Home > Documents > Praktikum Metalurgi Proses

Praktikum Metalurgi Proses

Date post: 01-Oct-2015
Category:
Author: elynaviana
View: 121 times
Download: 22 times
Share this document with a friend
Description:
modul praktikum
Embed Size (px)
of 57 /57
VERITAS, PROBITAS, IUSTITIA Modul Praktikum Metalurgi Proses 2015 Pasir Cetak dan Pengecoran LABORATORIUM METALURGI PROSES
Transcript
  • VERITAS, PROBITAS, IUSTITIA

    Modul Praktikum

    Metalurgi Proses 2015 Pasir Cetak dan Pengecoran

    LABORATORIUM METALURGI PROSES

  • Pendahuluan

    Salah satu bentuk pemrosesan mineral hingga menjadi logam barang jadi adalah

    melalui pengecoran, yaitu proses pembentukan logam dengan cara memasukan logam cair

    kedalam cetakan berongga dan dilanjutkan dengan proses solidifikasi. Pengecoran biasa

    dilakukan baik untuk komponen otomotif ataupun komponen logam industri lainnya.

    Pengecoran dilakukan dengan menggunakan berbagai jenis cetakan yg memiliki

    karakteristik hasil serta proses pembuatan yang berbeda-beda. Berikut ini merupakan jenis-

    jenis metode pengecoran:

    Sand Casting

    Investment Casting

    Gravity Casting

    Pressure Die Casting

    Pada praktikum kali ini mahasiswa diharapkan akan menguasai dasar-dasar teori

    pengecoran Aluminium dengan bentuk-bentuk benda yang telah ditetapkan, melalui teknik

    pengecoran yang paling mudah untuk dilakukan yakni menggunakan metode sand casting

    atau pasir cetak.

  • MODUL 1

    PRAKTIKUM PASIR CETAK

    1.1. Tujuan Percobaan

    Setelah melakukan praktikum pengolahan pasir cetak ini, mahasiswa

    diharapkan dapat mengetahui sifat-sifat pasir cetak dan hubungannya antara sifat-sifat pasir

    cetak dengan proses penuangan yang meliputi:

    1. Distribusi besar butir pasir.

    2. Kadar air atau kadar aditif dalam pasir cetak.

    3. Hubungan antara permeabilitas, kekuatan geser, dan kekuatan tekan terhadap kadar

    air serta bahan aditif dalam pasir cetak.

    4. Mampu bentuk (flowability) dari pasir cetak.

    5. Perbedaan karakteristik antara pasir basah (green sand), pasir kering (dry

    sand), dan pasir kering tanpa dengan pemanasan (holding sand).

    1.2 Dasar Teori

    Gambar 1.1 Aliran Logam dan Pasir

  • Saat ini pasir cetak masih banyak dipakai pada industri-industri pengecoran. Hal

    ini dikarenakan pasir cetak memiliki beberapa keunggulan, antara lain:

    1. Mudah didapat dan murah (sebagai faktor ekonomis).

    2. Dapat digunakan kembali (dengan catatan harus diganti dengan pasir baru

    sebanding 20%).

    3. Mempunyai kekuatan yang cukup tinggi

    4. Dapat digunakan untuk penuangan benda-benda besar diatas 50 kg

    5. Memiliki refraktori dan ketahanan kimia yang baik

    Gambar 1.2. Interface antara cairan logam dengan cetakan logam dan cetakan pasir

  • Pada Gambar 1.2, menunjukkan perbedaan interface antara cairan logam pada

    cetakan logam dan interface cairan logam pada cetakan pasir. Diketahui bahwa

    penggunaan cetakan pasir memiliki keuntungan dalam kontrol laju pendinginan bila

    dibandingkan dengan penggunaan cetakan logam konvensional yang cenderung lebih

    cepat dan dapat menimbulkan beberapa kerugian pada produk hasil pengecorannya.

    Kemudian bila dilihat dari segi biaya, diketahui bahwa penggunaan pasir cetak akan

    membutuhkan modal awal (untuk die maupun perlengkapan penyokong) dan tenaga

    kerja yang lebih sedikit. Walaupun kapasitas produksinya lebih kecil namun,

    penggunaan metode sand casting amat cocok untuk industri manufaktur kecil.Karena

    keunggulan-keunggulan tersebut maka pasir lebih banyak digunakan untuk membuat

    cetakan dibandingkan dengan bahan lainnya. Data pada tahun 1991, di Michigan A.S,

    kurang lebih 1.000.000 ton pasir digunakan (dan direklamasi secara berulang) untuk

    menghasilkan produk logam dengan berat yang kurang lebih sama yaitu 1.000.000 ton

    (Rundman, Karl, B., Metal Casting, Dept. of Material Science and Engineering

    Michigan Tech. Univ.). Hal ini dapat dilihat pada Tabel 1.1 yang berisi perbandingan

    beberapa jenis cetakan logam beserta dengan biaya produksinya.

    Tabel 1.1. Berbagai jenis cetakan

  • Sifat-sifat Cetakan

    Terdapat beebrapa sifat yang diharapkan dimiliki oleh cetakan pasir yang akan dibuat.

    Sifat-sifat tersebut adalah sebagai berikut:

    1. Kuat

    Mampu menahan tekanan dan berat logam cair yang akan dituang ke cetakan dan

    tidak mudah ambruk bila dipindahkan.

    2. Permeabilitas yang baik.

    Cetakan harus mudah melewatkan gas dari dalam cetakan maupun gas-gas yang

    terlarut dalam logam cair, sehingga cacat-cacat tuangan akibat gas dapat

    dikurangi/dihindari.

    3. Flowability yang baik.

    Pasir mampu mengisi ruangan-ruangan dan cetakan dengan baik.

    4. Mempunyai distribusi pasir yang cocok.

    Berhubungan dengan ukuran dan distribusi butir dalam membentuk cetakan,

    bertujuan untuk mendapatkan permeabilitas yang diinginkan dan sifat permukaan yang

    baik (akurasi dimensi tinggi dan permukaannya halus).

    5. Sifat adhesif yang baik.

    Cetakan tidak mudah ambruk/terlepas dari dinding kup dan drag sebelum proses

    penuangan atau dapat juga disebut sebagai sifat pasir untuk melekat pada cetakan.

  • 6. Sifat kohesif

    Dengan adanya sifat kohesif diharapkan kekuatan mekanis pasir cetak semakin

    baik. Kekuatan mekanis yang berhubungan dengan sifat ini antara lain :

    Kekuatan basah, karena adanya kandungan air.

    Kekuatan kering, kekuatan tanpa kandungan air

    Kekuatan panas, kekuatan menahan ekspansi panas logam cair

    Kekuatan kimia, tidak mudah bereaksi dengan logam cair.

    Kekuatan terhadap temperatur tinggi.

    7. Sifat collapsibility

    Collapsibility merupakan sifat mampu ambruk/dapat dihancurkan dari cetakan

    (terutama untuk pasir inti). Diperlukan agar pasir mudah direklamasi dan dapat

    digunakan kembali

    8. Koefisien muai yang rendah

    Cetakan pasir harus mempunyai koefisien muai yang rendah, bertujuan agar

    tidak terjadi pemuaian yang berlebih ketika penuangan logam cair.

    Bentuk Dan Distribusi Pasir

    Bentuk butir pasir akan mempengaruhi flowability, permeabilitas dan sifat mekanis

    dari pasir dan cetakannya. Pasir berdasarkan bentuknya, digolongkan menjadi :

    1. Butir pasir bulat (Round), bentuk ini memiliki sifat mekanis yang baik.

    2. Butir pasir sebagian bersudut (Sub Angular)

    3. Butir pasir bersudut (Angular)

    4. Butir pasir kristal/tidak beraturan (Irreguler), mudah pecah.

  • Gambar 1.3. Berbagai jenis bentuk pasir cetak

    Selain dari variabel-variabel di atas, sifat pasir cetak juga sangat tergantung dari

    variabel-variabel seperti:

    1. Kadar bahan pengikat (binder)

    2. Kadar air

    3. Kadar bahan yang dapat terbakar

    4. Waktu pengadukan

    5. Temperatur pemanasan

    6. Distribusi pasir

    7. Lama cetakan dibuat hingga waktu tuang

    Tidak ada aturan mengenai distribusi pasir ideal yang terbaik dan cocok bagi

    semua aplikasi. Distribusi pasir yang dianggap baik berbeda-beda tergantung pada

    penggunaan cetakan pasir itu sendiri. Hal ini dikarenakan distribusi dan ukuran butir

    pasir memainkan peran yang amat penting dalam menentukan sifat kekuatan, kehalusan

    permukaan, dan permeabilitas dari cetakan pasir. Tata Surdia dalam bukunya Teknologi

    Pengecoran Logam, menjelaskan bahwa bentuk distribusi pasir yang mendekati ideal

    adalah ketika 2/3 dari keseluruhan jumlah pasir yang digunakan berada pada tiga (3)

    nomor sleeve yang berurutan. Referensi mengenai bentuk dan distribusi pasir tersedia

    pada literatur AFS Sand And Core Testing Handbook.

