Proses pengecoran adalah proses pembuatan yang mengubah bentuk logam dengan mencairkan logam kemudian dituangkan ke dalam cetakan. Terdapat beberapa jenis proses pengecoran berdasarkan bahan cetakan dan cara penuangannya seperti pengecoran pasir, sentrifugal, cetakan permanen, dan cetak-tekan.

1. PROSES PENGECORAN
Oleh:
Arya Mahendra Sakti

2. Proses Pengecoran
Adalah suatu proses pembuatan yang
pada dasarnya merubah bentuk logam
dengan cara mencairkan logam,
kemudian dimasukkan kedalam suatu
cetakan dengan dituang atau ditekan.
Dimana di dalam cetakan ini logam cair
akan membeku dan menyusut.

3. Berdasarkan Jenis bahan model, bahan
cetakan dan cara penuangannya
1. Proses pengecoran dengan bahan pasir
sebagai bahan cetakan (Sand Casting).
2. Proses pengecoran sentrifugal (Centrifugal
Casting).
3. Proses pengecoran dengan cetakan
permanen(Permanent Mold Casting).
4. Proses pengecoran cetak-tekan (Die Casting).
5. Proses pengecoran dengan pola hilang.
(Investment Casting).

4. Proses pengecoran dengan bahan pasir
sebagai bahan cetakan (Sand Casting).
Yaitu proses pengecoran yang
menggunakan pasir sebagai bahan
cetakannya.

5. Skema Aliran Pengecoran

6. Dapur peleburan logam

7. Urutan Proses Pembuatan Billet

8. Macam Produk dari Billet

9. Proses Pembuatan Slab

10. Macam Produk dari Slab

11. Macam Produk dari Hot Rolled Coil

12. Contoh Produk

13. Contoh Produk

14. Contoh Produk

15. Contoh Produk

16. Contoh Produk

17. Pembuatan Pola
Pola adalah bentuk tiruan dari benda kerja yang
sebenarnya dan digunakan untuk membuat rongga
cetakan.
 Kayu : digunakan untuk jumlah produksi terbatas,
sehingga tidak perlu menggunakan bahan yang awet,
tetapi biaya relatif murah dan mudah dibentuk;
 Logam : digunakan untuk jumlah produksi yang besar,
sehingga lebih awet dalam penggunaannya;
 Jenis logam yang sering digunakan :
1. Kuningan,
2. Besi cor, dan
3. Aluminium
 Stirofoam (polistiren) : digunakan untuk pola sekali
pakai.

18. Ketentuan Pembuatan Pola
1. Pola harus mudah dikeluarkan dari cetakan.
2. Penempatan inti harus mudah.
3. Sistem saluran harus dibuat sempurna untuk
mendapatkan aliran logam cair yang
optimum.
4. Penentuan permukaan pisah sehemat
mungkin dan membutuhkan ketelitian yang
tinggi.

19. Faktor-faktor Lain Dalam
Perencanaan Pola
1. Penyusutan.
2. Tambahan material untuk
penyelesaian mesin.
3. Sudut kemiringan.
4. Distorsi.
5. Bidang Pemisah.
6. Bagian-bagian yang mengalami
perubahan tebal.

20. Macam - macam Pola
1. Pola Tunggal.
2. Pola Terbelah.
3. Pola yang dapat dibongkar pasang
(pola Terlepas).
4. Pola Ganda.
5. Pola Berpasangan.
6. Pola Khusus.

21. JENIS, BAHAN, DAN KONSTRUKSI POLA
Gambar Berbagai jenis pola yang dapat dipakai
berulang-ulang
A. Pola tunggal;
B. Pola belah;
C. Pola terpisah;
D. Pola dengan
pengalir;
E. Pola dengan
papan
penyambung;
F. Pola roda
dengan
penuntun;
G. Pola sipat/pola
sapu.

