Bahan Pengecoran 101

Panduan Sederhana untuk Pengecoran Logam

  • Proses pengecoran logam memiliki lebih dari 7.000 tahun sejarah yang digunakan dalam manufaktur. Ini didefinisikan sebagai proses di mana logam cair dituangkan ke dalam cetakan yang berisi rongga berongga dengan bentuk yang diinginkan.
  • Pengecoran logam dapat dibagi menjadi dua kelompok berdasarkan sifat dasar desain cetakan. yaitu cetakan yang dapat dibuang dan cetakan cetakan permanen. Ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa kelompok tergantung pada bahan polanya.
  • Pengecoran yang sangat direkayasa ditemukan di 90 persen barang tahan lama, termasuk mobil, truk, aerospace, kereta api, peralatan pertambangan dan konstruksi, sumur minyak, peralatan, pipa, hidran, turbin angin, pembangkit nuklir, peralatan medis, produk pertahanan, mainan, dan lagi.

Besi abu-abu adalah salah satu bahan pengecoran yang paling sering digunakan di industri manufaktur. Akuntansi untuk sebagian besar pasar pasokan casting, itu adalah zat yang kuat dan serbaguna. Besi abu-abu dapat dikerjakan dengan mudah, diuji kualitasnya tanpa menggunakan metode yang merusak, diformulasikan untuk memenuhi persyaratan aplikasi tertentu, dan hemat biaya pada volume tinggi.

Baja tuang adalah bahan tuang tangguh yang sangat cocok untuk suku cadang yang akan mengalami keausan, guncangan, atau beban berat yang luar biasa. Ini berguna untuk ketahanan korosi di lingkungan berair dan untuk aplikasi yang melibatkan suhu tinggi. Baja sering dicampur dengan kromium, besi, dan nikel untuk lebih meningkatkan ketahanan korosi atau panasnya.

Salah satu manfaat paling signifikan dari pengecoran aluminium adalah menciptakan bagian yang lebih ringan—dengan lebih banyak opsi penyelesaian permukaan daripada paduan cor lainnya. Selain itu, aluminium cor serbaguna, tahan korosi, mempertahankan stabilitas dimensi tinggi dengan dinding tipis dan dapat digunakan di hampir semua industri.

Paduan tembaga cor memiliki kekuatan tarik dan tekan yang tinggi, memiliki kualitas keausan yang baik saat mengalami kontak logam-ke-logam, mudah dikerjakan, memiliki konduktivitas termal dan listrik yang baik, dan ketahanan korosi yang tinggi untuk memaksimalkan kinerja produk. Ini paling banyak digunakan di bidang seni rupa.

Hal-hal yang Perlu Dipertimbangkan Saat Memilih Bahan Pengecoran


Memilih bahan cor dan cetakan yang tepat untuk proyek tertentu dapat menjadi perhatian penting. Beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan ketika membuat keputusan casting meliputi:

Faktor-faktor ini menentukan kemungkinan set paduan logam yang dapat digunakan dalam pengecoran komponen. Mungkin juga bahwa identifikasi paduan yang paling tepat akan mengecualikan beberapa proses pengecoran yang tersedia, bahkan pada tahap awal ini. Jika diputuskan, misalnya, bahwa salah satu Baja Tahan Karat tuang atau Besi Cor adalah paduan yang paling tepat, maka ini akan menghalangi penggunaan Die Casting.

Selain itu, perancang harus bekerja dalam parameter lain mengenai bahan yang sesuai untuk dipilih. Ini dapat mencakup biaya bahan, biaya produksi, berat produk akhir, ukuran produk, dan kisaran suhu yang dapat ditampung oleh bahan yang dipilih.

Besi

Besi tuang adalah kelompok paduan besi-karbon dengan kandungan karbon antara 2% – 4%, bersama dengan jumlah silikon dan mangan yang bervariasi dan sisa-sisa pengotor seperti belerang dan fosfor. Kegunaannya berasal dari suhu lelehnya yang relatif rendah. Konstituen paduan mempengaruhi warnanya ketika retak: besi cor putih memiliki kotoran karbida yang memungkinkan retakan melewatinya, besi cor abu-abu memiliki serpihan grafit yang membelokkan retakan yang lewat dan memulai retakan baru yang tak terhitung jumlahnya saat material pecah, dan besi cor ulet memiliki bola grafit "nodul" yang menghentikan retakan dari kemajuan lebih lanjut.

Permintaan Penawaran

Besi cor

Meskipun baja dan besi tuang mengandung jejak karbon dan tampak serupa, ada perbedaan signifikan antara kedua logam tersebut. Baja mengandung kurang dari 2% karbon, yang memungkinkan produk akhir memadat dalam struktur mikrokristalin tunggal. Kandungan karbon yang lebih tinggi dari besi cor berarti memadat sebagai paduan heterogen, dan karena itu memiliki lebih dari satu struktur mikrokristalin yang ada dalam material.

