Pasir Cetak

Komponen:

• Pasir.
• Bahan pengikat.
• Bahan tambahan (aditive).

1.   Pasir:

Ukuran butiran 0.02 – 0.2 mm.

Kriteria:

• Kasar:                  50 % butiran > 0.2 mm.
• Medium:              45 % butiran 0.1 – 0.2 mm.
• Halus:                  40 % butiran 0.06 – 0.1 mm.

Jenis:

• Silika (SiO₂), digunakan di hampir seluruh pengecoran logam dengan pasir cetak.
• Zirkon (ZrO₂), umumnya digunakan sebagai facing-sand atau campuran dengan silika pada pengecoran baja.
• Chromit (FeO.Cr₂O₃), umumnya digunakan sebagai facing-sand atau campuran dengan silika pada pengecoran baja.

2.   Bahan Pengikat:

• Bentonit.

Þ  Calsium bentonit.

Þ  Natrium bentonit.

Bentuk fisik: Tepung berwarna putih kelabu yang menjadi licin bila dicampur air.

• Semen.

Þ  Semen portland.

Þ  Semen putih.

• Air Kaca (Na₂O.SiO₂.H₂O).

Bentuk fisik: Cairan kental berwarna bening sampai keputih-putihan

• Resin.

Þ  Hot-box resin.

Þ  Cold-box resin.

Þ  No-bake resin.

Bentuk fisik: Cairan encer berwarna coklat bening sampai gelap dan berbau tajam. Umumnya terdiri dari tiga komponen yang harus dicampurkan yaitu resinnya sendiri, pengeras (hardener) dan pereaksi (katalisator).

3.   Bahan Tambahan (aditive):

Dibubuhkan kedalam pasir cetak untuk memperoleh karakteristik sebagai berikut:

• Meningkatkan kehalusan permukaan coran.

Þ  Coal-dust.

Þ  Debu arang.

• Meredam tegangan akibat pemuaian pasir silika.

Þ  Serbuk gergaji.

Þ  Tepung-tepungan.

• Meningkatkan ketahanan panas.

Þ  Zirkon.

Þ  Chromite

• Meningkatkan mampu alir gas.

Þ  Tepung-tepungan.

Þ  Serbuk gergaji.

• Meningkatkan kemudahan hancur.

Þ  Tepung-tepungan.

Þ  Gula tetes.

Þ  Serbuk gergaji.

Jenis-jenis Pasir Cetak:

1.   Green-sand.

Terdiri dari:

Pasir silika (ex daur ulang + pasir baru)

Bentonit          7.5% – 9% (aktif)

Air                   3.5% – 4.5%

Coal-dust

Digunakan pada pengecoran besi dengan berat tuang sampai dengan 200 kg (FC) atau 150 kg (FCD).

Karakteristik:

• Pengerasan dicapai melalui pemadatan baik manual ataupun masinal.
• Mudah dibongkar.
• Kemampuan daur ulang sangat baik.
• Cetakan dicor sesegera mungkin.

2.   CO₂-process.

Terdiri dari:

Pasir silika (baru)

Air kaca 2% – 5%

Aditive berupa brake-down agent atau yang sejenisnya untuk meningkatkan kemampuan hancur.

Digunakan untuk membuat inti dan dalam batasan yang sempit juga cetakan.

Karakteristik:

• Pengerasan diperoleh melalui pemadatan secara manual maupun masinal kemudian direaksikan dengan gas CO₂.
• Memiliki kekerasan tinggi.
• Permukaan harus di coating untuk menghasilkan permukaan coran yang baik.
• Dapat disimpan ditempat kering selama beberapa hari sebelun dicor.
• Kemampuan hancur buruk.
• Kemampuan daur ulang buruk.

3.   Cement-process.

Terdiri dari:

Pasir silika.

Semen             7% – 10%

Air                   4% – 8%

Gula tetes       3.5%

Digunakan pada pengecoran besi maupun baja dengan berat tuang yang besar (big foundry).

Karakteristik:

• Pemadatan dilakukan secara manual.
• Kekuatan tekan dapat mencapai 150 N/cm² setelah 24 jam diudara terbuka.
• Permukaan harus di coating untuk menghasilkan permukaan coran yang baik.
• Kemampuan hancur sangat buruk.
• Dapat disimpan lama sebelum dicor.
• Kemampuan daur ulang cukup baik.

