1. Desain bagian per bagian untuk mempermudah pembuatan cetakan. Sejumlah pertimbangan desain penting diberikan dalam bab ini untuk membantu dalam pembentukan cetakan
2. Pilih proses casting dan materi yang sesuai untuk material, ukuran, sifat mekanik, dan sebagainya. Seringkali, desain bagian tidak akan terlepas dari langkah pertama diberikan yaitu desain bagian perbagian, jenis material dan proses yang harus ditentukan secara simultan.
3. Tentukan bagian pisah pada cetakan
4. Tentukan desain lubang coran untuk dimasukan logam cair
5. Tentukan sprue, screens, and riser yang sesuai pada cetakan
6. Pastikan kontrol yang tepat dan tempat yang baik untuk melakukan proses
Sekarang kita akan memeriksa aturan-aturan ini untuk kondisi umum pengecoran dan kemudian membahas peraturan yang berlaku untuk operasi pengecoran tertentu.
Desain bagian. Pertimbangan berikut ini penting dalam merancang bentuk coran, seperti diuraikan dalam Gambar. 12. 1.
Gambar 12.1 modifikasi desain untuk menghindari cacat pada coran. Sumber: Courtesy of the American die casting Institute.
• Sudut, sudut, dan bagian ketebalan. Sudut tajam, sudut, dan fillet sebaiknya dihindari sebisa mungkin, karena hal itu dapat menyebabkan pengumpulan stres dan dapat menyebabkan keretakan dan merobek logam (seperti dalam die casting) selama solidifikasi. Radis fillet telah ditentukan untuk mengurangi konsentrasi tegangan. dan untuk memastikan aliran logam cair selama menuang. Radusi fillet berkisar 3-25 mm, biasanya radius yang lebih dipakai untuk coran yang kecil dan dalam aplikasi khusus. Namun, jika fillet radius terlalu besar, volume material di daerah tersebut juga cukup besar, dan akibatnya, laju pendinginan yang lebih rendah.
perubahan bagian coran harus dicampur dengan lancar ke dalam satu sama lain.
Pada proses pendinginan akan terjadi penyusutan ukuran material. Dan akan diikuti terjadinya porositas atau terdapat cavitie atau lubang kecil pada material yang sangat kecil dalam jumlah banyak (Gambar 12.2c dan dlubang ini dapat dihilangkan dengan menggunakan core kecil. Meskipun proses pengecoran menghasilkan lubang-lubang kecil atau cavitie pada material (Gambar 12.2e), lubang ini tidak mempengaruhi kekuatan secara signifikan. sebisa mungkin menyeragamkan ketebalan dinding seluruh benda cor untuk menghindari atau meminimalkan penyusutan rongga. Meskipun meningkatkan biaya produksi, metal paddings atau chills dalam cetakan dapat menghilangkan atau mengurangi hot spot (lihat Gambar. 10,14).
• Daerah permukaan. Besar permukaan harus dihindari, karena dapat membuat permukaan tidak rata saat pendinginan karena temperatur gradien, atau menyebabkan permukaan yang kasar karena aliran yang tidak rata logam selama melakukan pouring. Salah satu teknik umum untuk mengatasi ini adalah membuat permukaan datar menjadi sedikit bergerigi.
• Penyusutan. Untuk menghindari cracking dari pengecoran pada saat pendinginan, harus ada kelonggaran untuk penyusutan selama solidifikasi. Dalam coran dengan memotong rusuk, tegangan tarik dapat dikurangi dengan mengubah bidang pisah. Dimensi pola juga harus memungkinkan penyusutan logam selama pemadatan dan pendinginan. Tunjangan untuk penyusutan, yang dikenal sebagai patternmaker's penyusutan, biasanya berkisar dari sekitar 10-20 mmlrn. Tabel 12.1 memberikan penyusutan normal biasanya penyisihan penggecoran pada cetakan pasir
• Draft. Draft kecil (lancip) biasanya disediakan dalam cetakan pasir-pola untuk mengaktifkan pola penghapusan tanpa merusak cetakan (lihat Gambar. 11,5). Konsep umumnya berkisar 5-15 mm / m. Tergantung pada kualitas pola, rancangan sudut biasanya berkisar antara 0.5 ° sampai 2 °. Sudut-sudut pada permukaan dalam dua kali lebih besar dari sudut pada permukaan luar, sudutnya harus lebih besar daripada permukaan luar karena pengecoran menyusut ke dalam menuju inti.
