Magnesium (Mg) Treatment Pada Cairan Logam

Halo sobat Logam Ceper, apakah ada yang tau kenapa FCD (Besi Cor Nodular) mempunyai grafit bulat? Ya, karena material FCD mengalami proses Mg Treatment. Apa itu Mg Treatment? Simak penjelasannya dibawah ini ya sobat.

Pada pengolahan besi cor kelabu, proses inokulasi bertujuan untuk meningkatkan jumlah inti pembekuan, mengurangi under cooling, dan menurunkan pembentukan putih (ledeburit). Kandungan yang terkandung pada inokulan adalah ferrosilikon (FeSi) grafit yang terbentuk pada besi cor kelabu (gray cast iron) berbentuk serpih atau lamelar.

Besi cor nodular atau ferro casting ductile iron merupakan perkembangan dari besi cor kelabu dan masuk dalam kelas besi cor, jenis besi cor ini sekarang banyak digunakan sebagai bahan pengganti baja untuk komponen-komponen mesin pertanian, otomotif, konstruksi dan lain-lain. Hal ini dikarenakan sifat fisik dan mekanik yang dimiliki hampir menyamai sifat-sifat yang dimiliki oleh baja karbon baik dari segi kekuatan tarik, kemuluran maupun keuletannya. Sifat-sifat dari FCD ini timbul akibat dari adanya pengaruh mikrostruktur, dimana FCD memiliki grafit berbentuk bulat.

Dalam pembuatan FCD, untuk memperoleh grafit berbentuk bulat, bisa menambahkan unsur Magnesium (Mg) kedalam cairan logam didalam ladel treatment. Magnesium murni memiliki titik didih rendah dan tekanan uap tinggi. Pencampuran magnesium secara langsung kedalam cairan logam besi selain tidak ekonomis juga sangat berbahaya karena akan menghasilkan ledakan yang sangat kuat selama proses treatment berlangsung. Hasilnya, proses penyebaran grafit kurang merata karena banyak unsur magnesium yang hilang. Oleh karena itu, pembulatan grafit menggunakan paduan magnesium (FeSiMg) dengan kandungan Mg kurang lebih 20%.

Jadi Mg treatment adalah proses pencampuran paduan Fe-Si-Mg kedalam cairan logam untuk menghasilkan graphite bulat.

Faktor yang mempengaruhi proses pembulatan / nodularisasi

• Unsur Ca, Al, Sr dan S adalah unsur yang terdapat dalam cairan besi, sulfur atau belerang akan berpengaruh terhadap penurunan temperatur cairan, dan akan mengikat magnesium dalam bentuk sulfid, sehingga kandungan ini dibatasi maksimal 0,02%. Kandungan Ca, Al dan Sr perlu dibatasi karena unsur tersebut akan saling mencegah pengintian dan akan menyebabkan cacat lubang-lubang pada coran.
• Lama proses nodularisasi dan metode pencampuran pada pembulatan grafit memegang peran penting terhadap kualitas coran yang dihasilkan. Proses nodularisasi akan mencapai optimal pada waktu 20 detik. Semakin lama proses nodularisasi tingkat efektifitasnya akan menurun. Bisa diperhatikan pada grafik dibawah ini ya sobat.

Proses Mg treatment dilakukan dalam bentuk unsur paduan Fe-Si-Mg, pada proses pelaksanaannya ditutup dengan skrap baja karbon rendah. Hal ini dilakukan guna mencegah penurunan temperatur akibat reaksi Mg, sehingga proses penyebaran grafit berlangsung secara homogen dan proses nodularisasi berjalan dengan optimal.

Metode Pencampuran Mg Treatment Pada Cairan Logam

Ada beberapa metode pencampuran paduan Fe-Si-Mg atau Mg treatment yaitu:

• Lonceng Celup

Pencampuran ini dilakukan dalam ladel dengan bantuan lonceng celup. Lonceng ini terbuat dari keramik yang memiliki ketahanan panas tinggi yang dipasangkan pada sebuah batang baja. Didalam lonceng diletakan paduan Fe-Si-Mg kemudian dicelupkan kedalam cairan.

• Metode Sandwich

Proses pencampuran menggunakan metode sandwich dilakukan dalam ladel yang dimana dasar ladel dibuat cekung yang nantinya digunakan untuk meletakan paduan Fe-Si-Mg. Diatas paduan Fe-Si-Mg diletakan potongan skrap baja yang diharapkan akan menahan Mg agar tidak mengambang saat cairan dimasukan kedalam ladel. Dalam metode ini harus diperhatikan metode penuangan cairan kedalam ladel tidak langsung mengarah ke paduan, tetapi penuangan dimulai dari pinggir ladel kemudian cairan akan mengalir dan memenuhi cekungan, sedikit demi sedikit akan melebur skrap baja kemudian setelahnya akan bereaksi dengan paduan Fe-Si-Mg.

• Metode Permukaan

Dengan menggunakan metode permukaan, paduan Fe-Si-Mg ditambahkan pada permukaan cairan logam pada saat cairan dituangkaan kedalam ladel treatment yang permukaannya diberi tutup. Hal ini dimaksudkan untuk menjaga reaksi Mg treatment agar tidak memancar keluar.

• Proses Vortex

Vortex adalah teknik pembulatan grafit yang mana proses pencampuran logam cair dengan paduan Fe-Si-Mg terjadi secara tangensial di dalam suatu saluran spiral (vortex) yang tertutup. Logam cair dialirkan di dalam ladel bersamaan dengan unsur paduan. Selama logam mengalir diharapkan berlangsung proses pencampuran serta reaksi yang optimal serta homogen antara cairan logam dengan paduan Fe-Si-Mg, sehingga campuran cairan logam tertampung di dalam ladel tuang sudah tidak terjadi reaksi.

Jika dilihat dari banyaknya teknik metode Mg Treatment, dalam pelaksanannya pemilihan metode harus didasari banyak faktor, diantaranya: efisiensi, efektifitas, distribusi penyebaran serta bentuk grafit yang dihasilkan nantinya. Tentu saja diperlukan banyak uji coba untuk memilih metode yang tepat, sehingga menghasilkan produk yang berkualitas. Seperti quotes berikut ini “Usaha tidak akan mengkhianati hasil”.

Oke sobat Logam Ceper, itu dia pembahasan tentang Mg treatment pada cairan logam beserta metode pencampurannya. Jika ada pertanyaan, silahkan tulis di kolom komentar atau hubungi langsung Team Logam Ceper ya.

Penulis: Asep Muhamad | Editor: Tri Rahayu