4.   No-bake process.

Terdiri dari:

Pasir silika.

Resin (furan, phenolik)     sesuai spek

Hardener dan atau katalis (tergantung kecepatan pengerasan yang diinginkan).

Digunakan pada pengecoran besi maupun baja dengan ukuran kecil sampai besar, baik untuk inti maupun cetakan.

Karakteristik:

• Pemadatan ringan dilakukan secara manual selama maksimum 15 menit atau dapat diperpanjang dengan mengurangi jumlah hardener.
• Kekerasan maksimum dicapai setelah 6 jam.
• Kualitas permukaan coran baik
• Dianjurkan coating.
• Dapat disimpan lama sebelum dicor.
• Kemampuan hancur setelah pengecoran sangat baik.
• Kemampuan daur ulang baik.

5.   Cold-box process.

Terdiri dari:

Pasir silika.

campuran Resin Phenol dan Polyisocianat (umumnya disebut komponen 1 dan komponen 2) dengan perbandingan 1 : 1 sebanyak         0.8% – 1.3%

Gas amoniak sebagai katalisator                   0.05% – 0.2%

Digunakan sebagai pasir inti untuk ukuran kecil atau sangat tipis.

Karakteristik:

• Pemadatan dilakukan secara masinal (dengan core-shotter).
• Mampu alir sangat baik sehingga mampu mengisi bagian kotak inti yang tipis.
• Kekerasan maksimum langsung dicapai setelah hembusan gas amoniak.
• Dapat disimpan lama sebelum dicor.
• Kemampuan hancur setelah pengecoran sangat baik.
• Kemampuan daur ulang baik.

6.   Hot-box process.

Terdiri dari:

Pasir silika.

Resin furan maupun phenol       1.5% – 2%

Hardener                                      0.2% – 0.5%

Digunakan untuk membuat inti berukuran kecil ataupun tipis.

Karakteristik:

• Kotak inti harus terbuat dari logam.
• Pemadatan ringan dilakukan secara manual maupun masinal.
• Pengerasan dilakukan dengan cara pemanasan.
• Bila disimpan beberapa lama ketahanan patah dapat meningkat sampai dengan 800 N/cm².
• Kemampuan hancur setelah pengecoran sangat baik.
• Kemampuan daur ulang baik.

7.   Resin Coated Sand (RCS).

Terdiri dari:

Pasir silika ataupun zirkon.

Resin Phenol.

Resin resol ataupun novolak.

Alkohol ataupun air sebagai pelarut.

Seluruh bahan dicampur dan dikeringkan dengan cara pemanasan sehingga diperoleh butiran pasir yang terselubungi dengan resin (resin coated sand).

Digunakan sebagai inti maupun cetakan pada metode Shell-moulding.

Karakteristik:

• Pemadatan tidak diperlukan.
• Pengerasan dicapai dengan pemasanan dengan temperatur 200 ^oC.
• Kekuatan maksimum lansung dicapai setelah pengerasan.
• Dapat disimpan lama sebelum pengecoran.
• Kualitas permukaan coran sangat baik.
• Kemampuan hancur setelah pengecoran sangat baik.
• Kemampuan daur ulang buruk.

8.   Oil Bentonit Binder (OBB)-sand.

Terdiri dari:

Pasir silika.

Bentonit.

Minyak/gemuk.

Aditive (besi oksida Fe₂O₃).

Merupakan pasir cetak green-sand bebas air yang digunakan sebagai pasir muka (facing-sand) untuk mendapatkan kualitas permukaan yang baik.

Karakteristik:

• Pengerasan dicapai melalui pemadatan secara manual.
• Mudah dibongkar.
• Kemampuan daur ulang buruk.
• Cetakan dicor sesegera mungkin.
• Kualitas permukaan coran baik.

Artikel-artikel terkait:

• Oolitisasi Pada Pasir Cetak Green sand [R. Widodo. Dosen Teknik Pengecoran Logam Politeknik Manufaktur Bandung dan Politeknik Manufaktur Ceper].