• Toleransi dimensi. Toleransi dimensi tergantung pada proses pengecoran tertentu, ukuran casting, dan jenis pola yang digunakan. Toleransi yang digunakan harus dalam batas-batas kinerja bagian yang baik, jika tidak, biaya pengecoran meningkat. Dalam praktek komersial, toleransi biasanya dalam kisaran ± 0,8 mm untuk coran kecil dan meningkat dengan ukuran coran. Toleransi untuk coran besar, misalnya, mungkin ia sebanyak ± 6 mm.
• Huruf dan tanda-tanda. Merupakan penerapan umum untuk menyertakan beberapa bentuk bagian identifikasi (seperti huruf atau logo perusahaan) dalam coran. Fitur-fitur ini biasanya terdapat di dalam coran atau dapat menonjol dari permukaan, mana yang paling diinginkan tergantung pada metode menghasilkan cetakan. Misalnya. Cetakan pasir, sebuah piringan pola dihasilkan oleh mesin di pabrik CNC, dapat dibuat dengan mesin yang sederhana. Di sisi lain, dalam die casting. Tidaj dapat digunakan mesin yang sederhana untuk membuat cetakan.
• Finishing operasi. Dalam merancang sebuah benda coran, penting untuk menambahkan proses permesinan dan finishing berikutnya. Sebagai contoh, jika sebuah lubang yang akan dibor di benda coran, lebih baik untuk menemukan lubang pada permukaan datar daripada permukaan yang melengkung untuk mencegah bor dari kerusakan. Desain yang lebih baik akan memasukkan lubang kecil sebagai titik awal untuk operasi pengeboran. Coran harus menyertakan fitur yang memungkinkan agar mudah dikerjakan pada proses permesinan.
Memilih proses pengecoran. Proses casting pemilihan tidak dapat dipisahkan dari diskusi ekonomi (lihat Bagian 12.4). Namun, Tabel 11.1 daftar beberapa keuntungan dan keterbatasan dari proses pengecoran yang berdampak pada desain pengecoran. Aturan desain khusus untuk dibuang dan operasi cetakan permanen dibahas selanjutnya.
Menentukan garis pisah. Sebuah bagian harus berorientasi pada cetakan sehingga sebagian besar dari pengecoran relatif rendah dan tinggi dari pengecoran diminimalkan. Bagian orientasi juga menentukan distribusi porositas. Sebagai contoh, dalam casting alumunium, hidrogen cair larut dalam logam tetapi tidak larut sebagai aluminium membeku (lihat Gambar. 10.15). Dengan demikian, hidrogen gelembung dapat terbentuk selama pengumpalan dan ini akan mengapung ke atas karena daya apung dan akan ada yang lebih tinggi sebuah bagian atas dari coran. Oleh karena itu, permukaan kritis harus berorientasi terhadap bagian cetakan yang di bawah.
Sebuah bagian yang berorientasi dengan baik maka dapat ditentukan garis perpisahan. Jalur perpisahan adalah garis yang memisahkan bagian atas (cope) dan bawah (drag) bagian dari cetakan (lihat gambar 11.4). Secara umum, garis perpisahan harus sepanjang garis yang datar daripada garis berkontur. bila memungkinkan, garis perpisahan harus di sudut-sudut atau pinggiran benda coran bukan pada permukaan datar di tengah pengecoran, sehingga flash pada baris (materi antara kedua bagian dari cetakan) tidak akan Jadilah seperti yang terlihat. Lokasi garis perpisahan adalah penting karena mempengaruhi jamur desain, kemudahan pencetakan, jumlah dan bentuk inti yang diperlukan, metode dukungan, dan sistem gating.
Garis perpisahan harus ditempatkan semudah mungkin (relatif terhadap benda coran) padat logam seperti aluminium paduan dan terletak di ketinggian sekitar pertengahan.untuk logam yang lebih padat seperti baja. Namun logam tidak boleh dibiarkan mengalir secara vertikal, terutama ketika menuangkan kedalam cetakan. Penempatan garis perpisahan memiliki dampak yang besar terhadap sisa desain cetakan. Sebagai contoh, di cetakan pasir, memiliki runners, gates, dan sprue yang harus ditempatkan pada posisi yang baik sesuai permukaan pisahnya. Juga, penempatan garis perpisahan dan orientasi dari bagian menentukan jumlah core yang diperlukan, dan itu lebih baik untuk dapat digunakan lagi.