  • Gambar 1.4. Distribusi ukuran pasir

    cetak

    Bahan Pasir Cetak

    Bahan Pair Cetak:

    1. Pasir

    Silika (SiO2), digunakan di hampir seluruh pengecoran logam dengan pasir

    cetak

    Zirkon (ZrO2), umumnya digunakan sebagai facing-sand atau campuran dengan

    silika pada pengecoran baja.

    Chromit (FeO.Cr2O3), umumnya digunakan sebagai facing-sand atau campuran

    dengan silika pada pengecoran baja.

    2. Binder, yang umum digunakan adalah bentonit, tanah lempung, dan resin yang

    mampu meningkatkan plastisitas bila bertemu air. Adapun contoh lainnya adalah

    asam furan yang biasa digunakan pada skala industri yang akan membuat pasir

    terikat sangat baik sehingga tidak perlu dilakukan ramming

  • 3.Air

    4. Aditif

    Meningkatkan kehalusan permukaan coran : Coal-dust, Debu arang

    Meredam tegangan akibat pemuaian & meningkatkan permeabilitas : Serbuk

    gergaji, Tepung

    Meningkatkan Ketahanan panas : Zircon, Chromite

    Meningkatkan collapsibility : Molases (gula tetes) , Tepung, Srbuk gergaji

    Coating (meningkatkan kehalusan permukaan coran) : alumina & grafit

    Bahan pasir cetak yang umum digunakan adalah pasir silica. Namun,

    penggunaan bahan refraktori murah lainnya seperti chromite, olivine dan pasir karbon

    (kokas petroleum) juga sering digunakan untuk proses pengecoran spesial. Sementara

    bahan aditif lainnya seperti cereal atau tepung jagung yang digunakan untuk

    meningkatkan fluiditas dan kolapsibilitas dari pasir cetak juga umum digunakan

    bersamaan dengan bahan aditif lainnya, yaitu serbuk arang (coal) untuk meningkatkan

    kehalusan permukaan pasir cetak (Heine, Loper dan Rosenthal, Principles of Metal

    Casting, 1976). Kemudian zat yang berfungsi sebagai pengikat adalah bentonit, yang bila

    terkena air akan meningkat plastisitasnya dan mampu mengikat antara butir yang satu

    dengan yang lain.

    Terdapat suatu pengaruh yang dihasilkan oleh banyaknya kadar air yang digunakan

    terhadap kekuatan pasir cetak. Pada Gambar 1.5, dapat dilihat hubungan antara kedua zat

    tersebut:

    Gambar 1.5. Pengaruh kadar air terhadap kekuatan pasir cetak

  • Hal yang patut diperhatikan mengenai komposisi bentonit yang digunakan

    berdasarkan gambar di atas adalah:

    1. Bila kadar bentonit semakin tinggi maka permeabilitas akan makin turun.

    Kekuatan tekan kering makin naik dan kekuatan tekan basah naik.

    2. Bila kadar air semakin tinggi maka permeabilitas naik kekuatan tekan

    basah optimum pada kadar air 2,1 % kekuatan tekan kering akan naik

    Kadar air memiliki pengaruh yang kompleks pada sifat yang dimiliki pasir cetak.

    Selain mempengaruhi sifat plastisitas dari bentonit, kadar air juga akan

    mempengaruhi nilai permeabilitas dan densitas cetakan pasir.

    Gambar 1.6. Pengaruh kadar air terhadap sifat pasir cetak

  • 11

    11

    Pembuatan Inti (Core Sand)

    Inti atau core digunakan pada saat akan membuat suatu cetakan dengan bentuk

    berongga. Pada pembuatan inti, harus digunakan pasir baru yang akan dilapisi oleh

    resin sebanyak 2-3%, kemudian dikeringkan dengan menggunakan metode Hot Box.

    Dalam suatu proses ideal, pasir inti dapat digunakan berulang walaupun nilai reklamasinya

    kecil.

    Gambar 1.7. Inti cetakan

    1.3 Prosedur Percobaan

    1.3.1 Pengujian distribusi pasir

    Persiapan Sebelum Percobaan

    1. Kalibrasi timbangan

    2. Siapkan pasir baru, pastikan pasir yang digunakan benar-benar baru

    3. Saring pasir, pisahkan dari pasir kasar dan kotoran

  • 12

    12

    Proses Percobaan

    1. Timbang dan catat setiap mesh/ayakan yang akan digunakan

    2. Susun mesh-mesh tersebut pada mesin pengguncang

    3. Masukan pasir pada mesh yang paling atas, kemudian tutup. Periksa agar mesh

    yang digunakan sesuai dengan nomor sieve yang diijinkan.

    4. Mesh disusun mulai dari nomor sieve terkecil. Letakan pada bagian bawah

    5. Putar tombol mesin pengguncang kearah 1, dan lakukan pengujian selama 15

    menit

    6. Timbang dan catat berat pasir serta mesh/ayakan

    7. Selisih antara point 1 dan 5 merupakan berat pasir pada tiap mesh

    8. Hitung nilai GFN (nilai kehalusan butir) dengan persamaan berikut :

    Wn = berat pasir tiap ayakan

    Sn = nilai koefisien ayakan

    Setelah Percobaan

    1. Bersihkan setiap mesh dengan kompresor (pembersihan dilakukan dari bawah).

    2. Letakkan semua perlengkapan di tempatnya

    semula

  • 13

    13

    Gambar 1.8. Mesin pengguncang

    1.3.2 Percobaan Pengukuran Kadar Air

    Persiapan Sebelum Percobaan

    1. Kalibrasi timbangan

    2. Siapkan pasir baru, pastikan pasir yang digunakan benar-benar baru, saring

    3. Hitung komposisi bahan tambahan (bentonit, serbuk arang, molases dan lain-

    lain) yang akan dicampurkan dengan pasir.

    Proses Percobaan

    1. Timbang berat pasir dan komposisi lainnya sesuai dengan komposisi yang sudah

    ditentukan

    2. Campurkan dan aduk pasir dengan semua bahan tambahan, urutan penambahan

    campuran adalah: bentonit, serbuk arang dan molasses.

