kekuatan pasir cetak
TRANSCRIPT
KEKUATAN PASIR CETAK
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dalam proses pengecoran logam pasir cetak, sangat perlu untuk
mengetahui sifat-sifat fisis dan mekanis yang dimiliki oleh pasir cetak. Sifat
fisis dan mekanis ini sangat mempengaruhi hasil coran. Baik atau tidaknya
hasil coran sangat mempengaruhi sifat material cetakan.
Pasir cetak yang baik memiliki permeabilitas yang baik dan juga
kekuatan yang baik. Kekuatan pasir cetak sangat penting agar cetakan tidak
rusak dan hasil coran yang dihasilkan juga memiliki kualitas yang baik.
Sering terjadinya retakan atau patahan pada pasir cetak karena tidak
memiliki kekuatan yang cukup. Itulah mengapa kekuatan pasir cetak tidak
boleh disepelekan dalam pembuatan cetakan dari pasir cetak. Sifat mekanik
dari pasir cetak harus memenuhi standart dari sifat yang telah di tentukan
seperti kekuatan tekan pasir cetak, kekuatan geser pasir cetak, dan kekuatan
tarik pasir cetak agar hasil coran yang dihasilkan memiliki sifat mekanik yang
baik.
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
II. TEORI DASAR
A. Definisi Pasir Cetak
Pasir cetak adalah suatu pasir yang memiliki kemampuan bentuk untuk
digunakan sebagai bahan pembuat cetakan dalam pengecoran logam sehingga
memudahkan dalam pembuatan cetakan yang sesuai dengan bentuk yang kita
inginkan dan memiliki permeabilitas dan temperature yang cocok.
Kebanyakan pasir yang digunakan dalam pengecoran adalah pasir silika
(SiO2). Pasir merupakan produk dari hancurnya batu-batuan dalam jangka
waktu lama. Alasan pemakaian pasir sebagai bahan cetakan adalah karena
murah dan ketahanannya terhadap temperature tinggi. Ada dua jenis pasir
yang umum digunakan yaitu naturally bonded (banks sands) dan synthetic
(lake sands). Karena komposisinya mudah diatur, pasir sinetik lebih disukai
oleh banyak industri pengecoran.
Pemilihan jenis pasir untuk cetakan melibatkan beberapa factor penting
seperti bentuk dan ukuran pasir. Sebagai contoh , pasir halus dan bulat akan
menghasilkan permukaan produk yang mulus/halus. Untuk membuat pasir
cetak selain dibutuhkan pasir juga pengikat (bentonit atau clay/lempung) dan
air. Ketiga Bahan tersebut diaduk dengan komposisi tertentu dan siap dipakai
sebagi bahan pembuat cetakan. Dalam membuat cetkan dengan pasir cetak
yang harus diperhatikan adalah kadar air dan permeabilitas. Hubungan antara
kadar air dan permeabilitas cukup erat, yaitu semakin tinggi kadar air maka
permeabilitas akan semakin meningkat akan tetapi peningkatan ini memiliki
titik optimum yang jika kandungan air ditambahkan terus menerus maka
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
permeabilitas menjadi menurun. Saat kandungan air terus menerus
ditingkatkan maka akan mempengaruhi daya ikat pengikat, kandungan air
yang terus ditambahkan akan membuat air yang ditambahkan menjadi air
bebas dan mengisi celah butir.
Berikutnya hubungan antara kadar air dengan kekuatan pasir cetak, kadar
air tentunya mempengaruhi pasir cetak dan pengaruhnya sejalan, maksudnya
yaitu apabila ditambahkan kadar air maka kekuatan akan meningkat juga
akan tetapi sama dengan permeabilitas, hubungan ini memiliki titik optimum
dimana apabila ditambahkan terus menerus air maka pasir cetak akan menjadi
pasta.
Jadi dapat disimpulkan bahwa fungsi dari air pada pasir cetak ialah
mengaktifkan daya ikat bentonit sehingga dapat digunakan untuk mengikat
pasir cetak.Di dalam literatur disebutkan standar kadar air berkisar sekitar
1,5% – 8%
Sumber : indo-mekanikal.blogspot.com/pengecoran-logam.html(2012)
B. Faktor yang Mempengaruhi Kekuatan
Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan pasir cetak.
1. Kadar Air
Fungsi air adalah untuk mencairkan lempung sebagai pelarut butiran
pasir, dengan meningkatnya ikatan antar butir pasir maka kekuatan pasir
akan meningkat. Bila kadar air bertambah maka kekuatan pasir akan
meningkat. Bila kadar air bertambah maka kekuatan akan terus meningkat
sampai titik maksimum kemudian turun bila kadar air terus ditambahkan.
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
Kadar air standart untuk pasir cetak adalah antara 1.5% - 8% tergantung
dari jenis cetakan dan logam yang di tuang {Richard W Heinc “principle
of metal casting”}.
2. Kadar Lempung
Lempung sebagai zat pelekat butiran pasir jika temperaturnya tepat dan
didukung oleh kandungan air yang tepat akan merekatkan butiran pasir
yang satu dengan yang lain. Dan dengan adanya daya ikat dari lempung
tadi maka butir pasir akan saling berkatan sehingga kekuatan pasir
meningkat. Sebaliknya jika lempung tidak dapat berfungsi dengan baik
maka ikatan antar butir pasir melemah akibatnya kekuatannya menurun.
Lempung atau tanah liat adalah partikel mineral berkerangka dasar silikat
yang berdiameter kurang dari 4 mikrometer. Lempung mengandung
leburan silika dan atau aluminium yang halus. Unsur-unsur ini, silikon,
oksigen, dan aluminum adalah unsur yang paling banyak menyusun kerak
bumi. Lempung terbentuk dari proses pelapukan batuan silika oleh asam
karbonat dan sebagian dihasilkan dari aktivitas panas bumi.
Kadar lempung untuk pasir cetak standart adalah 2 – 30% { Richard W
Heinc “principle of metal casting” 864}, ukuran butir tanah lempung
sekitar 0,005 mm – 0,02 mm {Tata surdia, Teknik pengecoran logam III}.
Lempung tersusun atas kuorlinit, monmorilonit, kuarsa fildpor, mika dan
kotoran lain { Richard W Heinc “principle of metal casting” 86}.
Lempung membentuk gumpalan keras saat kering dan lengket apabila
basah terkena air. Sifat ini ditentukan oleh jenis mineral lempung yang
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
mendominasinya. Mineral lempung digolongkan berdasarkan susunan
lapisan oksida silikon dan oksida aluminium yang membentuk kristalnya.
Golongan 1:1 memiliki lapisan satu oksida silikon dan satu oksida
aluminium, sementara golongan 2:1 memiliki dua lapis golongan oksida
silikon yang mengapit satu lapis oksida aluminium. Mineral lempung
golongan 2:1 memiliki sifat elastis yang kuat, menyusut saat kering dan
memuai saat basah. Karena perilaku inilah beberapa jenis tanah dapat
membentuk kerutan-kerutan atau "pecah-pecah" bila kering.
