PENGARUH UKURAN RISER TERHADAP CACAT …/Pengaruh... · PENYUSUTAN DAN CACAT POROSITAS PRODUK COR ALUMINIUM CETAKAN PASIR Dosen Pembimbing I Bambang Kusharjanta., ST., NIP. 19691116199702

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

PENGARUH UKURAN RISER TERHADAP CACAT PENYUSUTAN DAN CACAT POROSITAS PRODUK COR

ALUMINIUM CETAKAN PASIR

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

Oleh : I. HARMONIC KRISNAWAN

NIM. I 0408037

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA 2012


commit to user

PENGARUH UKURAN PENYUSUTAN DAN CACAT POROSITAS PRODUK COR


Dosen Pembimbing I Bambang Kusharjanta., ST., NIP. 19691116199702 Telah dipertahankan di hadapan Tim November 2012 1. Teguh Triyono., ST NIP . 197104301998021001 2. Ir. Wijang Wisnu Raharjo NIP. 196810041999031002

Ketua Jurusan Teknik Mesin Didik Djoko Susilo., ST., MT NIP . 19720313199702

ii

PENGARUH UKURAN RISER TERHADAP CACAT PENYUSUTAN DAN CACAT POROSITAS PRODUK COR


Disusun oleh :

I Harmonic Krisnawan

NIM. I 0408037

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Bambang Kusharjanta., ST., MT Wahyu Purwo R., ST., 1997021001 NIP. 19720229200012

ah dipertahankan di hadapan Tim Dosen Penguji pada hari

Teguh Triyono., ST ………………………... 197104301998021001

Ir. Wijang Wisnu Raharjo., MT ………………………...196810041999031002

Mengetahui:

Ketua Jurusan Teknik Mesin Koordinator Tugas Akhir

Djoko Susilo., ST., MT Wahyu Purwo R., NIP . 197203131997021001 NIP. 19720229200012

TERHADAP CACAT PENYUSUTAN DAN CACAT POROSITAS PRODUK COR

Dosen Pembimbing II

Wahyu Purwo R., ST., MT 197202292000121001

Dosen Penguji pada hari Rabu, 14

………………………...

………………………...

Koordinator Tugas Akhir

Wahyu Purwo R., ST., MT 197202292000121001


commit to user

iii

PERSEMBAHAN

Kupersembahkan karya sederhana ini kepada :

� Ibunda Sri Astutik dan Ayahanda Drs. Minarwan terimakasih atas doa,

tetesan air mata, dan semua nasihat yang menjadikan ananda bisa seperti

sekarang.

� Saudara tercinta Inderawati Kusumaningtiyas, Amd. Kep, terimakasih atas

semua dukungan dan doa kepada adikmu ini.

� Astrid atas semua doa, dukungan, dan kesabaranmu.

� COSINUS 08 atas persaudaraan yang telah kalian ajarkan kepadaku.


commit to user

iv

MOTTO

Jika berhasil bersyukurlah, jika gagal bersabarlah.

( Bambang Kusharjanta )

Jadilah manusia yang manusiawi.

( K.H. Anwar Zahid )

Dadio wong sing duwe rumangsa, ojo dadi wong sing rumangsa duwe.

( Krisnawan )

Meraih kejayaan dengan hati, rasional, keadilan, dan membuang ego.

( Cosinus 08 )


commit to user

v

Pengaruh Ukuran Riser Terhadap Cacat Penyusutan Dan Cacat Porositas Produk Cor Aluminium Cetakan Pasir

I Harmonic Krisnawan Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, Indonesia

E-mail : [email protected]

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh ukuran saluran penambah (riser) terhadap cacat penyusutan dan cacat porositas paduan aluminium pada proses pengecoran menggunakan cetakan pasir.

Pada penelitian ini bahan baku aluminium berasal dari limbah piston bekas sepeda motor. Saluran penambah (riser) yang digunakan berbentuk botol dengan ukuran leher (neck) diameter 25 mm dan tinggi 5 mm. Variasi ukuran saluran penambah (riser) yaitu : diameter 30 mm dengan tinggi 100 mm, diameter 40 mm dengan tinggi 56 mm, dan diameter 50 mm dengan tinggi 36 mm. Pengujian penuyusutan dengan membandingkan volume produk dengan volume cetakan. Pengamatan rongga penyusutan dengan membelah produk cor menjadi dua bagian. Pengujian porositas dengan membandingkan densitas teoritis dengan densitas terukur. Pengujian densitas teoritis menggunakan standar ASTM E-252.

Berdasarkan penelitian kesimpulan yang dapat diambil adalah untuk menghasilkan produk cor dengan nilai persentase penyusutan dan persentase porositas yang rendah digunakan riser dengan ukuran diameter besar dan tinggi. Kata kunci : saluran penambah, penyusutan, porositas, paduan aluminium.


commit to user

vi

Influence of Riser Size on Shrinkage and Porosity Defect of Aluminium Castings by Using Sand Molds

I Harmonic Krisnawan

Departement of Mechanical Engineering Engineering Faculty of Sebelas Maret University

Surakarta, Indonesia E-mail : [email protected]

Abstract

This experiment is aimed to determine the influence of riser size on

shrinkage and porosity defect of aluminium castings by using sand molds. The raw material of aluminium alloy in this experiment is derived from

waste of motorcycle piston. Bottle shape riser is used with the size of neck is 25 mm of diameters and 5 mm of height. Variations of riser size are: 30 mm of diameters with 100 mm of height, 40 mm of diameters with 56 mm of height, and 50 mm of diameters with 36 mm of height. The shrinkage testing is conducted by comparing the castings volume to the molds volume. The observation of shrinkage cavity is done by cleaving the castings into two pieces. The porosity is tested by comparing the true density to the apparent density. The true density testing uses ASTM E-252 standard.

The result of this experiment are is to produce castings which low shrinkage and porosity defect is used riser which large of diameters and height size.

Keywords : riser, shrinkage, porosity, aluminium alloy.


commit to user

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan

karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul

“Pengaruh Ukuran Riser Terhadap Cacat Penyusutan Dan Cacat Porositas

Produk Cor Aluminium Cetakan Pasir” ini dengan baik. Adapun tujuan dari

penulisan skripsi ini adlah senagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar

sarjana teknik di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret Surakarta.

Dalam penulisan skripsi ini penulis banyak menemui kesulitan yang

dapat terselesaikan berkat bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu penulis

mengucapkan terima kasih kepada :

1. Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan secara moral, material, dan

spiritual.

2. Bapak Didik Djoko Susilo, ST. MT sebagai Ketua Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3. Bapak Bambang Kusharjanta, ST. MT dan Bapak Wahyu Purwo Raharjo, ST.

MT atas bimbingan yang diberikan kepada penulis.

4. Bapak Teguh Triyono, ST dan Bapak Ir. Wijang Wisnu Raharjo, MT sebagai

dosen penguji.

5. Staf tata usaha Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret Surakarta.

6. Mas Maruto, Mas Endri,dan Mas Arifin atas bantuannya dalam pengambilan

data.

7. Staf Laboratorium Pengujian Bahan Politeknik Manufaktur Ceper.

8. Syaiful, Widi, dan Addin atas semua bantuan selama mengerjakan skripsi ini,

semoga langkah kalian senantiasa diberkahi Tuhan.

9. Saudaraku COSINUS 08 atas persaudaraan kita selama ini.

10. Astrid atas doa, dukungan, dan kesabaranmu.

Tidak lupa penulis menyampaikan terima kasih kepada pihak – pihak

yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini yang tidak dapat

penulis sebutkan satu per satu.


commit to user

viii

Penulis sangat menyadari atas banyaknya kekurangan dalam penyusunan

skripsi ini. Oleh karena itu, penulis memohon maaf atas segala kekurangan dalam

penyusunan skripsi ini. Kritik dan saran yang membangun sangat penulis

harapkan demi kesempurnaan skripsi ini.

Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan

bagi pembaca pada umumnya. Terima kasih.

Surakarta, November 2012

Penulis


commit to user

ix

DAFTAR ISI Halaman Judul ............................................................................................... i Halaman Pengesahan .................................................................................... ii Halaman Persembahan .................................................................................. iii Halaman Motto .............................................................................................. iv Halaman Abstrak ........................................................................................... v Kata Pengantar .............................................................................................. vii Daftar Isi ........................................................................................................ ix Daftar Tabel .................................................................................................. xi Daftar Gambar ............................................................................................... xii Daftar Notasi……………………………………………………………….. xiii BAB I Pendahuluan ...................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................ 1 1.2 Perumusan Masalah ………………………………………… .... 2 1.3 Batasan Masalah .......................................................................... 2 1.4 Tujuan dan Manfaat .................................................................... 3 1.5 Sistematika Penulisan……………………………………. ......... 3

BAB II Landasan Teori ................................................................................. 5 2.1 Tinjauan Pustaka ......................................................................... 5 2.2 Dasar Teori .................................................................................. 6

2.2.1 Proses Pengecoran .............................................................. 6 2.2.2 Pembekuan Coran .............................................................. 7 2.2.3 Pembekuan Terarah (Directional Solidification) ............... 8 2.2.4 Pola ..................................................................................... 9 2.2.5 Sistem Saluran………………………………………….. .. 9 2.2.6 Perhitungan Casting Modulus ........................................... 11 2.2.7 Pasir Cetak.......................................................................... 11 2.2.8 Cetakan Pasir……………………………………….... ..... 12 2.2.9 Aluminium Paduan……………………………………… 12 2.2.10 Cacat Penyusutan (Shrinkage Defects)………………… 14 2.2.11 Cacat Porositas…………………………………………. 15