    3. Siapkan wadah pasir dan timbang berat awalnya

    4. Ambil campuran pasir dan timbang sebanyak 30 gram diatas wadah pasir

    5. Letakkan wadah tersebut didalam mesin infrared dryer

    6. Nyalakan mesin infrared dryer dengan menggerakkan indikator ke angka 1,

    nyalakan selama 15 menit

  • 14

    14

    7. Catat berat wadah pasir setelah proses percobaan dan hitung nilai berat pasir

    8. Hitung nilai % kadar air dengan cara mengurangi berat pasir pada awal

    percobaan dengan setelah percobaan

    Setelah Percobaan

    1. Bersihkan alat-alat yang digunakan dan pastikan alat infrared dryer dalam

    keadaan mati

    2. Letakkan semua perlengkapan di tempatnya semula

    Gambar 1.9 Alat pengukuran kadar air

    1.3.3 Percobaan Pengukuran Flowability

    Persiapan Sebelum Percobaan

    1. Kalibrasi timbangan

    2. Siapkan pasir baru, pastikan pasir yang digunakan benar-benar baru, saring

    3. Hitung komposisi bahan tambahan (bentonit, serbuk arang, molases dan lain-lain)

    yang akan dicampurkan dengan pasir

  • 15

    15

    Proses Pembuatan Sampel Percobaan

    1. Siapkan cetakan silinder dan alat rammer

    2. Campurkan semua bahan tambahan dengan pasir menjadi sebuah adonan pasir cetak

    3. Timbang adonan pasir cetak tersebut sebanyak 154 gram

    4. Masukkan adonan kedalam cetakan silinder dan padatkan dengan rammer

    5. Sampel yang digunakan pada percobaan ini adalah sebanyak 3 sampel yang

    kemudian akan digunakan untuk percobaan uji tekan

    Proses Percobaan

    1. Hitung ketinggian dari sampel yang telah di-ramming

    2. Tambahkan 0.3 mm ke hasil pengukuran tersebut

    3. Bandingkan hasil pengukuran dengan grafik tinggi sampel vs flowabilitas

    Setelah Percobaan

    1. Bersihkan alat-alat yang digunakan dan pastikan sampel tidak dalam keadaan rusak

    sehingga dapat digunakan untuk percobaan uji tekan

    2. Letakkan semua perlengkapan di tempatnya semula

    Gambar 1.10. Alat rammer

  • 16

    16

    1.3.4 Percobaan Pengukuran Permeabilitas

    Persiapan Sebelum Percobaan

    1. Kalibrasi timbangan

    2. Siapkan pasir baru, pastikan pasir yang digunakan benar-benar baru, saring

    3. Hitung komposisi bahan tambahan (bentonit, serbuk arang, molases dan lain-lain)

    yang akan dicampurkan dengan pasir

    4. Siapkan alat permeability meter

    Proses Pembuatan Sampel Percobaan

    1. Siapkan cetakan silinder dan alat rammer

    2. Campurkan semua bahan tambahan dengan pasir menjadi sebuah adonan pasir

    cetak

    3. Timbang adonan pasir cetak tersebut sebanyak 154 gram

    4. Masukkan adonan kedalam cetakan dan padatkan dengan rammer

    5. Sampel yang digunakan pada percobaan ini adalah sebanyak 2 sampel yaitu

    sampel basah dan sampel kering

    6. Sampel kering dibuat dengan mengeringkan sampel basah didalam oven

    dengan temperatur 200oC selama 30 menit

  • 17

    Proses Percobaan

    1. Hitung ketinggian dari sampel yang telah di-ramming, tinggi sampel standar

    adalah 50 mm

    2. Letakkan sampel didalam alat permeability meter (untuk sampel basah

    diletakkan bersama dengan cetakan rammer, sementara sampel kering

    diletakkan dengan wadah khusus dan dijepit dengan cara dipompa agar

    udara tidak melewati wadah tersebut)

    3. Pastikan posisi penunjuk pada alat menunjuk angka 0

    4. Tariklah tabung air sebanyak 200 cm3

    5. Putarlah tombol untuk memulai percobaan dimana gas mulai dilepaskan

    secara perlahan. Mulailah penghitungan waktu dengan menggunakan

    stopwatch

    6. Tutup lubang udara saat indikator menunjukkan nilai 2000, dan matikan

    stopwatch

    7. Catat nilai yang ditunjukkan skala bagian dalam dengan skala bagian luar

    dan waktu yang diperlukan (skala bagian dalam menunjukkan nilai tekanan

    dan skala bagian luar menunjukkan nilai permeabilitas)

    8. Hitung nilai permeabilitas dengan menggunakan persamaan berikut:

    Q= vol. udara yang

    dilewatkan l = panjang

    sample

    P = tekanan udara

    A = luas irisan sample = 19,63cm3

    T = waktu yang diperlukan

  • 18

    18

    9. Bandingkan nilai permeabilitas hasil percobaan dengan hasil penghitungan persamaan diatas.

    Setelah Percobaan

    1. Bersihkan alat-alat yang digunakan

    2. Letakkan semua perlengkapan di tempatnya

    semula

    Gambar 1.11. Alat uji permeabilitas pasir cetak

    1.3.5 Percobaan Uji Kekuatan Tekan

    Persiapan Sebelum Percobaan

    1. Kalibrasi timbangan

    2. Siapkan pasir baru, pastikan pasir yang digunakan benar-benar baru, saring

    3. Hitung komposisi bahan tambahan (bentonit, serbuk arang, molases dan lain-

    lain) yang akan dicampurkan dengan pasir

    4. Siapkan oven dan alat universal strength machine dan alas koran

  • 19

    19

    Proses Pembuatan Sampel Percobaan

    1. Siapkan cetakan silinder dan alat rammer

    2. Campurkan semua bahan tambahan dengan pasir menjadi sebuah adonan pasir

    cetak

    3. Timbang adonan pasir cetak tersebut sebanyak 154 gram

    4. Masukkan adonan kedalam cetakan dan padatkan dengan rammer

    5. Sampel yang digunakan pada percobaan ini adalah sebanyak 9 sampel yaitu 3

    buah sampel basah, 3 buah sampel holding dan 3 buah sampel kering

    6. Sampel kering dibuat dengan mengeringkan sampel basah didalam oven dengan

    temperatur 200oC selama 30 menit

    7. Sampel holding dibuat dengan cara mengeringkan sampel basah pada kondisi

    ruangan selama 24 jam (sampel ini akan diuji pada keesokan hari.

    8. Sampel basah untuk pengujian nilai green strength, sampel holding untuk

    pengujian holding strength, sementara sampel kering untuk dry strength.

    Proses Percobaan

    1. Setelah 9 sampel dibuat pisahkan menjadi 3 kelompok yaitu sampel basah,

    sampel holding dan sampel kering

    2. Masukkan kelompok sampel kering ke dalam oven dan pisahkan kelompok

    sampel holding

    3. Siapkan sampel basah pada holder di universal strength machine

    4. Pastikan magnet untuk indikator berada pada skala 0

    5. Siapkan kertas koran untuk alas pada bagian bawah universal strength

    machine

    6. Setelah itu nyalakan saklar alat, maka pengujian akan berlangsung dan

    berhenti secara otomatis

    7. Catat nilai yang ditunjukkan oleh indikator magnet pada skala

    8. Setelah 30 menit dikeringkan dalam oven, keluarkan sampel kering dan

    dinginkan selama 5 menit

    9. Ulangi langkah 3 7 untuk pengujian sampel kering

  • 20

    20

    10. Setelah 24 jam (keesokan harinya) lakukan langkah 3 - 7 untuk pengujian

    sampel holding

    11. Bandingkan hasil dari ketiga pengujian dan bandingkan pula dengan

    literatur

    Setelah Percobaan

    1. Bersihkan alat-alat yang digunakan

    2. Letakkan semua perlengkapan di tempatnya semula

    3. Pastikan universal strength machine dalam keadaan mati

    Gambar 1. 12 Alat Uji Kekuatan

    1.3.6 Percobaan Uji Kekuatan Geser

    Persiapan Sebelum Percobaan

    1. Kalibrasi timbangan

    2. Siapkan pasir baru, pastikan pasir yang digunakan benar-benar baru, saring

    3. Hitung komposisi bahan tambahan (bentonit, serbuk arang, molases dan lain-lain)

    yang akan dicampurkan dengan pasir

    4. Siapkan oven dan alat universal strength machine dan alas koran

    Proses Pembuatan Sampel Percobaan

  • 21

    21

    1. Siapkan cetakan silinder dan alat rammer

    2. Campurkan semua bahan tambahan dengan pasir menjadi sebuah adonan pasir

    cetak

    3. Timbang adonan pasir cetak tersebut sebanyak 154 gram

    4. Masukkan adonan kedalam cetakan dan padatkan dengan rammer

    5. Sampel yang digunakan pada percobaan ini adalah sebanyak 9 sampel yaitu 3

    buah sampel basah, 3 buah sampel holding dan 3 buah sampel kering

    6. Sampel kering dibuat dengan mengeringkan sampel basah didalam oven dengan

    temperatur 200oC selama 30 menit

    7. Sampel holding dibuat dengan cara mengeringkan sampel basah pada kondisi

    ruangan selama 24 jam (sampel ini akan diuji pada keesokan hari)

    8. Sampel basah untuk pengujian nilai green strength, sampel holding untuk

    pengujian holding strength, sementara sampel kering untuk dry strength.