3. Distribusi Pasir Cetak
Pasir yang heterogen kekuatannya lebih baik daripada yang homogen. Bila
butir pasir heterogen celah-celah diantara butir pasir diisi oleh butir pasir
yang lain yang ukurannya lebih kecil atau lebih besar. Sehingga jarak
antara butir pasir semakin rapat maka kekuatannya meningkat.
4. Bentuk dan ukuran Butir Pasir Cetak
Bentuk dan ukuran Butir Pasir Cetak adalah bulat, bersudut sebagian, dan
kristal. Jenis butir pasir bulat baik sebagai pasir cetak karena memerlukan
jumlah pengikat yang lebih sedikit untuk mendapatkan keuletan tertentu
sedangkan pasir berbutir kristal kurang baik untuk pasir cetak sebab akan
pecah menjadi butir yang kecil pada saat pencampuran selain itu juga
membutuhkan pengikat dalam jumlah besar. Dimensi ukuran butir pasir
yang kecil dengan demikian akan menghasilkan kekuatan yang lebih baik
dari pada butir yang berukuran besar.
Sumber : http://dwidebrina.blogspot.compengujian-kekuatan-pasir-cetak.html
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
C. Sifat Fisis dan Mekanik
1. Sifat Fisis
Sifat fisis adalah sifat yang dapat diukur dan diteliti tanpa mengubah
komposisi atau susunan dari zat tersebut. Sebagai contoh, kita dapat
mengukur titik leleh dari es dengan memanaskan sebuah balok es dan
mencatat pada suhu berapa es tersebut berubah menjadi air. Air dengan
es hanya berbeda dalam hal penampilan saja, bukan dalam komposisi,
jadi ini termasuk kedalam perubahan fisis. Demikian juga bila kita
membekukan air tersebut kembali menjadi es seperti mula-mula. Karena
itu, titik leleh dari suatu zat termasuk kedalam sifat fisisnya. Sama halnya
bila kita mengatakan Helium lebih ringan daripada udara, kita
mereferensikannya pada sifat fisis helium tersebut.
Berdasarkan Sifat Fisis atau Fisika, zat diidentifikasikan menjadi dua,
yaitu:
a. Sifat ekstensif merupakan sifat yang didasari atas jumlah dan
ukurannya atau sifat zat yang dapat dibedakan menurut jumlah dan
ukurannya. Misalnya panjang zat, volume zat, dan lain-lain. Jika
ukuran zat berubah maka panjangnya juga berubah, begitu pula
dengan volumenya.
b. Sifat intensif meruapkan Sifat yang tidak dipengaruhi oleh jumlah
dan ukurannya. Misalnya massa zat, jenis zat dan lain-lain. Sebesar
dan sebanyak berapapun zat itu, massanya tidak berubah, jenisnya
juga tidak berubah.
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
Perubahan Fisis
Perubahan fisis adalah perubahan yang merubah suatu zat dalam hal
bentuk, wujud atau ukuran, tetapi tidak merubah zat tersebut menjadi zat
baru. Contoh perubahan fisis :
a. Perubahan Wujud
Es balok yang mencair menjadi air.
Air menguap menjadi uap.
Kapur barus menyublim menjadi gas, dsb
b. Perubahan Bentuk
Gandum yang digiling menjadi tepung terigu.
Benang diubah menjadi kain.
Batang pohon dipotong-potong jadi kayu balok dan triplek, dll
c. Perubahan Rasa Berdasarkan Alat Indera
Perubahan suhu.
Perubahan rasa, dan lain sebagainya.
Sifat fisis Senyawa Ion, Senyawa kovalen, dan Logam :
a. Sifat fisis senyawa ion
Beberapa sifat fisis senyawa ion antara lain :
1. Memiliki titik didih dan titik leleh yang tinggi
Ion positif dan negatif dalam kristal senyawa ion tidak bebas
bergerak karena terikat oleh gaya elektrostatik yang kuat.
Diperlukan suhu yang tinggi agar ion-ion memperoleh energi
kinetik yang cukup untuk mengatasi gaya elektrostatik.
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
2. Keras tetapi rapuh
Bersifat keras karena ion-ion positif dan negatif terikat kuat ke
segala arah oleh gaya elektrostatik. Bersifat rapuh dikarenakan
lapisan-lapisan dapat bergeser jika dikenakan gaya luar, ion
sejenis dapat berada satu di atas yang lainnya sehingga timbul
tolak-menolak yang sangat kuat yang menyebabkan terjadinya
pemisahan.
3. Berupa padatan pada suhu ruang
4. Larut dalam pelarut air, tetapi umumnya tidak larut dalam
pelarut organik
5. Tidak menghantarkan listrik dalam fasa padat, tetapi
menghantarkan listrik dalam fasa cair. Zat dikatakan dapat
menghantarkan listrik apabila terdapat ion-ion yang dapat
bergerak bebas membawa muatan listrik.
b. Sifat fisis senyawa kovalen
Beberapa sifat fisis senyawa kovalen antara lain :
1. Berupa gas, cairan, atau padatan lunak pada suhu ruang
Dalam senyawa kovalen molekul-molekulnya terikat oleh gaya
antar-molekul yang lemah, sehingga molekul-molekul tersebut
dapat bergerak relatif bebas.
2. Bersifat lunak dan tidak rapuh
3. Mempunyai titik leleh dan titik didih yang rendah
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
4. Umumnya tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut
organik
5. Pada umumnya tidak menghantarkan listrik
Hal ini disebabkan senyawa kovalen tidak memiliki ion atau
elektron yang dapat bergerak bebas untuk membawa muatan
listrik. Beberapa senyawa kovalen polar yang larut dalam air,
ada yang dapat menghantarkan arus listrik karena dapat
terhidrolisis membentuk ion-ion.
c. Sifat fisis logam
Beberapa sifat fisis logam antara lain:
1. Berupa padatan pada suhu ruang
Atom-atom logam bergabung karena adanya ikatan logam yang
sangat kuat membentuk struktur kristal yang rapat. Hal itu
menyebabkan atom-atom tidak memiliki kebebasan untuk
bergerak. Pada umumnya logam pada suhu kamar berwujud
padat, kecuali raksa (Hg) berwujud cair.
2. Bersifat keras tetapi lentur/tidak mudah patah jika ditempa
Adanya elektron-elektron bebas menyebabkan logam bersifat
lentur. Hal ini dikarenakan elektron-elektron bebas akan
berpindah mengikuti ion-ion positif yang bergeser sewaktu
dikenakan gaya luar.
3. Mempunyai permukaan yang mengkilap
4. Mempunyai titik leleh dan titik didih yang tinggi
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
Diperlukan energi dalam jumlah besar untuk memutuskan ikatan
logam yang sangat kuat pada atom-atom logam.
5. Penghantar listrik yang baik
Hal ini disebabkan terdapat elektron-elektron bebas yang dapat
membawa muatan listrik jika diberi suatu beda potensial.
