JENIS JENIS PEMBUATAN BESI COR

JENIS-JENIS BESI COR

Baja adalah suatu unsur logam yang keras. BESI TUANG (CAST IRON)
Secara umum Besi Tuang (Cast Iron) adalah Besi yang mempunyai Carbon content 2.5%  4%. Oleh karena itu Besi Tuang yang kandungan karbonnya 2.5% – 4% akan mempunyai sifat MAMPU LASNYA (WELDABILITY) rendah. Karbon dalam Besi Tuang dapat berupa sementit (Fe3C) atau biasa disebut dengan Karbon Bebas (grafit). Perlu di ketahui juga kandungan FOSFOR dan SULPHUR dari material ini sangat tinggi dibandingkan Baja. Ada beberapa jenis Besi Tuang (Cast Iron) yaitu :

·        BESI COR PUTIH (WHITE CAST IRON).

Dimana Besi Tuang ini seluruh karbonnya berupa Sementit sehingga mempunyai sifat sangat keras dan getas. Mikrostrukturnya terdiri dari Karbida yang menyebabkan berwarna Putih. Disebut putih, karena bidang patahan nya berwarna putih, unsur karbon nya terikat sebagai karbida atau disebut juga: karbida bersifat keras, sehingga dikatakan besi cor putih adalah logam yang kurang machinability.

Besi cor putihdibuat dengan cara menuangkan besi cair ke dalam cetakan logam dan dengan mengatur komposisi kimia nya. Misalnya: bila dibutuhkan suatu permukaan yang tahan aus (roda KA, rol untuk menggerus dan pelat untuk Stone Crusher), maka dilakukan pendinginan cepat atau chilled.

·        BESI COR MAMPU TEMPA (MALLEABLE CAST IRON).                                   

Besi Tuang jenis ini dibuat dari Besi Tuang Putih dengan melakukan heat treatment kembali yang tujuannya menguraikan seluruh gumpalan graphit (Fe3C) akan terurai menjadi matriks Ferrite, Pearlite dan Martensite. Mempunyai sifat yang mirip dengan Baja.              Besi cor mampu tempa, dibuat dari besi cor putih yang mempunyai komposisi kimia sebagai berikut: - C       =  (1,75 s/d 2,3) %                    - Fe      =  sisa nya

             - Si       =  (0,85 s/d 1,2) %

             - Mn     =  (kurang dari 0,4 %)

             - P        =  (kurang dari 0,2 %)

             - S        =  (kurang dari 0,12 %)

Pembuatan nya dapat dilakukan pada Dapur Kupola atau Tanur Udara atau ke-2 tanur tersebut sekaligus, sehingga proses nya disebut: duplexs. Hasil nya (benda cor) di simpan didalam pot dan diletakkan didalam dapur anil (annelling/pelunakan) dengan sirkulasi panas yang cukup. Lama nya waktu yang dibutuhkan untuk anil, sekitar 3 s/d 4 hari dengan suhu antara 815 °C s/d 1010 °C. Setelah proses ini selesai, maka karbida besi yang keras akan berubah menjadi nodul grafit temper.

Kekuatan tarik nya sekitar 380 MPa dengan pertambahan panjang maksimum 18 % sebelum putus, daya tahan terhadap beban kejut baik dan cukup machinability, banyak digunakan pada industri KA, otomotif, sambungan pipa dan industri pertanian.

·        BESI COR KELABU (GREY CAST IRON).

Jenis Besi Tuang ini sering dijumpai (sekitar 70% besi tuang berwarna abu-abu). Mempunyai graphite yang berbentuk FLAKE. Sifat dari Besi Tuang ini kekuatan tariknya tidak begitu tinggi dan keuletannya rendah sekali (Nil Ductility).

Tabel 1 : perbandingan daya rentang dan modulus elastisitas dari besi cor abu-abu dengan compacted graphite cast iron

	Besi Cor Kelabu	Compacted Graphite Cast Iron
Daya Rentang, MPa	160-320	300-600
Modulus Elastisitas, GPa	96-110	170-190

Seperti besi cor kelabu, compacted graphite cast iron mempunyai kapasitas kelembaban dan konduktifitas panas yang baik, tetapi sangat sulit untuk dimesin karena mempunyai wide-scale yang terbatas untuk penngunaan CGI. Proses manufaktur yang baru, bagaimanapun, telah membuka jalan yang lebih luas untuk pengaplikasian dari CGI. Pengembangan  rotary insert tool  telah memperpanjang umur dari tool  yang digunakan untuk memesin logam. Sehingga manufaktur yang telah memakai CGI tidak memperdulikan lagi tentang pembelian tool  yang baru [10]. Proyeksi awal dari 150,000 mesin diesel yang telah diproduksi (oleh Ford dan Peugeot) tiap tahun mengindikasikan manufaktur untuk memakai CGI sebagai bahan mencakup seperti bahan blok silinder yang diproduksi .