    Proses Percobaan

    1. Setelah 9 sampel dibuat pisahkan menjadi 3 kelompok yaitu sampel basah, sampel

    holding dan sampel kering

    2. Masukkan kelompok sampel kering ke dalam oven dan pisahkan kelompok

    sampel holding

    3. Siapkan sampel basah pada holder di universal strength machine

    4. Pastikan magnet untuk indikator berada pada skala 0

    5. Siapkan kertas koran untuk alas pada bagian bawah universal strength

    machine

    6. Hidupkan saklar alat, maka pengujian akan berlangsung

    7. Pada pengujian kekuatan geser, pengujian tidak akan berhenti secara otomatis,

    maka saat sampel mulai retak dan hancur, segera tekan tombol merah pada alat

    8. Catat nilai yang ditunjukkan oleh indikator magnet pada skala

    9. Setelah 30 menit dikeringkan dalam oven, keluarkan sampel kering dan

    dinginkan selama 5 menit

    10. Ulangi langkah 3 8 untuk pengujian sampel kering

  • 22

    22

    11. Setelah 24 jam (keesokan harinya) lakukan langkah 3 - 8 untuk pengujian

    sampel holding

    12. Bandingkan hasil dari ketiga pengujian dan bandingkan pula dengan

    literatur.

    13. Bandingkan pula hasil nilai kekuatan geser dengan pengujian nilai kekuatan tekan.

    Setelah Percobaan

    1. Bersihkan alat-alat yang digunakan

    2. Letakkan semua perlengkapan di tempatnya semula

    3. Pastikan universal strength machine dalam keadaan mati

    Gambar 1.13. Oven pemanas

  • 23

    23

    1.4 Pembuatan Laporan

    1.4.1 Format laporan awal :

    a. Tujuan percobaan

    Pada bagian ini, praktikan diharapkan untuk mengetahui tujuan

    dari praktikum yang dilakukannya

    b. Dasar teori

    Bagian ini digunakan oleh praktikan untuk menjelaskan dasar teori

    yang berkaitan dengan proses pembuatan pasir cetak, seperti sifat-sifat dari

    pasir cetak dan bahan-bahan yang digunakan dalam proses pembuatannya

    c. Alat dan Bahan

    c.1 Alat-alat

    c.2 Bahan

    d. Flow chart diagram

    e. Literatur

    *) Setiap pernyataan yang ditulis dalam dasar teori harus didasarkan pada

    sumber yang jelas dan harus ditulis pada bagian referensi

    1.4.2 Format laporan akhir :

    a. Tujuan percobaan

    Pada bagian ini, praktikan diharapkan me-review kembali tujuan

    praktikum yang sudah mereka lakukan

    b. Grafik

    Segala hasil percobaan harus ditampilkan dalam bentuk grafik untuk

    mempermudah perbandingan dengan literature dan hasil percobaan

  • 24

    24

    kelompok lain yang memiliki variabel berbeda. Grafik yang

    ditampilkan adalah :

    i. Grafik hasil percobaan distribusi pasir (per sleeve)

    ii. Grafik berat kumulatif hasil percobaan distribusi pasir

    iii. Pengaruh kadar bentonit terhadap kekuatan tekan (kekuatan dry,

    holding dan green digabung dalam sebuah grafik perbandingan)

    iv. Pengaruh kadar bentonit terhadap kekuatan geser (kekuatan dry,

    holding dan green digabung dalam sebuah grafik perbandingan)

    v. Pengaruh kadar air terhadap kekuatan tekan dan geser

    (perbandingan dengan kelompok lain)

    vi. Pengaruh kadar bentonit terhadap flowabilitas

    vii. Pengaruh kadar bentonit terhadap permeabilitas

    c. Analisa

    Setiap hasil percobaan yang dilakukan oleh praktikan harus mereka

    analisa dan bandingkan dengan literatur maupun hasil dari kelompok

    lain yang berbeda variabel. Analisa yang diharapkan pada laporan akhir

    pasir cetak adalah :

    i. Analisa distribusi pasir cetak

    Praktikan menjelaskan hasil pengujian distribusi pasir yang

    dia lakukan, keidealannya untuk cetakan logam, sifat yang diharapkan

    terjadi dengan hasil tersebut

    ii. Analisa kadar bentonit dalam pasir cetak

    Dibuat dengan cara membandingkan hasil percobaan

    dengan literatur dan kelompok lain untuk menemukan nilai optimum

    bentonit dalam pembuatan pasir cetak

    iii. Sifat mekanis

    Melakukan perbandingan dengan kelompok lain dan analisa

    hal-hal yang menyebabkan adanya perbedaan sifat mekanis tersebut

  • 25

    25

    iv. Analisa akhir

    d. Literatur

    *) Setiap pernyataan yang ditulis dalam analisa harus didasarkan pada

    sumber yang jelas (sitasi) dan harus ditulis pada bagian referensi

    1.4.3 Layout laporan :

    Kertas A3

    1 Halaman dibagi 4 Kolom

    Font Times New Roman 10pt (Judul 16pt bold) Spasi 1

    Kertas laporan A3 harus penuh, tidak boleh ada space/berlebih!

  • 26

    26

    MODUL 2

    PENGECORAN LOGAM & ANALISA CACAT

    2.1 Tujuan Percobaan

    Setelah mengikuti praktikum pada modul ini mahasiswa

    diharapkan:

    1. Memahami perancangan sistem saluran dan penambah yang sesuai dengan

    dimensi logam yang akan dicor.

    2. Memahami cara-cara pembuatan cetakan pasir yang baik sesuai dengan

    rancangan pola yang ada.

    3. Memahami cara-cara pembuatan inti sesuai dengan bentuk benda cor.

    4. Memahami tahap-tahap persiapan dapur peleburan.

    5. Memahami tahap-tahap peleburan logam.

    6. Memahami cara penuangan logam cair ke dalam cetakan pasir yang

    telah dibuat.

    7. Memahami jenis-jenis cacat yang dapat terjadi pada logam serta cara-cara

    penaggulangannya.

    8. Memahami sifat-sifat logam hasil coran sesuai dengan kompoisi paduan

    yang digunakan

    2.2 Bentuk Praktikum

    Praktikan akan menjalani praktikum pengecoran logam dan kemudian mencoba

    membuat suatu presentasi untuk membahas keseluruhan proyek pengecoran yang telah

    d i l akukan dan mencoba menganalisa kekurangan atau cacat yang ada pada produk

    masing-masing.

  • 27

    27

    Praktikum ini dibagi menjadi tiga (3) tahapan yaitu :

    1. Pra praktikum

    Pada masa pra-praktikum, setiap kelompok diberikan suatu model produk yang

    harus mereka desain dan akan dicoba dibuat pada saat praktikum. Setiap

    kelompok akan diawasi oleh seorang asisten yang berfungsi sebagai tutor dan

    mencoba membantu praktikan dalam proses desain. Praktikan diwajibkan membuat

    desain secara manual (menggambar teknik), dengan bantuan software untuk

    mempermudah proses perhitungan (Solidwork) dan membuat model tiga

    dimensinya lewat pola kayu. Semua desain harus dilengkapi dengan gating system.

    2. Praktikum

    Pada saat praktikum, setiap kelompok akan mengubah desain pola kayu yang

    sudah dibuat menjadi sebuah cetakan pasir dan kemudian mengecornya dengan logam

    Aluminium. Pada saat praktikum, diharapkan praktikan dapat menerapkan ilmu yang

    didapat saat praktikum pembuatan pasir cetak sebelumnya. Pada akhir praktikum, tiap

    kelompok akan memiliki benda hasil proses pengecoran dan harus dianalisa.

    3. Presentasi hasil praktikum

    Pada saat presentasi hasil praktikum, setiap kelompok diwajibkan

    mempresentasikan produk yang telah dibuat, menjelaskan proses yang telah d i lalui

    untuk membuatnya, termasuk pada saat proses desain dan pembuatan pola. Kemudian

    dengan menunjukkan hasil pengecoran yang telah dibuat, tiap kelompok harus

    menjelaskan cacat-cacat produksi apa saja yang terdapat pada produk tersebut dan nilai

    efisiensi dari proses yang telah dilakukan. Lewat presentasi ini, praktikan diharapkan

  • 28

    28

    dapat mengambil kesimpulan tentang suatu proses yang telah dilewati dalam membuat

    suatu produk coran.