22. Gambar A. Pola sekali pakai B. Hasil Pengecoran
Pola sekali pakai :
A B
Pola sekali pakai, ditinggalkan dalam cetakan dan
dibiarkan menguap. Oleh karena itu pola jenis ini
merupakan pola tunggal yang telah dilengkapi dengan
sistem saluran masuk, pengalir, dan penambah.

23. Pembuatan Inti
Yaitu suatu bentuk dari pasir yang
dipasang pada rongga cetakan untuk
mencegah pengisian logam cair pada
bagian yang seharusnya berbentuk
lubang atau rongga dalam coran.
Beberapa macam inti, yaitu untuk inti
minyak, inti Co2, Inti udara, dll.

24. Inti Basah
Yaitu inti yang dipasang bersamaan pada
saat pembuatan cetakan.
Kerugiannya :
1. Biasanya lemah, tidak bisa
menggantung.
2. Pasir mudah gugur.
3. Kedudukan kurang teliti.

25. Inti Kering
Yaitu inti yang dibuat secara terpisah dan
dipasang setelah pola dikeluarkan.
Sifat-sifat yang harus dimiliki inti kering :
1. Cukup kuat dan keras setelah dipanaskan
2. Cukup porus.
3. Harus dapat hancur pada saat logam cair
memadat.
4. Harus mempunyai permukaan yang licin.
5. Tahan panas.
6. Diusahakan materialnya tidak banyak
mengeluarkan gas.

26. Gambar Inti

27. Pembuatan Cetakan
Pembuatan cetakan bawah (drag) :
1. Dasar cetakan dibuat dari kayu
(datar/rata).
2. Pola dan rangka cetak (30-50 mm)
untuk drag ditaruh diatas kayu.
3. Drag diisi pasir penuh, kemudian
dipadatkan dengan baik.
4. Drag dibalik, permukaan cetakan
ditaburi pasir kering dan halus.

28. 1. Pemasangan sistem saluran (cawan tuang,
saluran turun, saluran masuk ).
2. Dasar cetakan dibuat dari kayu (datar/rata).
3. Pola dan rangka cetak (30-50 mm) untuk
drag ditaruh diatas kayu.
4. Kup diisi pasir penuh, kemudian
dipadatkan dengan baik.
5. Kup dibalik, permukaan cetakan ditaburi
pasir kering dan halus.
Pembuatan cetakan atas (kup) :

29. 11-3
Keuntungan Pembentukan dengan Cetakan :
• Laju produksi tinggi,
• Finishing lebih baik,
• Toleransi dimensi lebih baik,
• Sifat mekanik lebih baik.
Proses Pengecoran :
• Pengecoran biasa, pengisian rongga cetakan
dilakukan tanpa tekanan;
• Pengecoran khusus, pengisian rongga cetakan
dilakukan dengan tekanan.

30. JENIS CETAKAN
Berdasarkan bahan yang dipakai :
Berdasarkan cara pemakaian :
• cetakan pasir,
• cetakan lempung,
• cetakan logam,
• cetakan khusus
1. Cetakan tidak permanen : hanya dapat digunakan
satu kali saja.
Contoh : • cetakan pasir (sand casting),
• cetakan kulit (shell mold casting),
• Cetakan presisi (precision casting).
2. Cetakan permanen : dapat digunakan berulang-ulang.
Contoh : • gravity permanent mold casting,
• pressure die casting,
• centrifugal die casting.

31. Cetakan Pasir :
Gambar Bagian-bagian penting cetakan pasir
• cawan tuang
(pouring basin),
• saluran turun
(sprue),
• saluran masuk
(gate),
• pola (pattern),
• bagian atas
cetakan (cope),
• bagian bawah
cetakan (drug),
• alas cetakan
(bottom board),
• baut pena (pin),
• pengunci (lug),
• sambungan pemisah
(joint for parting),

32. Prosedur pembuatan cetakan pasir :
1. Dengan pola yang dapat dipakai berulang-ulang; pasir
dipadatkan disekitar pola, kemudian pola dikeluar-
kan, rongga yang terbentuk diisi dengan logam cair.
2. Dengan pola sekali pakai; pola dibuat dari polisteren
atau sejenisnya dan tidak dikeluarkan, pola menguap
pada saat logam cair dituangkan ke dalam cetakan.

