laporan pl kelompok 09 new
Post on 07-Jul-2018
236 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
1/199
KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN MESIN
MALANG
LAPORAN PRAKTIKUM
PENGECORAN LOGAM
DI LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM FT-UB
Disusun Oleh :
Kelompok 09
Stefanus Sugianto (125060201111026)
Joseph M. Siregar (125060200111081)
Irvan Septian K. (125060200111022)
Jimmy Hung A. (125060200111106) Adri Suryana H. (125060200111089)
Azis Yasir Naufal (125060200111030)
Rizky Yuntyansyah (125060200111094)
Bagus Maulidika Roufi (125060207111008)
Iman Muhammad Qudus (125060201111010)
Semester Ganjil 2015/2016
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
2/199
KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN MESIN
MALANG
FEBRI RIZKY S. NIM. 125060207111007
LEMBAR PERSETUJUAN PRAKTIKUM
PENGECORAN LOGAM PL – 01
PENGUJIAN KOMPOSISI PASIR CETAK
Disusun Oleh :
Stefanus Sugianto (125060201111026)
Joseph M Siregar (125060200111081)
Irvan Septian K. (125060200111022)
Jimmy Hung A. (125060200111106)
Adri Suryana H. (125060200111089)
Azis Yasir Naufal (125060200111030) Rizky Yuntyansyah (125060200111094)
Bagus Maulidika Roufi (125060207111008)
Iman Muhammad Qudus (125060201111010)
Telah diperiksa dan disetujui isi laporan ini oleh:
ASISTEN PEMBIMBING
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
3/199
KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN MESIN
MALANG
IYAN ENGKUMA NIM. 115060207111010
LEMBAR PERSETUJUAN PRAKTIKUM
PENGECORAN LOGAM PL – 02
PENGUJIAN KARAKTERISTIK PASIR CETAK
Disusun Oleh :
Stefanus Sugianto (125060201111026)
Joseph M Siregar (125060200111081)
Irvan Septian K. (125060200111022)
Jimmy Hung A. (125060200111106)
Adri Suryana H. (125060200111089)
Azis Yasir Naufal (125060200111030) Rizky Yuntyansyah (125060200111094)
Bagus Maulidika Roufi (125060207111008)
Iman Muhammad Qudus (125060201111010)
Telah diperiksa dan disetujui isi laporan ini oleh:
ASISTEN PEMBIMBING
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
4/199
KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN MESIN
MALANG
AFRIZAL HARDIANSYAH NIM. 115060202111001
LEMBAR PERSETUJUAN PRAKTIKUM
PENGECORAN LOGAM PL – 03
CASTI NG PLAN
Disusun Oleh :
Stefanus Sugianto (125060201111026)
Joseph M Siregar (125060200111081)
Irvan Septian K. (125060200111022)
Jimmy Hung A. (125060200111106)
Adri Suryana H. (125060200111089)
Azis Yasir Naufal (125060200111030) Rizky Yuntyansyah (125060200111094)
Bagus Maulidika Roufi (125060207111008)
Iman Muhammad Qudus (125060201111010)
Telah diperiksa dan disetujui isi laporan ini oleh:
ASISTEN PEMBIMBING
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
5/199
KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN MESIN
MALANG
AFRIZAL HARDIANSYAH NIM. 115060202111001
LEMBAR PERSETUJUAN PRAKTIKUM
PENGECORAN LOGAM PL – 04
PENUANGAN LOGAM DAN INSPEKSI
Disusun Oleh :
Stefanus Sugianto (125060201111026)
Joseph M Siregar (125060200111081)
Irvan Septian K. (125060200111022)
Jimmy Hung A. (125060200111106)
Adri Suryana H. (125060200111089)
Azis Yasir Naufal (125060200111030) Rizky Yuntyansyah (125060200111094)
Bagus Maulidika Roufi (125060207111008)
Iman Muhammad Qudus (125060201111010)
Telah diperiksa dan disetujui isi laporan ini oleh:
ASISTEN PEMBIMBING
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
6/199
i
KATA PENGANTAR
Terima kasih kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan hidayah-
Nya yang telah dilimpahkan sehingga Laporan Praktikum Pengecoran Logam ini dapatterselesaikan dengan baik.
Dalam penyusunan laporan praktikum ini, banyak hambatan yang kami hadapi.
Namun, berkat bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak, hambatan-hambatan
tersebut dapat teratasi. Untuk itu, pada kesempatan kali ini kami mengucapkan terima
kasih kepada:
1. Agustinus Ariseno, Ir., MT. selaku Kepala Laboratorium Pengecoran Logam Teknik
Mesin Universitas Brawijaya.
2. Seluruh asisten Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Teknik Mesin Universitas
Brawijaya.
3. Dan semua pihak yang telah membantu terselesaikannya laporan praktikum ini yang
tidak dapat kami sebutkan satu per satu.
Akhir kata semoga Laporan Praktikum Pengecoran Logam ini dapat bermanfaat
dan berguna bagi pembaca. Kami mengharapkan adanya saran-saran dan kritik sebagai
masukan untuk kesempurnaan laporan ini. Serta kami mohon maaf apabila terdapat
kesalahan dalam penulisan Laporan Praktikum Pengecoran Logam.
Malang, November 2015
Penulis
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
7/199
ii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR...................................................................................................... i
DAFTAR ISI ................................................................................................................... ii
DAFTAR GAMBAR..................................................................................................... vii
DAFTAR TABEL .......................................................................................................... xi
DAFTAR GRAFIK ....................................................................................................... xii
PL I PENGUJIAN KOMPOSISI PASIR CETAK
1.1 Pengujian Kadar Air Pasir Cetak .......................................................................... 1
1.1.1 Tujuan Pengujian.............................................................................................. 1
1.1.2 Dasar Teori ....................................................................................................... 1
1.1.2.1 Definisi dan Fungsi Kadar Air ........................................................... 1
1.1.2.2 Macam-macam Air............................................................................. 1
1.1.2.3 Pengaruh Kadar Air Terhadap Pengujian Karakteristik
Pasir Cetak ......................................................................................... 2
1.1.2.4 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Penguapan Kadar Air................. 3
1.1.3 Pelaksanaan Pengujian ..................................................................................... 4
1.1.3.1 Alat dan Bahan ................................................................................... 41.1.3.2 Urutan Kerja Pengujian ...................................................................... 5
1.1.4 Pengolahan Data dan Pembahasan ................................................................... 6
1.1.4.1 Data Hasil Pengujian Kadar Air......................................................... 6
1.1.4.2 Perhitungan dan Hasil Pengujian Kadar Air ...................................... 7
1.1.4.3 Grafik Hubungan antara Waktu Pemanasan terhadap
Penguapan Rata-rata........................................................................... 9
1.1.4.4 Grafik Hubungan antara Waktu Pemanasan terhadap
Penguapan Rata-rata Data antar Kelompok & Pembahasan ............ 10
1.1.4.5 Grafik Hubungan antara Waktu Pemanasan terhadap Laju
Penguapan ........................................................................................ 11
1.1.4.6 Grafik Hubungan antara Waktu Pemanasan terhadap Laju
Penguapan Data antar Kelompok & Pembahasan............................ 12
1.1.5 Kesimpulan dan Saran.................................................................................... 13
1.1.5.1 Kesimpulan ...................................................................................... 13
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
8/199
iii
1.1.5.2 Saran................................................................................................. 13
1.2 Pengujian Kadar Pengikat .................................................................................... 14
1.2.1 Tujuan Pengujian............................................................................................ 14
1.2.2 Dasar Teori ..................................................................................................... 14
1.2.2.1 Definisi dan Fungsi Kadar Pengikat ................................................ 14
1.2.2.2 Macam-macam Pengikat .................................................................. 15
1.2.2.3 Pengaruh Kadar Pengikat terhadap Karakteristik Pasir Cetak ......... 16
1.2.3 Pelaksanaan Pengujian ................................................................................... 17
1.2.3.1 Alat dan Bahan yang Digunakan...................................................... 17
1.2.3.2 Urutan Kerja Pengujian .................................................................... 19
1.2.4 Pengolahan Data dan Pembahasan ................................................................. 20
1.2.4.1 Data Hasil Pengujian dan Perhitungan Kadar Pengikat ................... 201.2.4.2 Perhitungan Data Hasil Pengujian Kadar Pengikat.......................... 20
1.2.4.3 Pembahasan Data Hasil Pengujian Kadar Pengikat ......................... 22
1.2.5 Kesimpulan dan Saran.................................................................................... 23
1.2.5.1 Kesimpulan ...................................................................................... 23
1.2.5.2 Saran................................................................................................. 23
1.3 Pengujian Besar Butir Pasir Cetak ...................................................................... 24
1.3.1 Tujuan Pengujian............................................................................................ 241.3.2 Dasar Teori ..................................................................................................... 24
1.3.2.1 Definisi Pasir .................................................................................... 24
1.3.2.2 Macam-macam Pasir ........................................................................ 25
1.3.2.3 Ukuran dan Dimensi Butiran Pasir Cetak ........................................ 26
1.3.2.4 Distribusi Besar Butir Pasir Cetak ................................................... 28
1.3.2.5 Syarat Pasir Cetak ............................................................................ 31
1.3.2.6 Pengaruh Distribusi Besar Butir Pasir Cetak terhadap
Karakteristik Pasir Cetak.................................................................. 31
1.3.3 Pelaksanaan Pengujian .................................................................................. 32
1.3.3.1 Alat dan Bahan ................................................................................. 32
1.3.3.2 Urutan Kerja Pengujian Distribusi Besar Butir Pasir Cetak ............ 33
1.3.4 Pengolahan Data dan Pembahasan ................................................................. 34
1.3.4.1 Data Hasil Pengujian dan Perhitungan Besar Butir Pasir Cetak ...... 34
1.3.4.2 Pembahasan Pengujian Besar Butir Pasr Cetak ............................... 38
1.3.5 Kesimpulan dan Saran.................................................................................... 40
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
9/199
iv
1.3.5.1 Kesimpulan ...................................................................................... 40
1.3.5.2 Saran................................................................................................. 40
PL II PENGUJIAN KARAKTERISTIK PASIR CETAK
2.1 Tujuan Pengujian Karakteristik Pasir Cetak ...................................................... 41
2.2 Dasar Teori ............................................................................................................. 41
2.2.1 Definisi Karakteristik Pasir Cetak .................................................................. 41
2.2.1.1 Permeabilitas .................................................................................... 41
2.2.2 Kekuatan ....................................................................................................... 42
2.2.2 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Karakteristik Pasir Cetak........................ 44
2.2.3 Pengaruh Karakteristik Pasir Cetak terhadap Hasil Coran ............................. 46
2.3 Pelaksanaan Pengujian ......................................................................................... 47 2.3.1 Pengujian Permeabilitas Pasir Cetak .............................................................. 47
2.3.1.1 Alat dan Bahan ................................................................................. 47
2.3.1.2 Urutan Kerja Pengujian .................................................................... 49
2.3.2 Pengujian Kekuatan Pasir Cetak..................................................................... 50
2.3.2.1 Alat dan Bahan ................................................................................. 50
2.3.2.2 Urutan Kerja Pengujian .................................................................... 51