Besi abu-abu Ketika logam retak, retakan terjadi di sepanjang serpihan grafit, yang memberikan warna abu-abu pada permukaan logam yang retak. Nama besi abu-abu berasal dari karakteristik ini.
Besi abu-abu tidak ulet seperti bentuk besi cor lainnya dan kekuatan tariknya juga lebih rendah. Namun, ini adalah konduktor termal yang lebih baik dan memiliki tingkat redaman getaran yang lebih tinggi. Ini memiliki kapasitas redaman yang 20–25 kali lebih tinggi dari baja dan lebih unggul dari semua besi cor lainnya. Besi abu-abu juga lebih mudah dikerjakan daripada besi tuang lainnya, dan sifat ketahanan ausnya menjadikannya salah satu produk besi tuang dengan volume tertinggi.
Besi putih Ketika besi putih dicukur, permukaan yang retak tampak putih karena tidak adanya grafit. Struktur mikrokristalin sementit keras dan rapuh dengan kuat tekan tinggi dan ketahanan aus yang baik. Dalam aplikasi khusus tertentu, diinginkan untuk memiliki besi putih pada permukaan produk. Hal ini dapat dicapai dengan menggunakan konduktor panas yang baik untuk membuat bagian dari cetakan. Ini akan menarik panas keluar dari logam cair dengan cepat dari area tertentu, sementara sisa pengecoran mendingin pada tingkat yang lebih lambat.
Salah satu nilai besi putih yang paling populer adalah Ni-Hard Iron. Penambahan paduan kromium dan nikel memberikan produk ini sifat yang sangat baik untuk aplikasi abrasi geser berdampak rendah.
Besi lunak Besi putih dapat diproses lebih lanjut menjadi besi lunak melalui proses perlakuan panas. Program pemanasan dan pendinginan yang diperpanjang, menghasilkan pemecahan molekul besi karbida, melepaskan molekul grafit bebas ke dalam besi. Tingkat pendinginan yang berbeda, dan penambahan paduan, menghasilkan besi lunak dengan struktur mikrokristalin.
Besi ulet (Besi nodular) Besi ulet, atau besi nodular, memperoleh sifat khusus melalui penambahan magnesium ke dalam paduan. Kehadiran magnesium menyebabkan grafit terbentuk dalam bentuk spheroid yang bertentangan dengan serpihan besi abu-abu. Kontrol komposisi sangat penting dalam proses manufaktur. Sejumlah kecil pengotor seperti belerang dan oksigen bereaksi dengan magnesium, mempengaruhi bentuk molekul grafit. Nilai yang berbeda dari besi ulet dibentuk dengan memanipulasi struktur mikrokristalin di sekitar spheroid grafit. Ini dicapai melalui proses pengecoran, atau melalui perlakuan panas, sebagai langkah pemrosesan hilir.

Baja

Komposisi kimia baja tuang memiliki pengaruh yang signifikan pada sifat kinerja dan sering digunakan untuk mengklasifikasikan baja atau menetapkan penunjukan standar. Baja tuang dapat dipecah menjadi dua kategori besar — ​​baja tuang karbon dan baja tuang paduan.

  • Baja cor karbon dapat diklasifikasikan menurut kandungan karbonnya. Baja cor karbon rendah (0,2% karbon) relatif lunak dan tidak mudah diolah dengan panas. Baja cor karbon sedang (karbon 0,2-0,5%) agak lebih keras dan dapat diperkuat dengan perlakuan panas. Baja cor karbon tinggi (0,5% karbon) digunakan bila diinginkan kekerasan dan ketahanan aus maksimum.
  • Alloy steel is categorized as either low or high-alloy. Low-alloy cast steel (≤ 8% alloy content) behaves similarly to normal carbon steel, but with higher hardenability. High-alloy cast steel (> 8% alloy content) is designed to produce a specific property, such as corrosion resistance, heat resistance, or wear resistance.
Permintaan Penawaran

Baja Paduan (Termasuk Stainless Steel)

Paduan non-ferrous memiliki kemampuan mesin yang sangat baik, dan sebagian besar lebih ringan daripada keluarga besi, tetapi mereka tidak memiliki kekuatan dan ketangguhan yang dibutuhkan untuk banyak aplikasi berat.

Common high-alloy steels include stainless steel (> 10.5% chromium) and Hadfield’s manganese steel (11–15% manganese). The addition of chromium, which forms a passivation layer of chromium oxide when exposed to oxygen, gives stainless steel excellent corrosion resistance. The manganese content in Hadfield’s steel provides high strength and resistance to abrasion upon hard working.