    2.6 Dasar Teori

    2.6.1 Definisi dan Pengertian

    Proses pengecoran adalah proses pembentukan suatu material khususnya logam

    dengan cara memasukan logam cair ke dalam cetakan berongga yang di lanjutkan

    dengan proses pendinginan logam tersebut.

    Proses Pengecoran memiliki beberapa keunggulan dan juga kekurangan dalam

    pembentukan material. Keunggulan dan kekurangan pada proses pengecoran sebagai

    berikut:

    Keunggulan Kekurangan

    Dapat membentuk logam dengan

    tingkat kerumitan tinggi

    Ketangguhan yang kurang baik di

    karenakan struktur dendritik yang

    terbentuk

    Tingkat presisi dari produk

    pengecoran yang ketat

    Resiko cacat yang terjadi cukup

    tinggi

    Dapat di produksi secara massal

    Perlu ketrampilan khusus pada proses

    foundry untuk mendapatkan benda

    cor yang baik dengan variabel :

    temperatur, komposisi, kondisi

    cetakan dan cairan logam disamping

    casting design

    Dapat menghasilkan produk yang

    berukuran besar

    Proses pengerjaan akhir yang mudah

    dan minimum sehingga dapat

    menghemat waktu dan biaya

  • 29

    29

    2.6.2 Faktor Proses Pengecoran

    Ada beberapa faktor dalam proses pengecoran yang mempengaruhi hasil produk.

    Fakor tersebut antara lain:

    1. Proses Heating and Pouring

    Proses heating adalah proses yang cukup penting di dalam pengecoran. Jumlah panas

    yang di butuhkan harus memenuhi beberapa aspek, antara lain:

    - Panas yang di butuhkan untuk mencapai temperatur leleh

    - Panas yang di butuhkan untuk proses fusion

    - Panas yang di butuhkan untuk mencapai temperatur penuangan

    Proses penuangan harus berada pada temperatur di atas leleh agar mencegah proses

    pendinginan dini pada material yang ingin di cor. Ada beberapa aspek yang harus di

    perhatikan pada proses penuangan, seperti temperatur penuangan, laju penuangan dan

    juga turbulensi yang terjadi.

    2. Fluiditas

    Pada proses penuangan berkaitan erat deengan fluiditas dari material cor. Hal yang

    mempengaruhi fluditas sebagai berikut:

    - Temperatur Penuangan

    - Viskositas

    - Komposisi logam

    - Heat transfer

  • 30

    30

    Pada proses penuangan, variabel waktu menjadi aspek penting karena berkaitan

    langsung dengan solidifikasi. Untuk menghitung waktu optimum di butuhkan rumus

    sebagai berikut:

    3. Solidifikasi dan Pendinginan

    Pada proses pendinginan adalah proses rentan akan cacat seperti shrinkage, porositas

    dan juga crack yang terjadi. Maka dari itu di butuhkan pengetahuan akan waktu dan

    proses pada solidifikasi.

    Gambar. Grafik solidifikasi

  • 31

    31

    Dari proses tersebut dapat disimpulkan bahwa proses pendinginan berkaitan dengan

    perubahan fasa yang terjadi dan adanya pendinginan fasa liquid sebelum terjadi

    pembekuan pada fasa solid solution. Dan dari grafik tersebut dapat di lihat bahwa

    variabel waktu dan temperatur merupakan hal paling penting dalam proses

    pendinginan. Dalam menentukan waktu dapat di hitung melalui Chvorinov Rule.

    Shrinkage dalam pengecoran terjadi pada proses pendiginan. Shrinkage pada

    pengecoran hampir pasti terjadi, maka dari itu terjadinya shrinkage harus di atur.

    Dalam proses pengaturan shrinkage dapat di atur melalui riser, dan juga chiller yang

    di berikan.

    Dalam simulasi pengecoran untuk mengurangi shrinkage dan juga aliran logam yang

    masuk dalam kecepatan optimal dapat menggunakan perangkat lunak yang di

    namakan Z-Cast.

    2.6.3 Z Cast

    Z-Cast adalah sebuah perangkat lunak yang dapat melakukan simulasi casting design

    secara permodelan, flow simulation, solidification, dan shrinkage. Untuk tahapan

    proses di jelaskan pada flowchart di bawah ini:

    Gambar. Diagram alir Z-Cast

  • 32

    32

    1. Pre-Modeling

    Pada tahap pre modelling di buat secara 3D dengan Solidwork, Auto CAD, dll. Model

    yang di buat harus memenuhi bagian dari casting design dan komponen yang perlu di

    tambahkan seperti riser, chiller atau ingates yang di butuhkan.

    2.Flow Simulation

    Pada tahap ini dapat dilakukan simulasi dari parameter aliran logam pada casting

    desain. Parameter yang di uji seperti viskositas, heat transfer, dan juga transfer massa

    pada komponen casting desain.

    3. Solidification

    Pada proses solidifikasi dapat di lihat bahwa proses pendinginan dari indikator warna

    yang di hasilkan. Hal ini dapat di gunakan untuk mengetahui seberapa besar shrinkage

    yang terjadi pada casting design yang di buat. Indikator warna biru menadakan

    pendinginan yang terjadi dan warna merah merupakan indikator belum terjadi

    pendinginan.

    2.7 Casting Design

    Gating system pada pengecoran logam

    Gambar 2.2. Gating System

  • 33

    33

    Contoh gating system pada suatu produk

    2 1 2

    3

    4 5

    Gambar 2.3. Gating System pada sebuah produk cor

  • 34

    34

    Keterangan :

    1. Sprue, merupakan saluran vertikal (torus) sebagai tempat masuk logam cair,

    yang didesign agar tidak terjadi turbulensi.

    2. Riser, merupakan saluran yang digunakan untuk penambah /menyuplai logam

    cair agar tidak terjadi shrinkage pada hasil coran selain itu riser juga berfungsi

    sebagai tempat keluar gas dan slag.

    3. Runner, saluran penghubung Sprue dan Ingate, berbentuk trapesium. Pada

    runner ini dibuat lebih panjang dari semestinya agar kotoran bisa terkumpul

    pada bagian ujung.

    4. Sprue Base, coakan yang terdapat pada bagian bawah sprue untuk mencagah

    terjadinya turbulensi logam cair saat di tuang.

    5. Bendacor

    PERHITUNGAN GATING SYSTEM

    Keterangan:

    IA = Ingate area (Luas ingate)

    W = berat total (Al + riser + gating

    system)

    = massa jenis Al (2,7

    gr/cm3) t = waktu tuang (detik) f = kecepatan (0,3) (hm)1/2 = tekanan metallostatic

  • 35

    35

    Catatan :

    M(riser) : M(gating system) = 20% : 10% (dari massa

    Al produk) Perbandingan IA : Runner :

    Sprue

    1:4:4

    hm = metallostatic pressure height, yaitu tekanan yang diakibatkan dari

    ketinggian suatu material fliuida.

    Ingate in the middle of mold

    a

    b=c

    c b hm = a c/8

    a

    Ingate on mould top

    c b=0

    hm = a

    Ingate at mould bottom

    b=c

    c a hm = a c/2

  • 36

    36

    A d b

    R

    E

    A h

    2

    Cm

    a

    Sprue Sprue atas bawah

    (d) (d)

    1 runner

    a b h

    2 runner

    a b h 1 11 8 10 8 12 7 6 8

    2 16 11 15 11 16 10 8 12

    3 20 14 17 14 20 12 10 14

    4 23 16 19 16 23 13 11 16

    5 25 18 21 17 25 15 12 18

    6 28 20 23 19 28 17 14 20

    7 30 21 25 21 30 18 15 22

    8 32 23 27 22 32 19 16 23

    9 34 24 29 24 35 20 17 24

    10 36 25 30 25 36 21 17 25

    11 37 26 32 27 38 22 18 26

    12 39 28 33 27 40 23 19 28

    13 41 29 34 28 41 24 20 29

    14 42 30 36 30 43 25 21 30

    15 44 31 37 31 44 26 22 31

    16 45 32 38 32 46 27 22 32

    17 47 33 39 32 47 28 23 34

    18 48 34 40 33 48 29 24 35

    19 49 35 42 35 50 29 24 35

    20 50 36 43 36 52 30 25 36

    21 52 37 44 37 53 31 26 37

    22 53 37 45 37 54 32 27 38

    23 54 38 46 38 55 32 27 38

    24 55 39 47 39 56 33 27 40

    25 56 40 48 40 58 34 28 41

    GATING ELEMENT CROSS-

    SECTION (mm) Tabel 2.1.