2.3 Hipotesis ...................................................................................... 16 BAB III Metodologi Penelitian ..................................................................... 17

3.1 Tempat Penelitian ........................................................................ 17 3.2 Alat dan Bahan Penelitian ........................................................... 17 3.3 Prosedur Penelitian....................................................................... 21

3.3.1 Persiapan Pola ................................................................... 21 3.3.2 Pembuatan Pasir Cetak ...................................................... 25 3.3.3 Pembuatan Cetakan Pasir…………………………… ....... 25 3.3.4 Peleburan Logam……………………………………….... 26 3.3.5 Penuangan Logam Cair…………………………………. . 26 3.3.6 Pembongkaran Cetakan Pasir……………………………. 26 3.3.7 Pengujian Cacat Penyusutan…………………………….. 26 3.3.8 Pengujian Cacat Porositas………………………………. . 27 3.3.9 Pengamatan Struktur Mikro……………………………. .. 28 3.3.10 Analisa Data……………………………………………. 28

3.4 Jumlah Spesimen Pengujian…………………………………… 29


commit to user

x

3.5 Diagram Alir Penelitian……………………………………….. 29 3.6 Jadwal Penelitian……………………………………….. ........... 31

BAB IV Data Dan Analisis ........................................................................... 32 4.1 Produk Cor Hasil Pengecoran Cetakan Pasir .............................. 32 4.2 Cacat Penyusutan ………………………………………… ........ 33

4.2.1 Perhitungan Modulus Cor ................................................. 34 4.2.2 Persentase Penyusutan Produk Cor ................................... 35 4.2.3 Pengamatan Rongga Penyusutan………………………… 38

4.3 Persentase Porositas .................................................................... 40 BAB V Kesimpulan Dan Saran .................................................................... 47

5.1 Kesimpulan ................................................................................. 47 5.2 Saran ………………………………………… ............................ 47

Daftar Pustaka ............................................................................................... 48 Lampiran ....................................................................................................... 49


commit to user

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Tabel variasi ukuran saluran penambah (riser).............................. 24 Tabel 3.2 Jumlah spesimen pengujian ........................................................... 29 Tabel 3.3 Jadwal penelitian ............................................................................ 31 Tabel 4.1 Hasil uji komposisi kimia .............................................................. 32 Tabel 4.2 Nilai modulus cor saluran penambah (riser).................................. 35 Tabel 4.3 Volume produk cor ........................................................................ 35 Tabel 4.4 Hasil perhitungan persentase penyusutan ...................................... 36 Tabel 4.5 Data perhitungan densitas nyata sesuai ASTM E-252 ................... 41 Tabel 4.6 Hasil perhitungan densitas semu .................................................... 42 Tabel 4.7 Persentase porositas ....................................................................... 43


commit to user

xii

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Struktur kolom .......................................................................... 7 Gambar 2.2 Bagian-bagian sistem saluran ..................................................... 10 Gambar 2.3 Diagram fasa paduan aluminium-silikon ................................... 13 Gambar 2.4 Bentuk cacat shrinkage............................................................... 14 Gambar 2.5 Cacat porositas pada penampang potong produk cor ................ 15 Gambar 3.1 Limbah piston bekas …………….. ........................................... 17 Gambar 3.2 Dapur peleburan …………….. .................................................. 18 Gambar 3.3 Termometer inframerah ……………......................................... 18 Gambar 3.4 Stopwatch …………….. ............................................................ 19 Gambar 3.5 Timbangan digital …………….. ............................................... 19 Gambar 3.6 Gelas breker ……………........................................................... 19 Gambar 3.7 Kotak kaca …………….. ........................................................... 19 Gambar 3.8 Mikroskop optik …………….. .................................................. 20 Gambar 3.9 Pola sistem saluran ..................................................................... 21 Gambar 3.10 Basin tampak depan ................................................................. 21 Gambar 3.11 Basin tampak atas ..................................................................... 21 Gambar 3.12 Saluran turun tampak samping ................................................. 22 Gambar 3.13 Penampang waduk (well) ......................................................... 22 Gambar 3.14 Penampang pengalir (runner) .................................................. 23 Gambar 3.15 Penampang saluran masuk (ingate).......................................... 23 Gambar 3.16 Bagian-bagian saluran penambah............................................. 23 Gambar 3.17 Penampang benda cor tampak depan …………….. ................ 24 Gambar 3.18 Penampang benda cor tampak atas........................................... 24 Gambar 3.19 Potongan spesimen pengamatan rongga penyusutan ............... 27 Gambar 3.20 Daerah pengamatan rongga penyusutan ................................... 27 Gambar 3.21 Diagram alir penelitian ............................................................. 29 Gambar 3.21 Diagram alir penelitian (lanjutan) ............................................ 31 Gambar 4.1 Produk cor lengkap dengan sistem salurannya .......................... 33 Gambar 4.2 Spesimen pengujian cacat penyusutan ....................................... 34 Gambar 4.3 Hubungan antara persentase penyusutan–variasi ukuran riser .. 37 Gambar 4.4 Cacat rongga penyusutan pada produk cor ................................ 38 Gambar 4.5 Sampel uji densitas ..................................................................... 40 Gambar 4.6 Hubungan antara persentase porositas–variasi ukuran riser ...... 43 Gambar 4.7 Struktur mikro sampel uji variasi I

(perbesaran 200X). ...................................................................... 45 Gambar 4.8 Struktur mikro sampel uji variasi II

(perbesaran 200X) ....................................................................... 46 Gambar 4.9 Struktur mikro sampel uji variasi III

(perbesaran 200X) ....................................................................... 46


commit to user

xiii

DAFTAR NOTASI Ac : Luas permukaan cor Ag : Luas permukaan ingate Ar : Luas permukaan runner As : Luas penampang sprue Mc : Modulus cor m : massa produk cor S : persentase penyusutan t : tinggi riser % P : persentase porositas produk cor Vc : Volume cor Vcetakan : Volume cetakan Vproduk : Volume produk ρo : true density ρs : apparent density ø : diameter riser


commit to user

xiv


commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Industri pengecoran logam tumbuh seiring dengan perkembangan teknik

dan metode pengecoran serta berbagai model produk cor yang membanjiri pasar

domestik. Produk cor banyak dipergunakan dalam kehidupan sehari-hari mulai

dari perabotan rumah tangga, komponen otomotif, pompa air sampai propeler

kapal. Permintaan pasar akan produk logam cor yang prospektif dan luas ini,

kurang diimbangi dengan peningkatan kualitas produk (Hidayat, 2010).

Pada coran dapat terjadi berbagai macam cacat tergantung pada

bagaimana keadaannya, sedangkan cacat-cacat tersebut boleh dikatakan jarang

berbeda menurut bahan dan macam coran. Banyak cacat ditemukan dalam coran

secara biasa. Seandainya sebab-sebab dari cacat-cacat tersebut diketahui, maka

pencegahan terjadinya cacat dapat dilakukan. Cacat-cacat tersebut umumnya

disebabkan oleh perencanaan, bahan yang dipakai (bahan yang dicairkan, pasir

dan sebagainya), proses (mencairkan, pengolahan pasir, membuat cetakan,

penuangan, penyelesaian dan sebagainya) atau perencanaan coran (Surdia, 2000).

Salah satu hal yang mempengaruhi terjadinya cacat pada produk cor

adalah desain sistem saluran yang kurang baik. Sistem saluran pada cetakan pasir

meliputi cawan tuang, saluran turun (sprue), dam atau waduk, saluran pengalir

(runner), saluran penambah (riser), dan saluran masuk (ingate). Penelitian ini

akan mendalami tentang ukuran saluran penambah (riser). Saluran penambah

memberikan logam cair yang mengimbangi penyusutan dalam proses pembekuan

dari coran.

Pada proses pengecoran kecepatan solidifikasi mempengaruhi sebagian

besar mikrosrtuktur dari besi cor, dimana terjadi perubahan sifat mekanik dari besi

cor seperti ketangguhan, kekerasan, mampu mesin, dan lain-lain. Perencanaan

yang baik dari riser atau pengumpan harus menghasilkan pembekuan terarah, hal

ini penting karena perencanaan riser yang tidak baik akan menghasilkan cacat

yang lain seperti penyusutan atau rendahnya kekuatan luluh produk. Oleh karena


commit to user

2

itu, perencanaan risering system yang lebih baik diperlukan untuk meningkatkan

kualitas produk cor (Nandi dkk, 2011).

Ukuran saluran penambah (riser) seringkali digunakan sebagai parameter

untuk mengamati perilaku pembekuan logam pada proses pengecoran. Dalam hal

ini yang menjadi perhatian adalah pengaruh ukuran saluran penambah (riser)

terhadap terjadinya cacat penyusutan. Sedangkan pengaruh ukuran saluran

penambah (riser) terhadap terjadinya cacat produk yang lain seperti porositas

tidak begitu diperhatikan. Padahal terjadinya cacat porositas akan menyebabkan

menurunnya sifat mekanik dari produk coran.

Pada penelitian ini akan dilakukan kajian ukuran saluran penambah

(riser) tidak hanya terhadap terjadinya cacat penyusutan saja tetapi juga

pengaruhnya terhadap terjadinya cacat porositas produk pada pegecoran

aluminium dengan cetakan pasir. Dengan mempertimbangkan ukuran saluran

penambah (riser) diharapkan dapat meningkatkan kualitas produk cor aluminium.

1.2. Perumusan Masalah

1. Adakah pengaruh variasi ukuran saluran penambah (riser) terhadap terjadinya

cacat penyusutan produk cor aluminium.

2. Adakah pengaruh variasi ukuran saluran penambah (riser) terhadap terjadinya

cacat porositas produk cor aluminum.

1.3. Batasan Masalah

Untuk mengurangi kopleksitas permasalahan serta menentukan arah

penelitian yang lebih baik maka ditentukan batasan masalah sebagai berikut:

1. Paduan aluminium yang digunakan berasal dari piston bekas sepeda motor.

2. Kecepatan penuangan logam cair dianggap seragam.

3. Cetakan yang digunakan yaitu cetakan pasir basah.

4. Penampang sprue berbentuk lingkaran dengan ketinggian = 50 mm dan luas

penampang masuk sprue (As) = 130 mm2.

5. Penampang saluran masuk (ingate) berbentuk persegi panjang dengan panjang

ingate 20 mm.


commit to user

3

6. Komposisi pasir cetak yang dipakai yaitu 80% pasir silika, 10% bentonit, dan

10% air (% berat).

7. Volume logam cair di dalam riser seragam sebesar 7.065 mm3.

8. Sistem saluran menggunakan unpressurised system dengan rasio As: Ar : Ag

yaitu 1 : 2 : 2.

1.4. Tujuan dan Manfaat

Tujuan dari penelitian ini antara lain :

1. Mengetahui pengaruh ukuran saluran penambah (riser) terhadap terjadinya

cacat penyusutan aluminium paduan pada pengecoran menggunakan cetakan

pasir.

2. Mengetahui pengaruh ukuran saluran penambah (riser) terhadap terjadinya

cacat porositas aluminium paduan pada pengecoran menggunakan cetakan

pasir.

Manfaat dari penelitian ini antara lain :

1. Menambah pengetahuan tentang teknologi pengecoran logam khususnya

logam aluminium paduan.

2. Menambah pengetahuan tentang perencanaan sistem saluran yang baik pada

proses pengecoran aluminium paduan dengan menggunakan cetakan pasir.

3. Menambah pengetahuan tentang ukuran saluran penambah (riser) yang sesuai

untuk menghasilkan produk cor yang baik pada pengecoran pasir.

1.5. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

BAB I : Pendahuluan, menjelaskan tentang latar belakang masalah,

perumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat

penelitian serta sistematika penulisan.

BAB II : Dasar teori, berisi tinjauan pustaka yang berkaitan dengan

pengaruh ukuran saluran penambah (riser) terhadap terjadinya

cacat penyusutan dan cacat porositas paduan aluminium pada

pengecoran menggunakan cetakan pasir, dasar teori tentang proses

pengecoran, pembekuan coran, pembekuan terarah, pola, sistem


commit to user

4

saluran, perhitungan casting modulus, pasir cetak, cetakan pasir,

aluminium paduan, cacat penyusutan (shrinkage defects), cacat

porositas.

BAB III : Metodologi penelitian menjelaskan tempat penelitian, alat dan

bahan penelitian, prosedur penelitian, jumlah spesimen pengujian,

diagram alir penelitian, dan jadwal penelitian.

BAB IV : Data dan analisa, menjelaskan data hasil penelitian serta analisa

hasil dari perhitungan.

BAB V : Penutup, berisi tentang kesimpulan dan saran.


commit to user

5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Tjitro (2001) melakukan penelitian tentang pengaruh bentuk riser

terhadap cacat penyusutan produk cor aluminium cetakan pasir. Penelitian ini

menggunakan 3 variasi yaitu variasi riser I berbentuk silinder dengan diameter 10

mm dan tinggi 60 mm. Variasi riser II berbentuk kerucut terpancung dengan

diameter 10 mm dan 25 mm serta tingginya 60 mm. Riser terakhir berbentuk

kerucut terpancung pula dengan diameter 10 mm dan 100 mm dimana tingginya

60 mm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi riser III mengahasilkan

coran tanpa cacat penyusutan. Sedangkan Variasi riser I dan II terjadi cacat

penyusutan akibat tidak berfungsinya riser dengan baik. Ini dapat disimpulkan

bahwa cacat penyusutan (shrinkage defect) dipengaruhi oleh nilai casting

modulus. Selain itu, diameter leher riser harus memiliki batas minimal untuk

menghindari tidak berfungsinya riser.

Tjitro dan Gunawan (2003) melakukan penelitian tentang pengaruh

bentuk penampang riser terhadap cacat porositas. Bentuk penampang riser yang

digunakan yaitu bulat dan segi empat. Dari hasil penelitian menggunakan

pemeriksaan mikrografi menunjukkan bahwa bentuk penampang riser mempunyai

pengaruh terhadap timbulnya cacat porositas. Timbulnya cacat penyusutan dapat

diawali dengan terbentuknya cacat porositas. Persentase cacat porositas produk

coran dengan penampang riser segi empat lebih besar dibandingkan penampang

riser bulat.

Shafiee, dkk (2009) melakukan penelitian tentang pengaruh desain

saluran terhadap ketangguhan mekanik hasil pengecoran. Pada penelitian ini

digunakan aluminium paduan Al-7Si-Mg dengan melakukan variasi terhadap

bentuk dari belokan runner yaitu bentuk L dan bentuk radius. Metode penelitian

ini dengan melakukan simulasi menggunakan ADSTEFAN simulation software.

Hasil dari penelitian ini adalah pada runner dengan belokan radius dapat

menghasilkan produk cor yang memiliki ketangguhan sifat mekanik yang lebih

baik dan cacat porositas yang lebih kecil dibandingkan runner dengan belokan L.


commit to user

6

Hidayat (2010) mengatakan dalam penelitiannya tentang pengaruh model

saluran tuang pada cetakan pasir terhadap hasil cetakan dengan menggunakan

variasi cawan tuang (basin) yaitu offset basin dan stepped offset basin. Hasil dari

penelitian yang menggunakan pemeriksaan mikrografi menunjukkan bahwa

menggunakan cawan tuang offset basin maupun offset stepped basin dapat

menghasilkan coran dengan cacat porositas kecil dibandingkan tanpa

menggunakan cawan tuang.

Nandi, dkk (2011) melakukan penelitian tentang perilaku pembekuan

dari aluminium cor (LM6) dengan menggunakan Computer-Aided Simulation

Software. Pada penelitian ini dilakukan variasi terhadap ukuran riser dan ukuran

leher riser dan mempelajari pengaruhnya terhadap terjadinya cacat penyusutan.

Metode penelitiannya adalah dengan membandingkan hasil simulasi komputer

dengan metode pengecoran konvensional. Hasil dari penelitian ini adalah pada

riser dengan ukuran ø 44 mm x 88 mm tinggi dengan ukuran leher riser ø 20

mmx 5 mm tinggi tidak terjadi cacat penyusutan.

Murjoko (2011) melakukan penelitian terhadap pengaruh letak saluran

masuk terhadap cacat porositas aluminum paduan pada proses pengecoran

menggunakan cetakan pasir. Pada penelitian ini dilakukan variasi letak saluran

masuk (ingate) yaitu saluran masuk atas dan saluran masuk bawah. Hasil dari

penelitian ini rata-rata persentase porositas yang terjadi pada variasi letak saluran

masuk atas sebesar 10,34 %, nilai ini lebih besar dibandingkan persentase rata-rata

porositas yang terjadi pada spesimen dengan variasi letak saluran masuk bawah

yang hanya sebesar 8,16 %.

2.2. Dasar Teori

2.2.1. Proses Pengecoran

Surdia (2000) menyatakan dalam pembuatan produk cor harus dilakukan

proses-proses seperti : pencairan logam, membuat cetakan, menuang membongkar

dan membersikan coran. Untuk mencairkan logam bermacam-macam tanur

dipakai. Umumnya yang digunakan adalah kupola dan tanur induksi. Cetakan

biasanya dibuat dengan jalan memadatkan pasir. Pasir yang dipakai kadang-

kadang pasir alam atau pasir buatan yang mengandung tanah lempung. Cetakan


commit to user

7

pasir mudah dibuat dan tidak mahal bila digunakan pasir yang cocok. Kadang-

kadang dicampurkan pengikat khusus misalnya semen atau resin, karena

penggunaan zat-zat tersebut dapat memperkuat cetakan. Pada umumnya logam

cair dituangkan dengan pengaruh gaya berat, walaupun kadang-kadang

dipergunakan tekanan pada logam cair selama atau setelah penuangan. Setelah

penuangan, coran dikeluarkan dari cetakan dan dibersihkan, bagian-bagian yang

tidak perlu dibuang dari coran. Kemudian coran diselesaikan dan dibersihkan agar

memberikan rupa yang baik.

2.2.2. Pembekuan Coran

Pembekuan coran dimulai dari bagian logam yang bersentuhan dengan

cetakan yaitu ketika panas dari logam cair diambil oleh cetakan sehingga bagian

logam yang bersentuhan dengan cetakan mendingin sampai titik beku, di mana

kemudian inti-inti kristal tumbuh. Bagian dalam dari coran mendingin lebih

lambat daripada bagian luar, sehingga kristal-kristal tumbuh dari inti asal

mengarah ke bagian dalam coran dan butir-butir kristal tersebut berbentuk

panjang-panjang seperti kolom, yang disebut struktur kolom (Surdia, 2000).

Gambar 2.1 Struktur kolom

(ASM Handbook Vol.15, casting)


commit to user

8

Tjitro (2001) menyatakan pembekuan (solidification) selama pengecoran

mengalami tiga jenis penyusutan yaitu: liquid contraction, solidification

contraction dan solid contraction. Liquid contraction adalah penyusutan yang

terjadi pada logam cair jika logam cair didinginkan dari temperatur tuang menuju

temperatur pembekuan (solidification temperature). Solidification contraction

adalah penyusutan yang terjadi selama logam cair melalui phasa pembekuan

(perubahan phasa cair menjadi phasa padat). Solid contraction adalah penyusutan

yang terjadi selama periode solid metal didinginkan dari temperatur pembekuan

menuju temperatur ruang. Liquid contraction dan solidification contraction dapat

ditangani dengan merancang sistem riser yang baik dan tepat. Kekosongan (void)

yang ditimbulkan oleh dua jenis penyusutan tersebut diisi cairan logam yang

disuplai dari riser. Sedangkan solid contraction dapat diatasi dengan membuat

dimensi pola lebih besar daripada dimensi produk cor untuk mengkompensasi

penyusustan yang terjadi.

2.2.3. Pembekuan Terarah (Directional Solidification)

Masing-masing area pada produk cor memiliki laju pendinginan yang

berbeda. Hal ini disebabkan adanya variasi luas penampang, perbedaan laju

pelepasan panas, dan sebagian area yang cenderung membeku lebih cepat

dibandingkan area lainnya. Gejala ini bila tidak ditangani dengan baik akan

menimbulkan kekosongan atau shrinkage akibat solidification contraction.

Solidification contraction biasanya terjadi pada bagian produk cor yang

mengalami pembekuan terakhir. Solidification contraction menimbulkan cacat

shrinkage pada produk cor. Para ahli pengecoran menggunakan prinsip dasar itu

untuk membuat produk cor yang bebas cacat dengan cara menambahkan volume

logam di bagian produk yang membeku terakhir. Cadangan logam pengumpan ini

disebut riser. Arah pembekuan berhubungan dengan casting modulus. Casting

modulus menunjukkan ratio antara volume cor dengan luas permukaannya. Jika

volume cor cetakan meningkat berarti semakin banyak logam cair maka waktu

untuk mendinginkan memerlukan waktu lebih lama. Sebaliknya panas yang ada di

dalam cor harus dilepaskan melalui permukaan cor, semakin besar luas

permukaan cor akan semakin cepat cor tersebut dingin. Jadi casting modulus


commit to user

9

semakin besar maka waktu yang dibutuhkan untuk pembekuan (solidification)

semakin lama (Tjitro, 2001).

2.2.4. Pola

Surdia (2000) menyatakan pola diperlukan dalam pembuatan coran. Pola

yang dipergunakan untuk pembuatan cetakan benda coran dapat digolongkan

menjadi pola logam dan pola kayu (termasuk pola plastik). Pola logam

dipergunakan agar dapat menjaga ketelitian ukuran benda coran, terutama dalam

masa produksi, sehingga unsur pola bisa lebih lama dan produktivitas lebih tinggi.

Bahan dari pola logam bisa bermacam-macam sesuai dengan penggunaannya.

Sebagai contoh, logam tahan panas seperti : besi cor, baja cor, dan paduan

tembaga adalah cocok untuk pola pada pembuatan cetakan kulit, sedangkan

paduan ringan adalah mudah diolah dan dipilih untuk pola yang dipergunakan

untuk masa produksi dimana pembuatan cetakan dilakukan dengan tangan. Pola

kayu dibuat dari kayu, murah, cepat dibuatnya dan mudah diolahnya dibanding

dengan pola logam. Oleh karena itu pola kayu umumnya dipakai untuk cetakan

pasir. Faktor penting untuk menetapkan macam pola adalah proses pembuatan

cetakan dimana pola tersebut dipakai, dan lebih penting lagi pertimbangan

ekonomi yang sesuai dengan jumlah dari biaya pembuatan cetakan dan biaya

pembuatan pola.

2.2.5. Sistem Saluran

Surdia (2000) menyatakan sistem saluran adalah jalan masuk bagi cairan

logam yang dituangkan ke dalam rongga cetakan. Tiap bagian diberi nama, mulai

dari cawan tuang dimana logam cair dituangkan dari ladel, sampai saluran masuk

ke dalam rongga cetakan. Sistem saluran terdiri dari :

1. Cawan tuang (pouring basin)

Merupakan penerima yang menerima cairan logam langsung dari ladel.

Cawan tuang biasanya berbentuk corong atau cawan dengan saluran turun di

bawahnya. Cawan tuang harus mempunyai konstruksi yang tidak dapat

melalukan kotoran yang terbawa dalam logam cair dari ladel. Oleh karena itu

cawan tuang tidak boleh terlalu dangkal.


commit to user

10

2. Saluran turun (sprue)

Saluran turun adalah saluran yang pertama yang membawa cairan logam dari

cawan tuang ke dalam pengalir dan saluran masuk. Saluran turun dibuat lurus

dan tegak dengan irisan berupa lingkaran.

3. Pengalir (runner)

Pengalir saluran yang membawa logam cair dari saluran turun ke bagian-

bagian yang cocok pada cetakan.

4. Saluran masuk (ingate)

Saluran masuk adalah saluran yang mengisikan logam cair dari pengalir ke

dalam rongga cetakan.

5. Penambah (riser)

Penambah memberi logam cair yang mengimbangi penyusutan dalam

pembekuan dari coran, sehingga ia harus membeku lebih lambat dari coran.

Gambar 2.2 Bagian-bagian sistem saluran

Tjitro (2002) menyatakan riser adalah sistem saluran yang berfungsi

untuk menampung kelebihan logam cair, sebagai cadangan logam cair bila terjadi

penyusutan dan pengumpan untuk menyuplai cairan logam kepada produk cor bila

terjadi penyusutan. Oleh karena itu, ukuran riser harus diperhitungkan dengan

baik sehingga efisiensi penambah dapat dioptimalkan.

Pada penelitian ini metode yang digunakan dalam menetukan ukuran

riser adalah metoda casting modulus. Riser yang digunakan memiliki bentuk

menyerupai botol. Riser ini terdiri dari dua bagian yaitu neck dan riser. Menurut

Nandi (2011) secara umum ukuran diameter neck adalah 40 % sampai dengan

Basin

Sprue

Well

Runner

Ingate

Riser


commit to user

11

50% dari ukuran diameter riser, tinggi neck adalah sepertiga sampai setengah kali

diameternya, dan tinggi riser adalah dua kali diameternya.

Tjitro (2002) menyatakan bahwa untuk menetukan ukuran riser dengan

metode casting modulus maka casting modulus riser harus lebih besar

dibandingkan casting modulus produk cor.

2.2.6. Perhitungan Modulus Cor (Casting Modulus)

Pada ASM Handbook, untuk menentukan nilai modulus cor perhitungan

dilakukan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

�� = ��

��

(2.1)


Dimana,

Mc : Modulus cor (mm)

Vc : Volume cor (mm3)

Ac : Luas permukaan cor (mm2)

2.2.7. Pasir Cetak

Surdia (2000) menyatakan pasir cetak yang paling lazim adalah pasir

gunung, pasir pantai, pasir sungai, dan pasir silica yang disediakan alam. Pasir

cetak memerlukan sifat-sifat yang memenuhi persyaratan sebagai berikut :

1. Mempunyai sifat mampu bentuk sehingga mudah dalam pembuatan cetakan

dengan kekuatan yang cocok. Cetakan yang dihasilkan harus kuat sehingga

tidak rusak karena dipindah-pindah dan dapat menahan logam cair waktu

dituang ke dalamnya. Karena itu kekuatannya pada temperatur kamar dan

kekuatan panasnya sangat diperlukan.

2. Permeabilitas yang cocok. Dikhawatirkan bahwa hasil coran mempunyai

cacat seperti rongga penyusutan, gelembung gas atau kekesaran permukaan,

kecuali jika udara atau gas yang terjadi dalam cetakan waktu penuangan

disalurkan melalui rongga-rongga diantara butir-butir pasir keluar dari

cetakan dengan kecepatan yang sesuai.


commit to user

12

3. Distribusi besar butir yang cocok. Permukaan coran diperhalus kalau coran

dibuat di dalam cetakan yang berbutir halus. Tetapi kalau butir pasir terlalu

halus, gas akan sulit keluar dan menyebabkan cacat. Sehingga diperluka

distribusi besar butir yang sesuai.

4. Tahan terhadap temperatur logam yang dituang. Butir pasir harus mempunyai

derajat tahan api tertentu terhadap temperatur tinggi ketika logam cair

bertemperatur tinggi dituang ke dalam cetakan.

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

mrngalami peristiwa kimia dan fisika karena logam cair mempunyai

temperatur yang tinggi. Bahan-bahan yang tercampur yang mungkin

menghasilkan gas atau larut dalam logam adalah tidak dikehendaki.

6. Mampu dipakai lagi. Pasir harus dapat dipakai berulang-ulang supaya

ekonomis.

7. Pasir harus murah.

2.2.8. Cetakan Pasir

Akuan (2009) menyatakan pemilihan cetakan pasir yang akan digunakan

pada proses pengecoran logam dipengaruhi oleh beberapa faktor teknis dan

pertimbangan ekonomisnya. Ada beberapa jenis cetakan pasir yang biasa

dipergunakan, yaitu antara lain:

a. Cetakan pasir basah

b. Cetakan pasir kering

c. Cetakan pasir CO2 proses

d. Cetakan pasir kulit

e. Cetakan pasir yang mengeras sendiri lainnya

Proses pengecoran dengan cetakan pasir dilakukan dengan menggunakan gaya

gravitasi secara natural agar logam cair dapat mengisi rongga cetakan dengan

baik, oleh karena itu desain sistem saluran (gating system) akan sangat

menentukan kualitas produk cor.


commit to user

13

2.2.9. Aluminium Paduan

Surdia (2000) menyatakan aluminium merupakan logam ringan

mempunyai ketahanan korosi yang baik dan hantaran listrik yang baik dan sifat-

sifat yang baik lainnya sebagai sifat logam. Kekuatan mekaniknya sangat

meningkat dengan penambahan Cu, Mg, Si, Mn, Zn, Ni, dan sebagainya, secara

satu persatu atau bersama-sama, memberikan juga sifat-sifat baik lainnnya seperti

ketahanan korosi, ketahanan aus, koefisien pemuaian rendah dan sebagainya.

Material ini dipergunakan di dalam bidang yang luas bukan saja untuk peralatan

rumah tangga tetapi juga dipakai untuk keperluan material pesawat terbang,

mobil, kapal laut, konstruksi, dan sebagainya. Paduan aluminium utama antara

lain :

1. Paduan Al-Cu dan Al-Cu-Mg

2. Paduan Al-Mn

3. Paduan Al-Si

4. Paduan Al-Mg

5. Paduan Al-Mg-Si

6. Paduan Al-Mg-Zn

Gambar 2.3 Diagram fasa paduan aluminium-silikon



commit to user

14

Pada penelitian ini digunakan bahan paduan aluminium-silikon. Paduan

aluminium-silikon merupakan jenis paduan aluminium yang paling banyak

digunakan dalam proses pengecoran dibandingkan dengan jenis paduan

aluminium yang lain. Hal ini disebabkan antara lain sifat fluiditas yang baik.

Silikon ditambahkan dengan tujuan untuk meningkatkan mampu cor (castability)

serta memperbaiki sifat mekanis dari aluminium murni (Tjitro, 2002).

2.2.10. Cacat Penyusustan (Shrinkage Defects)

Beeley (2001) menyatakan cacat shrinkage timbul dari kegagalan

mengganti kekurangan cairan logam dan penyusutan pembekuan. Kejadian ini

biasanya gejala ketidaktepatan sistem saluran (gating system) dan teknik

pengumpanan (risering). Cacat ini juga dapat timbul antara lain jika temperatur

tuang terlalu tinggi. Cacat tersebut dapat dieliminir atau dikurangi dengan

mendesain pembekuan yang terarah atau menggunakan chill. Berbagai bentuk

cacat shrinkage yang sering dijumpai seperti diperlihatkan pada gambar 2.3.

Gambar 2.4 Bentuk cacat shrinkage (a) primary type, (b) secondarycavities, (c)

discrete porosity, (d) sink, (e) puncture

(Beeley, 2001)

Berbeda dengan cacat primary shrinkage, secondary shrinkage terjadi di bagian

dalam produk cor dan biasanya timbul pada tempat yang jah dari riser

(pengumpan). Cacat shrinkage yang terjadi pada bagian dalam produk cor akan


commit to user

15

mengurangi tegangan produk cor. Cacat ini teridentifikasi pada saat produk cor

dilakukan proses permesinan.

2.2.11. Cacat Porositas

Pada proses pengecoran logam memungkinkan munculnya gas-gas yang

bereaksi menjadi komposisi kimia atau menjadi rongga-rongga udara. Gas

tersebut muncul karena adanya udara yang terjebak selama proses penuangan,

kontak antara logam cair dengan cetakan, atau dari lapisan yang terbentuk selama

proses pembekuan sebagai hasil dari reaksi kimia atau perubahan mampu larut

logam cair terhadap suhu (Beleey,2001).

Jumlah gas yang terserap atau ikut larut bersama cairan logam

bergantung pada jenis logam yang dileburkan. Aluminium merupakan jenis logam

yang kemampuan melarutkan hidrogennya cukup tinggi. Porositas oleh gas

hidrogen dalam produk coran paduan Al-Si akan memberikan pengaruh yang

buruk pada kekuatan serta kesempurnaan dari produk coran tersebut. Cacat

porositas dapat dikurangi dengan mendesain ukuran dan penempatan riser yang

tepat. Dengan ukuran dimensi riser yang tepat diharapkan gas mampu mengalir

secara bebas ke arah riser (Tjitro, 2003).

Gambar 2.5 Cacat porositas pada penampang potong produk cor

(Tjitro, 2003)


commit to user

16

2.3. Hipotesis

Ukuran saluran penambah (riser) berpengaruh terhadap terjadinya cacat

penyusutan dan cacat porositas produk cor aluminium cetakan pasir.


commit to user

17

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Pengecoran, Laboratorium Material

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, dan

Laboratorium Pengecoran Logam Politeknik Manufaktur Ceper.

3.2. Alat dan Bahan Penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu :

1. Paduan aluminium yang berasal dari limbah piston bekas yang berasal dari

sepeda motor.

Gambar 3.1 Limbah piston bekas

2. Pasir cetak

Pasir cetak terdiri dari campuran pasir silika 80%, bentonit 10%, dan air 10%

(persen berat).

3. Kayu

Kayu ini digunakan sebagai bahan untuk pembuatan pola.

4. Serbuk karbon

Sebuk karbon digunakan untuk mengolesi permukaan pola agar pasir cetak

tidak mudah menempel pada pola saat pembuatan cetakan pasir.

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Timbangan

Timbangan ini digunakan untuk menimbang komposisi pasir silika, bentonit,

dan air.


commit to user

18

2. Cethok pasir

Digunakan untuk mencampur pasir cetak.

3. Penumbuk

Digunakan untuk memadatkan pasir pada saat pembuatan cetakan pasir.

4. Dapur peleburan

Digunakan untuk tempat melebur paduan aluminium.

Gambar 3.2 Dapur peleburan

5. Arang, briket, dan solar

Digunakan sebagai bahan bakar pada proses peleburan.

6. Blower

Digunakan sebagai peniup pada proses peleburan.

7. Kowi

Digunakan sebagai tempat logam paduan aluminium yang akan dilebur

8. Ladle

Digunakan untuk mengambil dan menuang logam cair ke dalam cetakan.

9. Termometer Inframerah

Digunakan sebagai sensor suhu untuk mengetahui temperatur logam cair.

Gambar 3.3 Termometer inframerah


commit to user

19

10. Stopwatch

Digunakan untuk menghitung waktu tuang.

Gambar 3.4 Stopwatch

11. Timbangan digital

Digunakan untuk menimbang massa spesimen.

Gambar 3.5 Timbangan digital

12. Gelas breker dan kotak kaca

Digunakan untuk mengukur volume spesimen.

Gambar 3.6 Gelas breker Gambar 3.7 Kotak kaca


commit to user

20

13. Gergaji

Digunakan untuk memotong kayu untuk pembuatan flask dan pola serta

gergaji besi untuk memotong spesimen yang akan diuji.

14. Amplas

Digunakan untuk menghaluskan permukaan spesimen yang akan diuji.

Amplas yang digunakan yaitu nomor 60 sampai dengan 1500.

15. Autosol

Digunakan untuk menghilangkan goresan yang timbul pada permukaan

spesimen uji setelah dilakukan pengamplasan.

16. Mikroskop optik

Mikroskop ini digunakan untuk membantu mengamati struktur mikro

spesimen.

Gambar 3.8 Mikroskop optik


commit to user

21

3.3. Prosedur Penelitian

3.3.1. Persiapan Pola

Membuat pola sesuai dengan desain yang telah dibuat (gating ratio

1:2:2).

Gambar 3.9 Pola sistem saluran

Dimensi sistem saluran (dalam mm)

1. Basin.

Gambar 3.10 Basin tampak depan

Gambar 3.11 Basin tampak atas

Basin

Sprue

Well

Runner

Ingate

Benda Cor

Riser


commit to user

22

2. Saluran turun (sprue)

Gambar 3.12 Saluran turun tampak samping

3. Waduk (well)

Gambar 3.13 Penampang waduk (well)

As

Luas penampang sprue (As) = 130 mm2


commit to user

23

4. Pengalir (runner)

Gambar 3.14 Penampang pengalir (runner)

5. Saluran masuk (ingate)

Gambar 3.15 Penampang saluran masuk (ingate)

6. Saluran penambah (riser)

Gambar 3.16 Bagian-bagian saluran penambah

Riser

Neck

Luas penampang runner (Ar) = 260 mm2

Panjang runner = 150 mm

Luas penampang ingate (Ag) = 260 mm2 Panjang ingate = 20 mm


commit to user

24

Tabel 3.1 Tabel variasi ukuran saluran penambah (riser)

No

Riser Neck

Diameter

(mm)

Tinggi

(mm)

Diameter

(mm)

Tinggi

(mm)

1 30 100 25 5

2 40 56 25 5

3 50 36 25 5

Dimensi benda cor

Gambar 3.17 Penampang benda cor tampak depan

Gambar 3.18 Penampang benda cor tampak atas


commit to user

25

3.3.2. Pembuatan pasir cetak

1. Mempersiapkan pasir silika, bentonit, dan air.

2. Menimbang pasir silika, bentonit, dan air dengan komposisi berat 80%, 10%,

10%.

3. Mencampur semua bahan sampai tercampur rata.

3.3.3. Pembuatan cetakan pasir

1. Mempersiapkan kerangka cetak (flask), pola produk cor, dan pola saluran.

2. Mempersiapkan papan kayu yang diletakkan di bawah kerangka cetak sebagai

alas kerangka cetak bawah (drag).

3. Mengoleskan serbuk grafit di atas papan kayu dan pola agar pasir cetak tidak

mudah menempel pada pola.

4. Memasukkan pola ke dalam kerangka cetak bawah dan disusun di atas papan

kayu yang telah dipersiapkan.

5. Menuangkan pasir cetak ke dalam kerangka cetak sambil ditumbuk hingga

padat.

6. Membalik kerangka cetak bawah setelah terisi penuh dengan pasir cetak dan

menyingkirkan papan kayu dari kerangka cetak bawah.

7. Meletakkan kerangka cetak atas (cope) di atas kerangka cetak bawah dan

dikaitkan sehingga pasangan kerangka tidak mudah bergeser atau bergerak.

8. Mengoleskan serbuk grafit pada permukaan pola cetakan pasir.

9. Memasang pola cawan tuang (basin), saluran turun (sprue), dan saluran

penambah (riser) pada pola.

10. Menuangkan pasir cetak ke dalam kerangka cetak atas sambil menumbuk

pasir cetak hingga padat.

11. Mengangkat kerangka cetak atas dari kerangka cetak bawah setelah kerangka

cetak atas terisi penuh dengan pasir cetak.

12. Mengeluarkan pola, cawan tuang (basin), saluran turun (sprue), dan saluran

penambah (riser) dari cetakan pasir. Dengan terangkatnya pola dari cetakan

pasir akan meninggalkan rongga cetak (cavity).


commit to user

26

13. Memasang kembali kerangka cetak atas di atas kerangka cetak bawah. Pada

tahap ini, cetakan pasir sudah siap untuk dituangkan logam cair dan membuat

produk cor.

14. Mengulangi langkah 1 – 13 untuk variasi ukuran saluran penambah (riser).

3.3.4. Peleburan logam

1. Mempersiapkan dapur peleburan.

2. Mempersiapkan kowi kemudian memasukkan piston bekas ke dalam kowi.

3. Memasukkan arang dan briket ke dalam tungku peleburan kemudian

menyalakan api

4. Menghidupkan blower.

3.3.5. Penuangan logam cair

1. Mengukur suhu aluminium cair sampai didapat suhu 700O C.

2. Mendekatkan cetakan pasir di dekat dapur peleburan untuk menghindari

penurunan temperature yang terlalu besar.

3. Mengambil alumunium cair kemudian menuangkannya di atas cawan tuang

secara kontinyu.

4. Mencatat waktu tuang dan suhu tuang logam cair.

3.3.6. Pembongkaran cetakan pasir

Cetakan pasir dibongkar untuk mengeluarkan produk cor. Sisem saluran

dipisahkan dari produk cor. Produk cor dibersihkan dan diberi tanda untuk

membedakan setiap variasi saluran penambah (riser). Kemudian spesimen difoto.

3.3.7. Pengujian cacat penyusutan

1. Mempersiapkan spesimen pengujian.

2. Menghitung volume cetakan (Vcetakan)

3. Mengukur volume produk cor (Vproduk) dengan menggunakan kotak kaca

berukuran 150 mm x 150 mm x 150 mm.

4. Perhitungan prosentase penyusutan menggunakan cara yang dipergunakan

Febriantoko (2011) dengan persamaan :


commit to user

27

� = �� 100 % (3.1)

Dimana :

S : persentase penyusutan

Vcetakan : volume cetakan (mm3)

Vproduk : volume produk (mm3)

5. Membelah produk cor untuk mengamati terjadinya rongga penyusutan.

Gambar 3.19 Potongan spesimen pengamatan rongga penyusutan

Gambar 3.20 Daerah pengamatan rongga penyusutan

3.3.8. Pengujian cacat porositas

1. Mempersiapkan sampel pengujian.

2. Menguji komposisi kimia produk cor.

3. Menghitung nilai true density dengan menggunakan ASTM E-252.

4. Mengukur massa produk cor dengan menggunakan timbangan digital.

5. Mengukur volume produk cor dengan menggunakan gelas breker.

A A


commit to user

28

6. Menghitung nilai apparent density dengan menggunakan cara yang

dipergunakan Tipler (2001) dengan persamaan :

�� = �� (3.2)

dimana,

ρs : apparent density (gr/mm3)

m : massa produk cor (gr)

V : volume produk cor (mm3)

7. Menghitung persentase porositas dengan menggunakan cara yang

dipergunakan Tjitro (2003) dengan persamaan :

%� = �� 100 % (3.3)

dimana :

% P : persentase porositas produk cor (%)

ρo : true density (gr/mm3)

ρs : apparent density (gr/mm3)

3.3.9. Pengamatan struktur mikro

Pengamatan struktur mikro bertujuan untuk mengetahui struktur mikro

produk dan mengamati terjadinya cacat porositas secara mikroskopis. Adapum

langkah-langkah pengamatan struktur mikro adalah sebagai berikut :

1. Melakukan pengamplasan dengan tingkat kekasaran bertahap yaitu mulai

nomor 60 sampai dengan nomor 1500.

2. Melakukan pemolesan pada spesimen uji menggunakan autosol.

3. Mengamati struktur mikro menggunakan mikroskop optik dengan perbesaran

200X.


commit to user

29

3.3.10. Analisa data

1. Menganalisa cacat penyusutan yang terjadi dan membandingkan pada setiap

variasi

2. Menganalisa cacat porositas yang terjadi dan membandingkan pada setiap

variasi.

3. Mengamati struktur mikro sampel uji pada setiap variasi.

4. Menarik kesimpulan.

3.4. Jumlah spesimen pengujian

Tabel 3.2 Jumlah spesimen pengujian

No Jenis pengujian Variasi spesimen

Jumlah Ukuran 1 Ukuran 2 Ukuran 3

1 Penyusutan 5 5 5 15

2 Porositas

3.5. Diagram alir penelitian

Gambar 3.21 Diagram alir penelitian

A

UJI KOMPOSISI KIMIA

PENGUJIAN CACAT PENYUSUTAN

FINISHING SPESIMEN

MULAI

PEMBUATAN CETAKAN PASIR (Untuk semua variasi ukuran riser)

PEMBUATAN POLA

PENGECORAN


commit to user

30

Gambar 3.22 Diagram alir penelitian (lanjutan)

SELESAI

ANALISA DATA

UJI DENSITAS 1. Menghitung true density

spesimen uji (ASTM E-252) 2. Menghitung apparent

density dengan rumus � = �

�

%� = ρ!_ρ#ρ!

$

UJI POROSITAS Menghitung persentase porositas menggunakan rumus

METALOGRAFI

KESIMPULAN

A


commit to user

31

3.6. Jadwal Penelitian

Tabel 3.3 Jadwal Penelitian

JENIS

KEGIATAN

BULAN

I II III IV V VI

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Studi pustaka

Pembuatan

proposal

penelitian

Persiapan alat

Pelaksanaan

penelitian &

Pengambilan

data

Analisa data

Hasil &

Kesimpulan

penelitian

Pembuatan

laporan


commit to user

32

BAB IV

DATA DAN ANALISIS

4.1. Produk Cor Hasil Pengecoran Cetakan Pasir

Setelah dilakukan proses pengecoran logam, maka perlu dilakukan uji

komposisi kimia untuk mengetahui kompisisi unsur-unsur kimia yang terdapat di

dalam produk cor. Pada penelitian ini pengujian komposisi kimia dilakukan di

Politeknik Manufaktur Ceper. Hasil pengujian komposisi kimia ditampilkan pada

tabel 4.1.

Tabel 4.1 Hasil uji komposisi kimia

Unsur Komposisi (% wt)

Al 84,98

Si 12,0

Fe 0,734

Cu 0,99

Mn 0,06

Mg <0,05

Cr <0,015

Ni 0,038

Zn 0,307

Sn <0,05

Ti <0,01

Pb 0,131

Be 2 x 10-4

Ca 5,9 x 10-3

Sr <5x 10-4

Zr *0,642

Berdasarkan hasil uji komposisi kimia diketahui bahwa sampel produk merupakan

paduan Al-Si hypoeutectic dengan kadar Si sebesar 12,0 %.


commit to user

33

(a) (b)

(c)

Gambar 4.1 Produk cor lengkap dengan sistem salurannya,

(a) variasi I,(b) variasi II, (c) variasi III

4.2. Cacat Penyusutan

Sebelum melakukan analisis cacat penyusutan, sistem saluran dipisahkan

terlebih dahulu dari produk cor. Sehingga diperoleh bentuk spesimen seperti pada

gambar 4.2. Spesimen berupa balok dengan ukuran 140 mm x 140 mm x 1 mm

yang mengalami perubahan penampang pada sisi bawahnya berupa silinder

dengan diamneter 50 mm dan tinggi 10 mm.

Pada penelitian ini ukuran saluran penambah (riser) digunakan untuk

menentukan modulus cor dari riser pada setiap variasi. Modulus cor ini yang akan

dipergunakan untuk memperkirakan arah pembekuan dari produk cor. Analisa


commit to user

34

cacat penyusutan ada dua tahap yaitu menghitung persentase penyusutan produk

cor dan pengamatan secara visual terhadap rongga penyusutan.

(a) (b)

Gambar 4.2 Spesimen pengujian cacat penyusutan,

(a) bagian atas, (b) bagian bawah

4.2.1. Perhitungan Modulus Cor

Dengan menggunakan persamaan (2.1) dapat dihitung nilai modulus cor

dari produk dan riser sebagai berikut :

1. Modulus cor produk

Spesimen produk cor berupa balok dengan silinder di bagian permukaan

bawah seperti ditunjukkan pada gambar 4.2 (a) dan 4.2 (b). Ukuran balok

140 mm x 140 mm x 10 mm dan ukuran silinder diameter 50 mm dengan

tinggi 50 mm. Sehingga nilai modulus cor produk adalah :

�� = 215.625 �

46.730 � = 4,65

2. Modulus cor riser

Contoh perhitungan (ukuran variasi I)

Diameter neck : 25 mm

Tinggi neck : 5 mm

Diameter riser : 30 mm

Tinggi riser : 100 mm


commit to user

35

�� = 73.103,13 �

11.225,5 � = 6,51

Hasil perhitungan modulus cor riser semua variasi ukuran saluran penambah

(riser) ditunjukkan pada tabel 4.2.

Tabel 4.2 Nilai modulus cor saluran penambah (riser)

No Riser Neck

Modulus (mm)

Diameter (mm)

Tinggi (mm)

Diameter (mm)

Tinggi (mm)

1 30 100 25 5 6,51 2 40 56 25 5 7,33 3 50 36 25 5 7,33

Berdasarkan perhitungan di atas, diperoleh nilai modulus cor riser yang

lebih besar dari nilai modulus cor produk cor. Hal ini bertujuan untuk

menghasilkan pembekuan logam ke arah saluran penambah (riser).

4.2.2. Persentase Penyusutan Produk Cor

1. Data hasil pengukuran volume produk cor.

Tabel 4.3 Volume produk cor

Variasi Spesimen Volume (mm3)

I

1 191.250 2 202.500 3 191.250 4 191.250 5 191.250

II

1 202.500 2 202.500 3 191.250 4 191.250 5 202.500

III

1 202.500 2 202.500 3 191.250 4 202.500 5 202.500


commit to user

36

2. Perhitungan persentase penyusutan

Perhitungan persentase penyusutan dengan menggunakan persamaan (3.1)

sebagai berikut :

Contoh perhitungan (spesimen 1, variasi I)

Vmold : 215.630 mm3

Vproduk : 191.250 mm3

� = �215.630 � − 191.250 ��215.630 � �100 % = 11,30 %

Hasil perhitungan persentase penyusustan semua variasi ukuran saluran

penambah (riser) ditunjukkan pada tabel 4.4.

Tabel 4.4 Hasil perhitungan persentase penyusutan

Variasi Spesimen Vmold (mm3) Vproduk (mm3) S (%)

I

1 215.630 191.250 11,30 2 215.630 202.500 6,09 3 215.630 191.250 11,30 4 215.630 191.250 11,30 5 215.630 191.250 11,30

Rata-rata 10,26

II

1 215.630 202.500 6,09 2 215.630 202.500 6,09 3 215.630 191.250 11,30 4 215.630 191.250 11,30 5 215.630 202.500 6,09

Rata-rata 8,17

III

1 215.630 202.500 6,09 2 215.630 202.500 6,09 3 215.630 191.250 11,30 4 215.630 202.500 6,09 5 215.630 202.500 6,09

Rata-rata 7,13


commit to user

37

Gambar 4.3 Hubungan antara persentase penyusutan – variasi ukuran riser

Gambar 4.3 menunjukkan hubungan antara persentase penyusutan

dengan variasi ukuran saluran penambah (riser). Nilai yang ditampilkan

merupakan nilai rata-rata dari lima spesimen dari setiap variasi ukuran saluran

penambah (riser). Nilai persentase penyusutan untuk variasi I sebesar 10,26%,

untuk variasi II sebesar 8,17%, dan untuk variasi III sebesar 7,13%. Berdasarkan

data di atas, ukuran saluran penambah (riser) mempengaruhi nilai persentase

penyusutan yang terjadi pada produk cor.

Perbedaan nilai persentase penyusutan tersebut disebabkan oleh

perbedaan ukuran saluran penambah (riser) dari setiap variasi. Perbedaan ukuran

ini berpengaruh terhadap nilai modulus cor riser pada setiap variasi. Nilai

modulus cor ini mempengaruhi laju pembekuan logam cair selama proses

pembekuan. Semakin tinggi nilai modulus cor maka waktu pembekuan logam

akan semakin lama dan sebaliknya semakin rendah nilai modulus cor maka waktu

pembekuan akan semakin cepat.

Pada tabel 4.2 ditampilkan nilai modulus cor riser dari setiap variasi.

Nilai modulus cor riser untuk variasi I sebesar 6,51 mm, untuk variasi II sebesar

7,32 mm, dan untuk variasi III sebesar 7,33 mm. Berdasarkan nilai tersebut maka

variasi I memiliki nilai persentase penyusutan terbesar. Hal ini disebabkan oleh

waktu pembekuan logam di dalam riser pada variasi I lebih cepat bila

10.26

8.17

7.13

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

Variasi I (ø=30

mm, t=100 mm)

Variasi II (ø=40

mm, t=56 mm)

Variasi III (ø=50

mm, t=36 mm)

Pe

rse

nta

se P

en

yu

suta

n

Variasi Ukuran Riser


commit to user

38

dibandingkan dengan variasi II dan III sebagai akibat dari besarnya laju

pembekuan logam di dalam riser. Sehingga, riser tidak dapat berfungsi dengan

baik untuk menyuplai logam cair ketika terjadi penyusutan.

Pada variasi II dan variasi III memiliki modulus cor riser yang nilainya

sama besar tetapi memiliki nilai persentase penyusutan yang berbeda. Pada

gambar 4.3 diketahui nilai persentase penyusutan variasi II lebih besar

dibandingkan nilai persentase penyusutan variasi III. Hal ini disebabkan oleh

ukuran diameter riser pada variasi III lebih besar dibandingkan ukuran diameter

riser pada variasi II. Dengan diameter yang besar menyebabkan bidang

pembekuan yang bergerak dari arah tepi dinding cetakan lebih lambat untuk

bertemu di daerah pusat sumbu simetri riser. Sehingga riser dapat berfungsi

dengan baik untuk menyuplai logam cair ketika terjadi penyusutan.

4.2.3. Pengamatan Rongga Penyusutan

(a) (b)

(c)

Gambar 4.4 Cacat rongga penyusutan pada produk cor

(a) variasi I (b) variasi II (c) variasi III


commit to user

39

Gambar 4.4 menunjukkan terjadinya cacat rongga penyusutan produk

cor. Cacat rongga penyusutan pada ketiga variasi terjadi di bagian perubahan

penampang. Pada gambar di atas rongga penyusutan terbesar terjadi pada variasi I,

sedangkan rongga penyusutan terkecil terjadi pada variasi III.

Pada variasi I terjadinya rongga penyusutan disebabkan oleh ukuran

tinggi riser yang besar yaitu 100 mm dan diameter riser kecil yaitu 30 mm.

Ukuran diameter yang kecil menyebabkan jarak antara tepi dinding cetakan ke

pusat sumbu simetri riser kecil, sehingga logam cair di dalam riser semakin cepat

membeku. Ukuran tinggi riser yang besar mengakibatkan riser kesulitan untuk

mengisi kekurangan logam cair karena jarak tempuh menuju rongga cetakan

cukup jauh.

Pada variasi II ukuran rongga penyusutan yang terjadi sudah berkurang.

Hal ini disebabkan oleh ukuran diameter riser yang lebih besar dibandingkan

ukuran diameter riser pada variasi I yaitu sebesar 40 mm. Sehingga logam cair di

dalam riser dapat dipertahankan dalam kondisi cair lebih lama. Selain itu ukuran

tinggi riser variasi II lebih rendah dibandingkan tinggi riser variasi I yaitu sebesar

56 mm. Dengan demikian jarak tempuh logam cair dari riser menuju rongga

cetakan lebih pendek.

Pada variasi III ukuran rongga penyusutan jauh lebih kecil dibandingkan

pada variasi I dan II. Hal ini disebabkan ukuran diameter riser variasi III lebih

besar yaitu 50 mm. Dengan diameter yang besar menyebabkan bidang pembekuan

yang bergerak dari arah tepi dinding cetakan lebih lambat saling bertemu di

daerah pusat sumbu simetri riser. Selain itu, jarak tempuh logam cair dari riser

menuju rongga cetakan lebih pendek karena tinggi riser hanya 36 mm.

Hasil pengamatan cacat rongga penyusutan pada penelitian ini hampir

sama dengan hasil penelitian yang dilakukan Tjitro (2001). Dimana rongga

penyusutan akan semakin menurun seiring meningkatnya ukuran diameter riser.

Pada penelitian Tjitro (2001) ukuran diameter riser adalah 10 mm, 25 mm, dan

100 mm, ukuran diameter leher riser tetap 10 mm, sedangkan ukuran tinggi riser

juga tetap yaitu 60 mm. Riser model 1 berbentuk silinder sedangkan riser model 2

dan 3 berbentuk kerucut terpancung. Volume logam cair di dalam riser berbeda

pada setiap variasi. Dimana volume logam cair di dalam riser semakin bertambah


commit to user

40

siring meningkatnya ukuran diameter riser. Pertambahan volume ini berpengaruh

terhadap nilai modulus cor riser. Karena volumenya bertambah maka nilai

modulus cor riser juga semakin bertambah dan laju pembekuan logam di dalam

riser semakin lambat. Sehingga, riser dapat berfungsi dengan baik untuk

menyuplai logam cair ke dalam rongga cetakan pada saat terjadi penyusutan.

Ukuran diameter leher riser juga mempengaruhi berhasil tidaknya logam cair di

dalam riser turun untuk menyuplai penyusutan pada rongga cetakan. Ukuran

diameter leher riser yang kecil memungkinkan bidang pembekuan pada riser

sudah saling bertemu dan menutupi jalannya logam cair ke arah rongga cetakan.

Penelitian Tjitro (2001) ini akan lebih menarik jika ditambahkan pengaruh ukuran

riser terhadap persentase penyusutan yang terjadi dengan volume logam cair pada

riser sama untuk setiap variasi.

.

4.3. Persentase Porositas

Sebelum melakukan perhitungan nilai persentase porositas, dilakukan

perhitungan true density. Berdasarkan data komposisi kimia pada tabel 4.1 dapat

dihitung nilai true density dari produk cor. Dalam melakukan perhitungan true

density berpedoman kepada standar ASTM E-252. Data perhitungan true density

ditampilkan pada tabel 4.5.

Gambar 4.5 Sampel uji densitas


commit to user

41

Tabel 4.5 Data perhitungan true density sesuai ASTM E-252

Unsur 1/densitas (m3/Mg)

Persentase berat

1/densitas X persentase

berat (m3/Mg)

Cu 0,1116 0,99 0,11 Fe 0,1271 0,73 0,09 Si 0,4292 12,00 5,15

Mn 0,1346 0,06 8,1 x 10-3

Mg 0,5522 0,05 0,03 Zn 0,1401 0,31 0,04 Ni 0,1123 0,04 4,3 x 10-3 Cr 0,1391 0,01 2,1 x 10-3 Ti 0,2219 0,01 2,2 x 10-3 Pb 0,0882 0,13 0,01 V 0,1639 0,01 1,6 x 10-3 B 0,4274

Be 0,5411 2 x 10-4 1,1 x 10-4 Zr 0,1541 0,64 0,10 Ga 0,1693

Bi 0,102

Sn 0,1371 0,05 6,8 x 10-3 Cd 0,1156

Co 0,1130

Li 1,8727

JUMLAH 15,04 5,56 Al 0.3705 84,98 31,48

JUMLAH

37,05

Perhitungan true density

�� = 10037,05 = 2,70 ��

�� = 2,70 ��

Untuk perhitungan apparent density sebelumnya dilakukan pemotongan

sampel spesimen. Bagian yang dipotong adalah daerah di sekitar riser. Kemudian

sampel pengujian ditimbang massanya dan diukur volumenya. Pengukuran massa

sampel menggunakan timbangan digital dengan ketelitian 2 angka di belakang

koma. Pengukuran volume sampel menggunakan gelas breker dengan kapasitas

100 ml. Hasil perhitungan apparent density ditampilkan pada tabel 4.6.


commit to user

42

Tabel 4.6 Hasil perhitungan apparent density

Variasi Sampel ρs

(g/cm3)

I

1 2,57 2 2,44 3 2,61 4 2,58 5 2,60

II

1 2,52 2 2,57 3 2,47 4 2,45 5 2,47

III

1 2,45 2 2,41 3 2,42 4 2,55 5 2,47

Setelah dilakukan uji densitas maka diperoleh nilai apparent density.

Untuk menghitung nilai persentase porositas digunakan persamaan (3.3).

Contoh perhitungan (data variasi I, spesimen 1)

ρo = 2,70 g/mm3

ρs = 2,57 g/mm3

Persentase porositas

%� = �2,70 �

�� − 2,57 ��

2,70 ��

� 100 % = 4,67 %

Hasil perhitungan persentase porositas semua variasi ukuran saluran

penambah (riser) ditunjukkan pada tabel 4.7.


commit to user

43

Tabel 4.7 Persentase porositas

Variasi Sampel ρs

(g/cm3) ρo

(g/cm3) %P

I

1 2,57 2,70 4,67 2 2,44 2,70 9,47 3 2,61 2,70 3,39 4 2,58 2,70 4,31 5 2,60 2,70 3,64

Rata-rata 5,10

II

1 2,52 2,70 6,82 2 2,57 2,70 4,74 3 2,47 2,70 8,43 4 2,45 2,70 9,40 5 2,47 2,70 8,47

Rata-rata 7,57

III

1 2,45 2,70 9,25 2 2,41 2,70 10,70 3 2,42 2,70 10,49 4 2,55 2,70 5,67 5 2,47 2,70 8,35

Rata-rata 8,89

Gambar 4.6 Hubungan antara persentase porositas – variasi ukuran riser

5.10

7.57

8.89

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

Variasi I (ø=30

mm, t=100 mm)

Variasi II (ø=40

mm, t=56 mm)

Variasi III (ø=50

mm, t=36 mm)

Pe

rse

nta

se P

oro

sita

s

Variasi Ukuran Riser


commit to user

44

Gambar 4.6 menunjukkan hubungan antara persentase porositas dengan

variasi ukuran saluran penambah (riser). Nilai yang ditampilkan merupakan nilai

rata-rata dari lima spesimen dari setiap variasi ukuran saluran penambah (riser).

Nilai persentase porositas untuk variasi I sebesar 5,10%, untuk variasi II sebesar

7,57%, dan untuk variasi III sebesar 8,89%. Berdasarkan data di atas, ukuran

saluran penambah (riser) mempengaruhi nilai persentase porositas yang terjadi

pada produk cor.

Pada cetakan pasir yang digunakan terdapat uap air karena cetakan yang

digunakan cetakan pasir basah. Pada temperatur tinggi uap air ini akan bereaksi

dengan aluminium ketika aluminium cair dituang ke dalam cetakan, reaksinya

adalah :

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2 (gas hidrogen)

Gas hidrogen yang terperangkap bersama aluminium cair akan menimbulkan

cacat porositas pada aluminium cor.

Pada variasi I nilai persentase porositasnya paling kecil yaitu sebesar

5,10%. Hal ini disebabkan oleh laju pembekuan logam di dalam riser besar

sehingga logam lebih cepat membeku. Sehingga, jumlah gas hidrogen yang larut

di dalam riser jumlahnya sedikit karena kemampuan larut hidrogen pada kondisi

cair lebih besar bila dibandingkan dengan pada kondisi solid.

Pada variasi II nilai persentase porositasnya lebih besar dibandingkan

persentase porositas pada variasi I yaitu sebesar 7,57%. Hal ini disebabkan oleh

laju pembekuan logam di dalam riser lebih kecil dibandingkan pada variasi I,

sehingga proses pembekuan logam di dalam riser menjadi lebih lama. Dengan

demikian jumlah gas hidrogen yang terlarut di dalam logam cair semakin banyak.

Pada variasi III yang memiliki laju pembekuan riser yang nilainya sama

besar dengan variasi II ternyata memiliki nilai persentase porositas yang berbeda.

Nilai persentase porositas pada variasi II nilainya 7,57% sedangkan pada variasi

III nilainya 8,89%. Perbedaan ini terjadi karena ukuran diameter riser pada variasi

III lebih besar dari ukuran diameter riser variasi II. Dengan diameter yang besar

menyebabkan bidang pembekuan yang bergerak dari arah tepi dinding cetakan


commit to user

45

lebih lambat saling bertemu di daerah pusat sumbu simetri riser. Hal ini

menyebabkan semakin banyaknya gas hidrogen yang terlarut di dalam riser.

Ukuran tinggi riser memiliki pengaruh yang signifikan terhadap

terjadinya cacat porositas pada produk cor. Bila ukuran tinggi riser besar maka

riser mempunyai kemampuan yang besar untuk mendorong logam cair mengisi

rongga-rongga porositas pada produk cor. Sehingga pada variasi I yang memiliki

ukuran tinggi riser terbesar yaitu 100 mm memiliki nilai persentase porositas

yang terkecil dibandingkan pada variasi II dan variasi III yang memiliki ukuran

tinggi riser secara berurutan sebesar 56 mm dan 36 mm.

Struktur mikro dari aluminium hasil pengecoran ditampilkan pada

gambar 4.7, 4.8, dan 4.9 sebagai berikut. Pada gambar nampak bagian berwarna

hitam yang merupakan cacat porositas yan terjadi pada sampel pengujian. Pada

variasi I cacat porositas terjadi pada area tertentu saja. Sedangkan pada variasi II

dan variasi III cacat porositas yang terjadi lebih merata pada permukaan sampel

uji.

Gambar 4.7 Struktur mikro sampel uji variasi I (perbesaran 200X)


commit to user

46

Gambar 4.8 Struktur mikro sampel uji variasi II (perbesaran 200X)

Gambar 4.9 Struktur mikro sampel uji variasi III (perbesaran 200X)


commit to user

47

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilaksanakan kesimpulan yang dapat

diambil adalah untuk menghasilkan produk cor dengan nilai persentase

penyusutan dan persentase porositas yang rendah digunakan riser dengan ukuran

diameter besar dan tinggi.

5.2. Saran

Berdasarkan penelitian yang telah dilaksanakan dapat disarankan untuk

melakukan penelitian terhadap variasi ukuran leher riser (neck).

PENGARUH UKURAN RISER TERHADAP CACAT …/Pengaruh... · PENYUSUTAN DAN CACAT POROSITAS PRODUK COR ALUMINIUM CETAKAN PASIR Dosen Pembimbing I Bambang Kusharjanta., ST., NIP. 19691116199702

Documents