33. Prosedur pembuatan cetakan pasir dengan
pola yang dapat dipakai berulang-ulang :

34. Prosedur pembuatan cetakan pasir dengan
pola sekali pakai :

35.  Sangat tepat untuk mengecor benda-benda
dalam jumlah kecil;
 Tidak memerlukan pemesinan lagi;
 Menghemat bahan coran;
 Permukaan mulus;
 Tidak diperlukan pembuatan pola kayu yang
rumit;
 Tidak diperlukan inti dan kotak inti;
 Pengecoran jauh lebih sederhana.
Keuntungan Pengecoran dengan Pola
Sekali Pakai :

36. Kerugian Pengecoran dengan Pola
Sekali Pakai :
Pola rusak sewaktu dilakukan
pengecoran;
Pola lebih mudah rusak, oleh karena itu
memer-lukan penanganan khusus lebih
sederhanan;
Pada pembuatan pola tidak dapat
digunakan mesin mekanik;
Tidak ada kemungkinan untuk
memeriksa keadaan rongga cetakan.

37. SALURAN MASUK, DAN PENAMBAH
Sistem Saluran Masuk : berfungsi untuk mengalir-
kan logam cair ke dalam rongga cetakan.
 Cawan tuang;
 Saluran turun;
 Pengalir;
 Saluran masuk.

38.  Turbulensi aliran masuk ke rongga cetakan pada
dasar atau dekat dasarnya harus seminimal mung-
kin, terutama untuk benda cor yang kecil;
 Harus dihindari terjadinya pengikisan terhadap
dinding dan rongga cetakan, dengan mengatur
aliran logam cair secara baik;
 Logam harus dapat masuk ke rongga cetakan
sedemikianrupa, sehingga terjadi pembekuan
(solidifikasi) terarah;
 Slag, kotoran, atau partikel asing tidak boleh
masuk ke rongga cetakan.
Faktor-faktor yang harus dipertimbangkan
dalam merancang sistem saluran masuk :

39. Penambah (riser) : dibuat sebagai cadangan logam
cair untuk mengimbangi penyusutan (shrinkage) dalam
pembekuan dari coran. Logam cair dalam penambah
harus membeku lebih lambat dari coran.
Jenis
Penambah :
A. Terbuka,
B. Buntu.

40.  Berhubungan dengan
udara luar ⇒ pembekuan
logam cair lebih cepat
• Tidak berhubungan
dengan udara luar ⇒
pembekuan logam cair
lebih lambat
• Pembekuan cepat ⇒
dibutuhkan cadangan
logam cair lebih banyak ⇒
harus dibuat lebih besar
• Besar ⇒ kurang ekonomis
• Pembekuan lambat ⇒
dibutuhkan lebih sedikit
logam cair ⇒ dapat dibuat
lebih kecil
• Kecil ⇒ lebih ekonomis
• Besar dan terbuka ⇒ lebih
mudah dibuat
• Kecil dan tertutup ⇒ lebih
sulit dibuat
Penambah buntuPenambah terbuka
Penambah buntu dan penambah terbuka :

41. Mesin-mesin Pembuat Cetakan
1. Mesin Guncang (Jolt Machine)
Mesin ini berfungsi untuk menaik-turunkan
pasir dalam rangka cetakan sampai
mencapai kepadatan tertentu.
Mesin ini hanya cocok untuk cetakan yang
besar, karena proses satu persatu.

42. Gambar Mesin Guncang

43. Mesin Desak (Squeeze Machine)
Yaitu mesin yang berfungsi untuk
menekan pasir yang berada dalam
rangka cetakan untuk mencapai
kepadatan tertentu.
Mesin ini cocok dipakai untuk pembuatan
benda kerja yang tipis.