    Runner & Sprue

  • 37

    37

    Tabel 2.2. Rectangular ingate

    A

    R

    E

    A

    2

    cm

    Rectangular

    ingate b

    a

    1 ingate 2 ingate

    3 ingate

    a b A b a B 1 19 5 13 4 11 3 2 26 8 19 5 15 4 3 32 9 23 7 19 5 4 37 11 26 8 22 6 5 42 12 30 8 24 7 6 46 13 32 9 26 8 7 49 14 35 10 29 8 8 53 15 37 11 31 9 9 56 16 37 12 32 9

    10 63 16 42 12 34 10 11 69 16 42 13 36 10 12 75 16 46 13 37 11 13 81 16 46 14 39 11 14 88 16 49 14 40 12 15 94 16 51 15 42 12 16 100 16 53 15 43 12 17 106 16 55 16 45 13 18 113 16 56 16 46 13 19 119 16 60 16 47 13 20 125 16 63 16 48 14

  • 38

    38

    Tabel 2.3. Triangular ingate

    A

    R

    E

    A

    2

    cm

    Triangular

    ingate h

    1 ingate 2 ingate

    a

    3 ingate

    a h a h a h 1 14 14 10 10 8 8 2 20 20 14 14 12 12 3 24 24 17 17 14 14 4 28 28 20 20 16 16 5 32 32 22 22 18 18 6 35 35 24 24 20 20 7 37 37 26 26 22 22 8 40 40 28 28 23 23 9 42 42 30 30 24 24

    10 45 45 32 32 26 26 11 47 47 33 33 27 27 12 49 49 35 35 28 28 13 51 51 36 36 29 29 14 53 53 37 37 31 31 15 55 55 39 39 32 32 16 57 57 40 40 33 33 17 58 58 41 41 34 34 18 60 60 42 42 35 35 19 62 62 44 44 36 36 20 63 63 45 45 37 37

  • 33

    33

    H

    D

    45

    Tabel 2.4. Riser

    Riser Dimensions (mm)

    weight D d H Kg

    27 18 40 0,16

    32 22 48 0,27

    38 25 56 0,44

    43 29 64 0,66

    48 32 72 0,94

    54 36 88 1,28

    59 40 88 1,61

    64 43 100 2,22

    70 47 104 2,82

    75 51 120 3,51

    80 54 120 4,32

    85 58 128 5,26

    91 62 136 6,27

    96 65 144 7,20

    102

    107

    69

    72

    152

    160

    8,64

    10,08

    H

  • 34

    34

    2.8 Cacat Pengecoran

    Jenis Cacat Deskripsi Mitigasi

    Misrun

    Logam cor mengeras

    sebelum mengisi keseluruhan

    cetakan. Hal ini di karenakan

    temperatur penuangan

    rendah, waktu penuangan

    terlalu lama

    Temperatur penuangan di

    atur diatas temperatur leleh.

    Dan waktu penuangan yang

    optimal

    Cold Shut

    Di karenakan gagalnya

    proses fusion di karenakan

    ingate yang tidak optimal.

    Sehingga menyebabkan

    aliran dari 2 ingate yang

    berbeda tidak bercampur

    peletakkan dan jumlah

    ingates pada casting design

    harus di lakukan secara

    optimal. Dan aliran logam

    yang memiliki fluiditas yang

    baik

    Inklusi

    Penyebabnya adalah Logam

    cair dari paduan

    aluminium mudah

    teroksidasi. Oksida yang

    terbentuk di sebut dross.

    Selain itu, cacat inklusi dapat

    membentuk intermetallic

    compund

    1. Di karenakan

    meningkatnya temperatur

    logam cair dan waktu holding

    yang terlalu

    lama. Maka temperatur

    holding harus dijaga

    2. Pemakaian scrap

    tidakboleh terlalu banyak.

    3. Kelembaban udara di

    jaga. 4.

    pengadukan laddle tidak

    boleh terlalu dalam

  • 35

    35

    Srinkage

    Voids dan crack yang terjadi

    pada saat pendinginan di

    sebabkan oleh perbedaan laju

    pendinginan

    1. Usahakan pembekuan

    serentak, baik bagian yang

    lebih tebal atau yang lebih

    tipis

    2. Penggunaan chiller yang

    dimaksudkan agar terjadi

    pembekuan terarah

    3. Fungsikan Riser

    (penambah) secara efektif

    4. Logam cair sebersih

    mungkin

    Inklusi dapat menyebabkan

    pembekuan menjadi tak

    terarah

    Inklusi menyebabkan

    tempat berkumpulnya gas

    Porositas

    Voids yang terbentuk di

    karenakan masih lembabnya

    cetakan cor. Dan juga proses

    pendinginan terlalu cepat

    sehingga ada air entrapment

    1. Cetakan sebelum di

    gunakan harus di bakar

    terlebih dulu 2.

    kelembapan udara di jaga

    3. pendinginan yang merata

    4. komposisi logam cor harus

    optimal

    Hot Tears

    1. Selama Pendinginan terjadi

    penyusutan 3.5 8.5%

    2. Terjadi banyak kontraksi

    kecil selama pendinginan

    lanjut ke T

    Kamar.

    3. Tearing/ Hot Cracking

    terjadi selama solidifikasi

    jika sejumlah

    besar shrinkage terjadi

    1. Alloy Selection

    2. Part & Mold Design

    (Hindari bentuk bersudut dan

    runcing)

    3. Grain Refinement

    (equiaxed grain structure,

    fine grain size

    mengurangi stress conc

    akibat grain boundary

    effects)

  • 36

    36

    Gambar. Ilustrasi cacat dalam pengecoran

    2.5 Alat dan Bahan

    2.4.1. Alat-Alat:

    Baskom Timbangan Mangkuk Gelas ukur Rammer

    Mixe

    r

    Cangkul Linggis Kuas Kompresor

    Thermocoupl

    e

    Gerinda

    Sarung

    Tangan

    Flask

    Masker

    Kacamata

    Ladel

    Burner

    Dapur

    Krusibel

    Dapu

    r

    induk

    si

    2.4.2. Bahan :

    Pasir silika Ai

    r

    Logam Al Fluk

    s Pasir resin Gula tetes Logam Cu Degasser

    Bentonit/cla

    y

    Minyak tanah

    Serbuk arang

    Therm

    al

    coatin

    g

  • 37

    37

    2.5 Prosedur Percobaan

    Untuk menjaga keamanan dan keselamatan selama proses praktikum

    pengecoran logam, semua pihak yang terlibat didalamnya baik praktikan maupun

    asisten wajib menggunakan perlengkapan pelindung personal untuk mencegah hal

    yang tidak diinginkan.

    2.5.1. Perancangan Pola dan Sistem Saluran (sebelum praktikum)

    a) Buat desain benda yang akan dicor berikut sistem salurannya

    b) Ukur dan perhitungkan dimensi serta berat benda cor yang akan dibuat (untuk

    memudahkan proses pembuatan dimensi praktikan diwajibkan membuat desain

    dengan bantuan software Solidwork dan menunjukkan hasilnya pada asisten)

    c) Buat pola dari kayu yang baik berikut sistem salurannya.

  • 38

    38

    2.5.2 Persiapan Pasir Cetak

    Facing Sand

    1. Periksa semua peralatan, apakah dalam keadaan baik. Jika tidak, maka diperbaiki

    dahulu kemudian diinventarisasi.