6. Memberi efek foto listrik dan efek termionik
Apabila elektron bebas pada ikatan logam memperoleh energi
yang cukup dari luar, maka akan dapat menyebabkan
terlepasnya elektron pada permukaan logam tersebut. Jika energi
yang datang berasal dari berkas cahaya maka disebut efek foto
listrik, tetapi jika dari pemanasan maka disebut efek termionik.
Sumber : http://budisma.web.id/sifat-fisis-senyawa-ionsenyawakovalenlogam
2. Sifat Mekanik
Sifat mekanik adalah salah satu sifat yang terpenting, karena sifat
mekanik menyatakan kemampuan suatu bahan (seperti komponen yang
terbuat dari bahan tersebut) untuk menerima beban / gaya / energi tanpa
menimbulkan kerusakan pada bahan / komponen tersebut. Seringkali bila
suatu bahan mempunya sifat mekanik yang baik tetapi kurang baik pada
sifat yang lain, maka diambil langkah untuk mengatasi kekurangan
tersebut dengan berbagai cara yang diperlukan.
Misalkan saja baja yang sering digunakan sebagai bahan dasar pemilihan
bahan. Baja mempunyai sifat mekanik yang cukup baik, dimana baja
memenuhi syarat untuk suatu pemakaian tetapi mempunyai sifat tahan
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
terhadap korosi yang kurang baik. Untuk mengatasi hal itu seringkali
dilakukan sifat yang kurang tahan terhadap korosi tersebut diperbaiki
dengan cara pengecatan atau galvanising, dan cara lainnya. Jadi tidak
harus mencari bahan lain seperti selain kuat juga harus tahan korosi,
tetapi cukup mencari bahan yang syarat pada sifat mekaniknya sudah
terpenuhi namun sifat kimianya kurang terpenuhi.
Beberapa sifat mekanik diatas juga dapat dibedakan menurut cara
pembebanannya, yaitu :
Sifat mekanik statis, yaitu sifat mekanik bahan terhadap beban statis
yang besarnya tetap atau bebannya mengalami perubahan yang
lambat.
Sifat mekanik dinamis, yaitu sifat mekanik bahan terhadap beban
dinamis yang besar berubah – ubah, atau dapat juga dikatakan
mengejut.
Berikut adalah beberapa sifat mekanik yang penting untuk diketahui :
a. Elastis (elasticity)
Elastis menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan
tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk yang permanen
setelah tegangan dihilangkan. Bila suatu benda mengalami tegangan
maka akan terjadi perubahan bentuk. Apabila tegangan yang bekerja
besarnya tidak melewati batas tertentu maka perubahan bentuk yang
terjadi hanya bersifat sementara, perubahan bentuk tersebut akan
hilang bersama dengan hilangnya tegangan yang diberikan. Akan
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
tetapi apabila tegangan yang bekerja telah melewati batas
kemampuannya, maka sebagian dari perubahan bentuk tersebut akan
tetap ada walaupun tegangan yang diberikan telah dihilangkan.
Kekenyalan juga menyatakan seberapa banyak perubahan bentuk
elastis yang dapat terjadi sebelum perubahan bentuk yang permanen
mulai terjadi, atau dapat dikatakan dengan kata lain adalah
kekenyalan menyatakan kemampuan bahan untuk kembali ke bentuk
dan ukuran semula setelah menerima bebang yang menimbulkan
deformasi.
b. Kekuatan (strength)
Kekuatan menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan
tanpa menyebabkan bahan menjadi patah. Kekuatan ini ada beberapa
macam, tergantung pada jenis beban yang bekerja atau mengenainya.
Contoh kekuatan tarik, kekuatan geser, kekuatan tekan, kekuatan
torsi, dan kekuatan lengkung.
c. Kekerasan (hardness)
Kekerasan dapat didefenisikan sebagai kemampuan suatu bahan
untuk tahan terhadap penggoresan, pengikisan (abrasi), identasi atau
penetrasi. Sifat ini berkaitan dengan sifat tahan aus (wear resistance).
Kekerasan juga mempunya korelasi dengan kekuatan.
d. Kekakuan (stiffness)
Kekakuan menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan
atau beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
(deformasi) atau defleksi. Dalam beberapa hal kekakuan ini lebih
penting daripada kekuatan. Sifat bahan yang mampu renggang pada
tegangan tinggi tanpa diikuti regangan yang besar. Ini merupakan
ketahanan terhadap deformasi. Kekakuan bahan merupakan fungsi
dari Modulus elastisitas E. Sebuah material yang mempunyai nilai E
tinggi seperti baja, E = 207.000 Mpa, akan berdeformasi lebih kecil
terhadap beban (sehingga kekuatannya lebih tinggi) daripada
material dengan nilai E lebih rendah, misalnya kayu dengan E =
7000 Mpa atau kurang.
e. Plastisitas (plasticity)
Plastis menyatakan kemampuan bahan untuk mengalami sejumlah
deformasi plastik (permanen) tanpa mengakibatkan terjadinya
kerusakan. Sifat ini sangat diperlukan bagi bahan yang akan diproses
dengan berbagai macam pembentukan seperti forging, rolling,
extruding dan lain sebagainya. Sifat ini juga sering disebut sebagai
keuletan (ductility). Bahan yang mampu mengalami deformasi
plastik cukup besar dikatakan sebagai bahan yang memiliki keuletan
tinggi, bahan yang ulet (ductile). Sebaliknya bahan yang tidak
menunjukkan terjadinya deformasi plastik dikatakan sebagai bahan
yang mempunyai keuletan rendah atau getas (brittle).
f. Ketangguhan (toughness)
Ketangguhan menyatakan kemampuan bahan untuk menyerap
sejumlah energi tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan. Juga
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
dapat dikatakan sebagai ukuran banyaknya energi yang diperlukan
untuk mematahkan suatu benda kerja, pada suatu kondisi tertentu.
Sifat ini dipengaruhi oleh banyak faktor, sehingga sifat ini sulit
diukur dan mampu menahan beban impack tinggi atau beban kejut.
Jika sebuah benda mendapat beban impack, maka sebagian energi
diserap dan sebagian energi dipindahkan. Pengukuran ketangguhan =
luasan di bawah kurva tegangan-regangan dari titik asal ke titik
patah.
g. Keuletan (Ductility)
Sifat bahan yang mampu deformasi terhadap beban tarik sebelum
benar-benar patah (rupture). Material ulet adalah material yang dapat
ditarik menjadi kawat tipis panjang dengan gaya tarik tanpa rusak.
Keliatan ditandai dengan persen perpanjangan panjang ukur
spesimen selama uji tarik dan persen pengurangan luas penampang.