44. Gambar Mesin Desak

45. MesinGuncang Desak
(Jolt-Squeeze Machine)
Yaitu mesin yang berfungsi untuk
mengguncang dahulu dengan cara
menaik - turunkan dan kemudian
menekan pasir yang berada di dalam
cetakan untuk memperoleh kepadatan
yang merata di seluruh bagian.
Pada mesin ini cetakan atas dan bawah
dapat dikerjakan secara bersama-sama.

46. Gambar Mesin Guncang-Desak
Katup desak
Katup getar
Katup guncang

47. Mesin Pelempar Pasir
(Sand Slinger)
Yaitu mesin yang berfungsi untuk
melemparkan pasir kedalam cetakan
melalui sudu-sudu yang diputar dengan
kecepatan tinggi untuk memperoleh
kekerasan dan kepadatan yang
diinginkan.

48. Mesin Pelempar Pasir

49. Gambar Mesin Pelempar Pasir

50. Syarat Pasir Cetak
1. Tahan panas.
2. Mempunyai sifat mampu bentuk.
3. Permeabilitas yang cocok dan sesuai.
4. Distribusi dan keseragaman besar butir
yang sesuai.
5. Komposisi yang sesuai.
6. Mampu untuk dipakai lagi.
7. Harganya murah.

51. Proses Pengecoran
Proses pengecoran ini dibagi menjadi :
1. Pengecoran permanen dengan
tekanan rendah.
2. Pengecoran permanen dengan
gravitasi.
3. Pengecoran tuang.
4. Pengecoran dengan tekanan atau
pengecoran corthias.

52. Pengecoran permanen dengan
tekanan rendah
Pada proses pengecoran ini yaitu cetakan
diletakkan diatas dapur induksi, dan gas
mulia dialirkan kedalam dapur yang
membuat logam cair naik ke cetakan
melalui saluran masuk dari batu tahan
api.
Proses ini sangat ekonomis bila laju
produksi berkisar 5000 – 50.000 buah
pertahun.

53. Pengecoran permanen dengan
gravitasi
Yaitu proses pengecoran yang dilakukan
dengan cara mengalirkan logam cair ke
dalam cetakan tanpa tekanan sama
sekali dan hanya akibat gaya gravitasi.
Cetakan biasanya dilapisi dengan bahan
tahan api dan karbon, guna mengurangi
efek cil dan memudahkan pengeluaran
coran.

54. Pengecoran tuang
Yaitu proses pengecoran yang dilakukan
dengan cara mengalirkan logam cair ke
dalam cetakan tanpa tekanan.
Proses ini lebih sederhana dan terbatas
untuk logam-logam dengan titik lebur
yang sangat rendah.
Seperti : seng, timbal, dan barang
kerajinan yang bersifat imitasi.

55. Pengecoran dengan tekanan
(pengecoran corthias)
Yaitu proses pengecoran dengan cara
cetakan diletakkan diatas dapur induksi,
dan logam cair dialirkan kedalam dapur
dengan diberikan tekanan yang
membuat logam cair naik ke cetakan
melalui saluran masuk dari batu tahan
api, dan inti cetakan dipaksakan masuk
ke dalam cetakan secara bersamaan.

56. Proses Pengecoran Sentrifugal
Proses pengecoran sentrifugal dibagi
menjadi 3 macam yaitu :
1. Pengecoran sentrifugal sejati.
2. Pengecoran semi sentrifugal.
3. Pengecoran Sentrifuging.

57. Pengecoran sentrifugal sejati
Yaitu proses pengecoran yang banyak
dipakai untuk pembuatan pipa, lapisan
mesin, dan benda yang simetris.
Dengan cara cetakan diputar mengitari
sumbu horisontal atau vertikal, dan
logam cair diturunkan pada ujungnya.

58. Pengecoran sentrifugal sejati

59. Pengecoran sentrifugal sejati

60. Pengecoran semi sentrifugal
Pada proses ini dilakukan dengan logam
cair diisi penuh dari atas cetakan,
cetakan diputar pelan secara sentrifugal
dan gravitasi.
Produk yang dihasilkan roda mobil yang
bisa dilakukan tunggal ataupun yang
lebih dari satu.