2.4 Pengolahan Data dan Pembahasan ...................................................................... 52 2.4.1 Pengolahan Data dan Pembahasan Permeabilitas........................................... 52
2.4.1.1 Data Hasil Pengujian ........................................................................ 52
2.4.1.2 Perhitungan Data Hasil Pengujian ................................................... 53
2.4.1.3 Pembahasan Data Hasil Pengujian Permeabilitas ............................ 53
2.4.2 Grafik Pengaruh Kadar Air dan Kadar Pengikat terhadap Permeabilitas
Data Antar Kelompok .................................................................................... 54
2.4.3 Pengolahan Data dan Pembahasan Kekuatan ................................................. 55
2.4.3.1 Data Hasil Pengujian ........................................................................ 55
2.4.3.2 Perhitungan Data Hasil Pengujian Kekuatan ................................... 57
2.4.3.3 Pembahasan Kekuatan Data Kelompok ........................................... 66
2.4.3.4 Grafik Kekuatan Tekan Basah Data Antar Kelompok..................... 67
2.4.3.5 Grafik Kekuatan Tekan Kering Data Antar Kelompok ................... 69
2.5 Kesimpulan dan Saran .......................................................................................... 70
2.5.1 Kesimpulan ..................................................................................................... 70
2.5.2 Saran ............................................................................................................. 70
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
10/199
v
PL III CASTI NG PLAN
3.1 Tujuan..................................................................................................................... 72
3.2 Dasar Teori ............................................................................................................. 72
3.2.1 Pola................................................................................................................. 72
3.2.1.1 Pengertian Pola................................................................................. 72
3.2.1.2 Macam-macam Pola......................................................................... 72
3.2.1.3 Bahan Pola ....................................................................................... 78
3.2.1.4 Perencanaan Pembuatan Pola........................................................... 79
3.2.2 Sistem Saluran ................................................................................................ 83
3.2.2.1 Pengertian......................................................................................... 83
3.2.2.2 Bagian-bagian Sistem Saluran ......................................................... 83
3.2.2.3 Macam-macam Sistem Saluran ........................................................ 893.2.3 Pelapis ............................................................................................................ 94
3.2.3.1 Fungsi Pelapis .................................................................................. 94
3.2.3.2 Syarat Pelapis ................................................................................... 94
3.2.3.3 Bahan Pelapis ................................................................................... 94
3.3 Desain Kerja ........................................................................................................... 95
3.3.1 Desain Benda Kerja........................................................................................ 95
3.3.2 Desain Kup dan Drag ..................................................................................... 953.3.3 Desain Pola..................................................................................................... 95
3.3.4 Desain Sistem Saluran.................................................................................... 97
3.3.5 Desain Cetakan Pasir...................................................................................... 98
3.4 Urutan Kerja Pembuatan Cetakan Pasir ............................................................ 99
3.4.1 Alat dan Bahan ............................................................................................... 99
3.4.2 Urutan Kerja ................................................................................................. 101
3.5 Studi Kasus dan Pemecahan Masalah ............................................................... 101
3.5.1 Studi Kasus................................................................................................... 101
3.5.2 Analisa.......................................................................................................... 104
3.5.3 Pemecahan Masalah ..................................................................................... 105
3.6 Kesimpulan dan Saran ........................................................................................ 106
3.6.1 Kesimpulan .................................................................................................. 106
3.6.2 Saran ............................................................................................................. 107
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
11/199
vi
PL IV PENUANGAN DAN INSPEKSI
4.1 Tujuan................................................................................................................... 108
4.2 Dasar Teori ........................................................................................................... 108
4.2.1 Pengecoran Logam ....................................................................................... 108
4.2.2 Peleburan ...................................................................................................... 114
4.2.3 Solidifikasi .................................................................................................... 117
4.2.4 Fluiditas ........................................................................................................ 121
4.2.5 Cacat Coran .................................................................................................. 127
4.2.6 Inspeksi ......................................................................................................... 131
4.3 Pembahasan.......................................................................................................... 135
4.3.1 Pembahasan Pengecoran Kelompok ............................................................. 135
4.3.2 Pembahasan Pengecoran Antar Kelompok................................................... 1444.4 Kesimpulan dan Saran ........................................................................................ 146
4.4.1 Kesimpulan ................................................................................................... 146
4.4.2 Saran ............................................................................................................. 147
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
12/199
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Pengaruh Air dan Bentonit Pada Pasir Cetak............................................ 2
Gambar 1.2 Moisture Analyzer ..................................................................................... 4
Gambar 1.3 Timbangan Elektrik................................................................................... 5
Gambar 1.4 Cawan........................................................................................................ 5
Gambar 1.6 Grafik Hubungan Kadar Lempung dan Kekuatan .................................. 16
Gambar 1.7 Kompor Listrik ........................................................................................ 17
Gambar 1.8 Timbangan Elektrik................................................................................. 18
Gambar 1.9 Panci ........................................................................................................ 18
Gambar 1.10 Gelas Ukur .............................................................................................. 19
Gambar 1.11 Butir Pasir Bulat ...................................................................................... 26
Gambar 1.12 Butir Pasir Sebagian Bersudut ................................................................ 27
Gambar 1.13 Butir Pasir Bersudut ................................................................................ 28
Gambar 1.14 Butir Pasir Kristal.................................................................................... 28
Gambar 1.15 Mesin Pengguncang Rotap...................................................................... 32
Gambar 1.16 Tempat Pasir Elektronik.......................................................................... 33
Gambar 2.1 Pengaruh Kekuatan Kering Terhadap Kadar Air .................................... 43
Gambar 2.2 Sand Rammer .......................................................................................... 47Gambar 2.3 Stopwatch ................................................................................................ 48
Gambar 2.4 Permeabilitas Meter ................................................................................ 48
Gambar 2.5 Timbangan Elektrik................................................................................. 49
Gambar 2.6 Universal Strength Machine ................................................................... 50
Gambar 3.1 Pola Tunggal ........................................................................................... 73
Gambar 3.2 Pola Belah ............................................................................................... 73
Gambar 3.3 Pola Setengah .......................................................................................... 74
Gambar 3.4 Pola Belahan Banyak .............................................................................. 74
Gambar 3.5 Pola Pelat Pasangan................................................................................. 75
Gambar 3.6 Pola Kup dan Drag .................................................................................. 75
Gambar 3.7 Pola Cetakan Sapuan ............................................................................ 76
Gambar 3.8 Pola Pengeret dengan Penuntun .............................................................. 76
Gambar 3.9 Pola Kerangka (A)................................................................................... 77
Gambar 3.10 Pola Kerangka (B) ................................................................................... 77
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
13/199
viii
Gambar 3.11 Contoh Kemiringan Pola ......................................................................... 82
Gambar 3.12 Sistem Saluran......................................................................................... 83
Gambar 3.13 Cawan Tuang .......................................................................................... 83
Gambar 3.14 Saluran Turun .......................................................................................... 85
Gambar 3.15 Saluran Pengalir ...................................................................................... 85
Gambar 3.16 Saluran Masuk......................................................................................... 86
Gambar 3.17 Tipe Riser ................................................................................................ 87
Gambar 3.18 Dam ......................................................................................................... 87
Gambar 3.19 Trap ......................................................................................................... 88
Gambar 3.20 Core Prints dan Chaplets ....................................................................... 89
Gambar 3.21 Saluran Pisah ........................................................................................... 89
Gambar 3.22 Saluran Langsung .................................................................................... 90Gambar 3.23 Saluran Bawah ........................................................................................ 90
Gambar 3.24 Saluran Pensil .......................................................................................... 91
Gambar 3.25 Saluran Bertingkat................................................................................... 92
Gambar 3.26 Saluran Baji ............................................................................................. 92
Gambar 3.27 Saluran Terompet .................................................................................... 93
Gambar 3.28 Saluran Cincin ......................................................................................... 93
Gambar 3.29 Kup dan Drag .......................................................................................... 99
