat memiliki kontur yang rumit, dan dalam sebagian besar kasus, komponen dicetak mendekati bentuk bersih, sehingga memerlukan sedikit atau tanpa pengerjaan ulang setelah dicetak.
Penempaan dapat menghasilkan bagian yang lebih kuat dari bagian cor atau mesin yang setara.Saat logam dibentuk selama proses penempaan, tekstur butiran bagian dalamnya berubah bentuk mengikuti bentuk umum bagian tersebut.Hasilnya, variasi tekstur terus menerus di seluruh bagian, sehingga menghasilkan potongan dengan karakteristik kekuatan yang lebih baik. Selain itu, penempaan dapat mencapai total biaya yang lebih rendah dibandingkan pengecoran atau fabrikasi.Dengan mempertimbangkan semua biaya yang dikeluarkan dalam siklus hidup produk mulai dari pengadaan hingga waktu pengerjaan ulang, dan memperhitungkan biaya bahan bekas, serta waktu henti dan pertimbangan kualitas lainnya, manfaat jangka panjang dari penempaan dapat lebih besar daripada penghematan biaya jangka pendek. yang mungkin ditawarkan oleh coran atau fabrikasi.
Beberapa logam mungkin ditempa dalam keadaan dingin, tetapi besi dan baja hampir selalu ditempa dengan panas.Penempaan panas mencegah pengerasan kerja yang diakibatkan oleh pembentukan dingin, yang akan meningkatkan kesulitan dalam melakukan operasi pemesinan sekunder pada potongan tersebut.Selain itu, meskipun pengerasan kerja mungkin diinginkan dalam beberapa keadaan, metode pengerasan benda lainnya, seperti perlakuan panas, umumnya lebih ekonomis dan lebih terkendali.Paduan yang dapat menerima pengerasan presipitasi, seperti sebagian besar paduan aluminium dan titanium, dapat ditempa dengan panas, diikuti dengan pengerasan.
Penempaan produksi melibatkan pengeluaran modal yang signifikan untuk mesin, perkakas, fasilitas dan personel.Dalam kasus penempaan panas, tungku bersuhu tinggi (terkadang disebut sebagai bengkel) diperlukan untuk memanaskan ingot atau billet.Karena ukuran palu dan pengepres tempa yang sangat besar serta suku cadang yang dapat diproduksi, serta bahaya yang melekat dalam pengerjaan dengan logam panas, bangunan khusus sering kali diperlukan untuk menampung pengoperasiannya.Dalam kasus operasi penempaan jatuh, ketentuan harus dibuat untuk meredam guncangan dan getaran yang dihasilkan oleh palu.Sebagian besar operasi penempaan menggunakan cetakan pembentuk logam, yang harus dikerjakan secara presisi dan diberi perlakuan panas secara hati-hati agar dapat membentuk benda kerja dengan benar, serta untuk menahan gaya luar biasa yang terlibat.
Pengecoran bagian dengan
Proses pemesinan CNC
Besi cor GGG40
Bagian mesin CNC
Baja pengecoran GS52
bagian permesinan
Pemesinan 35CrMo
bagian penempaan paduan