    2. Periksa semua pola yang akan digunakan, apakah sudah lengkap atau belum.

    3. Periksa bahan-bahan yang akan digunakan, apakah sudah cukup atau belum.

    4. Timbang pasir muka dan bahan aditif sesuai dengan komposisi yang ditentukan

    sebelumnya seberat 4 kg

    5. Kemudian aduk semua bahan aditif lalu tambahkan air hingga merata.

    6. Jika pasir telah siap, campuran pasir tersebut dikeluarkan untuk pembuatan

    cetakan

  • 39

    39

    Backing Sand

    1. Untuk pembuatan pasir pendukung, masukkan pasir silika lama (hasil reklamasi) ke

    dalam mixer

    2. Aduk hingga halus, lalu tambahkan air secukupnya. Aduk c a m p u r a n p a s i r d a n

    a i r hingga homogen dan kekuatannya layak untuk digunakan (gunakan parameter

    keliatan pasir tersebut)

    3. Keluarkan pasir dari mixer

    Pembuatan Core (Jika Produk Memiliki Rongga)

    1. Siapkan cetakan inti, ikat kuat dengan kawat.

    2. Masukkan pasir resin ke dalam cetakan inti sambil dipadatkan

    3. Masukkan cetakan inti berisi pasir resin tersebut ke dalam oven lalu panaskan selama

    30 menit.

    4. Keluarkan inti dari kotak inti dan dinginkan

    5. Lapisi inti dengan coating lalu panaskan dengan api.

    6. Inti siap untuk digunakan.

    2.5.3. Pembuatan Cetakan

    1. Siapkan flask dan pisahkan antara cup dan drag, letakkan drag dengan posisi

    terbalik pada alas yang rata dan taburkan tepung kanji/bedak.

    2. Atur posisi pola pada tengah cetakan dan taburi dengan tepung kanji/bedak.

    3. Bagi pasir muka menjadi dua bagian yang sama beratnya.

    4. Tutupi pola dengan salah satu bagian pasir muka tadi dan padatkan terutama pada

    bagian pola yang menyempit.

    5. Lakukan pemadatan pasir muka hingga padat dan merata

    6. Buat guratan pada pasir muka lalu tambahkan pasir pendukung

    7. Isi drag hingga penuh sambil terus dipadatkan dengan rammer dan membuat

    guratan sebelum menambahkan lapisan pasir lain.

    8. Balik drag lalu pasang cup pada posisi yang tepat

  • 40

    40

    9. Pasang belahan pola (jika menggunakan pola belah), gating system, dan riser pada

    tempatnya lalu taburkan kanji/bedak.

    10. Tutup pola dengan sisa pasir muka yang telah dibagi tadi lalu padatkan

    11. Buat guratan pada pasir muka dan tambahkan pasir pendukung hingga cup

    terisi penuh sambil terus dipadatkan dengan rammer.

    12. Pisahkan cup dan drag dengan hati-hati agar pasir tidak rontok dengan

    posisi pola menghadap ke atas.

    13. Lepaskan pola dari cetakan dengan hati-hati dengan terlebih dahulu

    mengetuk perlahan pola hingga terlepas dari cetakan. Setelah itu, angkat pola

    dengan baut.

    14. Perbaiki bagian cetakan yang rusak dengan pasir repairing, yaitu pasir

    muka dengan komposisi gula tetes yang lebih banyak.

    15. Balikkan cup dan drag lalu buat pouring basin.

    16. Bersihkan cetakan dengan kuas

    17. Lakukan coating

    18. Panaskan cetakan dengan api hingga BENAR-BENAR KERING

    19. Letakkan inti (jika ada), kemudian bersihkan kembali dengan kuas

    20. Pasang cup dan drag lalu eratkan dengan kawat.

    2.5.4. Bahan baku

    Bahan baku dapur krusibel

    1. Bahan baku peleburan adalah logam alumunium dan paduannya (Cu atau Mg).

    2. Siapkan dan timbang bahan baku dengan komposisi yang diminta dan sesuai kapasitas

    dapur

    3. Pastikan bahan baku berada dalam keadaan benar benar kering dan bersih.

    4. Siapkan dan timbang bahan fluxing dan degassing sesuai dengan jumlah logam yang akan

    dilebur.

  • 41

    41

    Bahan baku dapur induksi

    1. Bahan baku peleburan adalah logam besi atau temabaga dan paduanya

    2. Siapkan dan timbang bahan baku dengan kompsisi yang diminta dan sesuai kapasitas

    dapur

    3. Pastikan bahan baku berada dalam keadaan benar benar kering dan bersih.

    4. Siapkan dan timbang bahan fluxing dan degassing sesuai dengan jumlah logam yang akan

    dilebur.

    2.5.5 Persiapan Dapur

    1. Periksa dapur apakah dalam keadaan bersih dan baik, jika tidak harus diperbaiki

    dan dibersihkan dahulu

    2. Jika menggunakan dapur krusibel, periksa bahan bakar yang tersedia minimal

    tersedia dari kapasitas maksimal untuk satu kali pelelehan.

    3. Jika memungkinkan, bersihkan dapur dari sisa sisa peleburan sebelumnya tanpa

    merusak refraktorinya.

    4. Untuk dapur induksi, harus diketahui riwayat penggunaan sebelumnya. Jika bahan

    yang dilebur berbeda dari sebelumnya, maka dapur harus dibersihkan dahulu

    dengan melebur scrap kuningan.

    5. Periksa dan persiapkan alat bantu lainnya seperti penjepit dan pengangkat kowi,

    pengangkat slag, plunger, pengaduk dan cetakan ingot.

    6. Periksa bahan baku, bahan aditif, d a n paduan. Setelah itu, timbang k e t i g a

    b a h a n t e r s e b u t sesuai dengan material balance dan kebutuhan dari cetakan

    dan kemudian ditambah 10%. Bahan baku harus bersih dan kering untuk

    menghindari adanya ledakan saat umpan dimasukan kedalam dapur, timbangan juga

    harus dikalibrasi terlebih dahulu.

  • 42

    42

    2.5.6 Peleburan

    Peleburan dengan dapur krusibel

    1. Lapisi ladle dengan thermal coat

    2. Masukkan kowi ke dalam dapur dan masukan umpan kedalam kowi.

    3. Nyalakan dapur dan biarkan krusibel terbakar hingga berwarna kemerahan.

    4. Panaskan ladle dengan membakar briket batu bara.

    5. Lakukan preheating umpan lainya.

    6. Setelah agak mencair, masukan umpan yang sudah dipreheating sebelumnya

    7. Perhatikan proses peleburan umpan, jangan sampai ada yang keluar dari kowi.

    8. Setelah semua umpan mencair, kecilkan dapur dan lakukan pemaduan kemudian aduk

    agar homogen.

    9. Panaskan kembali dapur hingga temperatur super heating.

    10. Matikan dapur dan lakukan fluxing dan degassing.

    11. Angkat slag yang terbentuk

    12. Panaskan kembali dapur.

    13. Periksa temperatur logam cair dengan thermocouple jika telah mencapai temperatur

    tuang, matikan dapur dan lakukan tapping.

    14. Proses tambahan sebagai variabel seperti degassing, dan pemberian cover flux

    disesuaikan

  • 43

    43

    Peleburan dengan dapur induksi

    1. Lapisi ladle dengan thermal coat

    2. Masukan umpan hingga 2/3 dari kapasitas dapur.

    3. Nyalakan dapur dan naikan levelnya sesuai dengan manualnya.

    4. Panaskan ladle dengan membakar briket batu bara.

    5. Lakukan preheating umpan lainnya.

    6. Setelah agak mencair, masukan umpan yang tersisa

    7. Perhatikan proses peleburan umpan, jangan sampai ada yang keluar dari dapur.

    8. Setelah semua umpan mencair, kecilkan dapur dan lakukan pemaduan (jika melalui

    pemaduan) kemudian aduk agar homogen.

    9. Panaskan kembali dapur hingga temperatur super heating.

    10. Matikan dapur dan lakukan fluxing.

    11. Angkat slag yang terbentuk.

    12. Panaskan kembali dapur.

    13. Periksa temperatur logam cair dengan menggunakan thermocouple, jika telah

    mencapai temperatur tuang, kecilkan dapur.

    2.5.7 Penuangan

    Penuangan dari dapur krusibel

    1. Atur posisi pengangkat kowi, ladle dan cetakan

    2. Buka penutup dapur dan keluarkan kowi

    3. Tuang logam cair dari kowi ke ladle.

    4. Tuang logam cair ke pouring basin cetakan.

    5. Jika memungkinkan, bakar gas yang keluar dari cetakan.

    6. Hentikan penuangan jika cetakan telah penuh.

    7. Lakukan penuangan untuk cetakan yang lain.

    8. Jika temperatur logam cair lebih rendah dari temperatur tuang, kembalikan logam cair

    dan panaskan kembali.