Gambar 3.30 Pola.......................................................................................................... 99
Gambar 3.31 Sistem Saluran....................................................................................... 100
Gambar 3.32 Papan Datar ........................................................................................... 100
Gambar 3.33 Kamera .................................................................................................. 100
Gambar 3.34 Celah pada Permukaan Pisah ................................................................ 102
Gambar 3.35 Pasir Rontok pada Sistem Saluran ........................................................ 102
Gambar 3.36 Pasir Rontok pada Bagian yang Bersudut ............................................. 103
Gambar 3.37 Pasir Rontok pada Cetakan Pola ........................................................... 103
Gambar 3.38 Pemberian Pasir Silica Halus ................................................................ 104
Gambar 4.1 Diagram Alir Proses Sand Mold casting ............................................... 108
Gambar 4.2 Tahapan Membuat Cetakan Pasir.......................................................... 110
Gambar 4.3 Tahapan Proses Investment Casting ...................................................... 111
Gambar 4.4 Evaporate Casting ................................................................................. 112
Gambar 4.5 Mesin Cor Cetak Ruang Panas.............................................................. 113
Gambar 4.6 Mesin Cetak Tekan Ruang Dingin ........................................................ 113
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
14/199
ix
Gambar 4.7 Proses Pengecoran Sentrifugal .............................................................. 114
Gambar 4.8 Squeze Casting ...................................................................................... 114
Gambar 4.9 Dapur Induksi Jenis Frekuensi Rendah ................................................. 115
Gambar 4.10 Dapur Induksi Jenis Saluran.................................................................. 115
Gambar 4.11 Dapur Listrik Heroult ............................................................................ 116
Gambar 4.12 Superheating ......................................................................................... 117
Gambar 4.13 Proses Solidifikasi ................................................................................. 117
Gambar 4.14 Solidifikasi Logam Murni .................................................................... 119
Gambar 4.15 Chill, Columnar, dan Equiaxed Zone .................................................... 120
Gambar 4.16 Solidifikasi Logam Paduan ................................................................... 121
Gambar 4.17 Mode Pembekuan Plane Interface Mode .............................................. 122
Gambar 4.18 Mode Pembekuan Jagged Interface Mode ............................................ 123Gambar 4.19 Mode Pembekuan Independent Crystallitation Mode ........................... 123
Gambar 4.20 Spiral Mold Test .................................................................................... 125
Gambar 4.21 Vacuum Fluidity Test ............................................................................ 125
Gambar 4.22 Multiple Channel Fluidity Test Casting ................................................ 126
Gambar 4.23 Shift ....................................................................................................... 128
Gambar 4.24 Dirt and Sand Inclusion ........................................................................ 128
Gambar 4.25 Fin ......................................................................................................... 129
Gambar 4.26 Shrinkage ............................................................................................... 130
Gambar 4.27 Hot Tear ................................................................................................ 130
Gambar 4.28 Liquid Penetrant Test ............................................................................ 131
Gambar 4.29 Magnetic Particle Inspection ................................................................ 132
Gambar 4.30 Ultrasonic Test ...................................................................................... 133
Gambar 4.31 Tampak Atas Benda Kerja Sebelum Finishing ..................................... 135
Gambar 4.32 Tampak Depan Benda Kerja Sebelum Finishing .................................. 135
Gambar 4.33 Tampak Atas Benda Kerja Setelah Finishing ....................................... 136
Gambar 4.34 Tampak Depan Benda Kerja Setelah Finishing .................................... 136
Gambar 4.35 Dimensi Benda ...................................................................................... 137
Gambar 4.36 Cacat Gas Porosity ................................................................................ 138
Gambar 4.37 Cacat Inklusi Pasir................................................................................. 138
Gambar 4.38 Cacat Fin ............................................................................................... 139
Gambar 4.39 Cacat Gas Porosity ................................................................................ 140
Gambar 4.40 Cacat Inklusi Pasir................................................................................. 141
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
15/199
x
Gambar 4.41 Cacat Sirip Pipa T (1) dan (2) ............................................................... 144
Gambar 4.42 Cacat Porositas Pipa T (1) dan (2) ........................................................ 144
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
16/199
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data Hasil Pengujian Kadar Air .................................................................... 6
Tabel 1.2 Hasil Perhitungan ........................................................................................... 6Tabel 1.3 Hubungan Antara Penguapan Rata-rata, Laju Penguapan dan
Waktu Pemanasan pada Kadar Air 5% .......................................................... 7
Tabel 1.4 Data Hasil Pengujian Kadar Pengikat .......................................................... 20
Tabel 1.5 Hasil Perhitungan ......................................................................................... 20
Tabel 1.6 Komposisi Kimia Pasir Cetak ...................................................................... 24
Tabel 1.7 Tabel Contoh Perhitungan AFS ................................................................... 30
Tabel 1.8 Tabel Skala Sieves (Ayakan) ....................................................................... 30
Tabel 1.9 Data Hasil Pengujian.................................................................................... 34
Tabel 1.10 Data Perhitungan Spesimen 1 ...................................................................... 35
Tabel 1.11 Data Perhitungan Spesimen 2 ...................................................................... 36
Tabel 1.12 Data Perhitungan Spesimen 3 ...................................................................... 37
Tabel 1.13 Rata-rata Skala AFS..................................................................................... 38
Tabel 1.14 Data Spesimen untuk Nilai AFS .................................................................. 40
Tabel 2.1 Data Hasil Pengujian Permeabilitas ............................................................. 52
Tabel 2.2 Data Pengujian Permeabilitas Antar Kelompok .......................................... 54Tabel 2.3 Data Hasil Pengujian Kekuatan Tekan Basah ............................................. 55
Tabel 2.4 Data Hasil Pengujian Kekuatan Tekan Kering ............................................ 55
Tabel 2.5 Data Hasil Pengujian Kekuatan Geser Basah .............................................. 56
Tabel 2.6 Data Hasil Pengujian Kekuatan Geser Kering ............................................. 56
Tabel 2.7 Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik Basah ............................................... 56
Tabel 2.8 Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik Kering ............................................ 56
Tabel 2.9 Data Pengujian Kekuatan Tekan Basah Antar Kelompok ........................... 67Tabel 2.10 Data Pengujian Kekuatan Kering Antar Kelompok .................................... 69
Tabel 3.1 Karakteristik pada Bahan Pola ..................................................................... 78
Tabel 3.2 Toleransi Penyusutan ................................................................................... 80
Tabel 3.3 Toleransi Permesinan ................................................................................... 81
Tabel 3.4 Gating Ratio ................................................................................................. 86
Tabel 3.5 Dimensi Benda Kerja dan Toleransi ............................................................ 95
Tabel 4.1 Perbedaan Dapur Listrik dengan Dapur Induksi ........................................ 116
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
17/199
xii
Tabel 4.2 Nilai dari Suatu Pembekuan (Suhu Cair, Panas Fusi, Energi
Permukaan Maksimum Undercooling untuk Logam) ............................... 118
Tabel 4.3 Sifat-Sifat Mekanik Alumunium................................................................ 124
Tabel 4.4 Perbandingan Dimensi ............................................................................... 137
Tabel 4.5 Kandungan Unsur Benda Coran ......... ............. ........... .......... ............. .. . 142
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
18/199
xiii
DAFTAR GRAFIK
Grafik 1.1 Hubungan Antara Waktu Pemanasan Terhadap Penguapan Rata-rata
Data Kelompok ............................................................................................... 9Grafik 1.2 Hubungan Antara Waktu Pemanasan Terhadap Penguapan Rata-rata
Data Antar Kelompok ................................................................................... 10
Grafik 1.3 Hubungan Waktu Pemanasan Terhadap Laju Penguapan............................. 11
Grafik 1.4 Hubungan Antara Waktu Pemanasan Terhadap Laju Penguapan
Data Antar Kelompok. .................................................................................. 12
Grafik 2.1 Pengaruh Kadar Air dan Kadar Pengikat Terhadap Permeabilitas ............... 54
Grafik 2.2 Pengaruh Kadar Air Terhadap Kekuatan Tekan Basah Pasir Cetak ............. 68
Grafik 2.3 Pengaruh Kadar Air Terhadap Kekuatan Tekan Kering Pasir Cetak ............ 69
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
19/199
1
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
PL I PENGUJIAN KOMPOSISI PASIR CETAK
1.1 Pengujian Kadar Air Pasir Cetak
1.1.1 Tujuan Pengujian
1. Praktikan mengetahui dan memahami persentase kadar air
2. Praktikan mengetahui penguapan rata-rata
3. Praktikan mengetahui laju penguapan
1.1.2 Dasar Teori
1.1.2.1 Definisi dan Fungsi Kadar Air
Kadar air adalah jumlah air yang terkandung pada suatu materi, yang dalam
konteks bab ini adalah pasir cetak. Kadar air biasanya dinyatakan dalam prosentase (%).
Berat basah adalah berat pasir yang mengandung kadar air, sedangkan berat kering
adalah berat pasir yang sudah tidak ada kadar airnya.
( %) = ℎ − ℎ × 100% Sumber :Surdia dan Chijiwa (1975:15)Fungsi air adalah sebagai sebagai aktifator, yaitu air berfungsi sebagai aktifator
daya ikat bentonit sehingga dapat digunakan untuk mengikat pasir cetak. Besar kadar air
standar dalam pembuatan cetakan dengan pasir cetak adalah daerah antara 1,5% - 8 %.
(Heine, 1976:88)
1.1.2.2 Macam-macam Air
1. Air Bebas
Air yang tidak berikatan dengan pengikat atau tidak berfungsi sebagai
aktifator. Air yang terletak pada celah-celah antar butir pasir dan permukaan pasir
yang diuapkan pertama kali.
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
20/199
2
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
2. Air Terikat
Air yang berikatan dengan pengikat dan berfungsi sebagai aktifator. Air ini
melekat dengan bentonit (pengikat) pada butiran pasir yang diuapkan setelah air
bebas menguap secara keseluruhan
1.1.2.3 Pengaruh Kadar Air terhadap Pengujian Karakteristik Pasir Cetak
1. Pengaruh Kadar Air Terhadap Kekuatan
Gambar 1.1 : Pengaruh Air dan Bentonit Pada Pasir CetakSumber : Surdia dan Chijiwa (1975:112)
- Kekuatan Basah
Dalam gambar 1.1 terlihat bahwa dengan kadar pengikat yang tetap dan
kadar air yang meningkat, maka kekuatan basah akan meningkat, sampai titik
maksimum, karena pengikat telah teraktivasi seluruhnya, kemudian akan
mengalami penurunan setelah mencapai titik maksimum dikarenakan air
bebasnya yang terdapat pada cetakan terlalu berlebih sehingga bentonit menjadi
pasta dan daya ikatnya menurun.
