Apa itu Moulding Sand?- Jenis Dan Properti
Apa itu Pasir Cetakan?
Pasir cetakan, juga dikenal sebagai pasir pengecoran, adalah pasir yang ketika dibasahi dan dikompresi atau diminyaki atau dipanaskan cenderung untuk berkemas dengan baik dan mempertahankan bentuknya. Ini digunakan dalam proses pengecoran pasir untuk menyiapkan rongga cetakan.
Bahan baku utama yang digunakan dalam pencetakan adalah pasir cetak karena memberikan beberapa karakteristik utama yang mungkin tidak diperoleh dari bahan lain. Pasir cetak didefinisikan sebagai partikel granular yang dihasilkan dari pemecahan batuan, karena aksi kekuatan alam, seperti embun beku, angin, hujan, panas, dan arus air. Batuan memiliki komposisi yang kompleks dan pasir mengandung sebagian besar unsur batuan.
Karena alasan ini, pasir cetak sangat berbeda di berbagai belahan dunia. Di alam, ditemukan di dasar dan tepi sungai dan danau. Pasir cetak diklasifikasikan ke dalam kategori yang berbeda sesuai dengan sifat asalnya.
Konstituen utama pasir cetak adalah sebagai berikut:
- Silika (SiO2)—86 hingga 90%,
- Alumina (Al2O3)—4 hingga 8%,
- Oksida besi (Fe2O3)—2 hingga 5% dengan jumlah oksida Ti yang lebih kecil,
- Mn
- Ca, dan beberapa senyawa basa.
Pasir Alami/Pasir Hijau
Itu juga disebut pasir hijau dan dikumpulkan dari sumber daya alam. Ini berisi air sebagai satu-satunya pengikat. Ini memiliki keuntungan mempertahankan kadar air untuk waktu yang lama, memiliki rentang kerja kadar air yang luas, memungkinkan penambalan dan penyelesaian cetakan yang mudah.
Greensand adalah agregat pasir, tanah liat bentonit, batu bara bubuk, dan air. Penggunaan utamanya adalah dalam pembuatan cetakan untuk pengecoran logam. Porsi terbesar dari agregat selalu pasir, yang seringkali merupakan campuran seragam dari suatu bentuk silika.
Ada banyak resep untuk proporsi tanah liat, tetapi semuanya menghasilkan keseimbangan yang berbeda antara kemampuan cetakan, permukaan akhir, dan kemampuan logam cair panas untuk menghilangkan gas. Batubara biasanya disebut sebagai batubara laut, yang hadir pada rasio kurang dari 5%, sebagian terbakar di permukaan logam cair yang menyebabkan pelepasan gas dari uap organik.
Pengecoran pasir adalah salah satu bentuk pengecoran paling awal yang dipraktikkan karena kesederhanaan bahan yang terlibat. Itu masih tetap menjadi salah satu cara termurah untuk melemparkan logam karena kesederhanaan yang sama. Metode pengecoran lainnya, seperti yang menggunakan coquille, memiliki kualitas permukaan akhir yang lebih tinggi tetapi memiliki biaya yang lebih tinggi.
Greensand (seperti pasir pengecoran lainnya) biasanya ditempatkan di tempat yang oleh pekerja pengecoran disebut sebagai "termos", yang tidak lain adalah kotak tanpa bagian bawah atau penutup. Kotak itu dibagi menjadi dua bagian yang ditumpuk bersama saat digunakan. Bagiannya masing-masing disebut sebagai cope dan drag flask.
Tidak semua Greensand berwarna hijau. Tetapi dianggap "hijau" dalam arti digunakan dalam keadaan basah (mirip dengan kayu hijau). Menurut situs web Cast Metals Federation, metode pengecoran alternatif adalah mengeringkan pasir yang dicetak dengan panas sebelum menuangkan logam cair. Proses pengecoran pasir kering ini menghasilkan cetakan yang lebih kaku dan lebih cocok untuk pengecoran yang lebih berat.
Pasir Sintetis
Ini adalah pasir buatan yang diperoleh dengan mencampur pasir yang relatif bebas tanah liat, pengikat (air dan bentonit), dan bahan lainnya sesuai kebutuhan. Pasir lebih baik dicetak karena sifatnya dapat dengan mudah dikontrol dengan memvariasikan kandungan campurannya.
Komposisi pasir sintetis hijau untuk coran baja adalah sebagai berikut.
Pasir silika baru — 25%, pasir lama — 70%, Bentonit — 1,5%, Dextrine — 0,25%, dan kelembapan — 3 hingga 3,5%.
Komposisi pasir sintetis kering untuk coran baja adalah sebagai berikut.
Pasir silika bersih — 15%, pasir tua 84%, Bentonit — 0,5%, dan kelembapan — 0,5%.
Selain itu, ada beberapa jenis pasir khusus seperti Zirkonit, Olivin, dll. Pasir khusus ini lebih mahal daripada silika dan oleh karena itu, hanya digunakan jika penggunaannya dibenarkan.