Besar keuletan dapat dinyatakan dengan pernyataan sebagai berikut :
% Pertambahan = (pertambahan panjang ukur : panjang ukur awal) x
100%
% Pengurangan luas = ((luas awal - luas akhir): Luas awal) x 100%
h. Kelelahan (fatigue)
Kelelahan merupakan kecendrungan dari logam untuk patah bila
menerima tegangan berulang – ulang (cyclic stress) yang besarnya
masih jauh dibawah batas kekuatan elastiknya. Sebagian besar dari
kerusakan yang terjadi pada komponen mesin disebabkan oleh
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
kelelahan ini. Karenanya kelelahan merupakan sifat yang sangat
penting, tetapi sifat ini juga sulit diukur karena sangat banyak faktor
yang mempengaruhinya.
i. Melar (Creep)
Melar merupakan kecenderungan suatu logam untuk mengalami
deformasi plastik yang besarnya berubah sesuai dengan fungsi
waktu, pada saat bahan atau komponen tersebut tadi menerima beban
yang besarnya relatif tetap.
j. Kelunakan (Malleability)
Sifat bahan yang mengalami deformasi plastis terhadap beban tekan
yang bekerja sebelum benar-benar patah. Kebanyakan material yang
sangat liat adalah juga cukup lunak.
k. Kegetasan (Brittleness)
Kegetasan Menunjukkan tidak adanya deformasi plastis sebelum
rusak. Material yang getas akan tiba-tiba rusak tanpa adanya tanda
terlebih dahulu. Material getas tidak mempunyai titik mulur atau
proses pengecilan penampang (necking down process) dan kekuatan
patah = kekuatan maksimum. Material getas, misalnya : Besi cor,
batu, dan semen cor, yang umumnya lemah dalam uji tarik, sehingga
penentuan kekuatan dengan menggunakan uji tekan.
l. Kelenturan (Resilience)
Sifat material yang mampu menerima beban impack tinggi tanpa
menimbulkan tegangan lebih pada batas elastis. Ini menunjukkan
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
bahwa energi yang diserap selama pembebanan disimpan dan
dikeluarkan jika material tidak dibebani. Pengukuran kelenturan
sama dengan pengukuran ketangguhan.
Sumber : http://mustazamaa.wordpress.comsifatmekanik-bahan
D. Kekuatan Tekan, Geser, dan Retak
1. Kekuatan Tekan
Pengujian kekuatan tekan untuk mengetahui kemampuan pasir cetak
dalam menahan tekanan yang dihasilkan logam cair yang terjadi pada
dinding cetakan dan inti. Standar kekuatan tekanan basah yang
diinginkan adalah (5-22 Psi) (Principle of Metal Casting) sedangkan
untuk kekuatan tekan keringnya (22-250 Psi).
Tegangan kekuatan tekan kering dari pasir dengan pengikat lempung
mempunyai hubungan dengan cacat yang terjadi pada waktu penuangan
logam. Kekuatan tekan kering yang rendah cenderung menyebabkan
cacat terpotong. Sedangkan kekuatan tekan yang berlebihan membuat
pembuatan yang susah.
Sedangkan pada kekuatan tekan basah pasir cetak dengan tanah lempung
atau bentonit sebagai pengikat menunjukkan berbagai sifat sama dengan
kadar air. Karena itu kadar air adalah factor yang sangat penting dalam
pembuatan pasir cetak. Jika kadar lempung dibuat tetap dan kadar air
ditambah maka kekuatan beransur-angsur bertambah sampai titik
maksimum dan seterusnya namun kecenderungannya serupa timbul jika
kadar air dibuat tetap dan kadar lempung ditambah. Titik maksimum dari
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
kekuatan dan permeabilitas adalah keadaan dimana butir pasir dikelilingi
oleh ketebalan tertentu dan campuran lempung dan air dengan kelebihan
kadar air kekuatan dan permeabilitas turun.
Karena ruangan antar butir - butir pasir ditempati oleh lempung yang
berlebihan air. Air yang tidak cukup akan menurunkan kekuatan karena
kurang lewkatnya lempung, selanjutnyua tanah lempung yang berbutir
menempati ruangan antar butir pasir grafik bibawah ini kadar air yang
diturunkan dalam pembuatan cetakan pasir adalah antara 8-17 % dan
kadar lempungnya 8-16 % . Secara umum pasir cetak dalam keadaan
basah memiliki kekuatan yang lebih rendah daripada pasir dalam keadaan
kering. Hal ini disebabkan karena kadar air yang absorsi pada waktu
permukaan lempung telah hilang kekuatan pasir tersebut dalam keadaan
kering sehingga kekuatannya lebih meningkat. Dengan mengetahui
angka kekuatan pasir cetak geser yanmg terjadi pada inti timbul tekanan
yang diberikan oleh logam cair. Sehingga terjadi pergeseran inti
sebanyak kekuatan geser yang diinginkan adalah (1,5-7 Psi).
2. Kekuatan Geser
Pengujian kekuatan geser bertujuan untuk mengetahui kemampuan pasir
cetak dalam menahan kekuatan geser yang ditimbulkan oleh logam cair
pada saat dituangkan ke dalam cetakan.
3. Kekuatan Retak
Pengujian Kekuatan tekan bertujuan untuk mengetahui kemapuan pasir
cetak dalam menahan distribusi retakan yang terjadi akibat tekanan yang
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
timbul oleh logam cair dengan volume yang penuh, penuhnya volume
penuangan logam cair dapat menyebabkan retak pada produk cetakan.
Hal ini disebabkan karena distribusi tekanan pada saat penuangan logam
cair yang telah penuh dapat menekan cetakan dari segala arah sehingga
cetakan pasir cetak harus mampu menahan volume penuangan dengan
temperatur yang tinggi.
Sumber : http://mustazamaa.wordpress.comsifatmekanik-bahan
E. Diagram Fasa Fe3C
Gambar 1. Diagram kesetimbangan Fe3CSumber : http://www.steelindonesia.com/article/02-heat_treatment.htm
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
1. Struktur mikro/fasa utama
a. Ferrite ialah suatu komposisi logam yang mempunyai batas
maksimum kelarutan Carbon 0,025%C pada temperature 723 Derajat
Celcius, struktur kristalnya BCC (Body Center Cubic) dan pada
temperature kamar mempunyai batas kelarutan Carbon 0,008%C.
b. Austenite ialah suatu larutan padat yang mempunyai batas
maksimum kelarutan Carbon 2%C pada temperature 1130 Derajat
Celcius, struktur kristalnya FCC (Face Center Cubic).
c. Cementit ialah suatu senyawa yang terdiri dari unsur Fe dan C
dengan perbandingan tertentu (mempunyai rumus empiris) dan
struktur kristalnya Orthohombic.
d. Lediburite ialah campuran Eutectic antara besi Gamma dengan
Cementid yang dibentuk pada temperature 1130 Derajat Celcius
dengan kandungan Carbon 4,3%C.
e. Pearlite ialah campuran Eutectoid antara Ferrite dengan Cementid
yang dibentuk pada temperature 723 Derajat Celcius dengan
kandungan Carbon 0,83%C.
2. Penjelasan diagram:
a. Pada kandungan karbon mencapai 6.67% terbentuk struktur mikro
dinamakan Sementit Fe3C (dapat dilihat pada garis vertical paling
kanan). Sifat – sifat cementitte: sangat keras dan sangat getas
b. Pada sisi kiri diagram dimana pada kandungan karbon yang sangat
rendah, pada suhu kamar terbentuk struktur mikro ferit.