304 Baja tahan karat austenitik dengan kandungan Ni lebih dari 8%, paduan food grade, dapat digunakan untuk mencetak komponen baja tahan karat baik untuk aplikasi rumah tangga maupun komersial. Ini adalah bahan pengecoran stainless steel yang paling banyak digunakan. 304 coran stainless steel dapat digunakan di lingkungan di mana udaranya kurang korosif.
316 Juga baja tahan karat austenitik dengan kandungan Ni lebih dari 10%. Untuk kandungan Ni yang lebih tinggi, 316 tuang baja tahan karat memiliki ketahanan korosi yang lebih baik daripada 304 tuang baja tahan karat. Coran stainless steel seperti itu lebih cocok untuk lingkungan laut dengan kondisi udara yang relatif keras atau bahan kimia perlu dihubungi.
304L / 316L Sifat mekanik yang dekat dengan 304 dan 316 bahan. L mewakili kandungan karbon yang lebih rendah, yang membuat material lebih ulet, memiliki kinerja pengelasan yang baik, dan memiliki ketahanan korosi yang lebih andal. Harganya lebih tinggi dari bahan dari kelas yang sama.
410 & 416 Seri 400 milik baja tahan karat martensit, yang ditandai dengan kekuatan tinggi, kinerja pemrosesan yang baik dan kekerasan perlakuan panas yang tinggi, dan tidak mengandung Ni, sehingga ketahanan korosinya lemah.
17-4 PH 17-4 termasuk dalam baja tahan karat martensit dengan kandungan Ni 3% -5% dan ketahanan korosi yang baik. Ini memiliki kekuatan tertinggi dalam seri stainless steel dan biasanya digunakan untuk produk dan komponen yang tidak rentan terhadap deformasi.
2205 Baja tahan karat dupleks 2205 adalah baja tahan karat komposit yang terdiri dari 22% kromium, 2,5% molibdenum dan 4,5% nikel-nitrogen. Ini memiliki kekuatan tinggi, ketangguhan impak yang baik dan ketahanan keseluruhan dan lokal yang baik terhadap korosi tegangan.

Aluminium

Salah satu manfaat paling signifikan dari pengecoran aluminium adalah menciptakan bagian yang lebih ringan—dengan lebih banyak opsi penyelesaian permukaan daripada paduan cor lainnya. Tentu saja, banyak insinyur memilihnya karena bahannya mudah dikerjakan dan dipotong. Selain itu, aluminium cor serbaguna, tahan korosi; itu mempertahankan stabilitas dimensi tinggi dengan dinding tipis dan dapat digunakan di hampir semua industri.

Permintaan Penawaran

Paduan Aluminium

Ada delapan paduan aluminium yang berbeda, yang diberi nomor dari satu sampai delapan. Tiga angka pertama menunjukkan paduan dengan aluminium yang telah digabungkan. Untuk paduan casting, desimal ditempatkan di antara digit ketiga dan keempat dengan angka keempat yang menunjukkan bentuk produk. Sebagai indikator tambahan, masing-masing paduan diberi angka retak, korosi, finishing, dan penyambungan dari satu sampai lima dengan satu yang terbaik dan lima untuk yang terburuk. Paduan seri 1000 memiliki peringkat satu di semua kategori sementara seri 8000 memiliki peringkat lima di semua kategori.