- Kekuatan Kering
Dalam gambar 1.1 terlihat semakin besar kadar air yang diberikan maka
kekuatan kering dari pasir cetak akan semakin besar. Hal ini menyebabkan
semakin banyak air yang diberikan maka semakin banyak pula pengikat yang
teraktivasi daya ikatnya sehingga daya ikat pasir cetak akan semakin meningkat.
Dengan begitu kekuatan kering dari pasir cetak akan semakin bertambah.
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
21/199
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
22/199
4
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
6. Kelembapan Udara
Kelembapan udara sekitar pasir cetak juga mempengaruhi pengupan kadar
air karena semakin lembab udara maka semakin banyak uap air diluar pasir cetak
yang berdifusi kedalam pasir sehingga menyebabkan semakin lamanya proses
penguapan kadar air pasir cetak.
1.1.3 Pelaksanaan Pengujian
1.1.3.1 Alat dan Bahan
1. Moisture Analyzer
Alat ini digunakan untuk mengukur kandungan kadar air pasir cetak.
Spesifikasi alat :
Merk : Sartorius Voltase : 100 – 120 / 220 – 290 VAC
Model : MA 30 Frekuensi : 50 – 60 Hz
Arus : 3,3 A / 1,6 A
Gambar 1.2 : Moisture Analyzer Sumber : Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Brawijaya
2. Timbangan Elektrik
Alat ini digunakan untuk menimbangberat 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
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
23/199
5
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
Gambar 1.3 : Timbangan ElektrikSumber : Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Brawijaya
3. Cawan
Alat ini digunakan untuk tempat spesimen.
Gambar 1.4 : CawanSumber : Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Brawijaya
Bahan yang digunakan dalam pengujian ini adalah pasir cetak yang terdiri dari
pasir silica dan pengikat seberat gram.
1.1.3.2 Urutan Kerja Pengujian
Urutan kerja dalam pengujian ini adalah :
1. Ambil pasir cetak kemudian timbanglah seberat 25 gram sebanyak 3 buah sebagai
spesimen.
2. Nyalakan Moisture Analyzer dengan menekan tombol ON/OFF sampai terdengar
bunyi alarm.
3. Masukkan cawan pertama ke dalam alat penentu kelembapan kemudian panaskan
pada suhu 110˚C s elama 10 menit.
4. Mengatur temperatur dengan menekan tombol F1 dan tekan F1 kembali untuk
menaikkan suhu sampai 110˚C k emudian tekan ENTER
5. Mengatur waktu pemanasan dengan menekan tombol F2 dan tekan tombol F1
untuk mengatur waktu sampai 10 menit kemudian tekan ENTER
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
24/199
6
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
6. Tekan ENTER untuk menghilangkan TAR lalu letakkan specimen di dalam cawan.
7. Tutup penutup Moisture Analyzer lalu tekan ENTER untuk mengeksekusi.
8. Catat kandungan kadar air yang terbaca pada alat pengukur tiap menitnya.
9. Setelah terdengar bunyi alarm, ukurlah berat akhir pasir cetak setelah dikeringkandengan menekan tombol CF.
10.Ulangi langkah 3 – 9 untuk cawan berikutnya.
1.1.4 Pengolahan Data dan Pembahasan
1.1.4.1 Data Hasil Pengujian Kadar Air
Tabel 1.1 Data Hasil Pengujian Kadar Air No Berat awal (gram) Berat akhir (gram) % Kadar air
1 25 24.074 3.7042 25 24.308 2.7683 25 24.404 2.384Σ 75 72.786 8.856
Presentase kadar air spesimen:
Kadar air (%) =
= = 3,704 % kadar air
Tabel 1.2 Hasil Perhitungan
No Berat awal(gram)Berat akhir
(gram)% kadar air
(X) ( - ) - 2
1 25 24.074 3.704 0.75 0.5655042 25 24.308 2.768 -0.18 0.0338563 25 24.404 2.384 -0.57 0.322624Σ 75 72.786 8.856 0.00 0.921984
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
25/199
7
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
Tabel 1.3 Hubungan Antara Penguapan Rata-rata, Laju Penguapan dan WaktuPemanasan pada Kadar Air 3%
Spesimen Waktu pemanasan (menit)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 0.05 0.36 1.14 2.2 3.14 3.61 3.68 3.69 3.7 3.7
2 0.24 0.85 1.67 2.37 2.67 2.72 2.79 2.74 2.74 2.74
3 0.37 1.22 1.89 2.28 2.37 2.39 2.39 2.4 2.4 2.4
Jumlah 0.66 2.33 4.7 6.85 8.18 8.72 8.86 8.83 8.84 8.84
Average 0.22 0.777 1.567 2.283 2.73 2.907 2.953 2.943 2.947 2.946
Laju
penguapan 0.22 0.388 0.522 0.57 0.545 0.484 0.421 0.368 0.327 0.295
Penguapan rata-rata = = = 0,22Laju penguapan = = = 0,22
1.1.4.2 Perhitungan Data Hasil Pengujian Kadar Air
Perhitungan Statistika
Kadar air rata-rata ( )
=
= = 2,952 % kadar air
Simpangan Baku ( )−− − 0,679
Simpangan Baku Rata-rata
̅ √
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
26/199
8
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
̅ √ Kesalahan Relatif (Kr)
̅
Resiko Kesalahan
= Kr x 100%
= 0,133 x 100%
= 13,3%
Dengan mengambil resiko kesalahan = 5%
Dengan db = n-1 = 3-1 = 2
Sehingga Interval Penduga Kesalahan Penguapan Rata-Rata
−* ̅+ * ̅+ 2,952 – 1,687 < x < 2,952 + 1,687
1,265 < x < 4,639
1,265 4,639
Dari grafik uji T diatas terlihat bahwa daerah tolak ≤ 1,265 atau ≥ 4,639 s edangkan
daerah terimanya adalah 1.265 sampai 4,639 artinya bahwa pada daerah tolak adalah
daerah yang memiliki tingkat kesalahan, sedangkan pada daerah terimanya yaitu 1,265 ≤ x ≤
4,639 adalah daerah tingkat kebenaran, maka nilai kadar air rata-rata 2,952% masuk pada
daerah terima.
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
27/199
9
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
1.1.4.3 Grafik Hubungan antara Waktu Pemanasan terhadap Penguapan Rata-
rata Data Kelompok
Grafik 1.1: Hubungan Antara Waktu Pemanasan Terhadap Penguapan Rata-rata DataKelompok
Grafik 1.1 merupakan grafik hubungan antara waktu pemanasan terhadap
penguapan rata-rata. Pada grafik 1.1 sumbu x merupakan waktu pemanasan (menit) dansumbu y merupakan besar penguapan rata – rata. Berdasarkan dasar teori bahwa
semakin lama waktu pemanasan maka semakin banyak kadar air yang menguap
sehingga penguapan rata-rata meningkat seiring bertambahnya waktu pemanasan dengan
temperatur tetap. Dari grafik ini juga dapat terlihat bahwa pada menit ke 0 sampai menit ke
1 peningkatan penguapan rata-rata lebih kecil dari pada menit ke 1-2,2-3 dan seterusnya.
Hal ini disebabkan oleh proses pemanasan pada menit ke 0 sampai menit ke 1 Moisture
Analyzer membutuhkan waktu untuk mencapai temperatur pemanasan yang diinginkan,
dalam hal ini temperatur yang diinginkan 110 oC. Selain itu kelembaban udara yang
mempengaruhi pasir cetak sehingga pada menit-menit awal penguapan rata- ratanya kecil.
Begitu juga luas permukaan pasir cetak dapat mempengaruhi proses penguapan. Jika
semakin besar luas permukaan pasir cetak penguapan semakin besar dan semakin kecil
luas permukaan pasir cetak penguapan rata-rata semakin kecil. Ukuran butir juga butir
juga mempengaruhi penguapan, jika ukuran butir kecil maka penguapan rata – rata kecil
dan ukuran butir besar maka penguapan rata- rata besar.
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
28/199
10
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
Setelah menit pertama penguapan rata-rata meningkat signifikan kemudian
peningkatan penguapan rata-rata cenderung konstan. Hal ini dikarenakan kadar air
bebas pada pasir cetak sudah mulai habis dan yang tersisa hanya air ikat, sehingga kurva
penguapan rata-rata hingga menit ke 10 cenderung konstan. Penguapan rata-rata sebanding
dengan jumlah kalor yang diperlukan untuk merubah zat cair menjadi uap air. Ketika harga
kalor semakin besar maka penguapan rata-rata akan semakin tinggi pula. Ketika harga nilai
kalor kecil penguapan rata-rata juga akan kecil.
1.1.4.4 Grafik Hubungan antara Waktu Pemanasan terhadap Penguapan Rata-
rata Data Antar Kelompok & Pembahasan
Grafik 1.2: Hubungan Antara Waktu Pemanasan Terhadap Penguapan Rata-rata DataAntar Kelompok
Grafik 1.2 merupakan grafik hubungan antara waktu pemanasan terhadap penguapan rata-rata data antar kelompok. Pada grafik 1.2 sumbu x merupakan waktu
pemanasan dan sumbu y merupakan besar penguapan rata – rata. Pada grafik hubungan
rata-rata penguapan dengan waktu pemanasan data antar kelompok dapat dilihat bahwa
grafiknya cenderung meningkat hal ini disebabkan karena semakin lama waktu
pemanasan maka semakin banyak pula kadar air pada pasir cetak yang akan menguap
sehingga penguapan pun semakin meningkat seiring bertambahnya waktu penguapan. Dan
juga semakin banyak kadar air yang terkandung maka penguapan rata rata juga semakin besar karena semakin banyak kadar air yang menguap.