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
c. Pada baja dengan kadar karbon 0.83%, struktur mikro yang
terbentuk adalah Perlit, kondisi suhu dan kadar karbon ini
dinamakan titik Eutectoid.
d. Pada baja dengan kandungan karbon rendah sampai dengan titik
eutectoid, struktur mikro yang terbentuk adalah campuran antara
ferit dan perlit.
e. Pada baja dengan kandungan titik eutectoid sampai dengan 6.67%,
struktur mikro yang terbentuk adalah campuran antara perlit dan
sementit.
f. Pada saat pendinginan dari suhu leleh baja dengan kadar karbon
rendah, akan terbentuk struktur mikro Ferit Delta lalu menjadi
struktur mikro Austenit.
g. Pada baja dengan kadar karbon yang lebih tinggi, suhu leleh turun
dengan naiknya kadar karbon, peralihan bentuk langsung dari leleh
menjadi Austenit.
Dari diagram diatas dapat kita lihat bahwa pada proses pendinginan
perubahan – perubahan pada struktur kristal dan struktur mikro sangat
bergantung pada komposisi kimia
3. Penekanan terletak pada Struktur mikro, garis-garis dan Kandungan
Carbon.
1. Kandungan Carbon
0,008 % C = Batas kelarutan maksimum Carbon pada Ferrite
pada temperature kamar.
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
0,025 % C = Batas kelarutan maksimum Carbon pada Ferrite
pada temperature 723Derajat Celcius
0,83 % C = Titik Eutectoid
2 % C = Batas kelarutan Carbon pada besi Gamma pada
temperature 1130 Derajat Celcius
4,3 % C = Titik Eutectic
0,1 % C = Batas kelarutan Carbon pada besi Delta pada
temperature 1493 Derajat Celcius
2. Garis – Garis
Solidus adalah garis yang menunjukkan temperatur di mana zat
tersebut stabil dalam keadaan padat
Likuidus adalah garis yang menunjukkan temperatur di mana zat
tersebut stabil dalam keadaan cair
Garis Solvus ialah garis yang menunjukan batas antara fasa
padat denga fasa padat atau solid solution dengan solid solution
Garis Acm = garis kelarutan Carbon pada besi Gamma
(Austenite)
Garis A3 = garis temperature dimana terjadi perubahan Ferrit
menjadi Autenite (Gamma) pada pemanasan.
Garis A1 = garis temperature dimana terjadi perubahan
Austenite (Gamma) menjadi Ferrit pada pendinginan.
Garis A0 = Garis temperature dimana terjadi transformasi
magnetic pada Cementid.
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
Garis A2 = Garis temperature dimana terjadi transformasi
magnetic pada Ferrite.
Sumber : http://www.steelindonesia.com/article/02-heat_treatment.htm
F. Diagram Tegangan Regangan
Gambar 2. Diagram Tegangan ReganganSumber : http://www.steelindonesia.com/article/02-heat_treatment.htm
Keterangan :
1. Daerah Elastis merupakan kondisi bahan dimana bahan mengalami
perubahan bentuk atau deformasi akibat adanya tegangan yang di berikan
pada bahan tersebut dan apabila tegangan tersebut di hilangkan maka
bahan tersebut kembali ke bentuk semula.
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
2. Titik Proporsional merupakan titik dimana berlakunya Hukum Hooke.
Bunyi hukum hooke yaitu hubungan antara beban atau gaya yang
diberikan berbanding lurus dengan perubahan panjang bahan tersebut. Ini
disebut daerah linier atau linear zone. Ini terjadi untuk hampir semua
logam, pada tahap sangat awal dari uji tarik.
3. Titik Yield merupakan titik dimana mulur mulai terjadi deformasi plastis,
perpanjangan dan pengecilan luas penampang. Mulur adalah suatu proses
aliran palstik bila logam dipengaruhi oleh tegangan konstan untuk jangka
waktu yang cukup lama.
4. Daerah Plastis merupakan kondisi bahan dimana bahan mengalami
perubahan bentuk atau deformasi akibat adanya tegangan yang di berikan
pada bahan tersebut dan apabila tegangan tersebut di hilangkan maka
bahan tersebut tidak dapat kembali ke bentuk semula.
5. Titik ultimate merupakan titik dimana terjadi tegangan maksimum yang
terjadi pada bahan yang ditarik. Dapat pula disebut tegangan tarik
maksimum yang dapat diterima oleh bahan, yang merupakan awal
terjadinya necking. Necking adalah penyempitan luas permukaan
specimen pada saat ditarik atau pada saat perpanjangan dan terjadi
distribusi tegangan pada daerah penyempitan setempat pada uji tarik
menimbulkan keadaan tegangan tiga sumbu pada daerah penyempitan.
6. Titik Break merupakan titik dimana bahan telah putus akibat diberikan
tegangan atau beban secara terus menerus.
Sumber : http://iwansugiyarto.blogspot.com/2011/11/puntiran.html
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
G. Diagram Tegangan Regangan Berbagai Jenis Material
Pada gambar di bawah dapat dilihat bahwa jenis-jenis material itu
memperlihatkan perbedaan kurva-kurva tariknya satu dengan yang lainnya.
Umpamanya pada besi tuang dapat dilihat bahwa kurvanya tidak mengikuti
hukum Hooke itu berarti bahwa kurva tariknya tidak memperlihatkan garis
modulus yang lurus. Selain itu pada kurva tersebut kita melihat bahwa besi
tuang adalah sangat getas. Oleh karena itu hampir tidak memiliki regangan,
sebaliknya tembaga mempunyai regangan yang sangat tinggi jadi sangat ulet.
1. Bahan Tidak ulet
Pada bahan tidak ulet, dapat kita lihat pada grafik dimana grafik
menunjukkan tidak ada deformasi plastik yang terjadi pada material.
Contoh : Besi Cor
Gambar 3. Diagram Bahan tidak uletSumber : http://www.steelindonesia.com/article/02-heat_treatment.htm
2. Bahan Ulet dengan titik Luluh
Pada bahan ulet terjadi titik luluh. Dimana pada grafik ini terlihat
beberapa titik yang berubah akibat pemberian tekanan secara terus
menerus.
Contoh : Baja karbon rendah.
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
Gambar 4. Diagram Bahan Sumber : http://www.steelindonesia.com/article/02-heat_treatment.htm
3. Bahan Ulet Tanpa Titik Luluh yang Jelas
Pada grafik ini terlihat hubungan antara tegangan dan regangan yang
tidak jelas dengan nilai dari titik luluhnya, dimana akibat di berikan
tegangan maka bahan ini akan terus mengalami perpanjangan dilanjutkan
dengan pengecilan penampang dan mengalami perpatahan.
Contoh : Aluminium
Gambar 5. Diagram Bahan Ulet Sumber : http://www.steelindonesia.com/article/02-heat_treatment.htm
4. Kurva tegangan dan regangan yang sesungguhnya, regangan dan
tegangan nominal.