1000 Seri Seri 1000 adalah paduan paling murni dengan kandungan aluminium 99%. Ini lembut dan ulet dengan kemampuan kerja yang sangat baik. Seri 1000 dapat bertahan dalam pembentukan ekstrim karena mengeras perlahan. Ini mudah dilas dan berkinerja baik selama pemrosesan.
Seri 2000 Seri 2000 dicampur dengan tembaga yang mengandung 2% hingga 10% tembaga dan sedikit tambahan elemen lainnya. Tembaga meningkatkan kekuatan dan kekerasan aluminium tetapi mengurangi keuletan dan ketahanan korosinya. Seri 2000 sulit untuk dilas tetapi dapat dirawat dengan panas.
3000 Seri Elemen paduan utama untuk seri 3000 adalah mangan. Kombinasi mangan dengan aluminium memiliki ketahanan korosi yang baik tetapi cukup kuat. Ini adalah paduan aluminium non-diperkuat yang telah dipanaskan. Manfaat utama dari seri 3000 adalah kepadatannya yang rendah, plastisitas dan kemampuan las yang baik, ketahanan terhadap korosi, keuletan, dan permukaan akhir yang sangat halus.
Seri 4000 Seri 4000 dicampur dengan silikon, yang memberikan paduan titik leleh rendah dan meningkatkan fluiditasnya. Ini adalah salah satu paduan casting yang lebih populer karena kemudahan pembentukannya dalam keadaan cair. Seri 4000 digunakan sebagai pengisi las dan mematri.
Seri 5000 Seri 5000 dicampur dengan magnesium , yang memberikan kekuatan tarik dan kemampuan bentuk yang luar biasa. Ini diklasifikasikan sebagai lembaran kekuatan tinggi dan paduan pelat dengan kemampuan las yang tinggi. Preferensi seri 5000 untuk aplikasi lembaran logam adalah karena ketahanannya terhadap asam dan korosi alkali. Karakteristik ini membuat seri 5000 dapat beradaptasi dengan lingkungan yang tidak bersahabat.
6000 Seri Seri 6000 dicampur dengan magnesium dan silikon, yang memberikan kekuatan paduan, sifat mekanik, dan ketahanan terhadap korosi. Beberapa versi seri 6000 digabungkan dengan seri 4000 dan 5000 untuk menyempurnakan properti seri 6000. Pemrosesan seri 6000 membutuhkan peralatan berteknologi canggih khusus, yang rumit dan mahal. Ditambah dengan ketahanan korosi dan oksidasi yang sangat baik adalah kemudahan yang dapat dilapisi dan dirawat serta kemampuan kerjanya.
Seri 7000 Seri 7000 paduan aluminium adalah paduan yang terkuat dan paling tangguh dengan faktor kekuatan dua pertiga dari baja kelas industri A3. Karena kekerasannya yang tinggi, seri 7000 memiliki ketahanan aus yang luar biasa, sifat mekanik yang baik, dan reaksi anoda. Ini sangat ideal untuk casting bagian yang diperlukan untuk menanggung banyak tekanan seperti komponen pesawat. Seng adalah paduan aluminium 7000, yang membantu meningkatkan kekerasannya meskipun seng memiliki kekerasan yang sama dengan aluminium pada skala Mohs.
Seri 8000 Paduan utama dari seri 8000 adalah timah dengan sejumlah kecil tembaga dan nikel. Meskipun paduan ini memiliki kekuatan yang rendah, ia memiliki kemampuan mesin yang sangat baik dan ketahanan aus. Konfigurasi paduan untuk seri 8000 berubah sesuai dengan bagaimana produk yang akan diproduksi akan digunakan. Konfigurasinya menentukan kinerja suhu, kepadatan, dan kekakuan logam.

Tembaga

Paduan tembaga cor memiliki kekuatan tarik dan tekan yang tinggi, memiliki kualitas keausan yang baik saat mengalami kontak logam-ke-logam, mudah dikerjakan, memiliki konduktivitas termal dan listrik yang baik, dan ketahanan korosi yang tinggi untuk memaksimalkan kinerja produk. Ini paling banyak digunakan di bidang seni rupa.

Karena mudah dicor, memiliki sejarah panjang keberhasilan penggunaan, tersedia dari banyak sumber, dapat mencapai berbagai sifat fisik dan mekanik dan mudah dikerjakan, dibrazing, disolder, dipoles atau disepuh.

Permintaan Penawaran

Pengecoran Paduan Tembaga

Tembaga murni sangat sulit untuk dicor serta rentan terhadap retak permukaan, masalah porositas, dan pembentukan rongga internal. Karakteristik pengecoran tembaga dapat ditingkatkan dengan penambahan sejumlah kecil elemen termasuk berilium, silikon, nikel, timah, seng, kromium dan perak.

Paduan tembaga cor digunakan untuk aplikasi seperti bantalan, busing, roda gigi, alat kelengkapan, badan katup, dan komponen lain-lain untuk industri pemrosesan kimia. Paduan ini dituangkan ke dalam berbagai jenis coran seperti pasir, cangkang, investasi, cetakan permanen, pasir kimia, sentrifugal, dan die casting.

kuningan Kuningan adalah paduan tembaga di mana seng adalah tambahan paduan utama.
Kuningan juga dapat mengandung timbal, timah, mangan, dan silikon dalam jumlah tertentu.
Semakin rendah kandungan seng dalam paduan tembaga-timah-(timbal)-seng, semakin terlihat seperti tembaga, atau "merah".
Perunggu Istilah "perunggu" awalnya mengacu pada paduan di mana timah adalah elemen paduan utama.
Perunggu timah menawarkan ketahanan korosi yang sangat baik, kekuatan yang cukup tinggi dan ketahanan aus yang baik. Digunakan pada bantalan lengan, mereka aus dengan sangat baik terhadap baja.
Monel/ Cupronickel Perunggu nikel-timah dicirikan oleh kekuatan sedang dan ketahanan korosi yang sangat baik, terutama di media berair. Salah satu anggota keluarga ini, C94700, dapat dikeraskan karena usia hingga kekuatan tarik tipikal setinggi 75 ksi (517 MPa). Ketahanan aus sangat baik. Seperti perunggu timah, perunggu nikel-timah digunakan untuk bantalan, tetapi paduan serbaguna ini lebih sering digunakan sebagai komponen katup dan pompa, roda gigi, garpu pemindah, dan bagian pemutus sirkuit.