61. Pengecoran Sentrifuging
Yaitu proses pengerjaan dengan cara
logam cair dilakukan dari atas pada
bagian tengah dari cetakan atas yang
kemudian dihubungkan secara radial
dengan tengah, gaya sentrifugal yang
ada dalam logam cair akan membuat
coran yang padat.

62. Pengecoran Sentrifuging

63. Cetak-Tekan (Die Casting)
Proses ini menggunakan tekanan yang
tinggi di dalam memasukkan logam cair
ke dalam rongga cetakan.
Cetakan dibuat dari baja khusus yang
dikenal dengan “dies” atau “matriis”.

64. Keuntungan proses Cetak-Tekan
(Die Casting)
1. Tidak memerlukan proses
penyelesaian.
2. Ukuran dan bentuk benda kerja sangat
tepat.
3. Baik untuk produksi tinggi.
4. Bahan sisa rendah dikarenakan
(saluran turun, pengalir, dan saluran
masuk) dapat dilebur kembali.

65. Kerugian proses Cetak-Tekan
(Die Casting)
1. Harga mesin dan cetakan mahal.
2. Untuk jumlah produksi kecil tidak
menguntungkan.
3. Umur cetakan logam berkurang dengan
naiknya suhu logam.
4. Hasil cetakan harus segera dikeluarkan.
5. Sering terjadi efek cil atau logam tidak
seluruhnya jadi satu, dan sering hasil coran
tidak merata.

66. Cetakan Plaster
(Plaster Mold Casting)
Yaitu proses pengecoran yang tidak
permanen, cetakan hanya untuk sekali
pemakaian, dan khusus untuk
pengecoran logam non ferrous.

67. Keuntungannya
1. Ketelitian ukuran tinggi.
2. Permukaan coran halus.
3. Cetakan plaster khusus untuk
penggunaan cil.

68. Kerugiannya
1. Ongkos produksi mahal.
2. Permeabilitas cetakan plaster sedikit
rendah, hingga diperlukan proses
vakum.

69. Pola Hilang (Investment Casting)
Proses pengecoran ini seringkali
disebut dengan pengecoran presisi,
karena hasil coran mempunyai tingkat
ketelitian yang sangat tinggi.
Proses ini memakai pola dari lilin yang
kemudian dibungkus dengan
pembungkus bahan cetakan,
kemudian dipanaskan untuk
mengeluarkan lilin dalam cetakan dan
cetakan siap digunakan kalau sudah
kering.

70. Keuntungannya
1. Memungkinkan untuk memproduksi
benda kerja yang kompleks dan presisi
dengan permukaan yang halus.
2. Dapat dipakai untuk mengecor semua
jenis logam.
3. Coran tidak memerlukan pengerjaan
lanjut.
4. Tidak ada bekas sambungan cetakan.
5. Mudah untuk pengontrolan sifat
metalurgi logam.

71. Karakteristik Pembekuan
Pembekuan (solidifikasi) : transformasi logam cair kem-
bali ke bentuk padatnya.
• Solidifikasi logam murni ; logam murni membeku
pada temperatur konstan yaitu sama dengan tem-
peratur pembekuannya/ temperatur leburnya.

72. • Solidifikasi paduan; Paduan pada umumnya mem-
beku pada daerah temperatur tertentu.

73. Shrinkage : adalah penyusutan pada daerah tertentu
yang dapat menimbulkan cacat-cacat coran (berupa
rongga-rongga atau retak)
Tahapan terjadinya shrinkage :
• Penyusutan yang terja-
di selama pendinginan
fase cair (sebelum ter-
jadi solidifikasi);
• Penyusutan yang terja-
di pada saat perubahan
fase cair ke fase padat;
• Penyusutan yang terja-
di selama pendinginan
fase padat sampai tem-
peratur kamar.

