PRAKTIKUM PEMBENTUKAN LOGAM MODUL PRAKTIKUM
Pasir Cetak dan Pengecoran
DEPARTEMEN DEPARTEMEN TEKNIK METAL URGI URGI DAN MATERIAL
UNIVERSITA UNIVERSITAS S INDONESIA INDONESIA 2012
KATA PENGANTAR
Modul praktikum pengecoran logam ini disusun untuk lebih melengkapi pedoman kegiatan praktikum praktikum yang yang selama selama ini telah berjalan dengan baik. baik. P ada modul praktikum kali ini terdapat modul praktikum yaitu modul pengujian fluiditas cairan logam, melengkapi modul yang terdahulu yaitu modul pasir cetak dan modul pengecoran logam dan analisa cacat. Atas tersusunnya modul praktikum ini, penyusun ingin mengucapkan banyak terima kasih kepada sem semua ua asisten asis ten Laboratorium Metalurgi Proses Proses Departemen Metalurgi dan Material FTUI atas bantuan serta kerjasama yang diberikan selama proses berjalannya praktikum pasir cetak dan pengecoran logam ini. Semoga modul praktikum ini dapat memberikan pedoman bagi mahasiswa untuk dapat mempersiapkan serta melakukan praktikum pengecoran logam dengan lebih baik lagi.
Depok, November 2007 Penyusun
Dr.-Ing. Ir. Bambang Suharno NIP . 131 845 845 37 374 4
i
KATA PENGANTAR PENGANTAR
i
DAFTAR ISI
ii
MODUL 1 PRAKTIKUM PASIR CETAK
1.1.
Tujuan P ercobaan ercobaan
1
1.2.
Dasar Teori
1
1.3.
P rosedur P ercobaan
8
1.3.1 P engujian distribusi distribusi pasir
8
1.3.2 P ercobaan ercobaan P engukuran engukuran Kadar Air
9
1.3.3
10
P ercobaan P engukuran Flowability
1.3.4 P ercobaan ercobaan P engukuran engukuran P ermeabilizas ermeabilizas
11
1.3.5 P ercobaan Uji Kekuatan Tekan
13
1.3.6 P ercobaan Uji Kekuatan Geser
15
1.4.
Variabel P ercobaan
17
1.5.
Format ormat Laporan P raktikum
18
1.5.1. F ormat ormat laporan awal
18
1.5.2. F ormat ormat laporan akhir
19
1.5.3. Layout laporan
20
1.6.
Standar tandar P enilaian Laporan
21
1.7
Tug Tugas Tamb Tambahan ahan Prakt Praktikum ikum
21
.
MODUL 2 PENGECORAN LOGAM & ANALISA CACAT
2.1.
Tujuan P ercobaan ercobaan
24
2.2.
Bentuk P raktikum
24
2.3.
Dasar Teori
25
2.4.
Alat dan Bahan
33
2.5.
P rosedur P ercobaan
33
2.5.1. P erancangan P ola dan Sistem Saluran (sebelum praktikum)
33
2.5.2. 2.5.2. P ersiapan P asir Cetak etak
33
2.5.3. P embuatan embuatan Cetakan
34
2.5.4. Bahan baku
35
2.5.5. 2.5.5. P ersiapan Dapur
36
2.5.6. 2.5.6. P eleburan eleburan
36
2.5.7. 2.5.7. P enuangan enuangan
37 ii
2.5.8. P embongkaran embongkaran cetakan
38
2.5.9. P emeriksaan benda coran
38
2.5.10. P raktikum selesai seles ai
38
2.6.
Variabel P ercobaan Dan P ola
38
2.7.
Format Laporan P raktikum
40
2.7.1. F ormat ormat laporan awal
40
2.7.2. F ormat ormat laporan akhir
40
2.7.3. Layout laporan
42
2.8.
S tandar tandar P enilaian Laporan
43
2.9.
