wwwbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb

1. Aluminum Cylinder Block untuk
Mesin General Motors Truck/SUV
Dr. Suyitno, ST.,M.Sc.

2. Studi perancangan metode pengecoran
Aluminum lost foam
 Penggunaan -- In 2002 General Motors introduced a new family of Sport Utility
Vehicles (Chevy Trailblazer, Buick Rainier and GMC Envoy). In 2004 a family of
mid-sized trucks (Chevy Colorado and GMC Canyon) was introduced.

3. Mesin GM SUVs and Trucks
 Peningkatan berat kendaraan dan peningkatan beban yg
dibawa: penigkatan tenaga, torsi, irit bahan bakar, emisi
berkurang, getaran berkurang dan harga terjangkau.
 A studi komprehensip dilakukan – perancangan paling
sederhana, paling sedikit jumlah komponen, paling murah,
dan paling mudah dalam pembuatanya.

4. Pengecoran Aluminum untuk Mesin
 Supaya ringan: memakai
cylinder block aluminum
dengan cylinder liner
besi cors.
 Cylinder liners
dimasukkan pada lubang
presisi cylinder block
aluminum. Liners dari
besi -> tahan aus.

5. Deskripsi Cylinder Block
 24" x 17" x 13"
(61 cm x 43 cm x
33 cm) berat cor
86 pounds (40
kg).

6. Performance Cylinder Block
 Cylinder block menahan tegangan lelah berulang,
regangan thermal. Performance yg diperlukan
untuk cylinder block dicor dengan metode lost foam
edalah:
 Kekuatan tarik = 35 ksi / 245 MPa
 Tegangan luluh = 31 ksi / 215 MPa
 Perpanjangan = 1.6%
 Kekerasan = 80 BHN
 Kekuatan lelah ( 10^8 cycles) = 8.5 ksi / 60 MPa
 Bisa dikerjakan dengan mesin

7. Pengecoran Lost Foam
 Semua aluminum blocks dan heads dari GM dibuat
dengan metode "lost foam“
 Menggunakan replika polystyrene dari bentuk yang
akan dibuat.
 Replika/pola ditempatkan dalam sebuah wadah dan
ditaburi pasir di sekitar pola kemudian digoyang.
 Aluminum cair dituangkan dalam saluran sehingga
logam panas mengganti foam.
 Logam membeku membentuk komponen yang
diinginkan.

8. Pengecoran Lost Foam
 Proses lost foam
memungkinkan
pengecoran bentuk-
bentuk rumit.
 Bentuk rumit dengan
dicor tanpa inti.
 Mengurangi berat produk.
 Mengurangi jumlah
komponen.
 Mengurangi operasi
permesinan dan biaya.

9. Perancangan Produk
 Perancangan untuk
Performance
 Perancangan untuk
mampu cor
 Perancangan untuk
biaya

10. Pemilihan Paduan Aluminum
 Aluminum adalah logam yang ringan untuk
cylinder block,
 performance dan pembuatan menjadi
batasan dalam pemilihan paduan aluminum
 Banyak jenis paduan aluminium.
 Pemilihan paduan aluminum harus
merupakan kombinasi dari sifat mekanik,
mampu cor, mampu mesin.

11. Pemilihan Paduan Aluminum
 242 paduan aluminum alloy with a T77 heat treat
 319 aluminum alloy with a T5 heat treat
 A356 aluminum alloy with a T6 heat treat
Paduan yang dipilih didasarkan pada sifat-sifat di
bawah ini:

12. Pemilihan Paduan Aluminum
Paduan Kebutuhan 242 - T77 319-T5 A356-T6
Performance
Kekuatan tarik 245 MPa 205 MPa 205 MPa 280 MPa
Batas luluh 215 MPa 157 MPa 178 MPa 215 MPa
Keliatan 1.6% 2% 1.5% 6%
Kekerasan (BHN) 80 75 80 80
Kekuatan lelah
10^8 cycles
60 MPa 74 MPa 77 MPa 60 MPa
Mampu cor (1=
Excellent, 5= Poor)
1 3 2 1
Mampu mesin (1=
Excellent, 5= Poor)
3 2 3 3

13. Aluminum Alloy 242 T77
 Sangat baik keliatan, kekerasan, kekuatan lelah dan
mampu mesin
 Tidak memenuhi syarat untu kekuatan tarik, batas
luluh, mampu cor.
 Paduan 242 adalah 4Cu-2Ni-2.5 Mg.
 Paduan 242 dipakai pada komponen yang kuat dan
keras pada temperatur tinggi.
 Aplikasi: Piston kendaraan roda 2, piston mesin
diesel dan pesawat terbang, rumah generator
pesawat terbang.
 Tidak cocok untuk aplikasi rumit karena mampu cor
jelek.

14. Paduan Aluminum 319 T5
 Paduan 319 adalah 6Si-3.5 Cu,1.0 Fe (max) dan 1.0
Zn (max). Perlakuan panas T5 adalah aging 310F .
 Paduan 319 Memiliki karakteristik cor dan mampu
mesin yang baik.
 Aplikasi tangki minyak dan oli.
 Paduan 319 memiliki sifat baik: keliatan, kekerasan,
kekuatan lelah, dan mampu mesin.
 Paduan 319 tidak memenuhi syarat untuk: kekutan
tarik, kekuatan luluh, fluiditas.

15. Paduan Aluminum 319 T5

16. Paduan Aluminum A356 T6
 Paduan A356 adalah 7Si-0.3 Mg, 0.2 Fe (max) and
0.10 Zn (max).
 Perlakuan panas T6 anil solusi, diikuti penuaan pada
320F.
 Paduan A356 memiliki sifat elongasi lebih tinggi,
kekuatan lebih tinggi, keliatan lebih tinggi dibanding
paduan 356.
A356 sifat mekanis lebih baik karena kandungan
besi lebih rendah dibanding 356.
 Aplikasi utama: Komponen pesawat cor, komponen
mesin, komponen missile, danstruktur lain yang
memerlukan kekuatan tinggi.

17. Paduan Aluminum A356 T6
Paduan A356
memenuhi
bahkan melebihi
persyaratan.
Paduan A356 pilihan
terbaik

18. Cetak pasir versus Lost Foam
Sifat Cetak pasir Lost Foam
Komponen dengan
rongga dalam.
Kompleksitas ditentukan
oleh keterbatasan inti
pasir -- geometry,
kekuatan dan biaya.
Extensif dan rongga dalam
yang kompleks (0.20")
mungkin dicor, didasarkan
pada duplikasi mendetail
dan susunan pola.
Toleransi Dimensi +/- 0.030" tergantung
pada ukuran part,
kompleksitas dan
geometri.
+/- 0.005"-0.010" tergantung
pada ukuran part,
kompleksitas dan
geometri.
Surface Finish
Capabilities
250-600
microinches. Tergant
ung pada kekasaran
butiran pasir.
60-250 microinches.
Tergantung pada butiran
foam dan kekasaran coting
keramik.

19. Cetak pasir versus Lost Foam
Sifat Cetak pasir Lost Foam
Akurasi Pergeseran inti
antara cetakan
mengurangi
akurasi.
Tanpa inti dan tanpa
pembatas antara
cetakan.
Garis pemisah
dan
kemiringan
diperlukan. Tidak diperlukan.
Biaya
lingkungan
Pasir perlu pengikat Pasir tidak perlu
pengikat.