    9. Buang logam cair yang tersisa ke cetakan ingot.

    10. Balikan ladle dan bersihkan dari sisa sisa peleburan.

  • 44

    44

    Penuangan dengan dapur induksi

    1. Atur posisi ladle dan cetakan

    2. Letakkan ladle di bawah corong dapur

    3. Miringkan dapur dan tuang logam cair ke ladle.

    4. Lakukan fluxing dan buang slag yang terbentuk

    5. Tuang logam cair ke pouring basin cetakan.

    6. Jika memungkinkan, bakar gas yang keluar dari cetakan.

    7. Hentikan penuangan jika cetakan penuh

    8. Lakukan penuangan untuk cetakan yang lain

    9. Jika temperatur logam cair lebih rendah dari temperatur tuang, balikan logam cair

    ke dapur dan panaskan kembali

    10. Buang logam cair yang tersisa ke cetakan ingot.

    11. Balikan ladle dan bersihkan dari sisa peleburan.

    2.5.8 Pembongkaran cetakan

    1. Pindahkan cup dan drag ke daerah di luar laboratorium

    2. Hancurkan pasir

    3. Bersihkan produk

    4. Dinginkan produk hasil pengecoran logam

    2.5.9 Pemeriksaan benda coran

    1. Timbang benda beserta dengan gating system

    2. Potong gating system dari benda coran

    3. Timbang kembali benda coran

    4. Hitung nilai yield benda coran dan efisiensi proses

    pengecoran

  • 45

    45

    2.5.10 Praktikum selesai

    1. Periksa semua peralatan yang digunakan dan sesuaikan dengan inventaris yang telah

    dibuat. Jika tidak sesuai, maka menjadi tanggung jawab praktikan untuk

    mencocokkannya.

    2. Bersihkan semua peralatan dan ruangan dari sisa-sisa sampah dan buang pada

    tempatnya.

    2.6 Variabel Percobaan Dan Pola

    Pada praktikum ini, yang dijadikan sebagai variabel dan pembeda bagi tiap kelompok

    adalah desain pola dan perlakuan pada saat peleburan maupun penuangan logam Aluminium.

    Desain dari tiap kelompok yang berbeda tingkat kompleksitas bentuknya akan mempengaruhi

    bentuk pola yang digunakan. Tingkat kompleksitas dan kesulitan dari tiap produk memang

    sedikit berbeda, namun hal ini tidak mempengaruhi penilaian, karena yang dinilai pada

    praktikum kali ini adalah keseriusan mereka selama proses desain dan pengecoran serta

    pemahaman mereka saat presentasi.

    2.7 Format Laporan Praktikum

    Format kertas yang digunakan dalam pembuatan laporan untuk praktikum adalah

    dengan menggunakan kertas berukuran A3 (bolak balik). Jumlah halaman tidak dibatasi

    namun diharapkan tidak lebih dari 1 lembar.

  • 46

    46

    2.7.1 Format laporan awal:

    a. Tujuan percobaan

    Pada bagian ini, praktikan diharapkan mengetahui tujuan dari praktikum yang

    dilakukannya

    b. Dasar teori

    Bagian ini digunakan oleh praktikan untuk menjelaskan dasar teori yang berkaitan

    dengan proses pengecoran logam dan produk yang dihasilkan. Bagian ini terdiri atas

    tiga (3) bahasan utama yaitu:

    i. Proses peleburan Aluminium

    ii. Proses pembekuan (solidification)

    iii. Cacat pada produk pengecora

    c. Alat dan Bahan

    c.1 Alat-alat

    c.2 Bahan

    d. Flow chart diagram

    e. Literatur

    *) Setiap pernyataan yang ditulis dalam dasar teori harus didasarkan pada sumber

    yang jelas (sitasi) dan harus ditulis pada bagian referensi

    2.7.2 Format laporan akhir :

    a. Tujuan percobaan

    Pada bagian ini, praktikan diharapkan me-review kembali tujuan praktikum yang

    sudah mereka lakukan

  • 47

    47

    b. Data dan gambar benda cor

    Bagian ini berisikan data mengenai proses pengecoran yang dilakukan seperti

    temperatur penuangan, lamanya waktu penuangan (pouring time), logam paduan

    yang digunakan dan lainnya. Bagian ini juga dilengkapi dengan sebuah foto dari benda

    cor yang dihasilkan.

    c. Analisa

    Setiap hasil percobaan yang dilakukan oleh praktikan harus dianalisa dan

    dibandingkan dengan literatur maupun hasil dari kelompok lain yang berbeda

    variabel. Analisa yang diharapkan dituliskan pada laporan akhir praktikum

    pengecoran logam adalah:

    i. Proses pembuatan cetakan pasir

    Praktikan harus menjelaskan proses saat mengubah pola yang dimiliki

    menjadi sebuah cetakan pasir yang dapat digunakan untuk pengecoran

    logam

    ii. Proses peleburan

    Beberapa variabel seperti penggunaan cover flux, alloying, dan degasser

    yang digunakan pada saat peleburan harus dijelaskan. Oleh karena itu,

    praktikan harus dapat mengerti jalannya peleburan dan guna dari masing-

    masing tahapan yang dilakukan

    iii. Teori pembekuan

    Salah satu tujuan utama dari adanya penggunaan gating system adalah

    untuk menciptakan suatu proses direct solidification, karenanya praktikan

    harus mengerti tentang teori pembekuan dan pembekuan yang sebenarnya

    terjadi pada hasil praktikumnya

    iv. Diagram fasa Al-Mg

    v. Diagram fasa Al-Mg-Si

  • 48

    48

    vi. Mekanisme pengguatan alloying

    Pada praktikum digunakan variabel paduan, walaupun tidak dilakukan

    proses pengujian mekanis pada produk hasil coran, diharapkan praktikan

    dapat mengerti fungsi dari pemaduan logam dan pengaruhnya pada proses

    pengecoran

    vii. Kelarutan hidrogen pada benda cor

    Cacat yang paling sering terjadi pada benda cor Aluminium adalah blow

    dan gas hole. Oleh karena itu, praktikan harus dapat menjelaskan mengenai

    mekanisme terjadinya hal tersebut dan dihubungkan dengan tingkat

    kelarutan hidrogen pada logam Aluminium cair

    viii. Perhitungan yield pada benda cor

    Perhitungan yield pada benda hasil cor digunakan untuk mengetahui

    nilai efisiensi dari proses pengecoran yang dilakukan dan akan berkaitan

    dengan proses pembahasan berikutnya mengenai cacat-cacat yang terjadi

    pada produk hasil pengecoran

    ix. Cacat yang terjadi pada benda cor

    Pada bagian ini, praktikan diharapkan dapat memahami dan mengerti

    tentang cacat-cacat yang terjadi, penyebabnya dan cara

    penanggulangannya

    d. Literatur

    Setiap pernyataan yang ditulis dalam analisa harus didasarkan pada sumber yang jelas

    dan harus ditulis pada bagian referensi

  • 49

    49

    2.7.3 Layout laporan :

  • DAFTAR PUSTAKA

    1. AFS Sand And Core Testing Handbook

    2. Heine, Loper dan Rosenthal, Principles of Metal Casting, 1976

    3. Rundman, Karl, B., Metal Casting, Dept. of Material Science and

    Engineering Michigan Tech. Univ

    4. Suharno, Bambang., Diktat kuliah Pengecoran Logam, Departemen Metalurgi

    dan Material Fakultas Teknik Universitas Indonesia, 2006

    5. John Gruzleski and Bernard Closset. 1990. The Treatment of

    LiquidAluminium- Silicon Alloys. American Foundrymens Society Inc, USA

    6. Stefanescu, D.M. 1988, Metals Handbook Ninth Edition Volume 15 Casting,

    ASM International. Ohio

    7. Jorstad, J.L. and Rasmussen, W.M. 1993. Aluminum Casting Technology

    2nd

    Edition. American Foundrymens Society. Illionis


Recommended