Menentukan dan merancang gates. Gates adalah menghubungkan antara runners dan bagian yang akan diisi dengan logam. Beberapa pertimbangan dalam merancang sistem gating:
o Beberapa gates seringkali lebih disukai dan diperlukan untuk bagian besar. Beberapa gates memiliki manfaat menuangkan dan membiarkan suhu rendah dan mengurangi gradien temperatur di casting.
o Gates harus disisipkan kedalam bagian tebal coran.
o Fillet harus dibuat di mana gates bertemu dengan ruang coran ini dapat membuat lebih sedikit turbulensi dari persimpangan.
o Gates paling dekat dengan sprue harus ditempatkan cukup jauh sehingga gates dapat dengan mudah dihilangkan. Jarak ini dapat berupa beberapa milimeter untuk coran kecil dan sampai dengan 500 mm untuk benda coran yang besar
o Panjang minimum gates harus tiga sampai lima kali diameter gates, tergantung pada logam yang dituangkan. Penampang harus cukup besar untuk memungkinkan mengisi rongga cetakan dan harus lebih kecil dari penampang runner.
o Gates yang melengkung harus dihindari, tapi bila perlu, bagian lurus di lubang gates harus ditempatkan berdekatan dengan ruang coran.
Desain runner. runner adalah saluran distribusi horizontal yang menerima logam cair dari sprue dan dikirim ke gates. Sebuah runner yang digunakan untuk bagian-bagian yang sederhana, tapi dua-sistem runner dapat ditetapkan untuk coran yang lebih rumit. runner yang digunakan untuk menjebak dross (dross adalah campuran dari oksida dan logam dan bentuk-bentuk di permukaan logam) dan mencegahnya memasuki gates dan rongga cetakan. Umumnya, dross perangkap diletakkan di ujung runner, dan lebih dari satu runner diletakan di atas gates untuk memastikan bahwa logam dalam gates ada dari bawah permukaan.
Merancang fitur cetakan lainnya. Tujuan utama dalam merancang sebuah sprite (dijelaskan dalam Bagian 10.3) adalah untuk mencapai laju aliran logam yang diperlukan sementara mencegah hembusan atau pembentukan dross berlebihan. Laju aliran ditentukan sedemikian rupa sehingga turbulensi dihindari, tapi cetakan diisi dengan cepat dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan solidifikasi. Pouring basin dapat digunakan untuk memastikan bahwa logam mengalir ke sprue tidak terputus, jika logam cair dijaga dalam menuangkan pouring basin, maka sampah akan mengambang dan tidak akan masuk ke rongga cetakan. Filter digunakan untuk menjebak kontaminan besar, dan ini juga untuk memperlambat kecepatan logam dan membuat aliran lebih laminer. Pedinginan dapat digunakan untuk mempercepat pembekuan logam di daerah tertentu pada sebuah proses pengecoran.
Melakukan proses yang baik. Telah diamati secara luas bahwa desain cetakan yang diberikan dapat memproduksi komponen diterima serta yang cacat dan jarang akan menghasilkan bagian-bagian yang rusak atau hanya baik. Untuk memeriksa cacat benda tuang, prosedur kontrol kualitas yang diperlukan. Beberapa masalah umum adalah sebagai berikut
• Dimulai dengan logam cair berkualitas tinggi sangat penting untuk menghasilkan coran unggul. Mengatur temperatur, kimia logam, gas entrainment. dan prosedur penanganan semua dapat mempengaruhi kualitas logam yang dituangkan ke cetakan.
• Yang menuangkan logam tidak boleh terganggu, karena hal ini dapat menyebabkan dross entrainment dan turbulensi. The meniskus dari logam cair dalam rongga cetakan harus dilakukan terus-menerus, tanpa gangguan.
• Laju pendinginan yang berbeda dalam setiap proses pengecoran penyebab tegangan sisa. Stress relieving (Bagian 4. 11) sehingga mungkin dirasa perlu untuk menghindari distorsi dari coran untuk aplikasi yang sulit.
mantab mas, thanks
BalasHapus