Pada grafik ini terlihat hubungan antara tegangan dan regangan yang
memiliki 2 garis akhir.
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
Gambar 6. Diagram SesungguhnyaSumber : http://www.steelindonesia.com/article/02-heat_treatment.htm
Keterangan : Sb : Kekuatan Patah
St : Kekuatan tarik
SL : Kekuatan luluh
Ef : Perpanjangan / elongasi sebelum patah.
X : titik patah
Yp : titik luluh
Sumber :http://yefrichan.wordpress.com/2010/05/20/tegangan-dan-regangan/
H. Bentuk Butir Pasir Cetak
Bentuk butir pasir cetak digolongkan menjadi beberapa jenis yang
ditunjukkan pada gambar. Jenis butir pasir bulat baik sebagai pasir cetak
karena memerlukan jumlah pengikat yang lebih sedikit untuk mendapatkan
kekuatan dan permeabilitas tertentu, serta mampu alirnya baik sekali. Pasir
bentuk Kristal kurang baik untuk pasir cetak karena akan pecah menjadi
butir-butir kecil pada pencampuran serta memberikan permeabilitas pengikat
dalam jumlah banyak.
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
1. Butir Pasir Bulat (Round Grain)
Gambar 7. Butir Pasir BulatSumber : http://memedcupu.blogspot.com/ distribusi-besar-butir.
Butiran ini mempunyai hubungan yang paling sedikit antara butiran
yang satu dengan yang lainnya dalam jumlah yang diperlukan sehingga
membuat permeabilitas menjadi tinggi. Butiran bulat terbentuk karena
butir butir sedang bergesekan berulang-ulang akibat adanya angin,
gelombang atau aliaran air sehingga menghasilkan bentuk bulat. Jenis butir
ini umumnya tebentuk membulatdan hamper tidak ada yang membentuk
sudut.
Kelebihan :
a. Permeabilitasnya tinggi karena luas bidang kontak anta butir sedikit
sehingga rongga yang tebentuk besar
b. Sedikit memerlukan jumlah pengikat
Kekurangan :
a. Kekuatannya rendah karena luas bidang kontaknya kecil sehingga
banyak tedapat rongga-rongga.
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
2. Butir Pasir Sebagian Bersudut (Sub Angular Grain)
Gambar 8. Butir Pasir Sebagian Sumber : http://memedcupu.blogspot.com/ distribusi-besar-butir.
Butiran ini mempunyai kemampuan permeabilitas yang sedikit
dibawah butiran bundar dan kekuatannya melebihi butiran bundar. Butiran
sebagian bersudut terjadi karena butiran besudut saling begerak dan
bertumbukan sehingga sudutnya pecah dan membentuk sub angular grain.
Permeabilitas butian ini lebih rendah daripada butir pasir bulat, disebabkan
oleh lebih banyaknya luas bidang kontak sehingga ronga-rongga yang ada
lebih sempit. Namun kekuatannya lebih tinggi daripada buti pasir bulat.
Hal ini dikarenakan oleh lebih banyaknya luas bidang kontak, sehingga
kerapatan antar butir tinggi dan rongga-rongganya lebih sempit.
Kelebihan :
a. Kekuatannya lebih tinggi karena luas bidang kontaknya lebih besar
sehingga rongga-rongga antar butir lebih sempit
Kekurangan :
a. Memerlukan jumlah pengikat agak banyak.
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
b. Permeabilitasnya lebih rendah, karena luas bidang kontak antar butir
lebih besar sehingga rongga-rongga antar butir lebih sempit untuk
dialiri udara
3. Butir Pasir Bersudut (Angular Grain)
Gambar 9. Butir Pasir BersudutSumber : http://memedcupu.blogspot.com/ distribusi-besar-butir.
Bentuk butinya mayoritas bersudut, namun sudut yang terbentuk
belum terlalu runcing. Butiran bersudut terbentuk oleh dekomposisi bahan
tanpa ada gesekan. Butiran ini memiliki permeabilitas rendah disbanding
dengan butir pasir sebagian bersudut dan butir pasir bulat dikarenakan luas
bidang kontaknya lebih besar, sehingga rongga-rongga yang ada sempit.
Akan tetapi, butiran bersudut ini memberikan kekuatan yang lebih tinggi
dibandingkan butiran sebagian bersudut, dikarenakan luas bidang
kontaknya yang lebih besar dan rongga-rongga yang ada sempit, sehingga
kerapatannya tinggi.
Kekurangan :
a. Memerlukan pengikat dalam jumlah yang banyak
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
b. Permeabilitasnya lebih rendah dibandingkan dengan buti bulat dan buti
sebagian bersudut, dikarenakan luas bidang kontaknya yang lebih besar,
sehingga rongga-rongga antar butirnya lebih sempit Butiran ini
menyebabkan kekuata yang tinggi dan permeabilitas rendah dari butiran
sudut sebagian. Karena bersudut sehingga menutup rongga-rongga
untuk partikel atau lebih padat.
Kelebihan :
a. Kekuatannya lebih tinggi daripada butirr bulat dan butir sebagian
besudut, karena luas bidang kontaknya lebih besar dan rongga-rongga
yang ada kecil, sehingga kerapatannya tinggi
4. Butir Pasir Kristal
Gambar 10. Butir Pasir KristalSumber : http://memedcupu.blogspot.com/ distribusi-besar-butir.
Bentuk butir dari pasir ini memiliki sudut yang kurang pada ujung-
ujungnya. Butiran ini memiliki permeabilitas yang rendah sekali
dikarenakan luas bidang kontaknya lebih besar akibat butir kristal yang
pecah menjadi kecil-kecil dan mengisi rongga-rongga. Namun memiliki
kekuatan yang besar dikarenakan luas bidang kontak yang ada lebih besar
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
akibat butir kristal pecah menjadi kecil-kecil dan mengisi rongga-rongga
antar butir, sehingga kerapatannya tinggi.
Kelebihan :
a. Luas bidang kontaknya lebih besar akibat kristal yang pecah dan
mengisi rongga-rongga antar butir sehingga kerapatannya tinggi
b. Kekuatannya lebih tinggi daripada jenis butir lain
Kekurangan :
a. Memerlukan pengikat yang sangat banyak
b. Permeabilitas lebih rendah daripada buti lainnya dikarenakan luas
bidang kontaknya lebih besar akibat butir Kristal yang pecah dan
mengisi rongga-rongga sehingga udara yang mengalir sedikit.
Kesimpulannya Jenis butir pasir bulat baik sebagai pasir cetak, karena
memerlukan jumlah pengikat yang lebih sedikit untuk mendapatkan
kekuatan dan permeabilitas tertentu, serta mampu alirnya baik. Pasir butir
kristal kurang baik untuk pasir cetak sebab akan pecah menjadi butir-butir
kecil pada pencampuran serta memberikan ketahanan api dan pemeabilitas
buruk pada cetakan dan selanjutnya membutuhnkan pengikat dalam
jumlah banyak.