Tugas Tambahan P raktikum raktikum
43
DAFTAR PUSTAKA
45
LAMPIRAN
46
iii
MODUL 1
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, permeabilitas, kekuatan geser, dan dan kekuatan kekuatan tekan tekan terhadap terhadap kadar air serta bahan aditif dalam pasir cetak.
4.
Mampu bentuk (flowability) flowability) dari pasir cetak.
5. Perbedaan karakteristik karakteristik antara pasir pasir basah (green ( green sand), sand ), pasir kering (dry sand), sand), dan pasir kering tanpa dengan pemanasan ( holding sand). sand ).
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. 1
5.
Memiliki refraktori dan ketahanan kimia yang baik
Gambar 1.2. Interface antara cairan logam dengan cetakan logam dan cetakan pasir Dari gambar diatas diketahui bahwa penggunaan cetakan pasir juga akan 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. pengecorannya. Tabel 1.1. Berbagai jenis cetakan
Berdasarkan tabel perbandingan diatas, 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 dibandingkan dengan dengan bahan lainnya (keramik dan dan logam). Data
2
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, Casting, Dept. of Material Science and Engineering Michigan Tech. Univ.). Cetakan dari pasir yang akan dibuat diharapkan memiliki sifat-sifat sebagai berikut: 1. Kuat. Mampu menahan tekanan tekanan dan berat logam logam cair yang akan dituang 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 logam cair, sehingga cacat-cacat tuangan tuangan
akibat gas dapat
dikurangi/dihindari. 3. Flowability yang baik. Pasir mampu mengisi ruangan-ruangan 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 adhesive 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 kohesive 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
3
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. (Tata Surdia, Teknologi Pengecoran Logam) Logam )
Bentuk Dan Distribusi Pasir Pasir Bentuk butir pasir akan mempengaruhi mempengaruhi flowability, permeabilitas dan sifat mekanis dari pasir dan cetakannya. Pasir berdasarkan bentuknya, digolongkan menjadi : 1. Butir pasir bulat (Round), Round), bentuk ini memiliki sifat mekanis yang baik. 2. Butir pasir sebagian bersudut ( Sub Angular 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 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 tuang Tidak ada aturan mengenai distribusi pasir ideal yang terbaik dan cocok bagi semua aplikasi. Distribusi pasir yang dianggap baik berbeda-beda tergantung pada
4
penggunaan cetakan pasir itu sendiri, karena 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, 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 literatur AFS Sand And Core Testing Testing Handbook. Handbook.
Gambar 1.4. Distribusi ukuran pasir cetak Bahan Pasir Cetak Bahan pasir cetak yang umum digunakan adalah pasir silika, namun penggunaan bahan refraktori murah lainnya seperti chromite, olivine dan pasir karbon (kokas petroleum) juga sering ditemukan untuk proses pengecoran spesial. Sementara bahan aditiv lainnya seperti cereal atau tepung jagung yang digunakan untuk meningkatkan fluifitas dan kolapsibilitas dari pasir cetak juga umum digunakan bersamaan dengan bahan aditiv lainnya yaitu serbuk arang ( coal) coal) untuk meningkatkan kehalusan permukaan pasir cetak (Heine, Loper dan Rosenthal, Principles of Metal Casting, Casting, 1976). Sebagai zat pengikat dari pasir cetak digunakan bahan bentonit, yang bila terkena air akan meningkat plastisitasnya dan mampu mengikat antara butir yang satu dengan yang lain.
5
Gambar 1.5. Pengaruh kadar air terhadap kekuatan pasir cetak Hal yang patut diperhatikan mengenai mengenai komposisi bentonit yang digunakan berdasarkan gambar di atas adalah:
Bila kadar bentonit semakin tinggi / naik maka permeabilitas akan makin turun. Kekuatan tekan kering makin naik dan kekuatan tekan basah naik.
Bila kadar air semakin tinggi / naik 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 Pembuatan Core (Core (Core Sand) 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 % dan kemudian dikeringkan (Metode Hot Box). Box). Dalam suatu proses ideal, pasir inti dapat digunakan berulang walaupun nilai reklamasinya kecil.
