Cacat Pengecoran

Dalam setiap proses rekayasa, cacat pengecoran adalah hal yang sering terjadi. Pendekatan apa pun memiliki keterbatasan tertentu yang mengakibatkan cacat. Anda dapat mencapai hasil cor yang bebas cacat melalui desain dan pencetakan yang tepat, tetapi aturan kontrol dan campur tangan manusia menyebabkan sebagian besar kesalahan. Kami dapat mengurangi cacat pengecoran dengan bantuan yang tepat di tempat kerja.

Secara umum, produk pengecoran yang baik akan memiliki beberapa kekurangan. Oleh karena itu, bisnis pengecoran bekerja untuk mengurangi kekurangan ini. Teknik pengujian non-destruktif seperti ultrasonik, radiografi, partikel magnetik, penetrasi cetakan, dan lainnya dapat mendeteksi kekurangan pengecoran ini. Hari ini, kita akan melihat beberapa cacat pengecoran yang umum terjadi, penyebabnya, dan cara memperbaikinya.

Jenis-jenis Cacat Pengecoran

Berbagai faktor dapat menyebabkan berbagai jenis kesalahan. Beberapa solusi untuk satu jenis cacat dapat menimbulkan jenis masalah yang berbeda. Bagian ini akan mengilustrasikan jenis cacat pengecoran yang paling umum ditemui dalam proses pengecoran logam.

Cacat pengecoran penyusutan

Penyusutan pemadatan terjadi ketika logam bertransisi dari cairan menjadi padat, sementara kontraksi termal terjadi saat logam mendingin hingga mencapai suhu kamar. Oleh karena itu, penelitian ini menyertakan penyusutan dalam desain komponen cor untuk memastikan bahwa komponen tersebut mencapai dimensi yang diperlukan.

Sebagai contoh, baja tuang menyusut dengan kecepatan 14 inci per kaki, sehingga menghasilkan coran yang tampak kasar. Toleransi penyusutan untuk logam yang berbeda telah diketahui, dan perancang cetakan yang ahli akan memperhitungkan penyusutan saat membuat cetakan.

Penyusutan juga dapat menyebabkan masalah pada barang cor, seperti kegagalan dan kebocoran. Kadang-kadang Anda dapat melihat kekurangan ini pada permukaan casting dan mengidentifikasinya secara visual melalui dye penetrants atau metode non-destruktif lainnya. Cacat pengecoran internal sering kali sulit dideteksi dan membutuhkan pemeriksaan sinar-X atau pengujian destruktif. Istilah "cacat penyusutan terbuka dan tertutup" mengacu pada kedua jenis masalah tersebut.

Cacat pengecoran penyusutan terbuka

Pipa dapat berkembang di permukaan dan meluas ke dalam tubuh pengecoran jika logam mendingin dan menyusut tanpa cairan yang cukup untuk mengisi lubang. Demikian pula, penelitian ini mengacu pada cacat permukaan sebagai cacat gua atau cekungan yang meluas ke permukaan. Cacat ini mengekspos cacat ke lingkungan dalam kedua kasus tersebut, dan udara menggantikan logam cair.

Pada fase terakhir pemadatan, retakan dan sobekan yang membara adalah hal yang umum terjadi. Anda mungkin melihatnya di sekitar perubahan mendadak dalam konsentrasi tegangan, seperti jaring tipis yang menghubungkan dua bagian yang berat. Hal ini juga dapat terjadi pada sel yang gemuk di mana panas terkumpul dan ketika ada aliran udara awal parsial.

Sprue pengecoran, yang merupakan saluran tempat mesin menuangkan logam cair ke dalam cetakan, adalah sumber penyusutan yang paling sering terjadi. Logam membutuhkan waktu lebih lama untuk mengerut dan mengeras di tempat-tempat tertentu, seperti bagian cetakan yang lebih berat, sehingga mengurangi ketersediaan bahan baku dan meningkatkan kemungkinan penyusutan, terutama jika sariawan terlalu sempit untuk jumlah aliran. Sprue dengan ukuran yang tepat yang terhubung langsung ke bagian yang berat dapat mengisi lubang penyusutan dan memasok bahan umpan yang diperlukan untuk melawan penyusutan saat bagian tersebut mendingin. Selain itu, menggunakan gerbang bulat pada sariawan daripada gerbang datar atau persegi dapat mengurangi kemungkinan timbulnya cacat.

Cacat pengecoran penyusutan tertutup

Porositas adalah salah satu cacat yang paling umum terjadi pada coran, dan cacat tersebut berasal dari gas yang terperangkap di dalam logam cair dan penyusutan saat pengecoran mendingin. Bentuk porositas yang paling sering terjadi adalah porositas penyusutan, yang biasanya terlihat pada permukaan komponen tuang sebagai lubang kecil atau patahan. Meskipun lubang-lubang ini tampak bulat, bentuknya bersudut dan kemungkinan besar akan menimbulkan retakan bercabang di bagian dalam.