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
29/199
11
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
Pada menit ke 1 sampai 5 terjadi penyimpangan pada grafik hubungan antara waktu
pemanasan terhadap penguapan rata-rata data antar kelompok, penguapan rata rata kadar air
5% berada di bawah kadar air 3% dan 4%. Pada menit 1 sampai 5, kadar 5% memiliki
penguapan rata-rata 0,157; 0,583; 1,31; 2,157; 2,94. Pada menit 1 sampai 5, kadar 4%memiliki penguapan rata-rata 0,283; 0,903; 1,72; 2,437; 3,01. Pada menit 1 sampai 5,
kadar 3% memiliki laju penguapan 0,22; 0,777; 1,567; 2,283; 2,727. Hal ini dikarenakan
persebaran butir pasir dengan kadar air 5% kurang merata (ada yang menggumpal)
sehingga luas permukaannya lebih kecil. Selain itu, waktu pemanasan juga
mempengaruhi penguapan rata-rata. Pada kadar 5%, dibutuhkan waktu yang lebih lama
agar mencapai temperatur yang diinginkan sehingga penguapan rata-ratanya kecil pada
awal pemanasan.
1.1.4.5 Grafik Hubungan Waktu Pemanasan terhadap Laju Penguapan
Grafik 1.3 Hubungan antara waktu pemanasan dengan laju penguapan
Grafik 1.3 merupakan grafik hubungan antara waktu pemanasan terhadap laju
penguapan. Pada grafik 1.3 sumbu x merupakan waktu pemanasan dan sumbu y merupakan
besar laju penguapan. Semakin bertambahnya waktu pemanasan maka laju penguapan
akan meningkat sampai titik tertentu kemudian akan turun dikarenakan kadar air bebas
pada pasir cetak sudah mulai habis dan yang tersisa hanya air pengikat. Selain itu, laju
penguapan merupakan pembagian antara penguapan rata-rata dengan waktu penguapan
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
30/199
12
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
sehingga semakin lama waktunya, nilai laju penguapan semakin kecil.
Pada grafik hubungan rata-rata penguapan dengan waktu pemanasan dapat diketahui
bahwa pada menit ke 1 sampai menit ke 4 mengalami peningkatan hal ini disebabkan
karena kandungan air bebas pada pasir cetak masih banyak yang belum diuapkan,sedangkan menit ke 5 sampai ke 10 selain laju penguapan menurun karena kandungan air
berangsur-angsur berkurang karena penguapan sampai menit 10. Waktu penguapan yang
lama menyebabkan laju penguapan menurun karena laju penguapan adalah pembagian
antara penguapan rata-rata dengan waktu penguapan
1.4.1.6 Grafik Hubungan antara Waktu Pemanasan terhadap Laju Penguapan
Data Antar Kelompok & Pembahasan
Grafik 1.4: Hubungan Antara Waktu Pemanasan Terhadap Laju Penguapan Data AntarKelompok.
Grafik 1.4 merupakan grafik hubungan antara waktu pemanasan terhadap laju
penguapan. Pada grafik 1.4 sumbu x merupakan waktu pemanasan dan sumbu y merupakan
besar laju penguapan. Berdasarkan dasar teori semakin bertambahnya waktu pemanasan
maka laju penguapan akan meningkat sampai titik tertentu kemudian akan turun
dikarenakan kadar air bebas pada pasir cetak sudah mulai habis dan yang tersisa hanya air
ikat.
Terlihat terjadi penyimpangan dimana pada menit 1 sampai 5, kadar 5% memiliki
laju penguapan paling rendah. Pada menit 1 sampai 5, kadar 5% memiliki laju penguapan
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
31/199
13
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
0,157; 0,291; 0,437; 0,539; 0,588. Pada menit 1 sampai 5, kadar 4% memiliki laju
penguapan 0,283; 0,452; 0,573; 0,609; 0,602. Pada menit 1 sampai 5, kadar 3% memiliki
laju penguapan 0,22; 0,388; 0,522; 0,571; 0,545. Hal ini dikarenakan persebaran butir pasir
dengan kadar air 5% kurang merata (ada yang menggumpal) sehingga luas permukaannya lebih kecil. Selain itu, waktu pemanasan juga mempengaruhi penguapan
rata-rata. Pada kadar 5%, dibutuhkan waktu yang lebih lama agar mencapai temperatur
yang diinginkan sehingga penguapan rata-ratanya kecil pada awal pemanasan.
1.1.5 Kesimpulan dan Saran
1.1.5.1 Kesimpulan
1. Dari hasil pengujian dapat diperoleh kadar air rata-rata 2,952 %
mendapatkan interval penguapan rata-rata 1,265% sampai dengan 4,639%
2. Kadar air adalah jumlah air yang terkandung dalam pasir cetak.
% kadar air = 3. Fungsi air sebagai aktivator lempung sehingga dapat digunakan untuk mengikat
pasir cetak.
4. Faktor-faktor yang mempengaruhi kadar air :
a) Waktu pemanasan b) Temperatur pemanasan
c) Luas penampang
d) Ukuran butir
e) Kelembaban udara sekitar
5. Laju penguapan merupakan kecepatan penguapan air ketika dipanaskan.
Laju penguapan = 1.1.5.2 Saran
1. Untuk pengujian kadar pengikat, sebaiknya kadar pengikat awal tidak ditentukan.
2. Prosedur pengujian sebaiknya dilakukan dengan disiplin, karena sangat rawan terjadi
penyimpangan disebabkan human error .
3. Seharusnya antara asisten praktikum menyatukan presepsi dan pemikiran terlebih
dahulu, agar tidak terjadi kesalahpahaman ataupun beda pendapat mengenai
praktikum.
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
32/199
14
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
1.2 Pengujian Kadar Pengikat
1.2.1 Tujuan Pengujian
1. Praktikan mengetahui prosentase kadar pengikat yang cocok dalam pasir cetak
2. Praktikan mengetahui dan mampu menganalisa pengujian kadar pengikat.3. Praktikan mengetahui pengaruh kadar pengikat.
1.2.2 Dasar Teori
1.2.2.1 Definisi dan Fungsi Kadar Pengikat
a. Definisi Kadar Pengikat
Pengikat adalah material yang memiliki gaya tarik yang kuat terhadap air dan
juga digunakan untuk mengikat butiran-butiran pada pasir cetak yang biasanya
berukuran dari 20um atau 0,0008 inch. (Sumber: Heine, 1976:86)
Kadar pengikat adalah jumlah prosentase (%) pengikat pada pasir cetak untuk
mengetahui prosentase kadar pengikat menggunakan rumus dibawah ini:
(% ) = − ℎ × 100% − (Sumber: Surdia dan Chijiwa, 1975:121)
b. Fungsi Kadar Pengikat
Fungsi pengikat yang utama adalah untuk mengikat pasir cetak, mempunyai
sifat mampu bentuk sehingga mudah dalam pembuatan cetakan dengan kekuatan dan
permeabilitas yang acak dari cetakan yang dihasilkan harus kuat, sehingga tidak
mudah rusak dan mudah dibongkar setelah penuangan dan meningkatkan kekuatan
pasir.
Selain itu juga berfungsi sebagai penahan panas pada saat penuangan. Hal ini
dikarenakan pasir cetak dengan butiran yang tidak seragam dapat dipadatkan dengan
pengikat sehingga mempunyai permukaan sentuh yang luas dengan butiran-butiran
disebelahnya, sehingga mempunyai kekuatan bentuk menahan panas yang lebih
tinggi.
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
33/199
15
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
1.2.2.2 Macam-macam Pengikat
1. Fireclay
Fireclay secara alami dapat ditemukan pada ikatan pasir cetak. Dia kadang
digunakan pada pasir cetak jenis compound (yang telah dicampur) untuk
menghasilkan kekuatan tekan panas yang tinggi atau untuk membuat pasir cetak
lebih sensitif terhadap beragam tingkat kandungan kelembapan. Campuran dari
fireclay dan western bentonit dapat mencapai kekuatan tekan panas lebih dari 200-
psi. Fireclay hanya memiliki 1/3 hingga 1/5 kekuatan ikatan dari lempung bentonit.
Dia juga membutuhkan air lebih banyak. Sebuah campuran fireclay biasanya
terkandung kira-kira 12 % hingga 15 % dari berat lempung dengan 5 % hingga 8 %
air untuk kekuatan maksimum yang didapatkan. Fireclay memiliki titik lebur pada
3100 oF.
2. Bentonit
Bentonit yang mengikat pasir cetak biasanya memiliki kandungan berkisar
antara 3% hingga 6% dari lempung dengan 2 ½ % hingga 4% air.
A. Western Bentonite
Adalah lempung yang mengembang. Dia mengembang sekitar 10 hingga
20 kali dari volume aslinya. Dia juga memiliki kekuatan tekan panas yang dapat
mencegah cutting dan erosi pada cetakan saat logam cair melewatinya. Western bentonit memiliki kekuatan tekan panas sekitar 80-psi. Campuran western
bentonit memiliki “ flowability ” yang lebih rendah atau dengan kata lain lebih
lengket dan kaku daripada pasir cetak dengan lempung southern bentonit. Pasir
cetak menjadi lebih elastis dan tidak boleh ditekan terlalu pelan. Karena pasir
menjadi memiliki green deformation (rubbery ) yang lebih tinggi, pola lebih
mudah dilepaskan (diangkat) dari pasir cetak berpengikat western bentonit.