3.1.3    Paduan Alumunium

            Paduan Alumunium telah populer sejak tahun 1960an sebagai salah satu cara untuk mengurangi keseluruhan bobot kendaraan. Terdapat 2 implikasi: meningkatkan performa rasio bobot dan meningkatkan efisiensi bahan bakar. Kekurangan dari pemakaian alumunium dalam blok mesin akan lebih mahal dalam manufaktur dibanding dengan paduan besi cor. Bagaimanapun, rasio kekuatan bobot dari alumunium sulit untuk diacuhkan, dan pembuatan proses manufaktur telah dikembangkan selama beberapa tahun ini telah memperkecil perbedaan biaya antara alumunium dan besi cor. Terdapat dua paduan alumunium yang banyak dipakai dalam manufaktur blok silinder: 319 dan A356.

            Paduan alumunium 319 mempunyai komposisi 85.8-91.5 wt.% alumunium, 5.5-6.5 wt.% silicon, 3-4 wt.% tembaga, maksimal 0.35 wt.% nikel, maksimal 0.25 wt% titanium, maksimal 0.5 wt% mangan, maksimal 1% besi, maksimal 0.1% magnesium, dan maksimal 1 wt% seng. Paduan ini mempunyai karakteristik baik untuk dicor, resistan terhadap korosi, dan konduktifitas panas. Ketika dipanaskan dengan proses T5, membuat kekuatan dan kekakuan yang tinggi untuk digunakan pada blok mesin.

            Paduan alumunium A356 mempunyai komposisi 91.1-93.3 wt.% alumunium, 6.5-7.5 wt.% silicon, 0.25-0.45 wt.% magnesium, dan maksimal 0.2 wt.% tembaga, 0.2 wt% titanium, 0.2 wt.% besi, dan 0.1 wt.% seng [13]. Sifat mekanik mirip dengan paduan alumunium 319. namun, ketika dipanaskan dengan T6, akan membuat (A356) lebih kuat dari 319. Tabel 2 membandingkan daya rentang  dan modulus elastisitas dari kedua paduan. Dengan catatan modulus elastistas dari A356-T6 lebih rendah bila dibandingkan dengan 319-T5. 

	Paduan Alumunium 319-T5	Paduan Alumunium A356-T6
Daya Rentang, MPa	160-320	300-600
Modulus Elastisitas, GPa	96-110	170-190

·        BESI COR NODULAR (NODULAR CAST IRON).

NODULAR CAST IRON adalah perpaduan BESI TUANG KELABU. Ciri Besi tuang ini bentuk graphite FLAKE dimana ujung – ujung FLAKE berbentuk TAKIK-AN yang mempunyai pengaruh terhadap KETANGGUHAN, KEULETAN & KEKUATAN oleh karena untuk menjadi LEBIH BAIK, maka graphite tersebut berbentuk BOLA (SPHEROID) dengan menambahkan sedikit INOCULATING AGENT, seperti Magnesium atau calcium silicide. Karena Besi Tuang mempunyai KEULETAN yang TINGGI maka besi tuang ini di kategorikan DUCTILE CAST .

Besi cor dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis, diantaranya besi cor kelabu, besi cor nodular, besi cor mampu tempa dan besi cor putih. Karena besi cor nodular memiliki sifat yang unik, yaitu bentuk grafitnya yang bulat, kekuatan dan keuletannya menjadi lebih baik. Untuk mendapatkan sifat mekanik yang lebih baik dari besi cor nodular dilakukan proses austempering. Proses austempering adalah proses transformasi yang terjadi secara isothermal, dimana dari proses tersebut akan dihasilkan material austempered ductile iron (ADI).

Material ADI yang dihasilkan dari proses austempering merupakan material dengan kombinasi sifat mekanik yang sangat baik. Keunggulan sifat mekanik tersebut antara lain, sifat ketangguhan (toughness), kekuatan fatik (fatique strength), ketahanan aus (wear resistant), mampu mesin (machinability) dan kekerasan (hardness) yang relatif tinggi. Selain keunggulan sifat mekanik, dari segi harga ADI termasuk logam yang relatif murah.

Karena banyaknya keunggulan – keunggulan yang dimiliki oleh ADI, maka sekarang ini ADI menjadi material yang menjadi pilihan dan banyak digunakan dalam dunia industri, terutama industri yang berhubungan dengan alat transportasi dan mesin – mesin berat (heavy machinery).