Penyusutan seperti itu sangat umum terjadi pada komponen bersudut banyak yang tebal ketika logam mendingin dan mengeras dalam pola yang tidak seragam. Porositas dapat terjadi di dalam pengecoran tanpa muncul di permukaan komponen. Ketika logam yang dipadatkan mengelilingi logam cair, logam cair tidak dapat mengisi di belakang cairan saat mendingin dan menyusut, sehingga mengakibatkan cacat ini.

Pencegahan

Dengan menggunakan sariawan yang tipis atau meruncing, Anda bisa menyemprotkan logam cair alih-alih menuangkannya ke dalam rongga. Ketika hal ini terjadi, bagian benda kerja mulai mengeras sebelum mengisi cetakan. Aliran cairan ke dalam lubang harus sekonsisten mungkin, dan sariawan pusat yang lebih menonjol atau pengaturan beberapa sariawan dapat membantu dalam hal ini.

Proses ini menggunakan anak tangga untuk menjamin bahan cair yang cukup untuk mengisi celah ketika komponen membeku dan menyusut. Ukuran rusuk harus sedemikian rupa sehingga menjadi yang terakhir membeku. Kadang-kadang tambahkan insulasi untuk mencapai hal ini.

Porositas gas

Udara dan uap yang terperangkap dapat menyebabkan porositas pada permukaan atau di dalam casting. Berbeda dengan bentuk padat, logam cair dapat menahan sejumlah besar gas terlarut, yang mengakibatkan porositas gas. Akibatnya, saat zat mendingin, gelembung gas akan berkembang. Selama proses pengecoran, turbulensi berpotensi menimbulkan gas. Cacat ini muncul ketika logam cair dimasukkan ke dalam cetakan terlalu cepat.

Ventilasi yang buruk pada cetakan dan inti serta pengeringan cetakan dan inti yang tidak memadai menyebabkan porositas gas.

Lubang jarum

Di luar pengecoran atau di bawah permukaan serpihan, besi grafit nodular atau yang dipadatkan, besi tuang yang dapat ditempa, dan pengecoran baja tuang adalah yang paling mungkin memiliki gelembung atau rongga.

Lubang kecil dapat berkembang dalam kelompok kecil atau di seluruh wilayah yang luas, merusak bagian pengecoran. Lubang kecil ini terkadang tidak terlihat hingga setelah pemesinan, meskipun selalu terlihat dengan mata telanjang.

Lubang jarum dapat muncul sebagai gelembung logam telanjang nodular atau gelembung dengan kulit grafit atau rongga yang lebih luas dan tidak beraturan yang diikuti oleh terak atau oksidasi.

Lubang terbuka

Lubang sembur ini terlihat di permukaan gips dan lebih mudah dikenali daripada lubang sembur di bawah tanah.

Pencegahan

Sebelum cairan dituang, desain cetakan yang baik dapat mengurangi porositas gas atau menyuntikkan nitrogen ke dalam paduan aluminium. Hipping juga dapat digunakan untuk menghilangkan sejumlah kecil porositas dari bagian dalam pengecoran. Proses ini menempatkan pengecoran dalam tungku bersuhu tinggi dan berisi dalam wadah bertekanan dalam teknik ini. Pengecoran kemudian dipanaskan dalam gas inert, paling sering argon, untuk menghilangkan komponen berpori dengan menerapkan tekanan isostatik.

Untuk melebur logam dalam ruang hampa, dalam atmosfer dengan gas dengan kelarutan rendah, atau di bawah fluks yang menghambat kontak dengan udara, pertama-tama, gunakan teknik fluks dan peleburan yang sangat baik. Kedua, meningkatkan permeabilitas gas dari pasir yang lebih kasar dan memiliki permeabilitas yang lebih besar. Setelah itu, peningkatan permeabilitas cetakan dan inti memungkinkan udara dan gas keluar dari rongga cetakan. Terakhir, keringkan cetakan dan inti sebelum menggunakannya, jaga agar tetap kering, dan kurangi suhu logam selama pengecoran untuk meningkatkan laju pemadatan.

Menuangkan cacat pengecoran logam

Selama penuangan logam ke dalam cetakan, kesalahan dapat terjadi. Kesalahan penuangan logam akan masuk ke dalam salah satu kategori berikut ini. Kesalahan penuangan, penutupan dingin, dan inklusi adalah kesalahan penuangan logam yang umum terjadi.

Tutup dingin

Cold shut adalah cacat permukaan yang muncul sebagai garis atau patahan pada permukaan pengecoran dengan tepi melingkar. Cacat ini terlihat jelas oleh mata manusia, dan menyebabkan gips ditolak, sehingga menghasilkan area yang lemah.