Pasir cetak biasanya kumpulan dari butir-butir yang berukuran bermacam-
macam. Tetapi kadang-kadang terdiri dari butir-butir tesaring yang
mempunyai ukuran seagam. Besar butir yang diinginkan adalah dari tiga
mesh yang berurutan dan sisanya dari ukuran mesh berikutnya.
(Tata Surdia. “Teknik Pengecoran Logam”. Hal 111)
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
I. Syarat – Syarat Pasir Cetak
Pasir cetak memerlukan sifat-sifat yang memenuhi persyaratan sebagai
berikut:
1. Mempunyai sifat mampu bentuk yang baik
Pasir cetak harus mempunyai sifat ini karena untuk menyesuaikan pola dan
cetakan yang dihasilkan harus kuat, sehingga tidak mudah usak karena
dipindah-pindahkan dan mampu menahan logam cair ketika dibuang ke
dalam cetakan.
2. Permeabilitas yang cocok
Permeabilitas adalah kemampuan suatu pasir cetak untuk dialiri suatu
fluida (yang dimaksud adalah udara). Pasir cetak harus memiliki sifat ini
agar dapat menyerap udaa yang terjebak. Permeabilitasnya harus cocok
karena jika pemeabilitasnya kurang maka kemampuan alir udara juga
kurang sehingga dapat menyebabkan udara terjebak dan jika
permeabilitasnya terlalu tinggi maka akan mengalami cacat permukaan.
3. Distribusi besar butir yang cocok
Distribusi besar butir harus cocok karena akan bepengaruh terhadap hasil
coran. Apabila distribusi besar butir kurang baik, maksudnya butir pasir
satu dengan lainnya terlalu padat, sehingga udara atau gas yang timbul
dalam rongga cetakan akan sulit keluar dan akan menimbulkan cacat.
Namun jika distribusi besar buti cocok, maka hasil coran akan baik.
Karena dalam distribusi besar butir yang baik/cocok, permeabilitas juga
akan baik sehingga berpengaruh juga pada hasil coran, yaitu coang yang
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
baik dengan kekuatan yang baik pula. Pasir cetak biasanya kumpulan dari
butir-butir yang berukuran bermacam-macam. Tetapi kadang-kadang
terdiri dari butir-butir tesaring yang mempunyai ukuran seagam. Besar
butir yang diinginkan adalah sedemikian sehingga 2/3 dari buti-butir pasir
mempunyai ukuran dari 3 mesh yang berurutan dan sisanya dari ukuran
mesh berikutnya. Jadi lebih baik tidak mempunyai besar butir yang
seragam. (Tata Surdia. “Teknik Pengecoran Logam”. Hal 111)
4. Tahan terhadap logam yang dituangkan (temperature tinggi)
Butir pasir dan pengikat harus mempunyai derajat tahan api tertentu
terhadap temperatur tinggi pada saat logam cair dengan tempeatu tinggi
dituangkan ke dalam cetakan. Karena logam cair dengan temperatur tinggi
mempunyai daya tumbuk yang membuat kecepatan alir tinggi, maka dari
itu pasir cetak harus tahan temperatur tinggi.
5. Komposisi yang cocok
Dalam pembuatan pasir cetak, komposisi antara air, pasir, dan lempung
harus cocok. Air sebagai activator yang dapat mengaktifkan daya ikat pada
lempung, sehingga buti pasir satu dengan lainnya akan terikat karena
lempung dapat terktivasi secara baik.
6. Mampu dipakai berulang kali, pasir harus dapat dipakai berulang-ulang
supaya ekonomis.
7. Pasir cetak harus murah dan mudah di dapat.
Sumber : http://memedcupu.blogspot.com/2012/06/pengujian-distribusi-besar-butir.html(2012)
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
J. Jenis – Jenis Cacat
1. Blow
Gambar 11. BlowSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html
Blow yaitu rongga bulat besar yang disebabkan gas karena menempati
daerah logam cair pada permukaan kop. Blow biasanya terjadi pada
permukaan coran yang cembung.
2. Scar
Gambar 12. ScarSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html
Scar yaitu blow yang dangkal yang biasanya dijumpai pada permukaan
coran yang rata.
3. Blister
Gambar 13. BlisterSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html
Blister adalah scar yang tertutup oleh lapisan tipis logam.
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
4. Gas holes
Gambar 14. Gas HolesSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html
Gas holes (lobang gas) yaitu gelembung gas yang terperangkap yang
mempunyai bentuk bola dan terjadi ketika sejumlah gas larut dalam logam
cair.
5. Pin holes
Gambar 15. Pin HolesSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html
Pin holes adalah lobang blow yang sangat kecil dan terjadi pada atau
dibawah permukaan coran.
6. Porosity
Gambar 16. PorositySumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html
Porosity (porositas) adalah lobang sangat kecil yang tersebar merata
diseluruh coran.
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
7. Drop
Gambar 17. DropSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html
Drop adalah Tonjolan pada permukaan kop yang disebabkan karena
jatuhnya pasir dari kop.
Inclusion
Gambar 18. InclusionSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html
Inclusion (inklusi) adalah adanya partikel non logam yang ada pada logam
induk.
8. Dross
Gambar 19. DrossSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html
Dross adalah impuritas ringan yang berada pada permukaan coran.
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
9. Dirt
Gambar 20. DirtSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html
Dirt adalah lobang kecil pada permukaan kop karena jatuhnya pasir ke
benda coran. ketika pasir dilepaskan akan meninggalkan lobang kecil.
10. Wash
Gambar 21. WashSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html
Wash adalah tonjolan pada permukaan drag yang timbul di dekat saluran
masuk, hal ini disebabkan oleh erosi pada pasir karena kecepatan logam
cair yang tinggi memasuki dasar saluran masuk.
11. Buckle
Gambar 22. BuckleSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html
Buckle adalah bentuk V yang panjang, dangkal dan lebar yang terbentuk
pada permukaan rata coran karena suhu tinggi logam.
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
12. Scab
Gambar 23. ScrabSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html
Scab adalah lapisan tipis logam, kasar yang menonjol diatas permukaan
coran, pada puncak lapisan tipis pasir.
13. Rat tail
Gambar 24. Rat tailSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html
Rat tail yaitu penurunan angular, dangkal dan panjang yang biasanya
ditemukan pada pengecoran tipis.
14. Penetration
Gambar 25. PenetrationSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html
Penetration yaitu tonjolan berongga, kasar karena cairan logam mengalir
diantara partikel pasir dikarenakan permukaan cetakan begitu lunak dan
berongga.
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
15. Cold shut
Gambar 26. Cold shutSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html
Cold shut adalah terjadinya misrun pada tengah coran karena pengecoran
dilakukan dengan saluran masuk di dua sisi.
16. Swell
Gambar 27. SwellSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html
Swell adalah cacat yang dijumpai pada permukaan vertikal pengecoran
jika pasir cetakan berdeformasi karena tekanan hidrostatik yang
disebabkan kandungan uap air yang tinggi didalam pasir.
