Pengolahan Pasir Cetak dan Pengecoran dengan Pasir (Sand Casting)

  

Pasir Cetak dalam Pengecoran Logam – Pasir adalah media untuk membuat cetakan, sebenarnya banyak media lain untuk membuat sebuah cetakan. Namun yang akan saya jelaskan di sini mengenai pasir.
Tidak semua pasir bisa digunakan untuk membuat cetakan, hanya pasir yang mempunyai kriteria – kriteria khusus yang dapat digunakan untuk membuat cetakan. Adapun kriteria – kriteria khusus pasir yang dapat digunakan untuk membuat cetakan dalam pengecoran logam adalah :

Kriteria Pasir Cetak dalam Pengecoran Logam

1. Mempunyai sifat mampu bentuk sehingga mudah dalam pembuatan cetakan dengan kekuatan yang cocok sehingga tidak rusak jika dipindah-pindah letaknya dan mampu menahan logam cair saat dituang kedalam rongga cetak.
2. Permeabilitas (mampu alir gas) pasir cetak yang cocok. Permeabilitas berhubungan erat dengan keadaan permukaan coran. Pada prinsipnya, permeabilitas akan menentukan seberapa besar gas-gas dari cetakan atau logam cair mampu melepaskan diri selama waktu penuangan. Nilai permeabilitas yang rendah menyebabkan kulit coran lebih halus dan terjadilah gelembung udara terperangkap didalam cetakan akan mengahasikan cacat permukaan pada coran.
3. Tahan terhadap temperatur logam cair selama penuangan. Pasir dan bahan pengikat harus tahan api sehingga dinding dalam cetakan tidak rontok selama penuangan logam cair.
4. Kemampuan hancur baik, maksudnya adalah saat pembongkaran cetakan lebih mudah pasir tersebut hancur agar mempermudah proses selanjutnya.

Dari kriteria – kriteria diatas menjadikan beberapa jenis pasir yang dapat digunakan untuk membuat cetakan, diantaranya yaitu :

a. Cetakan Pasir Greensand

Cetakan greensand terbuat dari pasir silica SiO2 dengan mencampurkan bahan additive lainnya yaitu, bentonit, coal dust, dan lain lain. Komposisinya adalah sebagai berikut :

• Bahan dasar
  kuarsa : 80% – 90%
• Bahan pengikat
  bentonit : 8%
  air : 4% – 5%

b. Pasir Cetak CO2 Proses

Jenis pasir ini juga disebut cetakan pasir kering dikarenakan kadar air yang sedikit yang terdapat dalam cetakan tersebut. Pasir cetak CO₂ proses adalah suatu pembuatan pasir cetak dengan cara menghembuskan gas CO2 pada suatu pasir dengan komposisi- komposisi tertentu. Proses pembuatan cetakan seperti ini mudah dan tidak memerlukan proses pengeringan untuk mengeraskannya.
Pasir yang digunakan dalam proses ini adalah pasir silika yang mempunyai kadar lempung rendah. Bahan- bahan tambahan meliputi air kaca (water glass) dan gas CO2. Keduanya merupakan reaktan dalam proses pengerasan dan dapat dicampur dengan gula tetes. Gula tetes adalah salah satu zat organik sampingan dari proses pembuatan gula, untuk mempermudah pembongkaran cetakan.
Komposisi- komposisi dalam pembuatan pasir co proses
a. Pasir silika ±90 %.
b. Air kaca/ water glass 3-6 % dengan syarat air kaca yg dipakai harus mempunyai perbandingan molekul SiO₂ dan Na₂O >2,5% dan air yang bebas dibawah 50% serta mempunyai visikositas rendah.
c. Gula tetes ±4,5%
Cara pembuatan pasir CO2 proses:
Campurkan pasir silika, air kaca dan gula tetes 5 menit, dan campuran diisolasi dari udara luar dalam suatu bejana. Masukan olahan pasir tadi pada cetakan, padatkan pasir tersebut dengan tangan tanpa bantuan alat, karena pemadatan dilakukan dengan gas CO2. Reaksi kimianya adalah: Na₂SiO₂.XH₂O+CO₂——- SiO₂.XH₂O+Na₂CO₃.