Jenis Pasir Cetakan
Pasir cetak juga dapat diklasifikasikan ke dalam berbagai jenis menurut penggunaannya yaitu backing sand, core sand, dry sand, facing sand, green sand, loam sand, parting sand, system sand.
1. Backing sand atau pasir lantai
Backing sand atau pasir lantai digunakan untuk mencadangkan pasir yang menghadap dan digunakan untuk mengisi seluruh volume labu cetakan. Backing sand kadang-kadang disebut pasir hitam karena sudah tua, pasir cetak yang digunakan berulang kali berwarna hitam karena penambahan debu batu bara dan terbakar saat bersentuhan dengan logam cair.
2. Pasir inti
Pasir inti digunakan untuk membuat inti dan kadang-kadang juga dikenal sebagai pasir minyak. Pasir inti adalah pasir silika yang sangat kaya yang dicampur dengan pengikat minyak seperti minyak inti yang terdiri dari minyak biji rami, resin, minyak mineral ringan, dan bahan pengikat lainnya. Pitch atau tepung dan air juga dapat digunakan dalam inti besar demi ekonomi.
3. Pasir kering
Pasir hijau yang telah dikeringkan atau dipanggang dalam oven yang sesuai setelah pembuatan cetakan dan inti disebut pasir kering. Ini memiliki lebih banyak kekuatan, kekakuan, dan stabilitas termal. Pasir kering terutama digunakan untuk coran yang lebih besar. Cetakan yang dibuat di pasir ini dikenal sebagai cetakan pasir kering.
4. Menghadapi pasir
Menghadapi pasir membentuk wajah cetakan. Itu berada di sebelah permukaan pola dan bersentuhan dengan logam cair ketika cetakan dituangkan. Pelapisan awal di sekitar pola dan karenanya untuk permukaan cetakan diberikan dengan pasir menghadap. Menghadapi pasir memiliki kekuatan refraktori yang tinggi. Pasir hadap terbuat dari pasir silika dan tanah liat, tanpa menggunakan pasir bekas.
Berbagai bentuk karbon digunakan dalam menghadapi pasir untuk mencegah logam terbakar ke dalam pasir. Campuran pasir hadap untuk pasir hijau dari besi tuang dapat terdiri dari 25% segar dan disiapkan khusus dan 5% batubara laut.
Mereka kadang-kadang dicampur dengan pasir cetak halus 6-15 kali lebih banyak untuk membuat permukaan. Lapisan pasir hadap dalam cetakan biasanya berkisar antara 20-30 mm. Dari 10 hingga 15% dari seluruh jumlah pasir cetak adalah pasir yang menghadap.
5. Pasir Hijau
Greensand juga dikenal sebagai pasir temper atau alami yang merupakan campuran pasir silika yang baru disiapkan dengan tanah liat 18 hingga 30%, memiliki kadar air 6 hingga 8%. Tanah liat dan air melengkapi ikatan untuk pasir hijau. Ini halus, lembut, ringan, dan berpori.
Greensand lembap saat diremas di tangan dan mempertahankan bentuk dan kesan yang diberikan di bawah tekanan. Cetakan yang dibuat dengan pasir ini tidak memerlukan backing dan karenanya dikenal sebagai cetakan pasir hijau.
Greensand mudah didapat dan harganya murah. Greensand umumnya digunakan untuk produksi coran besi dan non-besi.
6. Pasir lempung
Pasir lempung adalah campuran pasir dan tanah liat dengan air menjadi pasta plastik tipis. Pasir lempung memiliki kandungan liat yang tinggi sebanyak 30-50% dan kandungan air 18%. Pola tidak digunakan untuk cetakan lempung dan bentuk diberikan pada cetakan dengan sapuan. Pasir lempung terutama digunakan untuk cetakan lempung yang digunakan untuk pengecoran besi abu-abu besar.
7. Pasir perpisahan
Parting sand tanpa binder dan moisture digunakan untuk menjaga agar pasir hijau tidak menempel pada pola dan juga untuk memungkinkan pasir ke permukaan parting coping dan drag untuk memisahkan tanpa menempel. Parting sand adalah pasir silika bebas tanah liat yang memiliki fungsi yang sama seperti parting dust.
8. Pasir sistem
Dalam pengecoran mekanis di mana pencetakan mesin digunakan. Pasir sistem digunakan untuk mengisi seluruh labu cetakan. Dalam unit persiapan dan penanganan pasir mekanis, pasir menghadap tidak digunakan. Pasir bekas dibersihkan dan diaktifkan kembali dengan penambahan air dan bahan tambahan khusus.
Ini dikenal sebagai pasir sistem. Karena seluruh cetakan terbuat dari pasir sistem ini, sifat-sifat seperti kekuatan, permeabilitas, dan refraktori pasir cetakan harus lebih tinggi daripada pasir pendukung.
Sifat Cetakan pasir
Sifat dasar yang dibutuhkan dalam pasir cetak dan pasir inti adalah kelengketan, kohesivitas, kolaps, kemampuan mengalir, kekuatan kering, kekuatan hijau, permeabilitas, refraktori yang dijelaskan seperti di bawah.
