Proses Pengecoran Logam (Metal Casting)

Pengecoran merupakan proses di mana cairan logam mengalir ke dalam cetakan akibat gaya gravitasi atau gaya luar lainnya. Cairan logam tersebut selanjutnya membeku/memadat dengan bentuk seperti rongga cetakan.

Prinsip Pengecoran

Secara sederhana prinsip-prinsip pengecoran antara lain:

• Melebur logam.
• Menuang logam cair ke dalam cetakan.
• Membiarkan cairan logam dingin dan membeku.

Gambar 1. Penuangan.

Produk Pengecoran

Secara garis besar produk pengecoran ada dua yaitu:

• Ingot merupakan logam utama industri berupa hasil pengecoran berbentuk sederhana yang berukuran besar dan ditujukan untuk dibentuk ulang dengan proses lain seperti rolling atau tempa.
• Produk cor dengan bentuk merupakan produk cor yang memiliki geometri kompleks. Bentuk tersebut dapat berupa bentuk jadi atau bentuk hampir jadi (setengah jadi).

Kelebihan Pengecoran

Berikut beberapa kelebihan penggunaan proses pengecoran dalam manufaktur:

• Saat ini terdapat banyak variasi metode pengecoran bentuk.
• Pengecoran dapat digunakan untuk membuat komponen dengan geometri kompleks termasuk bentuk bagian luar maupun dalam.
• Dapat membuat komponen yang memiliki rongga atau lubang.
• Beberapa proses pengecoran memiliki kemampuan untuk membuat komponen dengan bentuk jadi (net shape), sehingga tidak diperlukan proses manufaktur lebih lanjut.
• Pengecoran dapat digunakan untuk memproduksi komponen berukuran sangat besar. Benda cor dengan berat lebih dari 100 ton dapat dibuat.
• Proses pengecoran dapat diterapkan pada banyak logam yang bisa dipanaskan ke fase cair.
• Beberapa metode pengecoran sangat cocok untuk produksi massal.
• Lebih murah dibanding dengan proses manufaktur lain.
• Komponen hasil pengecoran bisa optimal dengan kombinasi sifat mekanis dan bentuk coran.
• Dapat mengurangi biaya machining.
• Dapat mengurangi biaya perakitan (benda cor terintegrasi).
• Dapat didaur ulang, tanpa mengurangi kualitas hasil daur ulang.
• Hemat bahan dibanding dengan proses machining.

Kekurangan Pengecoran

Setiap metode pengecoran memiliki kekurangan yang berbeda. Berikut kekurangan-kekurangan pengecoran dari berbagai metode yang ada:

• Bisa terjadi porosity.
• Sifat mekanisnya kurang baik.
• Tingkat akurasi dimensinya buruk.
• Permukaan benda kerja buruk.
• Proses peleburan dan penuangan bahaya bagi kesehatan manusia.
• Bahaya bagi lingkungan.

Hal-hal yang Memengaruhi Sifat Produk Pengecoran

Sifat produk pengecoran tergantung pada:

• Geometri komponen.
• Komposisi kimia material.
• Perlakuan terhadap cairan material (inoculation, desulfurization, deoxidation, dll).
• Jenis cetakan dan proses pengecoran.
• Kecepatan pendinginan.
• Perlakuan panas.
• Perlakuan terhadap lapisan luar (surface alloying, proses kimia-panas, surface deformation, dll).
• Perubahan lapisan permukaan melalui machining.
• Jenis pelapisan yang digunakan (pengecatan, galvanizing, dll).

Aplikasi Pengecoran

Proses pengecoran dapat diterapkan untuk membuat komponen mulai dari yang kecil hingga besar, ringan hingga berat. Contoh-contohnya seperti perhiasan, patung, tungku, blok mesin, rangka mesin, roda kereta, wajan, sambungan pipa, pipa, dll. Selain itu semua variasi logam baik ferro maupun non ferro dapat dicor.

Pabrik pengecoran dikenal dengan istilah foundry. Orang yang bekerja pada bidang pengecoran adalah foundrymen.

Jenis-jenis Pengecoran Logam

Berdasarkan bahan cetakan, pola, proses pembuatan cetakan, dan metode pengisian logam cair ke dalam cetakan; pengecoran dapat dibagi menjadi tiga jenis antara lain:

• Pengecoran dengan cetakan tidak permanen (cetakan sekali pakai).
• Pengecoran dengan cetakan permanen.
• Pengecoran dengan cetakan composite.

Jenis-jenis Pengecoran Logam dengan Cetakan Tidak Permanen

Berikut jenis-jenis pengecoran dengan cetakan tidak permanen:

• Sand casting.
• Shell molding.
• Vacuum molding.
• Expanded polystyrene casting.
• Investment casting.
• Plaster mold casting.
• Ceramic mold casting.

Jenis-jenis Pengecoran Logam dengan Cetakan Permanen

Berikut jenis-jenis pengecoran dengan cetakan permanen:

• Permanent mold casting.
• Semipermanent mold casting.
• Slush casting.
• Low pressure casting.
• Vacuum permanent mold casting.
• Die casting.
• Squeeze casting.
• Semi solid metal casting.
• Centrifugal casting.

Pengecoran Logam dengan Cetakan Composite

Cetakan komposit terbuat dari dua atau lebih bahan yang berbeda dan digunakan dalam shell molding dan proses pengecoran lainnya. Cetakan komposit secara umum digunakan pada pengecoran dengan bentuk yang kompleks, seperti impeller pada turbin. Berikut beberapa kelebihan cetakan komposit:

• Mampu meningkatkan kekuatan cetakan.
• Meningkatkan akurasi dimensi dan permukaan akhir coran.
• Membantu mengurangi biaya pengecoran.

Referensi

Groover, Mikell P., 2010, Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes, and Systems, edisi 4.

S. Kalpakjian, S. R. Schmid, dan H. Musa, 2009, Manufacturing Engineering and Technology, edisi 6.