Gambar proses pembuatan inti dengan Pasir CO2 Proses

c. Cetakan Pasir Semen Proses

Cetakan pasir semen proses adalah cetakan pasir yang berkomposisikan pasir silika SiO2, dan Semen sebagai bahan campurannya dan juga bahan additive lainnya seperti gula tetes sebagai bahan yang dapat memudahkan pembongkaran cetakan. Komposisinya adalah sebagai berikut:

• Pasir silika
• Semen : 6-12%
• Air : 4% – 8%
• Gula tetes : 3% – 5%

d. Cetakan Pasir Furan

Pasir cetak dengan pengikat resin furan atau fenol komposisinya adalah: Pasir kuarsa 90 %, Resin Furan atau Fenol 0,8 – 1,2 %, dengan bahan pengeras (hardener) untuk resin furan asam fosfat (H3PO4) sedang pengeras untuk resin fenol biasanya asam Tolualsulfon (PTS).
Pasir cetak akan segera mengeras dengan sendirinya jika resin bertemu dengan pengeras, oleh karena itu biasanya pengeras dicampurkan dengan cara ditaburkan setelah campuran pasir cetak dan resin dimasukkan ke dalam rangka cetak. Jika pengeras telah dicampurkan ke adukan pasir cetak dan resin, maka harus segera dimasukkan ke dalam rangka cetak sebelum pasir mengeras.
Banyak lagi jenis – jenis pasir yang bisa digunakan untuk membuat cetakan, namun pasir – pasir yang dijelaskan oleh penulis dia

                      

Pengolahan Pasir Cetak

Pasir cetak yang sudah digunakan untuk membuat cetakan, dapat dipakai kembali dengan mencampur pasir baru dan pengikat baru setelah kotoran-kotoran dalam pasir tersebut dibuang. Pasir cetak dapat digunakan berulang-ulang. Setelah digunakan dalam proses pembuatan suatu cetakan, pasir cetak tersebut dapat diolah kembali tidak bergantung pada bahan logam cair. Prosesnya dengan cara pembuangan debu halus dan kotoran, pencampuran, serta pendinginan pasir cetak. Adapun mesin-mesin yang dipakai dalam pengolahan pasir, antara lain:

Penggiling pasir digunakan apabila pasir tersebut menggunakan lempung sebagai pengikat, sedangkan untuk pengaduk pasir digunakan

c. Pengayakan
Untuk mendapatkan pasir cetak, ayakan dipakai untuk menyisihkan kotoran dan butir-butir pasir yang sangat kasar. Jenis ayakan ada dua macam, yaitu ayakan berputar dan ayakan bergetar.

d. Pemisahan magnetis
Pemisahan magnetis digunakan untuk menyisihkan potonganpotongan besi yang berada dalam pasir cetak tersebut.

e. Pendingin pasir
Dalam mendinginkan pasir, udara pendingin perlu bersentuhan dengan butir-butir pasir sebanyak mungkin. Pada pendingin pasir pengagitasi, udara lewat melalui pasir yang diagitasi. Adapun pada pendingin pasir tegak, pasir dijatuhkan ke dalam tangki dan disebar oleh sebuah sudu selama jatuh, yang kemudian didinginkan oleh udara dari bawah. Pendingin pasir bergetar menunjukkan alat di mana pasir diletakkan pada pelat dan pengembangan pasir efektif.

Pengecoran Cetakan Ekspandable (Expandable Mold Casting) Expandable mold casting adalah sebuah klasifikasi generik yang melibatkan pasir, plastiK, tempurung, gips, dan investment molding (teknik lost-wax). Metode ini melibatkan penggunaan cetakan sementara dan cetakan sekali pakai.

Pengecoran dengan Pasir (Sand Casting)

Pengecoran dengan pasir membutuhkan waktu selama beberapa hari dalam proses produksinya dengan hasil rata-rata (1-20 unit/jam proses pencetakan) dan proses pengecoran dengan bahan pasir ini akan membutuhkan waktu yang lebih lama terutama untuk produksi dalam skala yang besar. Pasir hijau/green sand (basah) hampir tidak memiliki batas ukuran beratnya, akan tetapi pasir kering memiliki batas ukuran berat tertentu, yaitu antara 2.300-2.700 kg. Batas minimumnya adalah  antara 0,05-1 kg. Pasir ini disatukan dengan menggunakan tanah liat (sama dengan proses pada pasir hijau) atau dengan menggunakan bahan perekat kimia/minyak polimer

.

 Pasir hampir pada setiap prosesnya dapat diulang beberapa kali dan membutuhkan bahan input tambahan yang sangat sedikit. Pada dasarnya, pengecoran dengan pasir ini digunakan untuk mengolah logam bertemperatur rendah, seperti besi, tembaga, aluminium, magnesium, dan nikel. Pengecoran dengan pasir ini juga dapat digunakan pada logam bertemperatur tinggi, namun untuk bahan logam selain itu tidak akan bisa diproses. Pengecoran ini adalah teknik tertua dan paling dipahami hingga sekarang. Bentuk-bentuk ini harus mampu memuaskan standar tertentu sebab bentuk-bentuk tersebut merupakan inti dari proses pergecoran dengan pasir .