Western bentonit memiliki sebuah kecenderungan untuk berbentuk clay balls .Titik lebur dari western bentonit berkisar 2100 oF hingga 2450 oF
B. Southern Bentonite
Southern bentonit memberi flowability yang bagus terhadap pasir cetak.
Dia memiliki kemampuan tekan kering lebih tinggi dari western bentonit tetapi
kemampuan tekan panasnya hanya berkisar 40-psi sampai 80-psi. Kemampuan
tekan panas yang lebih rendah mengurangi tetesan-tetesan panas atau retak
cetakan seperti pada cetakan dingin. Southern bentonit lebih mudah dipisahkan.
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
34/199
16
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
Pemisahan dan pembersihan dari cetakan lebih mudah daripada western
bentonit. Titik lebur dari southern bentonit adalah 1800 o F.
1.2.2.3 Pengaruh Kadar Pengikat Terhadap Karakteristik Pasir Cetak
Berdasarkan kadarnya dalam pasir cetak dimana hal ini juga berpengaruh
terhadap kekuatan pasir cetak, lempung dibagi menjadi dua jenis yaitu :
1. Lempung Jenuh
2. Lempung Tidak Jenuh
A. Terhadap Kekuatan
Gambar 1.6 : Grafik Hubungan Kadar Lempung dan Kekuatan
Sumber : Heine (1976:109)
Terlihat pada Gambar 1.6 di atas, pada penambahan kadar lempung (jenuh)
tidak akan mampu untuk meningkatkan atau tidak berpengaruh terhadap kekuatan
pasir cetak sehingga kekuatan pasir cetak setelah ditambah lempung dalam kondisi
jenuh akan konstan.
Sementara pada penambahan kadar lempung (tidak jenuh) akan berbanding
lurus dengan kekuatan pasir cetak hingga mencapai titik tertentu dan kemudian
berhenti (sampai mencapai titik jenuh). Semakin besar penambahan kadar lempung
maka kekuatan pasir cetak akan semakin tinggi.
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
35/199
17
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
B. Terhadap Permeabilitas
Sedangkan pengaruh kadar pengikat terhadap permeabilitas terlihat pada
gambar 1.1 sebelumnya dapat disimpulkanbahwa, ketika kadar bentonit bertambah
dengan kadar air tetap permeabilitasnya semakin menurun. Penyebab hal ini adalah
karena semakin banyak bentonit yang ada dan mengikat pasir, maka rongga – rongga
antar butiran pasir semakin sedikit dan fluida yang ada dalam cetakan sulit untuk
mengalir keluar melalui pasir cetak, dalam hal ini fluida yang dimaksud adalah
udara.Sehingga permeabilitasnya semakin menurun dan sebaliknya ketika kadar air
bertambah dengan kadar bentonit tetap permeabilitasnya semakin menurun karena
semakin banyak kadar air maka rongga antar butirnya banyak yang tertutupi air
bebas tersebut karena bentonit sudah teraktivasi sepenuhnya.
1.2.3 Pelaksanaan Pengujian
1.2.3.1 Alat dan Bahan yang Digunakan
Alat dan bahan yang digunakan dalam pengujian kadar pengikat adalah:
1. Kompor Listrik
Alat ini digunakan untuk mengeringkan spesimen pasir
Gambar 1.7 : Kompor ListrikSumber : Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Brawijaya
2. Timbangan Elektrik
Alat ini digunakan untuk mengukur berat pasir sebelum dan sesudah
dikeringkan.
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
36/199
18
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
Gambar 1.8 : Timbangan ElektrikSumber : Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Brawijaya
3. Panci
pasir.
Digunakan sebagai wadah tempat kita akan menghilangkan lempungpada
Gambar 1.9 : PanciSumber : Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Brawijaya
4. Gelas Ukur
Gelas ukur digunakan untuk mengukur volume larutan yang dipakai
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
37/199
19
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
Gambar 1.10 : Gelas UkurSumber : Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Brawijaya
lain :
Sedangkan bahan yang akan digunakan dalam pengujian kadar pengikat, antara
a. Pasir cetak seberat 100 gram
b. Larutan NaOH 2,5% sebanyak 50 ml
c. Air sebanyak 950 ml
1.2.3.2 Urutan Kerja Pengujian
Urutan kerja pengujian kadar lempung pasir cetak adalah :
1. Timbang pasir cetak seberat 100 gr sebagai spesimen
2. Larutkan pasir didalam 950 ml air pada panic
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 : Tambahkan airnya hingga seperti semula dan ulangi langkah kerja 4, 5, 6 dan
diamkan selama 5 menit hingga airnya jernih
6. Panaskan pasir cetak dalam panci dengan kompor listrik pada suhu 100-100° C.
7. Aduk pasir hingga kering
8. Timbang pasir cetak kering tersebut dan catat hasilnya
10.Hitung kadar lempung dengan rumus di bawah ini
Berat awal − Berat akhir kadar lempung =
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
38/199
20
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
1.2.4 Pengolahan Data dan Pembahasan
1.2.4.1 Data Pengujian dan Perhitungan kadar pengikat
Tabel 1.4 Data Hasil Pengujian Kadar Pengikat
No Berat awal (gram) Berat akhir (gram)% Kadar
Lempung
1 100 92.02 5.028
2 100 92.03 5.018
3 100 92.31 4.738
Σ 300 276.36 14.784
1.2.4.2 Perhitungan Data Hasil Pengujian Kadar Pengikat
Tabel 1.5 Hasil Perhitungan
NoBerat awal
(gram)
Berat Akhir
(gram)
% kadar
lempung- - 2
1 100 92.020 5.028 0.10 0.010000
2 100 92.030 5.018 0.09 0.008100
3 100 92.310 4.738 -0.19 0.036100
Σ 300 276.360 14.784 0.00 0.054200
1. Prosentase Kadar Pengikat Spesimen
a a aa awal− a aa a − a a Spesimen 1 =
−
Spesimen 2 = − Spesimen 3 = −
2. Kadar Pengikat Rata-Rata ( )
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
39/199
21
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
3. Simpangan Baku
−−
4. Simpangan Baku Rata-Rata ( ̅ )
̅ √ ̅ √
5. Kesalahan Relatif
̅
Dengan mengambil resiko kesalahan
Dengan derajat kebebasan (db) = n-1 = 3-1 = 2
() 6. Interval Penduga Kesalahan Laju Penguapan
−* ̅+ * ̅+ 4,928 – 0,409 < x < 4,928 + 0,409
4,519 < x < 5,337
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
40/199
22
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
4,519 5,337
Dari grafik uji T diatas terlihat bahwa daerah tolak ≤ 4,519 atau ≥ 5,337sedangkan
daerah terimanya adalah 4,519 sampai 5,337 artinya bahwa pada daerah tolak adalah
daerah yang memiliki tingkat kesalahan, sedangkan pada daerah terimanya yaitu 4,519 ≤ x
≤ 5,337 adalah daerah tingkat kebenaran, maka nilai kadar pengikat rata-rata 4,928%
masuk pada daerah terima.
1.2.4.3 Pembahasan Data Hasil Pengujian Kadar Pengikat
Pengikat memiliki fungsi sebagai pengikat pada butiran pasir dan air sebagai
aktivator dari bentonit untuk mengikat pasir. Pada pengujian kadar pengikat telah
ditentukan kadar pengikat pasir cetak adalah 6% dan kadar air 3%. Dari hasil pengujian
didapat data pengujian 1 = 5,028%, pengujian 2 = 5,018%, pengujian 3 = 4,783% dan
kadar pengikat rata-rata = 4,928%. Terlihat bahwa data aktual memiliki kadar pengikat
rata-rata 4,928%, sedangkan data teoritis adalah 6%. Hal ini terjadi karena kurang
meratanya persebaran pengikat dalam butiran pasir cetak.
Kadar bentonit standar dalam pasir cetak adalah 4%-8%. Apabila kadar bentonit
terlalu banyak maka fungsi air sebagai aktivator akan menurun. Karena bentonit yang tidak
teraktivasi akan mengisi celah dari pasir. Namun, apabila kadar bentonit terlalu sedikit
maka daya aktivator dari air akan menurun karena air masih ada yang tersisa dan tidak
mengaktivasi bentonit (air bebas) dan pasir cetak akan menjadi encer, sehingga daya ikat
pada pasir cetak akan berkurang.Pada pengujian kadar bentonit ini digunakan kadar air 3%
dan kadar bentonit 6%. Dalam proses pengujian, digunakan larutan NaOH yang digunakan
sebagai katalis yang berguna untuk mempercepat reaksi pemisahan pengikat dengan
butiran pasir cetak. Proses pemisahan dimulai ketika NaOH beraksi :
NaOH+H 2O Na+ + OH - + panas
Dari perhitungan statistik, kadar bentonit sesuai dengan teori. Dengan kadar rata-
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
41/199
23
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
rata kadar bentonit sebesar 4,928% dengan kisaran kadar bentonit antara 4,519% sampai
5,337% didapatkan persentasi kadar pengikat yang masih dalam range teori yang ada.
1.2.5 Kesimpulan dan Saran 1.2.5.1 Kesimpulan
1. Pengikat adalah bahan yang digunakan untuk pengikat butir butir pada pasir cetak
sehingga pasir cetak mempunyai kemampuan mampu bentuk
2. pengujian 1 = 5,028%, pengujian 2 = 5,018%, pengujian 3 = 4,783% dan kadar
pengikat rata-rata = 4,928%. dimana sesuai dengan dasar teori standar dengan
interval antara 4,519% sampai 5,337%
3. Macam – macam pengikat :a. Fireclay
b. Bentonit
Western Bentonite
Southern Bentonite
1.2.5.2 Saran
1. Untuk pengujian kadar pengikat, sebaiknya kadar pengikat awal tidak
ditentukan..
2. Prosedur pengujian sebaiknya dilakukan dengan disiplin, karena sangat rawan terjadi
penyimpangan disebabkan human error .
3. Seharusnya antara asisten praktikum menyatukan presepsi dan pemikiran terlebih
dahulu, agar tidak terjadi kesalah pahaman ataupun beda pendapat mengenai
praktikum.
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
42/199
24
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
1.3 Pengujian Distribusi Besar Butir Pasir Cetak
1.3.1 Tujuan Pengujian
1. Praktikan mengetahui besar butir pasir melalui nomor kehalusan
2. Praktikan mampu menganalisa dan melakukan pengujian distribusi besar butir pasir
cetak
3. Praktikan mengetahui pengaruh distribusi besar butir pasir terhadap karakteristik
pasir cetak
1.3.2 Dasar Teori
1.3.2.1 Definisi Pasir
Pasir adalah partikel granular dari SiO2 yang pada prinsipnya 50-95% dari total
material pada pasir cetak. Pada cetakan komposisinya berbeda-beda bergantung pada
distribusi pasir cetak. Pada pasir cetak komposisi kimia refraktori dan thermal stability.
Tabel 1.6 : Komposisi Kimia Pasir Cetak
Sumber : Heine (1976:103)
Komposisi kimia pasir yang cocok sangat diperlukan pada saat melakukan
pengecoran logam. Hal ini dikarenkanan pada saat butiran pasir bersentuhan dengan
logam cair terjadi peristiwa kimia dan fisika akibat tingginya temperatur. Pasir cetak
yang lazim digunakan adalah pasir gunung pasir pantai dan pasir silika yang
disediakanoleh alam. Bagian-bagian utama pasir ini adalah SiO2 dimana tabel dapat
dilihat presentase kadar SiO2 pasir rata-rata lebih dari 90% disamping SiO2 komponen
senyawa kimia lainnya seperti Al2O3, T1O2, MgO, dan CaO juga kadang dapat ditemui
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
43/199
25
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
dalam kandungan pasir. Disamping kandungan oksida pada pasir juga ditemui logam
bebas, karbon dan senyawa alkali lainnya
1.3.2.2 Macam-macam Pasir
Pasir Cetak digolongkan menjadi dua yaitu pasir cetak alami dan pasir cetak
buatan.
1. Pasir Cetak Alami
Pasir cetak alami digolonkan lagi menjadi dua jenis yyaitu, pasir cetak yang
dapat langsung digunakan dan tidak dapat langsung digunakan. Penggolongan jenis
ini berdasarkan dari kadar pengikat jenis pasir.
a. Pasir Cetak yang Dapat Langsung Digunakan
1) Pasir gunung
Pasir ini banyak ditemukan di gunung yang umumnya digali dari
lapisan tua. Pasir ini mengandung lempung dan kebanyakan dapat dipakai
setelah dicampur air.
b. Pasir Cetak yang Tidak Dapat Lagsung Sigunakan
1) Pasir Pantai
Pasir ini dapat diambil atau ditemukan di pantai dan pasir ini tidak
dapat melekat dengan sendirinya sehingga dibutuhkan pengikat. Pasir inimengandung kotoran yang banyak seperti ikatan organik.
2) Pasir Sungai
Pasir sungai umumnya diambil dari sungai dan pasirnya tidak dapat
melekat dengan sendirinya sehingga dibutuhkan pengikat untuk mengikat
butir-butir satu sama lain.
3) Pasir Silika Alami
Pasir ini dapat diambil dari pegunungan dalam keadaan alamiah dantidak dapat melekat dengan sendirinya sehingga dibutuhkan pengikat untuk
mengikat butir-butir pasir satu sama lain. Pasir ini mengandung unsur utama
SiO 2 dan kotorannya seperti mika.
2. Pasir Cetak Buatan
a. Pasir Silika Buatan
Pasir silika buatan dapat diperoleh dengan cara memecah batu kuarsa atau
kuarsit. Pasir ini tetap mengandung unsur utama yaitu SiO 2.
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
44/199
26
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
b. Pasir Chromit
Pasir ini mempunyai senyawa Fe 2O4; Cr 2O4 ini merupakan pasir yang
biasa digunakan sebagai pasir cetak. Pasir yang berkualitas tinggi dengan sedikit
impurities yang mempunyai ekspansi termal rendah dan konduktifitas termal
tinggi pasir chromit ini juga memiliki refraktori yang bagus.
c. Pasir Zircon
Pasir zircon ini ada yang tidak berwarna dan ada yang berwarna.
Mempunyai formula ZrO 2.SiO 2. Pasir zircon yang berwarna biasanya coklat atau
merah kuningan.
1.3.2.3 Ukuran dan Dimensi Butiran Pasir Cetak
Ukuran dan dimensi butiran pasir cetak macamnya adalah :
1. Bentuk Butir Pasir Bulat ( Rounded Grain )
Butiran bulat terbentuk karena butir-butir yang sedang bergesekan berulang-
ulang akibat adanya angin, gelombang ataupun aliran air sehingga menghasilkan
bentuk bulat.
a. Kelebihan
Permebilitasnya tinggi karena bentuk butiran pasir yang bulat menyebabkan
banyak rongga
Jumlah pengikat sedikit karena siklus kontak antar butiran sehingga
menghasilkan bentuk bulat
b. Kekurangan
Kekuaran kurang baik, hal ini dikarenakan sudut kontak pada butir pasir bulat
kecil
Gambar 1.11 : Butir Pasir BulatSumber : Jain (1999:49)
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
45/199
27
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
2. Bentuk Pasir Sebagian Bersudut ( Subangular Grain )
Butiran pasir sebagian bersudut terjadi karena butiran bersudut saling
bergerak dan bertabrakan sehingga sudutnya pecah dan membentuk sub-angular
graim.
a. Kelebihan:
Kekuatan lebih tinggi dari butir pasir bulat, karena sudut yang yang ada
membuat lebih sulit terjadinya slip.
b. Kekurangan:
Permebilitasnya lebih rendah dari pasir bulat , karema rongga antar butir
menjadi semakin kecil .
Jumlah pengikat lebih banyak dari butir pasit bulat, karena sudut kontak pada
pasir sebagian bersudut semakin besar.
Gambar 1.12 : Butir Pasir Sebagian BersudutSumber : Jain (1999:49)
3. Bentuk Butir Pasir Sebagian Bersudut ( Angular grain )
Butiran bersudut terbentuk oleh dekomposisi bahan tanpa adanya gesekan.
a. Kelebihan:
Kekuatan lebih tinggi dari butir pasir sebagian bersudut karena sudut
kontaknya lebih besar dari butir pasir sebagian bersudut. b. Kekurangan:
Permebilitasnya lebiih rendah dari butir pasir sebagian bersudut karena
pasirnya memiliki rongga bersudut.
Jumlah pengikat lebih banyak dari butir pasir sebagian bersudut, Karena
sudut kontak pada pasir bersudut semakin besar.
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
46/199
28
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
Gambar 1.13 : Butir Pasir BersudutSumber : Jain (1999:49)
4. Bentuk Pasir Kristal ( Compound System )
Bentuk bidangnya memiliki luas bidang kotak yang sedikit.
a. Kelebihan
Kekuatan tinggi karena sudut kontaknya paling besar
b. Kekurangan
Permebilitasnya buruk, karena tidak mempunyai rongga antar butiran
Jumlah pengikat banyak, karena sudut kontak paling besar
Rapuh(mudah pecah)
Gambar 1.14 : Butir Pasir KristalSumber : Jain (1999:49)
1.3.2.4 Distribusi Besar Butir Pasir Cetak
Distribusi besar butir pasir cetak adalah persebaran butiran pasir atau presentase
besar butiran pada pasir cetak, caranya dengan GFN. GFN (Grain Fineness Number)
adalah petunjuk atau ukuran rata-rata butir pasir. Semakin tinggi angka GFN maka akan
semakin halus butiran pasir, oleh karena itu pada umumnya pasir dengan GFN rendah
permeabilitasnya akan semakin besar daripada pasir dengan GFN tinggi.
Pembagian ukuran butir pasir cetak ( grain size distribution ), semakin rapat
ukuran butir dapat meningkatkan kekuatan cetakan pasir karena memiliki ukuran
permukaan yang bersentuhan akan semakin besar. Tingkat kerapatan pasir sendiri
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
47/199
29
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
ditentukan oleh rata-rata besar butir semakin kecil rata-rata besar butirnya maka pasir
akan semakin rapat dan rata-rata besar butir pasir sendiri dapat ditentukan dengan mesin
pengguncang rotap, yaitu mesin yang berfungsi untuk menyaring pasir, hanya saja
semakin rapat butiran pasir maka permeabilitasnya akan semakin buruk.
Suatu cara untuk menyatakan ukuran besaran butiran pasir ditunjukkan dengan
GFN merupakan ukuran kehalusan rata-rata butir pasir. Makin tinggi angka GFN maka
akan semakin halus butiran pasirnya dana daya salur aliran udaranya akan semakin
rendah. Distribusi ukuran pasir dapat dibagi 4 yaitu :
1. Distribusi ukuran butir sempit, susunan ukuran butirnya hanya terdiri dari kurang
lebih dua fraksi saja
2. Distribusi ukuran butir sangat sempit, 90 % dari ukuran besar butir terdiri dari satu
fraksi
3. Distribusi ukuran butir lebar, susunan ukuran butir terdiri dari lebih kurangtiga fraksi
4. Distribusi ukuran butir sangat besar, susunan ukuran butir terdiri dari lebih dari tiga
fraksi
Distribusi butir sempit akan memberikan permeabilitas yang lebih tinggi, dan
sebaliknya. Distribusi ukuran butir juga berpengaruh pada kekuatan cetakan. Distribusi
ukuran butiran lebar akan memberikan kekuatan pasir cetak yang lebih tinggi.
Ukuran dari suatu ditribusi pasir cetak dapat dilakukan dengan AFS Sieve
Analysis Test. Dimana 50 gram sampel pasir kering diletakkan pada bagian yang paling
atas ayakan dan kemudian diayak selama 15 menit, setelah 15 menit pengayakan pasir
akan tertahan pada tiap-tiap ayakan atau mesh. Dari pasir yang ada pada tiap-tiap mesh
tersebut kita dapat mengetahui AFS number (AFS No.). Dengan menimbang berat dari
pasir yang tertahan pada ayakan dapat ditentukan presentase dari tiap ayakan, sehingga
AFS No. dapat dihitung dengan persamaan :
Dimana :
=
total product : jumlah dari produk
total percent : presentase tolak
Untuk standar AFS No. sendiri biasanya antara 40-220, untuk lebih jelasnya dapat
dilihat pada tabel dibawah ini :
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
48/199
30
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
Tabel 1.7 : Tabel Contoh Perhitungan AFS
Sumber: Heine (1976:103)
Tabel 1.8 : Tabel Skala Sieves (Ayakan)
Sumber: Heine (1976:102)
Mesh adalah jumlah celah atau lubang tiap inchi atau banyaknya lubang
persatuan inchi. Semakin besar nilai mesh maka jumlah lubang per inchi linier akan
semakin besar (banyak) sehingga ukuran lubang akan semakin kecil.
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
49/199
31
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
1.3.2.5 Syarat Pasir Cetak
1. Mempunyai Sifat Mampu Bentuk yang Baik
Pasir cetak harus mempunyai sifat ini karena untuk menyesuaikan pola serta
mampu diuji.
2. Permeabilitas yang Cocok
Permeabilitas adalah kemampuan pasir cetak untuk
dialirifluida.Permeabilitas harus cocok karena jika terlalu rendah maka banyak
udara yang terjebak dalam cetakan dan menimbulkan cacat, kalau terlalu tinggi
akan menyebabkan cacat.
3. Distribusi Besar Butir yang Cocok
Perbedaan jenis butir pasir menyebabkan tinggi rendahnyapermeabilitas,
maka harus cocok distribusi butir pasir agar tidak cacat.
4. Tahan Terhadap Logam Cair ( tahan panas )
Butir dan pengikat harus punya derajat panas tertentu karena logam cair saat
dituangkan punya daya tumbuk yang membuat kecepatan alir tinggi.
5. Komposisi yang Cocok
Dalam pembuatan pasir cetak, komposisi antara pasir pengikat dan air harus
pas. Air sebagai aktivator jika terlalu banyak maka terjadi kelebihan air atau
banyak air bebas. Jika sedikit maka pengikat tidak semua menjadi pengikat karena belum teraktivasi.
6. Mampu Digunakan Kembali
Pasir harus mampu digunakan kembali agar ekonomis.
Sumber: Surdia dan Chijiwa (1975:109)
1.3.2.6 Pengaruh Distribusi Besar Butir Pasir Cetak terhadap Karakteristik
Pasir Cetak a. Terhadap Pemeabilitas
Semakin merata distribusi pasir cetak maka permeabilitas meningkat karena
bidang kontak antar butiran masih memiliki rongga-rongga dan tidak terjadi
penumpukan antar butiran pasir sehingga udara tidak terjebak dalam cetakan.
Semakin tidak merata distribusi pasir cetak maka permeabilitas menurun karena
bidang kontak antar butiran pasir besar dan kecil terjadi penumpukan sehingga
rongga-rongga antara butiran tersebut lebih sempit dan udara akan terjebak dalam
cetakan.
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
50/199
32
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
b. Terhadap Kekuatan
Semakin merata distribusi pasir cetak maka kekuatannya rendah karena luas
bidang kontak antar butiran kecil sehingga banyak terdapat rongga-rongga. Semakin
tidak merata distribusi pasir cetak maka kekuatannya tinggi karena luas bidang
kontaknya lebih besar sehingga rongga-rongga antar butir lebih sempit.
1.3.3. Pelaksanaan Pengujian
1.3.3.1. Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam pengujian ini adalah:
1. Mesin Pengguncang Rotap
Alat ini berfungsi untuk menyaring pasir. Spesifikasi alat:
Jenis : Rotap
Tipe : VS 1
Merk : Retsch
Voltase : 220 V
Daya : 430 Watt
Buatan : Jerman Barat
Artikel : 30 40 0010
No. seri : 018 490 38 Frekuensi : 50 Hz
Gambar 1.15 : Mesin Pengguncang RotapSumber : Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Brawijaya
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
51/199
33
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
2. Timbangan Pasir Elektrik
Alat ini digunakan untuk menimbang pasir yang akan diuji. (Gambar dapat
dilihat pada gambar 1.3)
3. Tempat Pasir
Alat ini digunakan untuk menampung pasir silika
Gambar 1.16 : Tempat Pasir ElektronikSumber : Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Brawijaya
1.3.3.2. Urutan Kerja Pengujian
Urutan kerja pengujian distribusi pasir cetak adalah:
1) Ambil pasir cetak seberat 50 gr sebanyak 3 sampel.
2) Susuk ayakan dari bawah ke atas dengan tingkat mesh semakin ke atas semakin besarmeshnya, kemudian letakkan pada mesin pengguncang rotap.
3) Letakkan spesimen pasir cetak pada ayakan paling atas lalu tutup.
4) Hidupkan mesin pengguncang rotap selama 15 menit dengan frekuensi getar 50 Hz.
5) Setelah selesai, timbang berat pasir yang berada pada masing-masing mesh.
6) Cari harga Sn dari tiap-tiap mesh yang ada dari label tabel yang terlampir.
7) Hitung besar nomor kehalusan pasir cetak dalam skala FN maupun standar AFS
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
52/199
34
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
No Mesh
1.3. 4 Pengolahan Data
1.3.4.1 Data Hasil Pengujian dan Perhitungan Besar Butir Pasir Cetak
Tabel 1.9 : Data Hasil Pengujian
μm Berat 1(gr)Berat 2(gr) Berat 3(gr)
1 355 22.86 23.74 24.052 315 9.55 9.36 9.193 280 4.67 5.26 5.284 250 4.33 5.25 4.69
5 200 3.75 4.79 4.16 180 1.03 1.58 1.247 150 0.79 1.29 0.98 140 0.51 0.75 0.519 Sisa 1.02 1.37 0.7
a. Perhitungan:
Rumus yang digunakan untuk mencari nomor kehalusan pasir cetak adalah:
AFSnumber (Wi. Mi)
Wi
Dimana:
AFS number = Nomor kehalusan butir pasir standar AFS
W = Berat pasir pada ayakan ke-i
M = Faktor pelipat untuk ukuran butir ayakan ke-i
(Sumber : Buku Panduan Praktikum Pengecoran Logam, 2015)
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
53/199
35
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
Tabel 1.10 : Data Perhitungan Spesimen 1
No Ukura n μm US M Wn 1 (gr) (Wn 1.M)
1 355 44,96 34,96 22.86 971,188
2 315 48,32 38,32 9.55 339,5153 280 53,45 41,72 4.67 249,9
4 250 60,34 45,17 4.33 187,455
5 200 73,93 52,62 3.75 133,654
6 180 83,77 59,18 1.03 52,67
7 160 93,61 65,74 0.79 46,018
8 140 106,51 74,88 0.51 24,71
9 Sisa 620 300 1.02 102Σ 51,58 2107,116
Contoh Perhitungan I:
355
Ukuran 414 m memiliki US = 40 , M = 30
Ukuran 295 m memiliki US = 50 , M = 40
Interpolasi US:
− = − 59 = 60 40 −− −− 50 119 X = 5350
X = 44,96
Interpolasi M:
− 44,96 − 5,04
−= − −= 4,96 −
10 X = 349,57
X = 34,96
W1 * M = 22.86* 34,96= 799,185
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
54/199
36
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
Nomor Kehalusan Pasir Skala AFS
=
=
( Wn∗ ) Wn
2107,116
= 40,8514 51,58
Tabel 1.11 : Data Perhitungan Spesimen 2
No Ukura n μm US M Wn 2 (gr) (Wn 2.M)
1 355 44,96 34,96 23.74 829.90
2 315 48,32 38,32 9.36 358.67
3 280 53,45 41,72 5.26 219.47
4 250 60,34 45,17 5.25 237.16
5 200 73,93 52,62 4.79 252.06
6 180 83,77 59,18 1.58 93.50
7 160 93,61 65,74 1.29 84.80
8 140 106,51 74,88 0.75 56.16
Sisa 620 300 1.37 411.00
Σ 45,15 1827,577
Contoh Perhitungan 2:
315
Ukuran 414 m memiliki US = 40 , M = 30
Ukuran 295 m memiliki US = 50 , M = 40
Interpolasi US:
− = − 99 = 20
− −
50 − − 50 119 X = 5750
X = 48,32
Interpolasi M:
− − 40 1,68
−= − 30 − = 8,32
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
55/199
37
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
− 30
-
8/19/2019 Laporan PL Kelompok 09 New
56/199
38
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya
10 X = 383,19
X = 38,32
W 2 * M = 8,49 * 38,32
= 325,3368
Nomor Kehalusan Pasir Skala AFS
= ( Wn∗ ) = Wn
1827,577
45,15 = 40,477
Tabel 1.12 : Data Perhitungan Spesimen 3
No Ukura n μm US M Wn 3 (gr) (Wn 3.M)
1 26,88 44,96 34,96 24.05 840.74
2 8,33 48,32 38,32 9.19 352.153 5,9 53,45 41,72 5.28 220.30
4 3,66 60,34 45,17 4.69 211.86
5 2,78 73,
top related