74. Solidifikasi terarah ; untuk mengurangi pangaruh
shrinkage dapat dilakukan dengan mengarahkan proses
solidifikasi pada daerah tertentu, dengan cara :
1) Memasang penambah (riser); dengan memasang
riser (gambar 11.6), maka daerah yang mengalami
solidifikasi awal akan berada jauh dari sumber logam
cair, sehingga shrinkage yang mungkin terjadi
berada pada riser itu sendiri.
Menurut hukum Chvorinov, riser diletakkan pada
daerah yang memiliki rasio volume terhadap luas
rendah, karena pada daerah tersebut akan me-
ngalami solidifikasi paling cepat.
Dengan menambahkan riser, maka solidifikasi dapat
diperlambat sehingga kemungkinan terjadinya
shrinkage dapat dihindarkan.

75. 2) Memasang cil (chill) :
Panas tertinggi dapat terjadi pada bagian-bagian tebal
yang mengalami konsentrasi aliran panas paling tinggi,
sehingga pada bagian tersebut kemungkinan akan
terjadi shrinkage.
Untuk mencegah terjadinya shrinkage tersebut dapat
dipasang cil yaitu benda (terutama logam) yang diletak-
kan pada bagian cetakan yang mendapat panas paling
tinggi untuk mempercepat pendinginan sehingga bagian
tersebut membeku pada waktu yang bersamaan dengan
bagian lainnya.

76. SIFAT-SIFAT PRODUK COR
Dipengaruhi oleh :
1. Pendinginan yang cepat akan
mengurangi ukuran sel.
2. Zat-zat penginti akan membantu
pembentukan butir-butir eutektik halus
bulat dan sifat mekanis yang bagus.
3. Terbentuknya struktur lamelar.

77. SEGREGASI MAKRO
Proses ini dimulai dari adanya segregasi
mikro, yaitu variasi komposisi pada
sebuah butir.
Pada proses pembekuan akan
memberikan perbedaan komposisi.

78. MACAM SEGREGASI MAKRO
1. Segregasi Normal
Terjadi bila permukaan padatan yang
kurang lebih berbentuk bidang
menggerakkan unsur pokok dengan
titik lebur rendah menuju pusat.

79. 2. Segregasi Balik
Adalah ciri paduan larutan padat dengan pola
pembekuan dendritik.
3. Segregasi Gravitasi
Yaitu terjadi bila senyawa-senyawa, inklusi-
inklusi yg tdk larut, atau logam yg dpt
bercampur dalam cairan memiliki densitas yg
sangat berbeda dgn leburannya, krn itu zat-zat
ini akan mengambang atau tenggelam.

80. VISKOSITAS
Penuangan leburan ke dalam cetakan
sangat dipengaruhi oleh viskositas/
kekentalan dari suatu larutan/cairan.
Viskositas ini dapat diukur sebagai
tegangan geser.
Dimana tegangan geser adalah gaya per
satuan luas yang bekerja pada cetakan
tersebut.

81. Viskositas berubah secara linier
terhadap komposisi paduan, tetapi dapat
juga menunjukkan variasi-variasi yang
menyolok dalam batas-batas fasa
tertentu.
Viskositas maksimum pada batas
kelarutan padat, dan minimum pada
komposisi eutektik.

82. FLUIDITAS
Yaitu kemampuan suatu cairan untuk mengisi atau
memenuhi suatu cetakan logam.
Fluiditas dipengaruhi oleh beberapa faktor yang antara
lain :
1. Fluiditas akan meningkat seiring dengan
meningkatnya panas lanjut karena hal ini akan
menurunkan viskositas dan menunda pembekuan.
2. Fluiditas akan meningkat dengan meningkatnya suhu
cetakan, karena pembekuan akan menjadi lambat.
3. Tipe pembekuan memiliki efek yang besar.
4. Tegangan permukaan dan keberadaan lapisan oksida.
5. Bahan cetakan dan pelapis cetakan juga
mempengaruhi ekstrasi panas pembasahan
permukaan cetakan.

83. SELESAI
TERIMA KASIH