17. Hot tear
Gambar 3328. Hot tearSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html
Hot tear adalah retak yang terjadi karena tegangan sisa yang tinggi.
18. Misrun
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
Gambar 29. MisrunSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html
Misrun terjadi adanya rongga yang terjadi apabila karena tidak cukup
pemanasan logam cair mulai membeku sebelum mencapai titik terjauh
dari rongga cetakan.
19. Shrinkage cavity
Gambar 30. Shrinkage cavitySumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html
Shrinkage cavity (rongga penyusutan) adalah rongga karena terjadinya
penyusutan pada logam ketika membeku dimana saluran penambah tidak
bisa mengisinya.
20. Shift
Gambar 31. ShiftSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html
Shift adalah ketidaklurusan antara kedua bagian cetakan atau inti.
3.2.3 Data Hasil Pengujian dan Perhitungan
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
Tabel 1.1 Data Hasil Pengujian Kadar Air
NoKekuatas Tekan Kekuatas Geser Kekuatas Retak
( σ tekan ) ( N / cm² ) ( σ geser ) ( N / cm² ) ( σ retak ) ( N / cm² )
1 7 1.4 1.8
2 8 1.5 2
3 8.3 1.9 2.2
∑ 23.3 4.8 6
x 7.766666667 1.6 2
TabeTabel 1.2 Hasil Perhitungan Pengujian Kekuatan Tekan Pasir Cetak
No. ( σ tekan ) ( X ) ( X - Ẍ ) ( X - Ẍ )² x
1 7 -0.766666667 0.587777778 7.766666667
2 8 0.233333333 0.054444444 7.766666667
3 8.3 0.533333333 0.284444444 7.766666667
Tabel 1.3 Hasil Perhitungan Pengujian Kekuatan Tekan Pasir Cetak
No. ( σ geser ) ( X ) ( Y - Ȳ ) ( Y - Ȳ )² x
1 1.4 -0.2 0.04 1.6
2 1.5 -0.1 0.01 1.6
3 1.9 0.3 0.09 1.6
Tabel 1.4 Hasil Perhitungan Pengujian Kekuatan Tekan Pasir Cetak
No. ( σ retak ) ( X ) ( Z - Ẑ ) ( Z - Ẑ )² x
1 1.8 -0.2 0.04 2
2 2 0 0 2
3 2.2 0.2 0.04 2
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
1. Data Hasil Pengujian dan Perhitungan
Perhitungan Statistika
a. Kekuatan Tekan Pasir Cetak
1. P (rata-rata)
P =∑ p
n
= P 1+P 2+P 3n
= 7+8+8,3
3
= 7,766666667
2. Simpangan Baku :
δ =√∑ ( P−P )2
n−1
=√ 0 . 9266666n−1
=0,92666662
= 0,463333
3. Simpangan Baku rata-rata :
σ= δ
√n
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
=0,4633333
√3
= 0,267505
4. Kesalahan Relatif :
Kr= δP
=0,4633337,766666667
= 0,0596566
5. Interval kesalahan
X = { ± (α / 2 – db ) δ } < n < X + { ± ( α / 2 . db ) δ }
X - { ± ( α / 2 . db ) δ } < n < X + { ± ( α / 2 . db ) δ }
23,3 – { 4,303 . 0,463333}< n < 23,3 + { 4,303 . 0,463333}
( 23,3 – 1,993721 ) < n < ( 23,3 + 1,993721 )
21,3062 < n < 25,2937
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
b. Kekuatan Geser Pasir Cetak
1. P (rata-rata)
P =∑ p
n
= P 1+P 2+P 3n
= 1,4+1,5+1,9
3
= 1,6
2. Simpangan Baku :
δ =√∑ ( P−P )2
n−1
=√ 0 .14n−1
=0,142
= 0,7
3. Simpangan Baku rata-rata :
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
σ= δ
√n
=0,7
√3
= 0,404145
4. Kesalahan Relatif :
Kr= δP
=0,71,6
= 0,4375
5. Interval kesalahan
X = { ± (α / 2 – db ) δ } < n < X + { ± ( α / 2 . db ) δ }
X - { ± ( α / 2 . db ) δ } < n < X + { ± ( α / 2 . db ) δ }
4,8 – { 4,303 . 0,7 }< n < 4,8 + { 4,303 . 0,7 }
( 4,8 – 3,0121 ) < n < ( 4,8 + 3,0121 )
1,7879 < n < 7,8121
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
c. Kekuatan Retak Pasir Cetak
1. P (rata-rata)
P =∑ p
n
= P 1+P 2+P 3n
= 2+1,8+2,2
3
= 2
2. Simpangan Baku :
δ =√∑ ( P−P )2
n−1
=√ 0 .08n−1
=0,082
= 0,04
3. Simpangan Baku rata-rata :
σ= δ
√n
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
=0,04
√3
= 0,02309
4. Kesalahan Relatif :
Kr= δP
=0,042
= 0,02
6. Interval kesalahan
X = { ± (α / 2 – db ) δ } < n < X + { ± ( α / 2 . db ) δ }
X - { ± ( α / 2 . db ) δ } < n < X + { ± ( α / 2 . db ) δ }
6 – { 4,303 . 0,04 }< n < 6 + { 4,303 . 0,04 }
( 6 – 0,17212 ) < n < ( 6 + 0,17212 )
5,82788 < n < 6,17212
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
GRAFIK
6.8 7 7.2 7.4 7.6 7.8 8 8.2 8.40
0.5
1
1.5
2
2.5
Tekan vs Retak
Tekan vs Retak
Tekan
Reta
k
6.8 7 7.2 7.4 7.6 7.8 8 8.2 8.40
0.20.40.60.8
11.21.41.61.8
2
Tekan vs Geser
Tekan vs Geser
Tekan
Gese
r
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 20
0.5
1
1.5
2
2.5
Geser vs Retak
Geser vs Retak
Geser
Reta
k
6.8 7 7.2 7.4 7.6 7.8 8 8.2 8.4
-1-0.8-0.6-0.4-0.2
00.20.40.60.8
Tekan vs ( X - X )
Tekan vs ( X - X )
Tekan
( X -
X )
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
Geser vs ( X - X )
Geser vs ( X - X )
Geser
( X -
X )
1.75 1.8 1.85 1.9 1.95 2 2.05 2.1 2.15 2.2 2.25
-0.25-0.2
-0.15-0.1
-0.050
0.050.1
0.150.2
0.25
Retak vs ( X - X )
Retak vs ( X - X )
Retak
( X -
X )
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM
KEKUATAN PASIR CETAK
6.8 7 7.2 7.4 7.6 7.8 8 8.2 8.40
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
Tekan vs ( X - X )2
Tekan vs ( X - X )2
Tekan
( X -
X )2
1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 20
0.010.020.030.040.050.060.070.080.09
0.1
Geser vs ( X - X )2
Geser vs ( X - X )2
Geser
( X -
X )2
LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM