pengecoran logam

122
BAB I PENGUJIAN KADAR AIR PASIR CETAK I.1. Tujuan Pengujian Tujuan yang hendak dicapai dari pengujian ini adalah: 1. Agar praktikan mengetahui besar prosentase kadar air yang terdapat dalam pasir. 2. Agar praktikan memahami dan mampu melakukan pengujian kadar air pasir cetak. I.2. Pelaksanaan Pengujian I.2.1. Alat dan Bahan yang Digunakan 1. Moisture Analyzer Alat ini digunakan untuk mengukur kandungan kadar air pasir cetak. Merk : Sartorius Voltase : 100 – 120 / 220 – 290 VAC Model : MA 30 Frekuensi : 50 – 60 Hz Arus : 3,3 A / 1,6 A Gambar I.1 : Moisture Analyzer Sumber : Buku Petunjuk Pemakaian Alat 2. Timbangan Elektrik 1

Upload: rdying

Post on 10-Aug-2015

192 views

Category:

Documents


9 download

DESCRIPTION

laporan praktikum pengecoran logam Universitas Brawijaya

TRANSCRIPT

Page 1: pengecoran logam

BAB I

PENGUJIAN KADAR AIR PASIR CETAK

I.1. Tujuan Pengujian

Tujuan yang hendak dicapai dari pengujian ini adalah:

1. Agar praktikan mengetahui besar prosentase kadar air yang terdapat dalam

pasir.

2. Agar praktikan memahami dan mampu melakukan pengujian kadar air pasir

cetak.

I.2. Pelaksanaan Pengujian

I.2.1. Alat dan Bahan yang Digunakan

1. Moisture Analyzer

Alat ini digunakan untuk mengukur kandungan kadar air pasir cetak.

Merk : Sartorius Voltase : 100 – 120 / 220 – 290 VAC

Model : MA 30 Frekuensi : 50 – 60 Hz

Arus : 3,3 A / 1,6 A

Gambar I.1 : Moisture Analyzer

Sumber : Buku Petunjuk Pemakaian

Alat

2. Timbangan Elektrik

Alat ini digunakan untuk menimbang berat pasir cetak sebelum dan

sesudah diukur kandungan kadar airnya.

Spesifikasi alat :

Merk : Melter

Type : PJ 3000

Frekuensi : 50 – 60 Hz

Voltase : 100 – 120 V 80 mA / 200 – 240 V 45 mA

1

Page 2: pengecoran logam

Gambar I.2 : Timbangan Elektrik

Sumber : Buku Petunjuk Pemakaian

Alat

3. Cawan

Alat ini digunakan untuk tempat specimen.

Bahan yang digunakan dalam pengujian ini adalah pasir cetak yang terdiri dari

pasir silica dan pengikat seberat 20 gr

I.2.2. Urutan Kerja

Urutan kerja dalam pengujian ini adalah :

1. Ambil pasir cetak kemudian timbanglah seberat 25 gram sebanyak 5 buah

sebagai specimen.

2. Letakkan specimen pasir cetak dalam cawan specimen.

3. Masukkan cawan pertama ke dalam alat penentu kelembaban kemudian

panaskan pada suhu 120 OC selama 10 menit.

4. Catat kandungan kadar air yang terbaca pada alat pengukur.

5. Ukurlah berat akhir pasir cetak setelah dikeringkan pada timbangan elektrik

dan catat hasilnya.

6. Ulangi langkah 3, 4, dan 5 untuk cawan berikutnya.

2

Page 3: pengecoran logam

I.3. Data Hasil Pengujian dan Perhitungan

I.3.1. Data Hasil Pengujian Kadar Air

Tabel 1.1. Data Hasil Pengujian Kadar Air

Tabel 1.2. Hasil Perhitungan

Perhitungan Statistika

Kadar air rata-rata ( )

Simpangan baku ( )

Simpangan baku rata-rata ( )

3

No Berat Spesimen Awal Berat Spesimen Akhir Kadar Air( gram ) ( gram ) ( % )

1 25 23,62 5,522 25 23,96 5,443 25 24,21 4,974 25 24,03 5,445 25 23,71 5,15

No Berat Awal Berat Akhir % Kadar Air ( X - x ) ( X - x )^2( gram ) ( gram ) ( X )

1 25 23,62 5,52 0,2160 0,04672 25 23,96 5,44 0,1360 0,01853 25 24,21 4,97 -0,3340 0,11164 25 24,03 5,44 0,1360 0,01855 25 23,71 5,15 -0,1540 0,0237

Jumlah 125 119,52 26,52 0 0,2189

Page 4: pengecoran logam

Kesalahan relatif (Kr)

= Kr x 100%

=0.0198 x 100%

=1.98% diambil =5%

Dengan db =n-1

=5-1

=4

Sehingga

-

5.304 - < x < 5.304 +

5.0125 < x < 5.5954

Jadi dari hasil pengujian yang dilakukan kadar air yang terkandung dalam

pasir cetak sesuai dengan interval penduga yaitu 5.0125<X<5.5954

4

Page 5: pengecoran logam

I.4. Pembahasan

I.4.1) Kadar Air

Kadar air adalah air yang terkandung di dalam pasir cetak dan dirumuskan

dengan selisih berat awal dengan berat akhir pasir cetak setelah diberi

perlakuan panas dibagi dengan berat awal dan dinyatakan dalam bentuk

persen.

Kadar air (%) = x 100 %

I.4.2) Fungsi Air (Aktifaktor)

Air berfungsi untuk mengaktifkan daya ikat lempung sehingga dapat

digunakan untuk mengikat pasir cetak. Besar kadar air tergantung pada

lempung yang akan mengikat pasir cetak, yaitu berkisar (1,5 – 8) % (Richard

W.H principle metal casting).

I.4.3) Macam-macam Air

a) Air Bebas

Air bebas adalah air yang mengisi celah-celah antara butiran pasir yang

akhirnya menguap pada waktu pasir tersebut dipanaskan.

b) Air Ikat

Air ikat adalah air yang terikat pada lempung dan bila dipanaskan terus

menerus akan menguap.

I.4.4) Faktor yang Mempengaruhi Kadar Air

a) Waktu pemanasan

Dengan semakin lama waktu pemamanasan, maka kadar air yang

menguap semakin besar sehingga kadar air dalam pasir cetak akan berkurang.

Hal ini disebabkan karena air yang ada dalam pasir cetak akan menguap

seiring naiknya suhu pemanasan dengan laju penguapan tertentu dan akan

mencapai kelajuan yang konstan pada suatu waktu di mana kadar air dalam

pasir telah habis menguap. Pada pengujian kadar air ini kita menggunakan

waktu pemanasan selama 10 menit.

5

Page 6: pengecoran logam

b) Temperatur pemanasan

Air akan menguap setelah temperatur pemanasan mencapai titik uap air

(100ºC). Jika temperatur dinaikkan lagi maka akan semakin banyak air yang

menguap. Jadi, semakin tinggi temperatur pemanasan, maka kadar air yang

diuapkan akan makin besar. Pada pengujian kadar air ini kita menggunakan

temperatur pemanasan 120 oC.

c) Luas penampang

Laju penguapan dipengaruhi oleh luas penampang benda yang

menguap. Semakin besar luas penampang permukaan butiran pasir cetak maka

luas penampang penguapan semakin besar pula sehingga penguapan yang

terjadi besar.

d) Ukuran dan dimensi butir

Gambar 1.3 : Bentuk Butir-Butir Dari Pasir Cetak

Sumber : Tata Surdia, Teknik Pengecoran Logam, hal 110

Ukuran butir pasir yang semakin besar maka kadar air yang terdapat akan

semakin banyak .Sedangkan untuk ukuran butir pasir yang kecil kadar air yang

terkandung lebih sedikit.

Pada butir pasir berukuran bulat mempunyai kadar air paling sedikit karena

luas permukaannya kecil jadi air bebas yang mengisi celah-celah antara butiran

antar pasir lebih sedikit. Berbeda dengan butiran pasir yang berdimensi

kristsal,sudut dan setengah sudut rongga antar pasir lebih besar sehingga air yang

mengisi celah-celah antar butirannya semakin banyak. Hal ini akan menyebabkan

penguapan yang terjadi lebih banyak dibandingkan dengan butir pasir yang bulat.

e) Kelembaban

Semakin tinggi kelembaban lingkungan pasir cetak maka akan menyebabkan

Semakin banyak kadar air yang terkandung dalam pasir cetak sehingga

menyebabkan penguapan yang terjadi semakin banyak.

6

Page 7: pengecoran logam

I.4.5) Pengaruh kadar air terhadap permaebilitas

Pada pasir cetak dengan bertambahnya kadar air, maka permaebilitas

akan menurun. Hal ini dikarenakan ruangan antara butir-butir pasir di tempati

oleh lempung yang berlebih air. Apabila pada pasir cetak memilih banyak

kandungan kadar air, maka hal ini akan mengakibatkan lempung berubah

menjadi seperti pasta dan kadar air semakin banyak.

Dengan terisinya lempung yang berbentuk lempung dan air bebas pada

celah diantara butir pasir cetak maka akan mengakibatkan turunnya

permaebilitas. Tetapi bila pasir cetak kekurangan kandungan air maka

lempung akan kekurangan daya ikat yaitu untuk mengikat pasir silika. Disini

akan mengakibatkan butir lempung yang tidak memperoleh kandungan air

yang cukup akan menyebar dan mengisi celah antara butir pasir cetak sehingga

akan menurunkan permaebilitasnya.

Gambar I.4 : Pengaruh kadar air dan kadar lempung pada pasir ikat

lempung

Sumber: Tata Surdia, T. Pengecoran Logam : 112

I.4.6) Pengaruh kadar air terhadap pasir cetak.

Dari grafik diatas menunjukkan hubungan antara kadar air berbagai

sifat pasir dengan pengikat tanah lempung karena kadar lempung dibuat tetap

dan kadar air bertambah, maka kekuatan bertambah sampai titik max dan

seterusnya menurun. Kecenderungan serupa terjadi apabila kadar air tetap dan

lempung ditambah. Titik max dari kekuatan dan permeabilitas dimana butir

pasir dikelilingi oleh ketebalan tertentu dari campuran air dan lempung.

7

Page 8: pengecoran logam

Dengan kelebihan kadar air, kekuatan dan permeabilitas akan menurun

karena kekurangan ruangan antar butir pasir ditempati oleh lempung yang

berlebih air. Kekurangan kadar air juga akan menurunkan kekuatan karena

kurang lekatnya lempung mengikat pasir dan juga butir-butir lempung akan

menyebar dan akan menempati ruang antar butir-butir pasir.

I.4.7) Pengaruh kadar air terhadap hasil coran

Bila kadar air timggi maka permeabilitas akan turun dengan turunnya

permeabilitas akan menyebabkan terbentuknya gelembung gas. Bila coran

telah dingin maka gelembung gas akan menyebabkan cacat rongga (porositas).

Bila kadar air kurang maka lempung tidak dapat mengikat pasir dengan

baik. Sehingga akan banyak menimbulkan terdapat rongga pada pasir cetak

bila terdapat banyak rongga pada pasir cetak atau celah maka pendinginan

akan semakin cepat. Hal ini disebabkan logam cair yang dimasukkan terlebih

dahulu akan segera mengeras dan logam cair yang dituang terakhir masih

berupa cairan. Hal ini akan menimbulkan cacat pada hasil coran

8

Page 9: pengecoran logam

Tabel 1.3 Data pengujian kadar air pasir cetak

Spesimen Waktu Pemanasan (Menit)

  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 0,38 1,35 2,69 3,68 4,18 4,36 4,41 4,42 4,43 5,52

2 0,5 1,72 3,19 4,14 4,67 5,01 5,15 5,17 5,22 5,44

3 0,49 1,74 3,37 4,4 4,78 4,93 4,96 4,97 4,97 4,97

4 1,07 2,05 3,55 4,44 4,97 5,27 5,4 5,44 5,44 5,44

5 0,09 0,55 1,46 2,46 3,2 3,78 4,27 4,66 4,94 5,15

Jumlah 2,53 7,41 14,26 19,12 21,8 23,35 24,19 24,66 25 26,52

Penguapan                    

Rata-rata 0,506 1,482 2,852 3,824 4,36 4,67 4,838 4,932 5 5,304

Penguapan                    

Rata-

rata/menit 0,506 0,741 0,950667 0,956 0,872 0,778333 0,691143 0,6165 0,555556 0,5304

Tabel 1.4Data Laju penguapan antar kelompok

Penguapan Waktu Pemanasan (Menit)

Rata-rata 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

4% 0,22 0,45 0,62 0,65 0,63 0,58 0,54 0,49 0,44 0,4

6% 0,506 0,741 0,951 0,956 0,872 0,778 0,691 0,616 0,555 0,5304

8% 0,366 0,645 0,814 0,841 0,81 0,765 0,715 0,673 0,628 0,587

9

Page 10: pengecoran logam

Grafik Hubungan antara Rata-rata Penguapan dengan Waktu

Pemanasan (T=120o ; t=10')

y = -0,0836x2 + 1,4137x - 0,7807

R2 = 0,9834

0

1

2

3

4

5

6

0 2 4 6 8 10 12

Waktu (menit)

Ra

ta-r

ata

Pe

ng

ua

pa

n (

%)

Rata-rata Penguapan Poly. (Rata-rata Penguapan)

Grafik Hubungan antara Laju penguapan dengan Waktu Pemanasan

(T=120o ; t=10') pada Spesimen Kadar Air yang Berbeda

00,20,40,60,8

11,2

0 2 4 6 8 10 12Waktu (menit)

Ra

ta-r

ata

Pe

ng

ua

pa

n (

%/m

en

it)

Kadar Air 4% Kadar Air 6% Kadar Air 8%

Poly. (Kadar Air 4%) Poly. (Kadar Air 6%) Poly. (Kadar Air 8%)

10

Page 11: pengecoran logam

Pembahasan Grafik

Grafik hubungan laju penguapan dengan waktu pemanasan.

Pada grafik dapat diketahui, menit ke -1 besar rata-rata penguapan permenit

adalah 0.506 %/menit. Pada menit ke-2 sebesar 0.741 %/menit , karena dengan

waktu yang lama dan temperatur yang sama maka rata-rata penguapan

permenit pada menit ke-2 lebih besar dari meni ke-1 .Pada menit ke-3 laju

penguapan lebih besar dari menit ke-2 laju yaitu 0.951 %/menit. Dengan

alasan yang sama pada menit ke-4 lebih besar dari menit ke-3 yaitu sebesar

0.956 %/menit.

Akan tetapi setelah menit ke-4 laju penguapan cenderungturun tetapi

penurunan tidak begitu drastis . Hal inbi disebabkan karena dengan waktu

pemanasan yang lama dan suhu yang sama air bebas pada pasir cetak akan

habis dan jika pemanasan dilakukan terus menerus maka air terikatpun juga

akan menguap tetapi tidak semudah air bebas.

Grafik hubungan hubunga laju penguapan dengan waktu pemanasan data antar

kelompok .

Pada grafik terlihat bahwa kelajuan akhir dari ketiga kelompok dengan

prosentase kadar air 4%,6%,dan 8% mengalami peningkatan yang teratur sesuai

tingkat kadar air.Hal ini disebabakan semakin tinggi jumlah kadar air maka

jumlah air yang akan menguap semakin banyak dengan suhu dan waktu

pemanassan yang sama . menurut data air 4% laju penguapan 0.40%/menit kadar

air 6% laju penguapan sebesar 0.530 %/menit kadar air 8% laju penguapan

sebesar 0.587 %/menit

Namun pada menit-menit awal laju penguapan kadar air 6% memiliki nilai

tertinggi .Pada menit ke-1 nilai laju penguapan sebesar 0.506%/menit sedangkan

kadar air 4% dan 8% berturut-turut 0.220 %/menit dan 0.366 %/menit . nilai menit

ke -1 pada kadar air 6% akan sesuai dengan urutan jika dibandimgkan dengan

nilai laju penguapan menit ke-2 . Pada kadar air 4% dan 8% yaitu berturut 0.450

%/menit dan 0.645 %/menit. Sehingga dapat disimpulkan bahwa pada waktu

penguapan spesimen kadar air 6% suhu alat telah mencapai 120 c sehingga

penguapan langsung cepat dan pada kadar air 4% dan 8% spesimen diuapkan pada

suhu alat masih mulai meningkat bem sampai 120 c.

11

Page 12: pengecoran logam

I.5 Kesimpulan dan saran

I.5.1) Kesimpulan

1) Dari hasil pengujian dapat diperoleh

- Kadar air adalah 5,286 %.

- Interval pendugaan kadar air antara 5,042 s/d 5,53 dengan tingkat

keyakinan

95 %.

2) Kadar air

Adalah air yang terkandung dalam pasir cetak

Kadar air (%) =

3) Fungsi air sebagai penyakit daya ikat lempung sehingga dapat digunakan

untuk mengikat pasir cetak.

4) Macam-macam yang mempengaruhi kadar air :

a) Air bebas.

b) Air terikat

5) Faktor yang mempengaruhi kadar air :

a) Waktu pemanasan.

b) Temperatur pemanasan.

c) Luas penampang permukaan butiran.

d) Ukuran dan dimensi.

e) Kelebihan beban.

I.5.2) Saran

- Sebaiknya praktikan melakukan percobaan ini supaya lebih tahu.

- Alat yang digunakan sebaiknya diperbaiki agar praktikan bisa

melakukan percobaan.

BAB II

12

Page 13: pengecoran logam

PENGUJIAN KADAR LEMPUNG PASIR CETAK

2.1 Tujuan Pengujian

Tujuan yang ingin dicapai dari pengujian ini adalah ;

1. Agar praktikan mengetahui prosentase kadar lempung yang terdapat dalam

pasir cetak.

2. Agar praktikan mampu memahami dan melaksanakan pengujian kadar

lempung pasir cetak.

2.2 Pelaksanaan Pengujian

2.2.1 Alat dan Bahan yang Digunakan

Alat – alat yang digunakan dalam pengujian ini adalah :

1. Kompor listrik

Alat ini digunakan untuk mengeringkan specimen.

2. Timbangan Listrik

Alat ini digunakan untuk menimbang specimen sebelum dan sesudah

dikeringkan

3. Panci.

Digunakan untuk menghilangkan lempung pada pasir dan untuk

mengeringkan pasir pada kompor listrik

4. Gelas Ukur.

Alat ini digunakan untuk mengukur volume larutan yang dipakai.

Bahan yang digunakan untuk pengujian kadar lempung yang dipakai :

- Pasir cetak seberat 100 gr

- Larutan NaOH 2,5 % sebanyak 50 mL

- Air sebanyak 950 mL

2.2.2 Urutan Kerja Pengujian

Urutan kerja pengujian kadar lempung pasir cetak adalah :

1. Timbang pasir cetak seberat 100 gr sebagai specimen

2. Larutkan pasir di dalam 950 ml air pada panci

3. Tambahkan NaOH 2,5 % sebanyak 50 ml

4. Aduk campuran tersebut dan biarkan pasir mengendap selama 5 menit

5. Buang airnya sebanyak 5/6 dari tinggi permukaan air

INGAT : PASIR JANGAN IKUT TERBUANG !!!!!!!!

13

Page 14: pengecoran logam

6. Tambahkan airnya hingga seperti semula dan ulangi langkah kerja 4, 5, 6

dan diamkan selama 5 menit hingga airnya jernih

7. Panaskan pasir cetak dalam panci dengan kompor listrik pada suhu 100 –

110 OC

8. Aduk pasir hingga kering

9. Timbang pasir cetak kering tersebut dan catat hasilnya

10. Hitung kadar lempung dengan rumus di bawah ini :

Berat awal – Berat akhir

Kadar Lempung = ---------------------------- x 100 % - Kadar air rata2

Berat awal

2.3 Pengolahan Data

2.3.1 Data hasi pengujian

Tabel 2.1 Data Hasi Pengujian Lempung

No

Berat Spesimen Awal

(gr)

Berat Spesimen Akhir

(gr)

Kadar

Lempung%

1 100 83,30 10,896

2 100 83,87 10,826

3 100 82,47 12,226

4 100 81,33 13,366

5 100 84,01 10,686

Tabel2.2 Data Hasi Perhitungan

No

Berat Spesimen Awal

(gr)

Berat Spesimen

Akhir (gr)

Kadar

Lempung% (X - ) (X - )2

1 100 83,30 10,896 -0,704 0,496

2 100 83,87 10,826 -0,774 0,599

3 100 82,47 12,226 0,626 0,392

4 100 81,33 13,366 1,766 2,118

5 100 84,01 10,686 -0,914 0,835

14

Page 15: pengecoran logam

2.3.2 Perhitungan data hasil pengujian

.% kadar lempung =

Spesimen 1 = = 10,896 %

Spesimen 2 = = 10,826 %

Spesimen 3 = = 12,226 %

Spesimen 4 = = 13,366 %

Spesimen 5 = = 10,686 %

Kadar lempung rata-rata

Simpangan baku (δ)

Simpangan baku

Kesalahan relative

Derajat Kebebasan (db) = n-1 =5-1 = 4

t(α/2;db)

(0,05;4)

Interval penduga kesalahan presentase kadar lempung pasir cetak

-{( t(α/2;db). } ≤ x≤ +{( t(α/2;db). }

11,6-{t(5;4).0,61}≤ x≤11,6+{( t(5;4).0,61 }

10,29948≤ x ≤ 12,90052

15

Page 16: pengecoran logam

Pada praktikum pengujian kadar lemung pada pasir cetak didapatkan kadar lempung

setelah pengujian sebesar 11,6%.Hal ini telah memenuhi interval penduga kesalahan

yaitu 10,29948≤ x ≤ 12,90052 dengan tingkat keyakinan 90%.

16

Page 17: pengecoran logam

2.4 Pembahasan pengujian kadar lempung

Tipe lempung

a ) Western dan Southern

1. Western bentonit : dipakai pada pasir yang membutuhkan kekuatan tarik yang

tinggi

2. Southern bentonit : digunakan pada pasir yang membutuhkan kekuatan tekan

yang tinggi

b ) Fire Clays

Lempung ini disebut illit

Gambar 2.1. : Pengaruh lempung pada rek basah maximal pada

campuran pasir, lempung dan air.

Sumber : Richard W. Heine : Principle of metal casting.

Macam-macam Lempung :

a) Lempung jenuh : pasir cetak yang mempunyai kadar air < 10 % sehingga

peningkatan kadar lempung tidak menyebabkan peningkatan kekuatan. Karena

tidak berfungsi sebagai pengikat antar lempung tetap.. Juga sebagai rongga pasir

cetak.

b) Lempung tidak jenuh : Pasir cetak yang memiliki kadar lempung < 10 % sehingga

peningkatan kadar lempung meningkatkan kekuatan pasir cetak.

Fungsi Lempung

Untuk meningkatkan pasir cetak, selain itu kekuatan dari pasir cetak juga akan

meningkat jika disertai dengan penambahan kadar lempung sampai 10 %. Hal

ini terjadi karena pasir cetak permukaan singgung diikat oleh lempung. Tapi

bila penambahan > 10 % kekuatan menjadi konstan karena disebabkan

lempung tidak lagi mengikat pasir saja namun juga mengikat lempung.

17

Page 18: pengecoran logam

Hubungan Kadar Lempung Terhadap Kadar Air

Kadar standar pasir cetak adalah antara 1,5 % - 8 % tergantung dari jenis

cetakan dan logam yang dituang. Bila psir cetak kekuarangan kadar air maka

lempung akan kekuarangan daya ikat untuk mengikat pasir silika. Sehingga

butir lempung yang tidak memperoleh kadar air akan mengisi celah antar butir

pasir cetak yang akan menurunkan permeabilitas.

Hubungan antara Lempung dan Kadar Permeabilitas

Bila semakin tinggi kadar lempung pada pasir cetak permeabilitas pasir cetak

akan semakin rendah. Hal ini disebabkan lempung masuk ke celah butiran

pasir. Apabila kadar lempung rendah maka permeabilitas tinggi. Untuk

memperoleh permeabilitas yang sesuai selain harus mengatur kadar air juga

mengatur kadar lempung. Kadar lempung stndar pasir cetak adalah 2 % - 50

%.

Pengaruh Kadar lempung dan Kekuatan

Kekuatan pasir cetak akan mengikat jika disertai dengan penambahan kadar

lempung sampai 10 %. Hal ini karena pasir cetak permukaan singgungnya

diikat oleh lempung, namun jika penambahan lebih 10 %, kekuatan akan

menjadi konstan. Ini disebabkan karena lempung tidak lagi mengikat pasir saja

namun juga mengikat lempung.

Kekuatan Tekan Basah

Kekuatan yang terdapat pada pasir cetak setelah pasir tersebut dicambur

dengan air sehingga menjadi kuat. Apabila kadar lempung sedikit maka

kekuatan akan turun. Karena pasir sedikit diikat oleh lempung dan jika kadar

lempung berlebih maka kekuatan pasir cetak cenderung turun.

Kekuatan Tekan Kering

Setelah proses penuangan pasir yang berbatasan dengan logam cair secara

cepat akan mengurangi kadar air berubah menjadi uap panas. Pasir tersebut

mempunyai kekuatan untuk melawan erosi dan tekanan statis dari tekanan

logam. Kekuatan inilah yang disebut kekuatan tekan kering. Apabila kadar

lempung meningkat dan kadar air tetap maka kekuatan pasir cetak meningkat,

namun bila kadar lempung berlebih maka kekuatan akan cenderung konstan.

Jika kadar lempung berkurang dan kadar air tetap maka kekuatan tekan kering

akan turun karena kekuatan dari perekat kurang.

18

Page 19: pengecoran logam

Gambar 2.2. : Grafik Pengaruh kadar lempung dan air terhadap permeabilitas dan

kekuatan.

Sumber : Tata Sudia, Teknik Pengenceran Logam 112, 2000.

Pada praktikum pengujian kadar lemung pada pasir cetak didapatkan kadar

lempung setelah pengujian sebesar 11,6%.Hal ini telah memenuhi interval penduga

kesalahan yaitu 10,29948≤ x ≤ 12,90052 dengan tingkat keyakinan 90%.

Dapat kita lihat pada hasil perhitungan didapat kadar lempung rata-rata

sebesar 11,6%.Dilihat dari jumlahnya yang menurun dari kadar lempung sebelum

pengujian yaitu sebesar 12%,secara teori hal ini disebabkan oleh kadar lempung dan

kadar air.Bila ditinjau dari rumus untuk mencari kadar lempung rata-rata yaitu:

.% kadar lempung =

Dari rumus dapar kita lihat bahwa yang mempengaruhi kadar lempung rata-rata

adalah berat akhir karena berat awal dan kadar air rata-rata merupakan variable yang

tetap.

Pada kasus kelompok kami dimana diperoleh kadar lempung rata-rata yang

lebih kecil dibandingkan kadar lempung sebelum pengujian.Hal ini dimungkinkan

terjadi karena:

1. Kadar lempung yang masih tersisa

Penyebab pertama adalah dimungkinkan pada saat pembuangan kadar

lempung pada saat pengujian ,kadar lempung tidak sepenuhnya terbuang

sehingga kandungan lempung masih tersisa pada pasir.Hal ini menyebabkan

berat akhir bertambah dan setelah dilakukan kalkulasi didapatkan kadar

lempung rata-rata yang lebih rendah dibandingkan sebelum pengujian.

19

Page 20: pengecoran logam

2. Kadar air yang masih bersisa

Penyebab kedua yang dimungkinkan terjadi adalah masih bersisanya kadar air

setelah pasir dipanaskan untuk diuapkan kadar airnya.Bila kadar airnya masih

bersisa setelah dipanaskan makaberat akhir akan bertambah dan setelah

dilakukan kalkulasi didapatkan kadar lempung rata-rata yang lebih rendah

dibandingkan sebelum pengujian.

Untuk mendapatkan hasil pengujian kadar lempung yang sesuai dengan kadar

lempung sebelum pengujian maka sharusnya dilakukan hal hal berikut:

1. Pada saat pencucian kadar lempung dilakukan hingga kandungan

lempungpada pasir cetak terbuang sepenuhnya,sehingga lempung tidak ada

yang tersisa pada pasir cetak yang pada akhirnya menyebabkan berat akhir

bertambah.

2. Pada saat pemanasan dilakukan hingga pasir cetak benar-benar kering

sehingga tidak ada air yang bersisa

20

Page 21: pengecoran logam

Kesimpulan dan Saran

2.5.1 Kesimpulan

1. Dari hasil pengujian didapat kadar lempung rata-rata adalah 11,6 dengan

interval pendugaan 10,29948≤ x ≤ 12,90052 dengan keyakinan 90 %.

2. Penambahan maupun pengurangan kadar lempung akan mempengaruhi

permeabilitas dan kekuatan pasir cetak.

3. Tipe dan Macam Lempung

3.1) Tipe lempung

a) Western dan Southern Denkonit

b) Fire Clays

c) Special Clays

3.2) Macam-macam lempung

a) Lempung jenuh

b) Lempung tak jenuh

2.5.2) Saran

1. Pada saat praktikum sebaiknya lempung yang digunakan mempunyai tipe dan

kadar yang berbeda dengan prosentase pasir yang sama.

2. Pasir yang digunakan sebaiknya diuji terlebih dahulu kadar airnya.

21

Page 22: pengecoran logam

BAB III

PENGUJIAN DISTRIBUSI BESAR BUTIR

3.1 Tujuan Pengujian

Tujuan yang hendak dicapai dari pengujian ini adalah:

1. Agar praktikan mengetahui distribusi besar butir melalui nomor kehalusan

pasir cetak (FN = Finnest Number).

2. Agar praktikan mengetahui prosentase dari tiap ukuran butir pasir yang ada

pada pasir cetak.

3. Agar praktikan memahami dan mampu melakukan pengujian distribusi besar

butir.

3.2 Pelaksanaan Pengujian

3.2.1 Alat-alat dan Bahan yang digunakan

Alat-alat yang digunakan dalam pengujian ini adalah:

1. Mesin Pengguncang Rotap

Alat ini berfungsi untuk menyaring pasir Spesifikasi alat:

o Jenis : Rotap

o Tipe : VS 1

o Merk : Retsch

o Volatse : 220 V

o Daya : 430 Watt

o Buatan : Jerman Barat

o Artikel : 30 40 0010

o No Seri : 01849038

o Frekuensi: 50 Hz

Gambar 3.1 : Mesin Pengguncang Rotap

22

Page 23: pengecoran logam

Sumber : Lab. Pengecoran Logam T. Mesin Unibraw

2. Timbangan Pasir Elektrik

Alat ini digunakan untuk menimbang pasir yang akan diuji.

Gambar 3.2 : Timbangan Elaktrik

Sumber : Lab. Pengecoran Logam T. Mesin Unibraw

3. Tempat Pasir

Alat ini digunakan untuk menampung pasir silica.

3.2.2 Urutan Kerja Pengujian Urutan pengujian distribusi pasir cetak adalah:

1. Ambil pasir cetak seberat 50 gr sebanyak 4 sampel.

2. Susun ayakan dari bawah ke atas dengan tingkat mesh semakin ke atas

semakin besar meshnya, kemudian letakkan pada mesin pengguncang

rotap.

3. Letakkan specimen pasir cetak pada ayakan paling atas.

4. Hidupkan mesin pengguncang rotap selama 5 menit dengan frekuensi

getar 60 Hz.

5. Setelah selesai, timbang berat pasir yang berada pada masing-masing

mesh.

6. Cari harga Sn dari tiap-tiap mesh yang ada dari table-tabel yang

terlampir.

7. Hitung besar nomor kehalusan pasir cetak dalam skala FN maupun

standar AFS.

23

Page 24: pengecoran logam

3.3 Pengolahan Data

3.3.1. Data Hasil Pengujian

Tabel 3.1 Data Hasil Pengujian

NoBukaan Mesh(цm)

Berat Spesimen 1

(gr)

Berat Spesimen 2

(gr)

Berat Spesimen 3

(gr)

Berat Spesimen 4

(gr)1 355 9,76 5,37 5,37 5,172 315 1,49 1,72 1,5 1,673 280 2,11 2,54 1,67 2,014 200 9,7 10,73 10,7 10,225 180 5,58 6,47 5,6 5,826 160 6,3 6,88 6,7 6,927 140 5,15 5,81 5,4 4,418 125 2,33 3,68 3,43 3,4  TAN 7,58 6,8 9,63 10,38             Σ 50 50 50 50

PERHITUNGAN:

Skala FN

Rumus yang digunakan untuk mencari nomor kehalusan pasir cetak adalah:

Tabel 3.2 Data Perhitungan Specimen 1

NoBukaan Mesh

(цm)Sn

Wn1(gr)

Wn1 . Sn

1 355 54,51 9,76 532,01762 315 60,37 1,49 89,95133 280 67,89 2,11 143,24794 200 95,06 9,7 922,0825 180 107,2 5,58 598,1766 160 119,33 6,3 751,7797 140 126,84 5,15 653,2268 125 154,36 2,33 359,6588  TAN 620 7,58             Σ 785,56 50 4050,1386

24

Page 25: pengecoran logam

Contoh Perhitungan 1

Mengukur Mesh 315 m

Tabel 3.3 Data Perhitungan Spesimen 2

NoBukaan Mesh

(цm)Sn

Wn2(gr)

Wn2 . Sn

1 355 54,51 5,37 292,71872 315 60,37 1,72 103,83643 280 67,89 2,54 172,44064 200 95,06 10,73 1019,99385 180 107,2 6,47 693,5846 160 119,33 6,88 820,99047 140 126,84 5,81 736,94048 125 154,36 3,68 568,0448  TAN 620 6,8             Σ 785,56 50 4408,5491

Contoh Perhitungan 2

Mengukur Mesh 280 m

25

Page 26: pengecoran logam

Tabel 3.4 Data Perhitungan Spesimen 3

NoBukaan Mesh

(цm)Sn

Wn3(gr)

Wn3 . Sn

1 355 54,51 5,37 292,71872 315 60,37 1,5 90,5553 280 67,89 1,67 113,37634 200 95,06 10,7 1017,1425 180 107,2 5,6 600,326 160 119,33 6,7 799,5117 140 126,84 5,4 684,9368 125 154,36 3,43 529,4548  TAN 620 9,63             Σ 785,56 50 4128,0138

Contoh Perhitungan 3

Mengukur Mesh 200 m

Tabel 3.5 Data Perhitungan Spesimen 4

NoBukaan Mesh

(цm)Sn

Wn4(gr)

Wn4 . Sn

1 355 54,51 5,17 281,81672 315 60,37 1,67 100,81793 280 67,89 2,01 136,45894 200 95,06 10,22 971,51325 180 107,2 5,82 623,9046 160 119,33 6,92 825,76367 140 126,84 4,41 559,36448 125 154,36 3,4 524,824  TAN 620 10,38             Σ 785,56 50 4024,4627

26

Page 27: pengecoran logam

Contoh Perhitungan 4

Mengukur Mesh 180 m

Skala SN

Rumus yang digunakan untuk mencari nomor kehalusan pasir cetak adalah:

Dimana:

AFSnumber = Nomor kehalusan butir pasir standar AFS

W = Berat pasir pada ayakan ke-i

M = Faktor pelipat untuk ukuran butir ayakan ke-i

Tabel 3.6 Data Perhitungan Spesimen 1

NoBukaan Mesh

(цm)Us M Wn1 Wn1 . M

1 355 44,96 34,96 9,76 341,20962 315 48,32 38,32 1,49 57,09683 280 54,79 43,6 2,11 91,9964 200 73,93 52,62 9,7 510,4145 180 83,77 59,16 5,58 330,11286 160 93,6 65,73 6,3 414,0997 140 107 75,25 5,15 387,53758 125 122 86,5 2,33 201,545  TAN   300 7,58               Σ 628,37 456,14 50 2334,0107

Contoh Perhitungan 1

Ukuran Mesh 280 m

Ukuran mesh 295 m; s=50; M=40

Ukuran mesh 208 m; s=70; M=50

27

Page 28: pengecoran logam

Tabel 3.7 Data Perhitungan Spesimen 2

NoBukaan Mesh

(цm)Us M Wn2 Wn2 . M

1 355 44,96 34,96 5,37 187,73522 315 48,32 38,32 1,72 65,91043 280 54,79 43,6 2,54 110,7444 200 73,93 52,62 10,73 564,61265 180 83,77 59,16 6,47 382,76526 160 93,6 65,73 6,88 452,22247 140 107 75,25 5,81 437,20258 125 122 86,5 3,68 318,32  TAN   300 6,8               Σ 628,37 456,14 50 2519,5123

Contoh Perhitungan 2

Ukuran Mesh 200 m

Ukuran mesh 208 m; s=70; M=50

Ukuran mesh 147 m; s=100; M=70

28

Page 29: pengecoran logam

Tabel 3.8 Data Perhitungan Spesimen 3

NoBukaan Mesh

(цm)Us M Wn3 Wn3 . M

1 355 44,96 34,96 5,37 187,73522 315 48,32 38,32 1,5 57,483 280 54,79 43,6 1,67 72,8124 200 73,93 52,62 10,7 563,0345 180 83,77 59,16 5,6 331,2966 160 93,6 65,73 6,7 440,3917 140 107 75,25 5,4 406,358 125 122 86,5 3,43 296,695  TAN   300 9,63               Σ 628,37 456,14 50 2355,7932

Contoh Perhitungan 3

Ukuran Mesh 180 m

Ukuran mesh 208 m; s=70; M=50

Ukuran mesh 147 m; s=100; M=70

29

Page 30: pengecoran logam

Tabel 3.9 Data Perhitungan Spesimen 4

NoBukaan Mesh

(цm)Us M Wn4 Wn4 . M

1 355 44,96 34,96 5,17 180,74322 315 48,32 38,32 1,67 63,99443 280 54,79 43,6 2,01 87,6364 200 73,93 52,62 10,22 537,77645 180 83,77 59,16 5,82 344,31126 160 93,6 65,73 6,92 454,85167 140 107 75,25 4,41 331,85258 125 122 86,5 3,4 294,1  TAN   300 10,38               Σ 628,37 456,14 50 2295,2653

Contoh Perhitungan 4

Ukuran Mesh 160 m

Ukuran mesh 208 m; s=70; M=50

Ukuran mesh 147 m; s=100; M=70

3.3.2 PERHITUNGAN STATISTIKA

A. Tabel Skala FN

30

Page 31: pengecoran logam

Tabel 3.10 Tabel Perhitungan Rata Rata

no spesiment fn fn - FN ( fn - FN ) 2

1 1 81,00277 -2,05305 4,2150142 2 88,17098 5,11516 26,164863 3 82,56028 -0,49554 0,245564 4 80,48925 -2,56657 6,587282S   332,2233 1,4211E-14 37,21272

FN rata-rata (FN)

Simpangan Baku ()

Simpangan Baku Rata-rata ()

Kesalahan Relatif (KR)

Diambil =5% dengan db=n-1=4-1=3

Dengan tingkat keyakinan 95%

31

Page 32: pengecoran logam

B. Tabel Skala AFN

Tabel 3.11 Tabel Perhitungan Rata Rata

NO SPESIMEN AFN (AFN- ) (AFN- FNA

)2

1 1 46,68021 -0,8427 0,710143292 2 50,39025 2,86734 8,2216386763 3 47,11586 -0,40705 0,1656897034 4 45,90531 -1,6176 2,61662976S   190,0916 -1E-05 11,71410143

AFN rata-rata ( )

Simpangan Baku ()

δ = 1.976031

Simpangan Baku Rata-rata ()

Kesalahan Relatif (KR)

Diambil =5% dengan db=n-1=4-1=3

32

Page 33: pengecoran logam

Dengan tingkat keyakinan 95%

3.4 PEMBAHASAN

3.4.1 Macam-macam pasir cetak.

1. Pasir Gunung

Pasir gunung umumnya digali dari lapisan tua. Pasir tersebut mengandung

lempung yang kebanyakan dapat dipakai setelah dicampur air. Pasir

gunung dengan kadar lempung 10-20 % dapat dipakai langsung untuk

pasir cetak. Pasir gunung dengan kadar lempung kurang dari 10-20 %

33

Page 34: pengecoran logam

mempunyai adhesi yang lemah dan dapat dipakai setelah ditambahkan

dengan pengikat misalnya lempung.

2. Pasir Pantai

Diambil dari pantai mempunyai kandungan utama yaitu SiO2 dan

terkadang kotoran-kotoran seperti mika atau felspar ( ikatan organik ) yang

banyak.

3. Pasir Sungai

Diambil dari sungai, mempunyai kandungan utama yaitu SiO2 dan

terkandung kotoran-kotoran seperti mika atau felspar ( ikatan organik )

yang banyak.

4. Pasir Silika

Pasir silika dalam beberapa hal dicapai dari gunung dalam keadaan

alamiah atau bisa juga dengan jalan memecah kuarsit. Pasir silika alamiah

dan pasir silika buatan dari kuarsit yang dipecah berisi sedikit kotoran

dengan jumlah SiO2 lebih dari 95%.

Apabila pasir mempunyai kadar lempung yang cocok dan bersifat adhesi,

maka dapat dipakai begitu saja sedangkan kalau sifat lain adhesinya kurang maka

perlu ditambahkan lempung sebagai pengikat antar butir-butir pasir. Pasir yang dapat

digunakan secara langsung adalah pasir gunung karena sudah mempunyai kadar

lempung tertentu. Sedangkan pasir pantai, pasir kali dan pasir silika masih dibutuhkan

pengikat untuk mengikat butir-butir pasir satu sama lain dan baru bisa dipakai setelah

pencampuran dengan lempung.

3.4.2 Syarat-syarat pasir cetak

1. Mempunyai sifat mampu bentuk sehingga mudah dalam pembuatan

cetakan dengan kekuatan yang cocok (cetakan yang dihasilkan harus kuat

sehingga tidak rusak karena dipindah-pindahkan dan mampu menahan

logam cair ketika dituang ke dalam cetakan).

2. Permeabilitas yang cocok karena dikhawatirkanbahwa hasil coran

mempunyai cacat seperti rongga penyusustan, gelembung gas atau

34

Page 35: pengecoran logam

kekasaran permukaan, kecuali jika udara atau gas yang terjadi dalam

cetakan waktu penuangan disalurkan melalui rongga-rongga diantara butir-

butir pasir keluar dari cetakan.

3. Distribusi besar butir yang cocok sesuai dengan standart AFS yaitu 40-

220, permukaan coran diperhalus kalau coran dibuat dalam cetakan yang

berbutir halus. Tetapi kalau butir pasir terlalu halus, maka gas sulit keluar

dan membuat cacat, yaitu gelembung udara. Besar butir yang diinginkan

adalah sedemikian sehingga 2/3 dari butiran pasir memiliki ukuran dari 3

mesh yang berurutan sisanya dari ukuran mesh berikutnya. Jadi lebih baik

tidak memiliki besar butir yang seragam.

4. Tahan terhadap temperature logam yang dituang. Pasir dan pengikat harus

mempunyai derajat tahan api tertentu terhadap temperature tinggi pada saat

logam cair dengan temperature tinggi dituang ke dalam cetakan.

5. Komposisi yang cocok. Butir pasir bersentuhan dengan logam yang

dituang mengalami peristiwa kimia dan fisika karena logam cair

mempunyai temperatur yang tinggi. Bahan-bahan yang tercampur yang

mungkin menghasilkan gas atau larut dalam logam yang tidak

dikehendaki.

6. Pasir harus murah dan mudah didapat, selain itu harus mampu dipakai lagi

artinya pasir harus dapat dipakai berulang-ulang.

3.4.3 Jenis-jenis pasir cetak

Bentuk butir-butir pasir cetak :

Gambar3.3 : Bentuk Butir-Butir Pasir Cetak

35

Page 36: pengecoran logam

Sumber : Tata Surdia, Teknik Pengecoran Logam, 110

1. Butiran Bulat (Rounded Grains)

Butiran bulat terbentuk karena butir-butir saling bergesekan berulang-

ulang akibat adanya angin, gelombang atau aliran air sehingga

menghasilkan bentuk bulat. Bentuk ini dalam struktur pemadatan

mempunyai singgungan kecil antara satu dengan yang lain sehingga

memerlukan jumlah pengikat yang lebih sedikit tapi permeabilitasnya

kurang baik.

2. Butiran Sudut Sebagian (Sub Angular Grains)

butiran sudut sebagian terjadi karena angular grains saling bergerak dan

bertumbukan sehingga sudutnya pecah dan terbentuk sub angular grains.

Permeabilitas butiran ini lebih rendah dibandingkan rounded grains tetapi

kekuatannya lebih baik.

3. Butiran Bersudut (Angular Grains)

Butiran bersudut terbentuk oleh dekomposisi batu-batuan tanpa adanya

gesekan. Ini berhubungan dengan musim dan aksi glasial. Butiran ini

mempunyai batas sudut-sudut dan permukaannya hampir datar. Butiran ini

masih memberikan kekuatan yang baik dan permeabilitas yang kecil pada

cetakan.

4. Butiran Berkristal (Compounded Grains)

Butiran jenis ini merupakan kombinasi dari ketiga butiran diatas. Butiran

ini kurang baik karena cenderung pecah pada temperature tinggi, memiliki

permeabilitas yang kurang baik dan membutuhkan pengikat yang lebih

banyak serta memberikan ketahanan api yang buruk.

Jenis pasir bulat yang baik digunakan sebagai pasir cetak, karena memerlukan

jumlah pengikat yang lebih sedikit untuk mendapatkan kekuatan dan

permeabilitas tertentu.

3.4.4 Pengaruh distribusi pasir cetak terhadap permeabilitas

Butiran pasir yang terlalu halus, menyebabkan kerapatan pasir cetak semakin

tinggi. Akibatnya rongga-rongga antar pasir pun semakin kecil. Hal ini tentu

akan menurunkan permeabilitas cetakan yang mengakibatkan cacat pada

coran.

3.4.5 Pengaruh distribusi pasir cetak terhadap Kekuatan Cetakan

36

Page 37: pengecoran logam

Semakin besar ukuran pasir cetak, maka kekuatan cetak semakin besar karena

luas permukaan yang bersinggungan semikin besar. Tetapi bila ukuran pasir

cetak semakin kecil, maka kekuatan cetak juga semakin rendah karena luasan

permukaan yang bersinggungan semakin kecil.

3.4.6 Pengaruh distribusi pasir cetak terhadap Kadar Lempung

Semakin kecil ukuran dari pasir cetak, maka jumlah lempung yang

dibutuhkanm semakin sedikit. Hal ini disebabkan karena semakin kecil bidang

kontak antara luasan yang diikat lempung, begitu juga sebaliknya.

3.4.7 Komposisi pasir cetak.

Distribusi besar butir yang cocok sesuai dengan standart AFS yaitu 40-220.

Besar butir yang diinginkan ialah 2/3 dari butiran pasir memiliki ukuran dari 3

mesh yang berurutan sisanya dari mesh berikutnya. Jadi lebih baik tidak

memiliki butir yang seragam.

3.5 kesimpulan dan saran

3.5.1 Kesimpulan

1. Dari hasil percobaan diperoleh harga FN rata-rata 83,05582 dengan

interval penduga dengan tingkat keyakinan

95% harga FN rata-rata. Semakin kecil comer kehalusan makin halus pasir

tersebut. Sedangkan untuk AFSn rata-rata 47,52291 dengan interval

37

Page 38: pengecoran logam

penduga kesalahan dengan tingkat keyakinan

95%. Dan dari kedua distribusi tersebut memenuhi distribusi standar AFSn

yaitu 40-220.

2. Distribusi Pasir cetak berpengaruh terhadap :

a. Permeabilitas

b. Kadar lempung

c. Hasil cetakan

3. Macam-macam bentuk butir pasir cetak :

a. Butir pasir bulat

b. Butir pasir sebagian bersudut

c. Butir pasir bersudut

d. Butir pasir kristal

3.5.2 Saran

1.Saat praktikum sebaiknya menggunakan berbagai macam bentuk butir pasir.

2.Pada waktu pengambilan specimen untuk ditimbang diusahakan tidak ada

butir pasir yang tertinggal di mesh sehingga diperoleh berat total.

BAB IV

PENGUJIAN PERMEABILITAS

4.1 Tujuan Pengujian

Tujuan dari pengujian permeabilitas pasir cetak adalah :

38

Page 39: pengecoran logam

1. Agar praktikan mengetahui angka permeabilitas pasir cetak dengan

komposisi tertentu.

2. Agar praktikan memahami dan mampu melakukan pengujian permeabilitas

pasir cetak.

4.2 Pelaksanaan Pengujian

4.2.1 Alat dan Bahan yang Digunakan

Alat – alat yang digunakan dalam pengujian ini adalah :

1. Mesin Pengaduk ( Sand Mixer )

Alat ini digunakan untuk mencampur ketiga bahan yaitu pasir silica,

lempung ( bentonit ), dan air agar menjadi satu.

Spesifikasi alat :

Tipe : IP 54 Arus : 2,3 A

Frame / No : ED 71 GD Q569466 Tegangan : 240 V

Class : F Frekuensi : 50 Hz

Merk : +GF+ Putaran : 1380 rpm

Buatan : Jerman Barat Daya : 0,18 kW

Gambar4.1 : Mesin Pengaduk (Sand Mixer)

Sumber : Lab. Pengecoran Logam T. Mesin Unibraw

2. Stopwatch

Alat ini digunakan untuk mengukur waktu sampai 2000 cc udara.

3. Sand Rammer

Alat ini digunakan untuk menumbuk pasir cetak menjadi bentuk specimen

yang dikehendaki yaitu panjang 5 cm dan diameter 5 cm ( luas penampang

= 19,625 cm2 ).

39

Page 40: pengecoran logam

Spesifikasi alat :

Tipe : POU Merk : George Fisher

Fabr : 2054 Buatan : Jerman Barat

Gambar4.2 : Sand Rammer

Sumber : Lab. Pengecoran Logam T. Mesin Unibraw

4. Permeabilitas Meter

Alat ini digunakan untuk mengetahui seberapa besar angka permeabilitas

dari pasir cetak yang diuji.

Spesifikasi alat :

Tipe : POU

Buatan : Jerman Barat

Fabr : 1725

Gambar4.3 : Permeabilitas Meter

Sumber : Lab. Pengecoran Logam T. Mesin Unibraw

40

Page 41: pengecoran logam

5. Timbangan Elektrik

alat yang digunakan untuk mengukur berat bahan yang akan digunakan

Bahan yang digunakan adalah pasir cetak dengan komposisi :

Gambar4.4 : Timbangan Elektrik

Sumber : Lab. Pengecoran Logam T. Mesin Unibraw

Bahan yang digunakan adalah pasir cetak dengan komposisi :

- Pasir silica : 82 %

- Bentonit : 12 %

- Air : 6 %

4.2.2 Urutan Kerja Pengujian

1. Siapkan 150 gr pasir cetak untuk pengujian ini dengan menggunakan sand

rammer,

2. Buka pelindung orifice dan pilihlah salah satu posisi penunjuk skala yang akan

digunakan.

Tanda biru untuk skala P = 0 – 50

Tanda merah untuk skala P = 0 – 500

a. Skala P dibaca dari skala merah bagian luar dari pengukuran tekanan.

b. Skala paling dalam menunjukkan tekanan dinamis antara orifice dan

specimen dalam mm kolom air ( mm Wh ).

41

Page 42: pengecoran logam

3. Memutar kran pada posisi A dan angkat tabung udara ke atas secara perlahan –

lahan hingga angka nol terlihat tepat pada batas tabung bawah lalu kunci pada

posisi E.

4. Letakkan tabung specimen berikut specimen di dalamnya pada orifice.

5. Putar kran pada posisi B bersamaan mulai menghitung waktu dengan

stopwatch saat udara dialirkan ke specimen pasir cetak. Hal ini ditandai

dengan tabung udara mulai turun ke bawah.

6. Catat besar P specimen pasir cetak dengan tekanan yang terbaca pada skala

permeabilitas meter saat 1000 cc udara yang sudah terlewatkan.

7. Catat waktu yang dibutuhkan untuk mengalirkan udara sebanyak 2000 cc

melalui tabung specimen pasir cetak yang diuji.

8. Ulangi langkah 1 – 7 sampai specimen 4 serta catat data P ( tekanan ).

4.3 Data Hasil Pengujian dan Perhitungan

4.3.1 Data Hasil Pengujian

Tabel 4.1 Tabel Hasil Pengujian

NoTekanan (p)

(cm ka)Waktu (t)

(menit)Panjang (l)

(mm)Permeabilitas

(ml/cm3.menit)1 7.4 0.896 50 642 7.2 0.855 50 683 7.4 0.892 50 644 7.2 0.861 49 685 7.3 0.851 50 68

Jumlah 36.2 4.3535 249 332Rata-rata 7.24 0.8707 49.8 66.54

Tabel 4.2 Tabel Perhitungan Permeabilitas

No P (ml/cm2.menit) (P-p) (P – p)2

1 80,143 -0,414 0,1722 82,822 2,265 5,1303 77,181 -3,376 11,3954 80,568 0,011 0,0005 82,072 1,515 2,294

Jumlah 402,787 0,001 18,991Rata-rata 80,557 0,000 3,798

4.3.2 Perhitungan Statistika

Perhitungan statistika permeabilitas data ke 1

42

Page 43: pengecoran logam

p = 80.143 ml/cm2 menit

Perhitungan statistika

1. Permeabilitas rata-rata (P)

P = ml/cm2menit

2. Simpangan Baku

3. Simpangan Baku rata-rata ( )

4. Kesalahan relative (KR)

- Dengan mengambil

- Derajat kebebasan (db) = n-1 = 5-1 = 4

- t (α/2;db) = t (0,05/2 ; 4) = 2,776

-Interval penduga kesalahan untuk permeabilitas pasir cetak

P – { t(α/2 ; db) . δ} ≤ P ≤ P + { t(α/2 ; db) . δ}

80,143– (2,776 . 0,657) ≤ P ≤ 80,143+ (2,776 .0,657)

78.3191 < P < 81.966

4.4 PENGUJIAN PERMEABILITAS

4.4.1 Pengertian Permeabilitas

43

Page 44: pengecoran logam

Permeabilitas adalah kemampuan pasir cetak untuk dialiri fluida tiap satuan

luas dalam waktu tertentu (tiap menit) {ml/cm3 menit}.

Dirumuskan sebagai berikut:

Dimana: P = Permeabilitas (ml/cm3 menit)

Q = Volume udara yang dilewatkan (ml)

L = Panjang specimen (cm)

p = Tekanan udara (cmka)

A= Luas specimen (cm2)

T = Waktu (menit)

4.4.2Macam-macam Permeabilitas

1. Base Permeabilitas

adalah permeabilitas yang terjadi dalam keadaan kering dimana proses

pengeringan dilakukan secara alami.

2. Green Permeabilitas

adalah permeabilitas dalam keadaan basah dimana pada pasir cetak

masih terkandung air bebas.

3. Dry Permeabilitas

permeabilitas dari pasir cetak dengan perlakuan panas dari 100-1100 C

4. Baket Permeabilitas

adalah permeabilitas dari pasir cetak dengan perlakuan panas lebih dari

1100C.

4.4.3 Faktor-faktor yang mempengaruhi permeabilitas

1. Kadar air

Kadar air standar untuk pasir cetak adalah antara 1,5-8% tergantung dari

cetakan logam yang akan dituang (Principle of Metal Casting). bila pasir cetak

kekurangan air maka lempung akan kekurangan daya ikat untuk mengikat pasir

silica sehingga butir-butir lempung yang tidak memperoleh air yang cukup akan

menyebar dan mengisi celah-celah antara butir pasir cetak dan menurunkan

permeabilitas.

bila kadar air terlalu banyak lempung akan seperti pasta dan air bebas akan

menurunkan permeabilitas. pasir dengan pengikat lempung yang dikeringkan

mempunyai permeabilitas dan kekuatan yang meningkat dibandingkan dengan

44

Page 45: pengecoran logam

keadaan basah karena air bebas dan air yang diabsorbsi pada permukaan butir

tanah lempung dihilangkan.

2. Kadar Lempung

Kadar lempung untuk pasir cetak standar adalah 2-30% (Principle of Metal

Casting). ukuran butir tanah lempung sekitar 0,005mm – 0,02 mm (Tata Surdia,

Teknologi Pengecoran Logam :111). lempung tersusun atas Kaolinit,

monmorilonit, kuarsa, feldspar, mika dan kotoran lain (Principle of Metal

Casting).

bila kadar lempung rendah maka air yang tidak terserap oleh lempung akan

menempati celah antara butir pasir, sehingga menurunkan permeabilitas pasir

cetak. bila kadar lempung tinggi maka ada sebagian yang tidak memperoleh air

akan menyebar mengisi celah antara butir pasir sehingga menurunkan

permeabilitas pasir cetak.

3. Bentuk dan distribusi pasir cetak

Jenis butir pasir yang bulat baik sebagai pasir cetak, karena memerlukan

jumlah pengikat yang lebih sedikit untuk mendapatkan kekuatan dan

permeabilitas tertentu, serta mampu alirnya baik. Pasir berbutir kristal kurang

baik untuk pasir cetak karena akan pecah menjadi butir-butir kecil pada

pencampuran, serta memberikan ketahanan panas dan permeabilitas yang jelek

pada cetakan dan membutuhkan pengikat dengan jumlah yang banyak.

Pasir cetak biasanya kumpulan dari butir yang berukuran bermacam-macam.

Tetapi kadang-kadang terdiri dari butir tersaring yang mempunyai ukuran

seragam. Besar butir yang diinginkan adalah sedemikian sehingga 2/3 dari butir

pasir mempunyai ukuran 3 mesh yang berurutan dan sisanya dari ukuran-

ukuran mesh-mesh yang berikutnya. Jadi lebih baik tidak mempunyai besar

butir yang seragam. (Tata Surdia, Teknik Pengecoran Logam: 111)

Gambar 4.5 : Jenis-jenis Butir Pasir Cetak

Sumber: Tata Surdia, Teknik Pengecoran Logam : 110

4. Penekanan Sand Ramer

45

Page 46: pengecoran logam

Semakin banyak penekanan sand ramer pada psir maka dapat

mengakibatkan jarak antara butir pasir menjadi lebih rapat dan padat. Akhirnya

celah-celah udara semakin sempit dan akan menurunkan permeabilitas.

4.4.4 Jenis-jenis pasir cetak

Bentuk butir-butir pasir cetak :

Gambar 4.5: Bentuk Butir-Butir Pasir Cetak

Sumber : Tata Surdia, Teknik Pengecoran Logam, 110

5. Butiran Bulat (Rounded Grains)

Butiran bulat terbentuk karena butir-butir saling bergesekan berulang-

ulang akibat adanya angin, gelombang atau aliran air sehingga

menghasilkan bentuk bulat. Bentuk ini dalam struktur pemadatan

mempunyai singgungan kecil antara satu dengan yang lain sehingga

memerlukan jumlah pengikat yang lebih sedikit tapi permeabilitasnya

kurang baik.

6. Butiran Sudut Sebagian (Sub Angular Grains)

butiran sudut sebagian terjadi karena angular grains saling bergerak dan

bertumbukan sehingga sudutnya pecah dan terbentuk sub angular grains.

Permeabilitas butiran ini lebih rendah dibandingkan rounded grains tetapi

kekuatannya lebih baik.

7. Butiran Bersudut (Angular Grains)

Butiran bersudut terbentuk oleh dekomposisi batu-batuan tanpa adanya

gesekan. Ini berhubungan dengan musim dan aksi glasial. Butiran ini

mempunyai batas sudut-sudut dan permukaannya hampir datar. Butiran ini

masih memberikan kekuatan yang baik dan permeabilitas yang kecil pada

cetakan.

46

Page 47: pengecoran logam

8. Butiran Berkristal (Compounded Grains)

Butiran jenis ini merupakan kombinasi dari ketiga butiran diatas. Butiran

ini kurang baik karena cenderung pecah pada temperature tinggi, memiliki

permeabilitas yang kurang baik dan membutuhkan pengikat yang lebih

banyak serta memberikan ketahanan api yang buruk.

Jenis pasir bulat yang baik digunakan sebagai pasir cetak, karena memerlukan

jumlah pengikat yang lebih sedikit untuk mendapatkan kekuatan dan

permeabilitas tertentu.

4.4.5 Grafik Pengaruh kadar air Terhadap Permeabilitas

Gambar4.6 : Grafik Pengaruh Kadar Air dan Kadar Lempung terhadap

Permeabilitas

Sumber: Tata Surdia, Teknik Pengecoran Logam :112

Dari grafik menunjukkan hubungan antara kadar air dan berbagai sifat pasir

dengan pengikat tanah lempung. Jika kadar lempung dibuat tetap maka kekuatan

berangsur-angsur bertambah sampai titik maksimum dan seterusnya menurun.

Kecenderungan serupa muncul kalau kadar air dibuat tetap dan kadar lempung

ditambah. Titik maksimum dari kekuatan dan permeabilitas dimana butir-butir pasir

dikelilingi oleh ketebalan tertentu dari campuran air dan lempung. Dengan kelebihan

kadar air kekuatan dan permeabilitasnya akan menurun, karena ruangan antar butir-

butir pasir ditempati oleh lempung yang berlebih pasir. Air yang tidak cukup akan

menurunkan, karena kurang lekatnya lempung. Selanjutnya tanah lempung yang

berbutir menempati ruang antar butir-butir pasir dan menurunkan permeabilitas. Dari

grafik juga terlihat, bahwa untuk kurva kekuatan kering dengan bertambahnya kadar

air akan cenderung naik terus disebabkan pada saat lempung mempunyai kadar air

47

Page 48: pengecoran logam

yang banyak, maka lempung akan menyebar dan akan menyelimuti pasir dengan baik.

Pada saat lempung dan pasir tersebut dilakukan perlakuan maka pasir cetak akan

kehilangan air bebas sampai kering. Dengan keringnya kadar air maka bila dilakukan

pengujian kekuatan keringnyapun akan meningkat.

Sedangkan untuk kurva kekuatan basah, dengan bertambahnya kadar air maka

akan cenderung turun. Hal ini disebabkan pada pasir cetak terlalu banyak

mengandung air bebas maka lempung sebagai pengikat akan berubah menjadi pasta.

Sehingga daya ikat lempung tinggi tetapi tetap lembek dan bila dilakukan

pengujian akan mudah rusak seperti mudah pecah ataupun bergeser dll. Dari hasil

pengujian didapat permeabilitas rata-rata 78,137 ml/cm2 menit dengan interval

75,361<P<82,312 dan tingkat keyakinan 95%. Hal ini menunjukkan bahwa pasir

cetak dalam aliran tiap menit mampu mengalirkan 78,137 mml udara tiap luas

penampang.

4.4.6 Pengaruh permeabilitas terhadap hasil coran

Jika permeabilitas yang dimiliki oleh pasir cetak, maka akan mengakibatkan

udara sulit keluar melalui celah-celah antar butir pada waktu yang dilakukan

proses penuangan logam cair. Dengan demikian udara dalam akan terjebak

dalam logam cair dan kemudian bila logam cair telah dingin maka udara yang

terjebak akan mengakibatkan cacat. Bila permeabilitasnya terlalu tinggi akan

mengakibatkan udara dalam cetakan akan mudah keluar pada waktu yang

dilakukan proses penuangan. Akan tetapi bila permeabilitanya yang dimiliki

oleh pasir cetak terlalu tinggi maka pada waktu penuangan logam cair kedalam

cetakan dalam meresap kesela-sela antara butiran pasir cetak yang akan

membuat hasil coran menjadi kasar.

4.4.7Analisa Grafik Pengaruh kadar air Terhadap Permeabilitas Data Antar

kelompok

Dari grafik diatas menunjukan hubungan kadar air terhadap permeabilitas.

Terlihat pada grafik bahwa permeabilitas cenderung meningkat seiring dengan

meningkatnya kadar air. Pada kadar air 4 % permeabilitasnya 58 (ml/cm3.menit); pada

kadar air 6% permeabilitasnya 80 (ml/cm3.menit) dan pada kadar air 8%

permeabilitasnya 88.4 (ml/cm3.menit). kecenderungan grafik diatas yang merupakan

hasil pengolahan data pengujian (actual) sesuai dengan kecenderungan grafik

hubungan kadar air terhadap permeabilitas yang terdapat pada teori, dimana apabila

kadar air bertambah maka permeabilitasnya akan meningkat hingga titik maksimal

48

Page 49: pengecoran logam

setelah itu permeabilitasnya menurun. Hal ini disebabkan kadar lempung bercampur

dengan air dan mengikat butiran pasir sehingga terdapat rongga yang dapat dilalui

fluida maka permeabilitasnya cenderung meningkat dan setelah mencapai titik

maksimum sisa-sisa air yang tidak bercampur akan menutupi rongga butiran dan

menyebabkan permeabilitasnya cenderung menurun.

GRAFIK HUBUNGAN ANTARA KADAR AIR DENGAN PERMEABILITAS DATA ANTAR KELOMPOK

58

8088,4

y = 39,487e0,1054x

R2 = 0,9155

0

20

40

60

80

100

0 2 4 6 8

KADAR AIR ( % )

PE

RM

EA

BIL

ITA

S R

AT

A

RA

TA

( m

l/cm

2m

enit

)

Series1

Expon. (Series1)

4.5 Kesimpulan dan Saran

4.5.1 Kesimpulan

1. Permeabilitas adalah kemampuan pasir cetak untuk dialiri fluida tiap satuan

luas dalam waktu tertentu

P = { ml / cm2 menit }

2. Macam – macam permeabilitas

2.1. Base permeablitas

2.2. Green permeablitas

2.3. Dry permeablitas

2.4. Boket permeablitas

49

Page 50: pengecoran logam

3. Faktor-faktor yang mempengaruhi permeabilitas

3.1. Kadar air

3.2. Kadar lempung

3.3. Bentuk dan distribusi butir

3.4. Penekanan Sand rammer

4. Pada pengujian didapat permeabilitas rata-rata ....ml/cm2 menit dengan

interval ..... < P < ...... dan tingkat keyakinan 95%.

5. Bila pasir cetak memiliki permeabilitas rendah maka akan banyak cacat

rongga, karena udara terjebak didalam logam cair. Dan bila

permeabilitasnya tinggi maka akan terjadi kekasaran pada permukaan hasil

coran.

4.5.2 Saran

1. Ketelitian dalam membaca alat percobaan.

2. Pada waktu pengukuran berat pasir cetak harus teliti agar hasil

pengujian tidak terjadi kesalahan.

3. Praktikan diberi kesempatan untuk mencoba pasir cetak dengan

komposisi lain agar mengerti perbedaannya.

BAB V

PENGUJIAN KEKUATAN PASIR CETAK

5.1 Tujuan Pengujian

Tujuan yang akan dicapai dalam pengujian ini adalah:

1. Agar praktikan mengetahui kekuatan tekan pasir cetak sebelum dan sesudah

perlakuan panas.

2. Agar praktikan mengetahui kekuatan geser pasir cetak sebelum dan sesudah

perlakuan panas.

3. Agar praktikan mengetahui kekuatan tarik pasir cetak sebelum dan sesudah

perlakuan panas.

50

Page 51: pengecoran logam

4. Agar praktikan memahami dan mampu melaksanakan pengujian kekuatan

pasir cetak.

5.2 Pelaksanaan Pengujian

5.2.1 Alat dan Bahan yang Digunakan

Alat-alat yang digunakan dalam pengujian kekuatan pasir cetak adalah:

1 Universal Strength Machine

Alat ini digunakan untuk mengujia kekuatan pasir cetak.

Spesifikasi alat:

Merk : George Fischer

Buatan : Jerman Barat

Gambar 5.1 : Alat Penguji Kekuatan

Sumber : Modul Pengecoran logam

1 Sand Rammer

Alat ini digunakan untuk memadatkan pasir cetak dalam tabung

specimen.

51

Page 52: pengecoran logam

Gambar 5.2 : Sand Rammer

Sumber : Tata Surdia, Teknik pengecoran Logam, hal 121

1 Timbangan Elektrik

Alat ini digunakan untuk menimbang pasir cetak sebelum dibuat

specimen.

Gambar 5.3 : Timbangan Elektrik

Sumber : Modul Pengecoran Logam

52

Page 53: pengecoran logam

1 Cetakan spesimen uji kekuatan geser

Alat ini digunakan sebagai tempat untuk membuat specimen uji geser.

Bahan yang digunakan adalah pasir cetak sebanyak 100 gram, dengan

komposisi:

- Pasir silica : 80 %

- Bentonit : 12 %

- Air : 8 %

5.2.2 Urutan Kerja Pengujian

A.Urutan Kerja Pengujian Kekuatan Tekan

a. Langkah pengujian tanpa perlakuan panas

1. Ambil campuran pasir cetak seberat 100 gram, lalu buat specimen

uji tekan dengan menggunakan sand rammer (specimen sebanyak 5

buah).

2. Pasang kepala uji tekan pasir cetak pada alat uji kekuatan pasir

cetak.

3. Letakkan specimen pada kepala uji tekan pasir cetak secara hati-

hati jangan sampai rusak.

4. Putar handwheel secara terus-menerus dengan putaran konstan dan

perlahan-lahan hingga hancur.

5. Baca dan catat besar kekuatan tekan pasir cetak tersebut (lengkap

demngan satuannya) pada skala paling lauar yang terdapat pada

alat uji tekan pasir cetak.

6. Lakukan langkah 1-5 untuk specimen berikutnya.

b. Langkah pengujian dengan perlakukan panas.

Langkah pengujian sama dengan tanpa perlakuan panas, hanya setelah

pasir cetak dibuat specimen uji tekan, dilakukan pemanasan dalam

dapur pemanas dengan suhu 110 C selam 1 jam.

53

Page 54: pengecoran logam

B. Urutan Kerja Pengujian Kekuatan Geser

a. Langkah-langkah Pengujian tanpa perlakuan panas

1. Ambil campuran pasir cetak seberat 150 gram, kemudian buat

specimen uji geser dengan sand rammer (specimen sebanyak 5

buah).

2. Pasang kepala uji geser pasir cetak pada lat uji kekuatan geser pasir

cetak.

3. Letakkan specimen pada kepala uji geser secara hati-hati jangan

sampai specimen rusak.

4. Putar handwheel secara terus-menerus dengan putaran konstan dan

perlahan-lahan hingga specimen hancur.

5. Baca dan catat besar kekuatan tekan pasir cetak tersebut pada skala

yang di tengah pada alat uji geser tersebut.

b. Langkah pengujian dengan perlakuan panas.

Langkah pengujian sama dengan tanpa perlakuan, hanya setelah pasir

cetak dibentuk speciomen uji geser, dilakukan pemanasan dalam dapur

pemanasan dengan suhu 110 C selam 1 jam.

C. Urutan Kerja Pengujian Kekuatan Tarik pasir Cetak

a. Langkah-langkah pengujian tanpa perlakuan panas

1. Ambil campuran pasir cetak seberat 150 gram, lalu buat specimen

uji tarik dengan menggunakan sand rammer (specimen sebanyak 5

buah).

2. Pasang kepala uji tarik pasir cetak pada alat uji kekuatan pasir

cetak

3. Letakkan specimen pada kepala uji tekan pasir cetak secara hati-

hati jangan sampai rusak.

4. Putar handwheel secara terus-menerus dengan putaran konstan dan

perlahan-lahan hingga specimen hancur.

5. Baca dan catat besar kekuatan tarik pasir cetak tersebut (lengkap

demngan satuannya) pada skala paling dalam yang terdapat pada

alat uji tarik pasir cetak.

6. Lakukan langkah 1-5 untuk specimen berikutnya.

b. Langkah pengujian dengan perlakuan panas.

54

Page 55: pengecoran logam

Langkah pengujian sama dengan tanpa perlakuan, hanya setelah pasir

cetak dibentuk speciomen uji tarik, dilakukan pemanasan dalam dapur

pemanasan dengan suhu 110 C selam 1 jam.

5.3 Data dan hasil Perhitungan hasil pengujian

5.3.1 Data hasil pengujian kekuatan tekan

Tabel 5.1 Data pengujian tanpa perlakuan panas

NoKekuatan Tekan

(N/cm2)(X-X) (X-X)2

1 8.2 0.26 0.0676

2 3 -0.24 0.0576

3 3 -0.24 0.0576

4 3.3 0.06 0.0036

5 3.4 0.16 0.0256

S 16.2 0 0.212

Tabel 5.2 Data pengujian dnegan perlakuan panas

NoKekuatan Tekan

(N/cm2)(X-X) (X-X)2

1 17.6 -4.37 19.097

2 22.8 0.83 0.688

3 20.65 -1.32 1.7424

4 27 5.03 25.3009

5 21.8 -0.17 0.0289

S 109.85 0 46.858

5.3.2 Data Hasil Pengujian Kekuatan Geser

55

Page 56: pengecoran logam

Tabel 5.3 Data pengujian tanpa perlakuan panas

NoKekuatan Geser

(N/cm2)(X-X) (X-X)2

1 1.3 0 0

2 1.3 0 0

3 1.3 0 0

4 1.3 0 0

5 1.3 0 0

S 6.5 0 0

Tabel 5.4 Data pengujian dnegan perlakuan panas

NoKekuatan Geser

(N/cm2)(X-X) (X-X)2

1 4.8 –0.16 0.0256

2 5.1 0.14 0.0196

3 5.2 0.24 0.0576

4 5 0.04 0.0016

5 4.7 -0.26 0.0676

S 24.8 0 0.172

5.3.3 Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik

Tabel 5.5 Dat pengujian Tanpa perlakuan Panas

NoKekuatan Tarik

(N/cm2)(X-X) (X-X)2

1 0.3 -0.05 0.0025

2 0.4 0.05 0.0025

3 0.4 0.05 0.0025

4 0.35 0 0

5 0.3 -0.05 0.0025

S 1.75 0 0.01

Tabel 5.6 Dat pengujian dengan perlakuan Panas

No Kekuatan Tarik (X-X) (X-X)2

56

Page 57: pengecoran logam

(N/cm2)

1 6 0 0

2 6.5 0.5 0.25

3 5.5 -0.5 0.25

4 5.5 -0.5 0.25

5 6.5 0.5 0.25

S 30 0 1

PERHITUNGAN STATISTIKA

1. PERHITUNGAN KEKUATAN TEKAN

a. Tanpa Perlakuan Panas

Kekuatan Tekan Rata-rata (X)

Simpangan Baku ()

Simpangan Baku Rata-rata

Kesalahan Relatif (KR)

Dipakai =5% dengan db=n-1=5-1=4

57

Page 58: pengecoran logam

d

Dengan tingkat keyakinan 95 %

Dengan Perlakuan Panas

Kekuatan Tekan Rata-Rata (X)

SimpangAn Baku ()

Simpangan Baku Rata-Rata ()

Kesalahan Relatif (KR)

Diambil 10% dengan db=n-1=5-1=4

Dengan tingkat keyakinan 90%

b. Uji t

58

Page 59: pengecoran logam

- Tingkat Kesalahan () = 10%

- Derajat bebas (db) = n1+n2–2=5+5–2=8

- Langkah-langkah pengujian:

1. Ho : 1=2

2. H1 : 12

3. Taraf uji =0.05

4. Uji t:

2. PERHITUNGAN KEKUATAN GESER

a. Tanpa Perlakuan Panas

Kekuatan Tekan Rata-rata (X)

Simpangan Baku ()

59

Page 60: pengecoran logam

Simpangan Baku Rata-rata

Kesalahan Relatif (KR)

Dipakai =2% dengan db=n-1=5-1=4

Dengan tingkat kesalahan 98%

b. Dengan Perlakuan Panas

Kekuatan Tekan Rata-Rata (X)

SimpangAn Baku ()

60

Page 61: pengecoran logam

Simpangan Baku Rata-Rata ()

Kesalahan Relatif (KR)

Dengan db=n-1=5-1=4

Dengan tingkat keyakinan 98%

c. Uji t

- Tingkat Kesalahan () = 2%

- Derajat bebas (db) = n1+n2–2=5+5–2=8

- Langkah-langkah pengujian:

5. Ho : 1=2

6. H1 : 12

7. Taraf uji =0.02

8. Uji t:

61

Page 62: pengecoran logam

62

Page 63: pengecoran logam

3. PERHITUNGAN KEKUATAN TARIK

a. Tanpa Perlakuan Panas

Kekuatan Tekan Rata-rata (X)

Simpangan Baku ()

Simpangan Baku Rata-rata

Kesalahan Relatif (KR)

Dipakai =10% dengan db=n-1=5-1=4

Dengan tingkat kesalahan 90%

b. Dengan Perlakuan Panas

Kekuatan Tekan Rata-Rata (X)

63

Page 64: pengecoran logam

Simpangan Baku ()

Simpangan Baku Rata-Rata ()

Kesalahan Relatif (KR)

Diambil 5 % dengan db=n-1=5-1=4

Dengan tingkat keyakinan 95%

c. Uji t

- Tingkat Kesalahan () = 10%

- Derajat bebas (db) = n1+n2–2=5+5–2=8

- Langkah-langkah pengujian:

1. Ho : 1=2

2. H1 : 12

3. Taraf uji =0.1

64

Page 65: pengecoran logam

4. Uji t:

65

Page 66: pengecoran logam

5.4 Pembahasan

Tujuan Pengujian Kekuatan

1. Pengujian Kekuatan tekan

Bertujuan uintuk mengetahui kekuatan tekan maximum dari pasir cetak

per satuan luas specimen standar sampai pasir cetak patah.

Standat untuk kekuatan tekan adalah:

a. Kekuatan Tekan Kering : 22 – 250 psi

b. Kekuatan tekan Basah : 5 – 22 psi

2. Pengujian Kekuatan geser

Bertujuan untuk mengetahui kekuatan geser maximum pada pasir cetak

per satuan luas specimen standar sampai pasir cetak patah. Standar

kekuatan geser adalah 1.5 sampai 7 psi.

3. Pengujian Kekuatan tarik

Bertujuan untuk mengetahui kekuatan tarik maximum pada pasir cetak

per satuan luas sampai patah. Standar kekuatan tarik adalah 1 samapi 6

psi.

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kekuatan Pasir cetak

1. Kadar Air

Bila kadar air di dalam pasir cetak rendah, maka lempung akan

kekurangan daya ikat untuk mengikat pasir silica. Dengan demikian

butir-butir lempung tidak akan mendapat air yang cukup untuk mengisi

celah-celah antar butir pasir cetak. Hal ini menyebabkan kekuatan pasir

cetak akan menurun

Bila kadar air tinggi, maka lempung akan seperti pasta karena

kelebihan air. Hal ini akan menyebabkan kekuatan pasir cetak menurun

karena daya ikat terhadap lempung menurun serta permeabilitas yang

ikut menurun.

2. Bentonit

Bila kadar bentonit rendah di dalam campuran pasir cetak, maka

akan menyebabkan kekuatan pasir cetak menurun. Hal ini disebabkan

karena daya ikat antar butir pasir cetak rendah. Sedangkan bila kadar

bentonit di dalam pasir cetak tinggi, maka akan menyebabkan kekuatan

pasir cetak yang meningkat dan cetak menjadi padat. Padatnya pasir

66

Page 67: pengecoran logam

cetak akan menyebabkan permeabilitas turun sehingga sulit dilalui udara

dan cetakan akan sulit dibongkar.

3. Distribusi Besar Kecil Butir

Pada pasir cetak diharapakan mempunyai besar butir yang tidak

beragam agar butir-butir yang lebih kecil dapat mengisi rongga yang

tidak dapat ditempati oleh butir pasir yang besar. Dengan demikian dapat

memperbaiki kekuatan pasir cetak karena butir yang tidak seragam

menghasilkan bidang antar butiran yang dekat maka haya tarik-

menariknya besar.

Pasir cekat biasanya kumpulan dari butir-butir yang berukuran

macam-macam. Tetapi kadang-kadang terdiri dari butir pasir-butir yang

tersaring mempunyai ukuran seragam. Besar butir yang diinginkan

adalah sedemikian sehingga 2/3 dari butir-butir pasir mempunyai ukuran

dari 3 mesh yang berurutan dan sisanya dari ukuran-ukuran mesh yang

berikutnya. Jadi lebih baik tidak mepunyai besar butir yang seragam.

4. Jenis-Jenis Butiran Pasir Cetak

Bentuk pasir cetak ada 4 kelompok

1. Butir Pasir Bulat

2. Butir Pasir Sebagian Bersudut

3. Butir Pasir Bersudut

4. Butir Pasir Kristal

Gambar 5.4 : Bentuk Butir-Butir Dari Pasir Cetak

Sumber : Tata Surdia, Teknik Pengecoran Logam, hal 110

Dari 4 macam butir cetak, yang baik digunakan untuk pengecoran adalah

bentuk pasir yang bulat dikarenakan butir pasir bulat ini memerlukan

pengikat lebih sedikit dibanding bentuk lain. Selain itu distribusi

tegangan pada pasir ini yang merata dengan konsentrasi tegangan yang

kecil sehingga lebih tahan lama dan memiliki permeabilitas yang baik.

67

Page 68: pengecoran logam

5. Pemadatan

Semakin padat pasir cetak, maka kekuatannya semakin besar.

5.4.1 Grafik Pengaruh Kadar Air dan kadar lempung terhadap Kekuatan

Basah dan kekuatan Kering

Gambar : Pengaruh Kadar Air dan Kadar Lempung Pada Pasir

Diikat Lempung

Sumber : Tata Surdia, Teknik Pengecoran Logam, hal 112

Dari grafik menunjukkan hubungan antara kadar air dan berbagai

sifat pasir dengan pengikat tanah lempung. Karena kadar lempung dibuat

tetap dan kadar air ditambah maka kekuatan berangsur-angsur akan

bertambah sampai titik maximum dan seterusnya. Titik maximum dari

kekuatan dan permeabilitas dimana butir-butir pasir dikelilingi oleh

ketebalan tertentu dari campuran air dan lempung. Dengan kelebihan kadar

air, kekuatan dana permeabilitas akan turun karena ruang antar butir-butir

pasir ditempati oleh lempung yang kelebihan air. Air yang tidak cukup akan

menurunkan kekuatan karena kurang lekatnya lempung. Selanjutnya tanah

lempung yang brebutir menempati ruang antar butir-butir pasir dan

menurunkan permeabilitas.Dari grafik terlihat bahwa untuk kurva kekuatan

kering dengan bertambahnya kadar air akan cenderung naik terus karena

pada saat lempung mempunyai kadar air yang banyak maka lempung akan

berubah menjadi pasta. Bila lempung yang telah menjadi pasta tersebut

dicampur dengan pasir silica, maka akan menyebar dan menyelimuti pasir

dengan baik. Pada saat campuran antar lempung dan pasir silica tersebut

perlu dilakukan perlakuan, maka pasir cetak akan kehilangan air bebas

68

Page 69: pengecoran logam

sampai kering. Dengan keringnya kadar air akan cenderung turun

disebabkan bila pada pasir cetak terlalu banyak mengandung air bebas maka

lempung sebagai pengikat berubah menjadi pasta sehingga daya ikat

lempung tinggi tapi lembek. Pasir cetak bila dilakukan pengujian akan

mudah rusak seperti pecah, bergeser, dll.

5.4.2 Perbedaan Kekuatan Tekan Basah dan Kekuatan Kering

1. Kekuatan Tekan Basah

Kekuatan yang terdapat pada pasir cetak setelah pasir tersebut dicampur

dengan air dan dalam pasir cetak tersebut air basah masih ada. Kekuatan

basah ini dipengaruhi oleh kadar air dan kadar lempung. Apabila kadar

lempung tetap dan kadar air bertambah, maka kekuatan akan meningkat

sampai titik maximum tetapi akan turun pada titik tertentu. Kadar air

tidak lagi sebagai aktifator dari lempung shingga lepung akan menjadi

pasta dan dapat menurunkan kekuatan basah dari pasir cetak tersebut.

2. Kekuatan Kering

Kekuatan kering pasir cetak adalah kekuatan yang terdapat pada pasir

cetak setelah air bebas yang terdapat dalam pasir cetak sudah habis. Pasir

tersebut memiliki kekuatan untuk melawan erosi dan tekanan statis,

Kekuatan kering ini dipengaruhi oleh kadar air dan lempung. Apabila

kadar lempung tetap dan kadar air bertambah, maka kekuatan kering

akan meningkat. Hal ini berlawanan dengan kekuatan tekan basah karena

semakin banyak air yang terdapat didalam pasir cetak, maka lempung

akan semakin encer. Kerena lempung semakin encer, maka akan

menyebar dan menyelimuti pasir sehingga jika air bebas yang terdapat

dalam pasir sudah menguap mak kekuatan kering meningkat.

5.4.3 grafik pengaruhkadar air terhadap kekuatan tekan basah pasir cetak data

antar kelompok

Pada grafik pengaruh kadar air terhadap kekuatan tekan akan geser terlihat

bahwa grafik turun kemudian cenderung naik lagi . hal ini dikarenakan pada

kadar air 4-6% dimungkinkan distribusi air yang kurang merata pada daerah

konsentrasi tegangan sehibngga kekuatan tekan dengan geser turun , sedangkan

pada kadar 6-8% grafik cenderung mengalami kenaikan , hal ini dikarenakan

distribusi air lebih merata sehingga daya ikat antar lempung dan pasir cetak

meningkat sehingga kekuatan tekan dan geser juga meningkat.

69

Page 70: pengecoran logam

Dan pada grafik pengaruh kadar air terhadap kekuatan tarik terlihat bahwa

semakin besar kadar air maka kekuatan pasir cetak cenderung mengalami

kenaikan. Pada grafik terlihat bahwa pada grafik terlihat behwa pada kadar air

4% kekuatan tarik 2,9 n/cm2 dan pada kadar air 6% kekuatan tarik 3,5 n/cm2

Dan pada kadar air 8% kekuatan tarik 3.8 n/cm2 . hal ini dikarenakan

kadar air maka daya ikat kadar lempung dan butir pasi makin besar sehingga

keuatan tariknya juga makin meningkat

70

Page 71: pengecoran logam

Kesimpulan dan Saran

5.5.1 Kesimpulan

1. Dari data pengujian dengan menggunakan uji t didapat sebagai berikut:

a. Kekutan tarik : 0.504 psi

b. Kekutan Tekan : 4.66 psi

c. Kekutan Geser : 1.7 psi

2. Faktor-faktor yang mempengaruhi kekutan pasir cetak:

a. Kadar air

b. Kadar bentonit.

c. Distribusi besr kecil butir

d. Jenisjenis butir pasir cetak

e. Pemadatan paisr cetak

3. Standarisasi kekutaan pasir cetak

a. Kekuatn tekan : untuk kering 22 – 250 psi

untuk basah 5-22 psi

b. Kekutan Geser : 1.5 – 7 psi

c. Kekutan Tarik : 1 – 6 psi

5.5.2 Saran

1. Praktikan diberi kesempatan untuk mencoba pasir cetak yang lain agar

mengerti perbedaannya.

2. Pada waktu pengukuran, berat pasir cetak harus teliti agar hasil pengujian

tidak terjadi kesalahan.

71

Page 72: pengecoran logam

BAB VI

PEMBUATAN CETAKAN PASIR

6.1 Tujuan pengujian

Tujuan pengujian pembuatan cetakan pasir adalah :

1. Agar praktikan mengetahui dan mampu membuat cetakan pasir

2. Agar praktikan mampu memecahkan masalah – masalah yang timbul

selama pembuatan cetakan pasir

6.2 Pelaksanaan Pembuatan Cetakan Pasir

6.2.1 Alat dan Bahan yang Digunakan

Alat – alat yang digunakan dalam pengujian ini adalah :

1. Rangka Cetak ( cup & drag )

Alat ini digunakan sebagai tempat untuk membuat cetakan pasir.

2. Saluran masuk dan Saluran penambah

Alat ini digunakan sebagai tempat mengalirnya logam cair dalam cetakan

3. Pola

Alat ini digunakan untuk membuat bentuk / rongga cetakan benda cor

4. Sand Mollen

Alat ini digunakan untuk mencampur pasir, bentonit, dan air

5. Papan Datar

Alat ini digunakan sebagai tempat landasan dalam membuat cetakan

Bahan yang digunakan adalah pasir cetak dengan komposisi pasir silica,

bentonit, dan air serta :

1. Pasir silica halus

2. Grafit

6.2.2. Urutan Kerja

Langkah – langkah dalam pembuatan cetakan adalah :

1. Aduk pasir cetak dengan komposisi tertentu dengan sand mollen agar

campurannya merata.

2. Letakkan pola cetakan pada papan datar berikut drag, kemudian masukan

pasir cetak dan padatkan hingga rata dan padat memenuhi drag. Ratakan

permukaan pasir cetak bagian atas dengan papan kayu.

72

Page 73: pengecoran logam

3. Balik drag, kemudian taburi pola dengan grafit. Sedangkan untuk pasir

cetak taburi dengan pasir silica halus agar pola dan pasir cetak tidak

lengket, kemudian ratakan dengan kuas secara hati – hati.

4. Letakkan kup diatas drag, kemudian letakkan saluran turun dan saluran

penambah.

5. Isi drag dengan pasir cetak, padatkan dan selama pemadatan jangan

sampai saluran turun maupun saluran penambah berubah posisi.

6. Ambil saluran turun, saluran penambah dengan hati – hati jangan sampai

pasir ikut terangkat.

7. Angkat kup dari drag secara hati – hati, kemudian ambil polanya. Apabila

masih terjadi kerusakan, maka tempatkan kembali pola ke posisi

semuladan isi bagian – bagian yang rusak tersebut dengan pasir cetak.

8. Taburi rongga bekas pola tersebut dengan grafit, kemudian ratakan dengan

kuas secara hati – hati.

9. Letakkan kembali kup diatas drag, kemudian cetakan yang sudah jadi

tersebut letakkan di tempat yang aman dan datar, diatas cetakan beri

pemberat.

PERHATIAN !!!!!!!!!!

1. Sesekali cavity akan sulit untuk diperbaiki dan pembuatan cetakan pasir harus

diulang kembali. Oleh karena itu berhati – hatilah ketika menggerakkan

rangka cetak.

2. Urutan kerja praktikum di atas dapat berubah sesuai dengan bentuk benda

yang akan di cor.

73

Page 74: pengecoran logam

Gambar 6.1 : Rangka Cetak

Sumber : T. Pengecoran Logam, Tata Surdia

Gambar 6.2 : Prosedur Pembuatan Cetakan Pasir

Sumber : T. Pengecoran Logam, Tata Surdia

74

Page 75: pengecoran logam

6.3 Pembuatan Pasir Cetak

6.3.1 Sistem saluran dan bagian-bagiannya

Sistem saluran adalah jalan masuk dari logam cair kecetakan yang telah kita

buat.

Gambar 6.3 : Sistem Saluran

Sumber : Diktat Ir. Winarno

Bagian- bagian sistem saluran:

Cawan tuang: tempat yang menerima cairan logam langsung dari ladel

Saluran turun: saluran yang pertama membawa cairan logam dari cawan

tuang mengalir kedalam saluran masuk

Pengalir: saluran pembawa logam cair dari saluran turun kebagian yang

cocok pada cetakan

Saluran masuk: saluran yang mengisi logam cair dari pengalir kedalam

rongga cetakan

Saluran penambah: saluran yang memberi logam cair yang akan

mengimbangi penyusutan dalam pembekuan dari coran sehingga harus

membeku lebih awal dari coran

6.3.2 Macam-macam sistem saluran

1) Saluran pisah: Saluran yang mempunyai saluran masuk pada permukaan

pisah dari cetakan dimana logam cair dijatuhkan kedalam rongga cetakan

Keuntungan: udara mudah keluar saat logam cair dituangkan

Kerugian: Temperatur penuangan harus lebih tinggi dan kecepatan

penuangan juga harus cepat

75

Page 76: pengecoran logam

Gambar 4.4 : Sistem Saluran

Sumber : Diktat Ir. Winarno

2) Saluran langsung: saluran yang dibuat langsung jatuh diantara rongga

cetakan jadi waktu dituang logam cair langsung mengisi rongga pada

cetakan.

Keuntungan: lebih ekonomis dan lazim digunakan karena mudah dibuat dan

lebih pendek.

Kerugian: Logam cair langsung jatuh kedalam rongga akan mengganggu

logam yang terdahulu dituang

Gambar 6.5 : Sistem Saluran

Sumber : Diktat Ir. Winarno

3) Saluran bawah: Saluran yang mempunyai saluran masuk pada bagian bawah

dari rongga cetakan

Keuntungan: Logam cair lebih merata saat menempati ruang/rongga pada

cetakan.

Kerugian: Logam cair cepat langsung membeku sebelum mencapai atas,

untuk itu dibutuhkan kecepatan penuangan yang cepat.

76

Page 77: pengecoran logam

Gambar 6.6 : Sistem Saluran

Sumber : Diktat Ir. Winarno

4) Saluran cincin: Saluran yang dibuat dari saluran aliran mengelilingi pola

cetakan biasanya dipakai dengan model saluran bawah.

Keuntungan: Pengisian logam cair lebih merata pada cetakan terutama untuk

benda-benda simetris

Kerugian: Diperlukan temperatur dan kecepatan penuangan yang tinggi

Gambar 6.7 : Sistem Saluran

Sumber : Diktat Ir. Winarno

5) Saluran baji: Saluran yang memiliki dua saluran masuk dengan tujuan

dihasilkan coran dengan ketebalan yang sama.

Keuntungan: Dalam sekali tuang dapat dihasilkan benda benda cor lebih dari

satu dengan ukuran yang sama.

Gambar 6.8 : Sistem Saluran

Sumber : Diktat Ir. Winarno

77

Page 78: pengecoran logam

6) Saluran terompet: Saluran yang memiliki saluran alirnya berbentuk terompet

dan ujungnya berada didasar rongga cetakan drag.

Keuntungan: Logam cair mengisi cetakan lebih merata.

Gambar 6.9 : Sistem Saluran

Sumber : Diktat Ir. Winarno

7) Saluran bertingkat: Mempunyai saluran turun yang dihubungkan dengan

saluran masuk secara bertinggkat

Keuntungan: logam cair lebih cepat mengisi cetakan

Gambar 6.10 : Sistem Saluran

Sumber : Diktat Ir. Winarno

8) Saluran pensil: Saluran yang mempunyai lubang air dari daerah dasar cawan

tuang.

Keuntungan: Harga untuk benda simetris mahal

Kerugian: Pembuatan saluran relatif lebih sulit dan rumit.

78

Page 79: pengecoran logam

Gambar 6.11 : Sistem Saluran

Sumber : Diktat Ir. Winarno

. Lapisan cetakan

Suatu lapisan yang diberikan pada permukaan cetakan dengan tujuan tertentu

sebelum logam cair dituang ke dalam cetakan.

Fungsi pelapis

Mencegah fusi atau penetrasi logam

Mendapatkan hasil permukaan coran yang lebih halus

Memudahkan membuang pasir cetak dari inti pada waktu pembongkaran

Meniadakan cacat-cacat yang disebabkan pasir, misalnya: Sirip

Macam-macam pelapis

a) Lapisan cetakan untuk cetakan pasir basah

Untuk pelapis cetakan pasir basah dipakai grafit bubuk mika. Bahan ini

ditaburkan atau dicatkan dengan kuas pada permukaan cetakan basah.

b) Lapisan cetakan untuk cetakan pasir kering

Bubuk grafit dengan temperatur penuangan kurang dari 1350°C

Untuk lapisan cetakan yang temperature penuangannya diatas 1350 C

dipilih bahan yang mempunyai sedikit perubahan sifat pada temperature

tinggi. Sebagai contoh disarankan komposisinya sebagai berikut :

Campuran grafit 100 (grafit kerak 90-80, jelaga kokas 20, bentonit 10-

20)

-Grafit kerak 100, Amonium Khlorida 0.5, bentonit 10-20

79

Page 80: pengecoran logam

Syarat-syarat pelapis

Tahan panas saat menerima tenperatur penuangan

Saat kering harus cukup kuat tidak rusak karena logam cair

Tebal pelapis cukup agar dapat mencegah penetrasi logam

Gas yang ditimbulkan harus sedikit

Memiliki komposisi yang tepat sesuai dengan jenis pasir cetaknya

6.4 Studi Kasus dan Pemecahannya

6.4.1. Kasus pada cetakan pasir yang dibuat

1) Pemasangan pola tidak tepat

2) Pemasangan saluran yang kurang tepat

3) Penyambungan rangka cetak kurang tepat

4) Kesulitan dalam pengangkatan pola

5) Terjadi kerusakan pada saat pengangkatan pola

6.4.2 Pemecahan masalah

1) Pemasangan pola yang kurang tepat dapat diatasi dengan cara memasang

pola cetakan yang benar-benar presisi

2) Pemasangan saluran yang kurang tepat dapat diatasi dengan

mempertimbangkan posisi yang benar-benar sesuai dengan penuangan pada

proses pengecoran

3) Penyambungan rangka kurang tepat dapat dilakukan dengan cara pemberian

penyambungan rangka cetak, misalnya dengan memberi plat pada tiap ujung

cetakan

4) Kesulitan dalam pengangkatan pola, dikarenakan pemberian karbon pada

rangka pola kurang merata, untuk mengatasinya dengan memberi karbon

secara merata sehingga lebih mudah dalam pengangkatan pola

5) Terjadi kerusakan dapat dihindari dengan penumbukan yang kuat saat

pemadatan pasir yang diberi pola sehingga pasir lebih padat dan tidak mudah

pecah

80

Page 81: pengecoran logam

6.5 Kesimpulan dan Saran

6.5.1 Kesimpulan

1) Rangka cetakan yang dibuat dan digunakan harus kuat supaya tidak rusak

ketika dipadatkan.

2) Pemanasan pasak pada cetakan harus presisi agar waktu dipasang dan

dilepas antara cup dengan drag

3) Peralatan yang digunakan harus standart

4) Pembuatan rangka cetak harus presisi

5) Sistem saluran terdiri dari:

a) Cawan tuang

b) Saluran turun

c) Pengalir

d) Saluran masuk

e) Saluran penambah

f) Sumuran

6.5.2 Saran

1) Disediakan pola cetakan untuk inti agar cetakan untuk inti ukurannya sesuai

2) Disediakan alat pemahat pada pembuatan cetakan pasir

81

Page 82: pengecoran logam

BAB VII

PENUANGAN LOGAM

7.1. Tuuan Praktikum

Tujuan dari praktikum penuangan logam adalah:

1. Agar praktikan mengetahui dan mampu menuang logam cair ke dalam

cetakan pasir dengan baik

2. Agar praktikan mengetahui dan mampu menganalisa permasalahan yang

timbul pada hasil coran.

7.2. Pelaksanaan Penuangan

7.2.1. Alat dan Bahan yang Digunakan

Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah:

1. Dapur Listrik

Digunakan untuk mencairkan aluminium

2. Ladel

Digunakan untuk mengambil logam cair

3. Cetakan Pasir

4. Kaca Mata Pelindung

Digunakan untuk melindungi mata dari udara panas disaat mengambil

cairan logam di dalam dapur

5. Masker

Digunakan untuk melindungi pernapasan dari uap logam cair dari dalam

dapur

6. Pelindung Badan dan Sarung Tangan Dari Kulit

Digunakan untuk meindungi tangan dan badan dari udara panas berasal

dari dalam dapur

Bahan yang digunakan untuk pengujian ini adalah aluminium paduan

7.2.2. Urutan Kerja Penuangan Logam

Praktikum ini dilakukan dengan urutan kerja sebagai beriokut:

1. Panaskan dan cairkan aluminium di dalam dapur listrik diatas titik cairnya

(±800oC).

2. Pakai pelindung tubuh , sarung tangan, dan kaca mata sebelum mengambil

logam cair dari dalam dapur.

3. Siapkan cetakan pasir dan dekatkan pada dapur.

82

Page 83: pengecoran logam

4. Sebelum mengambil logam cairnya, maka bersihkan dulu terak-terak di

atasnya dengan alat pengambil terak.

5. Setelah bersih dari terak, ambil logam cair dengan ladel secaa hati-hati ,

kemudian tuangkan logam cair kedalam cetakan pasir melalui saluran

masuk.

6. Selama penuangan, jaga kecepatan tuangnya jangan sampai terlalu cepat

atau terlalu lambat.

7. hentikan penuangan jika logam cair sudah muncul dari saluran keluar.

8. Kembalikan logam cair sisa ke dalam dpur.

9. Bongka cetakan pasir jika logam sudh dingin. INGAT!!!! Pembongkaran

jangan sampai merusak coran.

10. Amatilah hasil coran dan analisa permasalahan yang timbul pada hasil

coran.

83

Page 84: pengecoran logam

7.3 Hasil Coran

A. Benda Cor I

Gambar7.1 benda cor sebelum difinising

B. Benda Cor II

84

Page 85: pengecoran logam

Gambar7.2 benda cor setelah difinising

7.4 Pembahasan

7.4.1. Bahan yang digunakan pada pengujian ini adalah Aluminium paduan.

Adapun spesifikasinya:

- Bahan : Aluminium paduan

- Berat jenis : 2,7 gr/cm3 (pada temperatur 1000oC)

- Kapasitas kekentalan : 5,5 . 104 gr/cm2

- Koefisien kelenturan kinetis : 0,00237 cm2/s

- Tegangan permukaan : 20-780 dyne/cm2

- Tegangan permukaan per berat jenis : 220 dyne.cm/gr.dtk

- Temperatur lebur : 660oC

- Temperatur penuangan : 950oC

- Suhu lebur aluminium : 660oC

7.4.2. Dapur yang digunakan dlam pengujian ini adala jenis tanur induksi

frekuensi rendah dengan spesifikasi alat:

- Merk : MERYCRAT

- Type : JFF 2000

- Voltase : 220 V

- Daya : 1500 W

- Frekuensi : 50/60 Hz

- Arus : 7 A

7.4.3. Analisa Penuangan

Dari hasil praktikum didapat tinggi penuangan logam cair ke cetakan adalah

27 cm, maka kita dapat menghitung kecepatan penuangan logam sebagai

berikut:

85

Page 86: pengecoran logam

c = 1

m/s

Dari perhitungan didapat kecepatan penuanagan saat mpraktikum sebesar V =

2,3 m/s.

7.4.4. Analisa Hasih Coran dan Pemecahan Masalah

I. Cacat Sebelum finishing

1. Cacat Penyusutan

Penyebab: pendinginan lebih cepat

Analisa: adanya jedah waktu antara saat logam cair panas diambil dari

dapur listrik sampai saat logam dituang ke cetakan

dimungkinkan terjadi penurunan suhu pada logam cair

sehingga hasil penuangan kurang sempurna

Solusi; sebaiknya suhu logam cair lebih ditinggikan sehingga

penurunan suhu logam cair tidak sampai menyebabkan

penyusutan hasil coran

Gamba7.3 cacat penyusutan

2. Cacat Lubang Jarum

Adalah: lubang pada permukaan dalam halus dan berbentuk bola

Penyebab1 : permukaan pasir cetak yang kurang merata

Analisa: dengan kurang seragamnya ukuran butir memungkinkan

terjadi celah antar butir, sedangkan ini tidak diimbangi

86

Page 87: pengecoran logam

dengan penumbukan pasir yang tidak merata (tidak sampai

benar-benar padat)

Solusi: meminimalisir celah dengan menumbuk pasir pada cetakan

sampai benar-benar padat

Penyebab 2: permeabilitas yang kurang sempurna

Analisa: butiran pasir cetak terlalu halus sehingga celah udara sempit

dan menyebabkan udara tak bisa keluar dari cetakan

Solusi: permeabilitas harus baik dan harus sesuai standart afs

Gambar7.4 cacat lubang jarum

3. Cacat Rongga Udara

Adalah: lubang yang muncul pada permukaan coran

Penyebab1: permebilitas yang kurang sempurna

Analisa: pada saat logam panas dituangkan kedalam cetakan, terdapat

udara yang masih ada di dalam cetakan sehingga ketika

logam cair masuk melalui saluran cetakan udara terdorong

untuk keluar tetapi karena rongga udara pada distribusi butir

pasir kecil/hampir tidak ada maka udara terjebak di dalam

cetakan

Solusi: memperbaiki permeabilitas cetakan supaya udara di dalam

cetakan dapat terlewatkan

Penyebab2: penuangan terlalu lambat

Analisa: ada jeda waktu cukup lama saat penuangan sehingga suhu

penuangan logam cair menurun sehingga menyebabkan

rongga udara

Solusi: suhu lebih ditingkatkan

87

Page 88: pengecoran logam

Gambar7.5 cacat rongga udara

4. Cacat Sirip

Adalah : cacat yang disebabkan karena penetrasi logam

Penyebab1: penempatan cup dan drag tidak tepat

Analisa: dari cup dan drag ada sedikit ruang yang menyebabkan

tejadinya penetrasi cairan logam sehingga terjadi sirip pada

cetakan dan tidak ada ruang untuk cairan logam keluar

cetakan

Solusi: pemasangan cup dan drag harus benar-benar tepat dan cup

diberi pemberat di atasnya agar tidak terjadi rongga udara

pada cup dan drag

Penyebab2: terjadi penetrasi logam cair

Analisa: logam cair yang dituang menekan ke pasir cetak terlalu besar

sehingga logam cair meresap kecelah antara cup drag

Solusi: komposisi pasir cetak harus baik dan saat pemasangan cup

drag harus tepat

Gambar7.6 cacat sirip

88

Page 89: pengecoran logam

5. Cacat Pergeseran

Penyebab: pembuatan pola yang tidak pas

Analisa: pada saat pembuatan pola atas dan bawah pada cetakan tidak

sama atau ada selisih antara pola atas dan pola bawah karena

pola atas da pola bawah dibuat secara terpisah sehingga hasil

coran tidak cocok satu sama lain pada permukaan pisahnya

Solusi: posisi pola atas dan pola bawah harus sama atau pas dan pada

saat pembuatan harus hati-hati dan teliti agar pola atas dan

bawah presisi

Gambar7.7 cacat pergeseran

II. Cacat Setelah Finishing

1.Cacat Lubang Jarum

Adalah: lubang pada permukaan dalam halus dan berbentuk bola

Penyebab1 : permukaan pasir cetak yang kurang merata

Analisa: dengan kurang seragamnya ukuran butir memungkinkan

terjadi celah antar butir, sedangkan ini tidak diimbangi

dengan penumbukan pasir yang tidak merata (tidak sampai

benar-benar padat)

Solusi: meminimalisir celah dengan menumbuk pasir pada cetakan

sampai benar-benar padat

Penyebab 2: permeabilitas yang kurang sempurna

Analisa: butiran pasir cetak terlalu halus sehingga celah udara sempit

dan menyebabkan udara tak bisa keluar dari cetakan

Solusi: permeabilitas harus baik dan harus sesuai standart afs

89

Page 90: pengecoran logam

Gambar7.8 cacat lubang jarum

2.Cacat Penyusutan

Penyebab: pendinginan lebih cepat

Analisa: adanya jedah waktu antara saat logam cair panas diambil dari

dapur listrik sampai saat logam dituang ke cetakan

dimungkinkan terjadi penurunan suhu pada logam cair

sehingga hasil penuangan kurang sempurna

Solusi; sebaiknya suhu logam cair lebih ditinggikan sehingga

penurunan suhu logam cair tidak sampai menyebabkan

penyusutan hasil coran

Gambar7.9 cacat penyusutan

90

Page 91: pengecoran logam

7.5. Kesimpulan dan Saran

7.5.1. Kesimpulan

1. Cacat yang terjadi pada hasil coran

a. Cacat sirip

b. Lubang jarum

c. Kekasaran erosi

d. Rongga udara

e. Cacat penyusutan

2. Analisa penuangan

a. Kecepatan penuangan

b. Temperatur penuangan

c. Besar dimensi benda kerja

d. Sistem saluran

Pada praktikum ini digunakan sistem saluran langsung karena pola

cetakan sangat sederhana

7.5.2 Saran

- Sebaiknya asisten memerikan penjelasan tentang alat-alat mengenai prinsip

kerja agar praktikan lebih paham

91

Page 92: pengecoran logam

92