1. Daya rekat
Daya lekat adalah sifat pasir cetak untuk menempel atau melekat pada benda asing seperti menempelkan pasir cetak dengan dinding bagian dalam kotak cetakan.
2. Kekompakan
Kekohesifan adalah sifat dari pasir cetak dimana partikel butiran pasir berinteraksi dan menarik satu sama lain di dalam pasir cetak. Dengan demikian, kemampuan pengikatan pasir cetak ditingkatkan untuk meningkatkan sifat kekuatan hijau, kering dan panas dari pasir cetak dan inti.
3. Dapat dilipat
Setelah logam cair dalam cetakan menjadi padat, cetakan pasir harus dapat dilipat sehingga terjadi kontraksi bebas dari logam dan ini secara alami akan menghindari robek atau retaknya logam yang berkontraksi. Dengan tidak adanya properti collapsibility, kontraksi logam terhalang oleh cetakan dan dengan demikian mengakibatkan robekan dan retakan pada casting. Properti ini sangat dibutuhkan dalam core.
4. Kekuatan kering
Segera setelah logam cair dituangkan ke dalam cetakan, uap air di lapisan pasir yang berdekatan dengan logam panas akan menguap dan lapisan pasir kering ini harus memiliki kekuatan yang cukup untuk bentuknya untuk menghindari erosi dinding cetakan selama aliran logam cair. Kekuatan kering juga mencegah pembesaran rongga cetakan yang disebabkan oleh tekanan metalostatik dari logam cair.
5. Kemampuan mengalir atau plastisitas
Flowability atau plastisitas adalah kemampuan pasir untuk dipadatkan dan berperilaku seperti fluida. Ini akan mengalir secara merata ke semua bagian pola saat menabrak dan mendistribusikan tekanan serudukan secara merata ke segala arah.
Umumnya, partikel pasir menolak bergerak di sekitar sudut atau proyeksi. Secara umum, kemampuan mengalir meningkat dengan penurunan kekuatan hijau dan sebaliknya. Flowability meningkat dengan penurunan ukuran butir pasir. Daya alir juga bervariasi dengan kelembaban dan kandungan liat di pasir.
6. Kekuatan hijau
Pasir hijau setelah air dicampur ke dalamnya, harus memiliki kekuatan dan ketangguhan yang cukup untuk memungkinkan pembuatan dan penanganan cetakan. Untuk ini, butiran pasir harus bersifat perekat, yaitu, mereka harus mampu menempel pada tubuh lain dan. oleh karena itu, butiran pasir yang memiliki daya rekat tinggi akan menempel di sisi kotak cetakan.
Juga, butiran pasir harus memiliki sifat yang dikenal sebagai kohesivitas yaitu kemampuan butiran pasir untuk menempel satu sama lain. Berdasarkan sifat ini, pola dapat dikeluarkan dari cetakan tanpa merusak cetakan, dan juga erosi permukaan dinding cetakan tidak terjadi selama aliran logam cair.
Kekuatan hijau juga tergantung pada bentuk dan ukuran butir, jumlah dan jenis tanah liat dan kadar air.
7. Permeabilitas
Permeabilitas juga disebut sebagai porositas pasir cetakan untuk memungkinkan keluarnya udara, gas atau uap air yang ada atau dihasilkan dalam cetakan ketika logam cair dituangkan ke dalamnya. Semua gas yang dihasilkan selama proses penuangan dan pemadatan harus keluar jika tidak, pengecoran menjadi rusak.
Permeabilitas merupakan fungsi dari ukuran butir, bentuk butir, dan kandungan air dan liat pada pasir cetak. Tingkat serudukan pasir secara langsung mempengaruhi permeabilitas cetakan. Permeabilitas cetakan dapat lebih ditingkatkan dengan ventilasi menggunakan batang ventilasi.
8. Sifat tahan api
Refractoriness didefinisikan sebagai kemampuan pasir cetak untuk menahan suhu tinggi tanpa rusak atau melebur sehingga memudahkan untuk mendapatkan pengecoran suara. Ini adalah karakteristik yang sangat penting dari pasir cetak. Refractoriness hanya dapat ditingkatkan sampai batas tertentu.
Pasir cetakan dengan refraktori yang buruk dapat terbakar ke permukaan pengecoran dan tidak ada permukaan pengecoran yang halus dapat diperoleh. Tingkat refraktori tergantung pada SiO2 yaitu, kandungan kuarsa, dan bentuk serta ukuran butir partikel.
Semakin tinggi kandungan SiO2 dan semakin kasar komposisi volumetrik butir maka semakin tinggi refraktori pasir cetak dan pasir inti. Refractoriness diukur dengan titik sintering pasir daripada titik lelehnya.
9. Sifat lain-lain dari pasir cetak
Selain persyaratan di atas, pasir cetakan tidak boleh menempel pada pengecoran dan tidak boleh bereaksi secara kimia dengan logam. Pasir cetak perlu ekonomis murah dan mudah tersedia di alam. Itu harus dapat digunakan kembali karena alasan ekonomi. Koefisien ekspansi termalnya harus cukup rendah.