Aliran logam cair yang memasuki cetakan dari dua gerbang akan bertemu di persimpangan. Temperatur rendah di persimpangan dapat menghambat fusi, menyebabkan aliran mengeras sebelum menyatu, sehingga menghasilkan cold shut.

Kurangnya fluiditas pada logam cair atau sistem gating yang dirancang dengan buruk adalah penyebab paling umum dari penutupan yang keras. Metode termudah untuk menghindari penutupan yang keras adalah dengan membuat logam cair menjadi lebih cair. Anda dapat melakukan teknik ini dengan berbagai cara. Pertama, optimalkan mekanisme gating untuk mengurangi jalur silang yang sempit dan menjaga jalur aliran tetap pendek. Kedua, untuk menghindari pemadatan dini, naikkan suhu penuangan. Ketiga, tingkatkan permeabilitas gas cetakan.

Salah jalan

Penutupan dingin dan kesalahan memiliki banyak kesamaan. Kesalahan terjadi ketika logam cair terlalu dingin untuk mengalir ke tepi rongga cetakan sebelum membeku dan mengeras. Logam cair tidak mengisi ruang cetakan. Kesalahan adalah bagian dari cetakan, dan cetakan tidak mengisinya.

Pemadatan dini terjadi karena alasan yang sama dengan penutupan dingin. Periksa desain cetakan, desain sistem gating, dan fluiditas logam cair jika Anda mengalami kesalahan.

Tembakan Dingin

Gumpalan padat dapat terbentuk jika cairan memercik saat dituangkan. Gumpalan ini terperangkap dalam pengecoran saat membeku. Proses ini membentuk bidikan dingin seperti bola, tetesan, atau mutiara dan hanya terhubung ke logam.

Pertimbangkan untuk mengubah proses penuangan untuk mengurangi turbulensi dan menyesuaikan desain sistem gerbang untuk menurunkan kecepatan gerbang guna menghindari cipratan dan bidikan dingin.

Penyertaan

Pada permukaan pengecoran, Anda dapat mengamati kerak logam yang tidak rata ini. Keropeng hanya setebal beberapa sentimeter, namun dapat dilihat dengan mata telanjang. Tepi yang tajam, bentuk yang tidak beraturan, dan koneksi yang kuat ke casting adalah karakteristik umum.

Koreng dan ekor tikus sangat erat kaitannya, dan keduanya sering terjadi bersamaan. Proses ini biasanya menghilangkan keropeng untuk memperlihatkan ekor tikus. Ketika logam cair yang mengandung partikel terak diinjeksikan ke dalam rongga cetakan dan mengeras, maka akan terjadi inklusi terak.

Anda dapat menghindari masuknya terak dengan perubahan sederhana. Sebelum memasukkan logam cair ke dalam rongga cetakan, singkirkan partikel terak.

Anda dapat menghilangkan logam terak dengan memperlakukannya dengan fluks dalam ruang hampa udara atau lingkungan yang lembam. Selain itu, Anda dapat melakukannya dengan menambahkan bahan kimia ke dalam campuran untuk mendorong terak mengapung ke atas, sehingga mudah dideteksi dan dibuang sebelum dituang. Sebagai alternatif, Anda dapat menggunakan sendok khusus yang menuangkan logam dari bawah. Terakhir, memasukkan filter keramik ke dalam sistem gating mungkin bermanfaat.

Cacat pengecoran metalurgi

Cacat pengecoran semacam ini lazim terjadi pada teknik pengecoran baja. Anda akan menemukan dua jenis cacat metalurgi.

Air mata panas

Retakan tampak sebagai celah yang tidak rata, yang tersusun dalam pola bercabang. Anda mungkin melihat sebagian retakan tampak jelas tanpa pembesaran, sementara yang lainnya mungkin memerlukan pembesaran. Saat pengecoran mendingin mendekati akhir pemadatan, akan terjadi bidikan.

Sobekan panas akan muncul jika logam pembentuk tidak cukup kuat untuk menahan tekanan tarik selama pemadatan. Desain cetakan yang buruk adalah penyebab utama sobekan panas. Anda dapat mengatasi masalah ini secara efisien dengan memodifikasi cetakan untuk meningkatkan kemampuan dilipat.

Bintik-bintik keras

Titik panas adalah area yang lebih sulit dibandingkan area lainnya. Situasi ini disebabkan karena area tersebut mendingin lebih cepat daripada material di sekitarnya. Area yang keras dapat menghalangi pemesinan dan menyebabkan peningkatan keausan pahat.

Titik panas adalah konsekuensi langsung dari pendinginan yang tidak memadai. Jika titik panas merupakan masalah bagi Anda, ada dua pilihan. Pertama dan terutama, sesuaikan teknik pendinginan. Kedua, pertimbangkan untuk mengubah susunan kimiawi logam.