6
Gambar 1.7. Inti cetakan
7
1.3. 1.3.1 1
Pengujian Pengujian distr ibusi pasir
Persiapan Sebelum Percob aan aan 1.
Kalibrasi timbangan
2.
Siapkan pasir baru, pastikan pasir yang digunakan benar-benar baru.
3.
Saring pasir, pisahkan dari pasir kasar dan kotoran
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 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
8
Gambar 1.8 Mesin pengguncang 1.3.2 1.3.2
Percobaan Penguk Penguk uran Kadar Air
Persiapan Sebelum Percob aan aan 1.
Kalibrasi timbangan
2.
Siapkan pasir baru, pastikan pasir yang digunakan benar-benar 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 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 indicator ke angka 1, nyalakan selama 15 menit
7.
Catat berat wadah pasir setelah proses percobaan dan hitung nilai berat pasir
9
8.
Hitung nilai % kadar air dengan cara mengurangi berat pasir pada awal percobaan dengan setelah percobaan
Setelah Percobaan 1. Bersihkan alat-alat alat-alat yang digunakan dan dan pastikan alat infrared dryer dalam keadaan mati 2. Letakkan semua perlengkapan perlengkapan di tempatnya tempatnya semula semula
Gambar 1.9 Alat pengukuran kadar air 1.3.3 1.3.3
Percobaan Pengukuran Flowabi lit y
Persiapan Sebelum Percob aan aan 1. Kalibrasi timbangan 2. Siapkan pasir baru, pastikan pasir yang digunakan digunakan benar-benar benar-benar baru, baru, saring 3. Hitung komposisi bahan bahan tambahan (bentonit, (bentonit, serbuk arang, molases dan lain-lain) yang akan dicampurkan dengan pasir
Proses Pembuatan Sampel Percob aan 1.
Siapkan cetakan silinder dan alat rammer
2.
Campurkan semua bahan bahan tambahan tambahan dengan pasir menjadi sebuah adonan pasir cetak
3.
Timbang adonan pasir cetak tersebut tersebut sebanyak 154 gram
4.
Masukkan adonan kedalam cetakan silinder dan padatkan dengan rammer
5.
Sampel yang digunakan pada percobaan percobaan ini adalah sebanyak sebanyak 3 sampel sampel yang kemudian akan digunakan untuk percobaan uji tekan
Proses Percobaan 1. Hitung ketinggian dari sampel sampel yang yang telah telah di-ramming di-ramming
10
2. Tambahkan 0.3 mm ke hasil pengukuran tersebut 3. Bandingkan hasil pengukuran pengukuran dengan dengan grafik grafik tinggi sampel sampel vs flowabilitas 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 perlengkapan di tempatnya tempatnya semula semula
Gambar 1.10. Alat rammer 1.3.4 1.3.4
Percobaan Pengukuran Permeabil Permeabil itas
Persiapan Sebelum Percob aan 1. Kalibrasi timbangan 2. Siapkan pasir baru, pastikan pasir yang digunakan digunakan benar-benar benar-benar baru, baru, saring 3. Hitung komposisi bahan bahan tambahan (bentonit, (bentonit, serbuk arang, molases dan lain-lain) yang akan dicampurkan dengan pasir 4. Siapkan alat permeability meter
Proses Pembuatan Sampel Percob aan 1. Siapkan cetakan silinder silinder dan dan alat alat rammer rammer 2. Campurkan semua semua bahan tambahan tambahan dengan dengan pasir menjadi menjadi sebuah adonan adonan pasir cetak 3. Timbang adonan pasir cetak tersebut sebanyak sebanyak 154 gram 4. Masukkan adonan kedalam cetakan dan padatkan dengan rammer 5. Sampel yang digunakan digunakan pada percobaan ini adalah adalah sebanyak 2 sampel yaitu sampel basah dan sampel kering
11
6. Sampel kering dibuat dibuat dengan mengeringkan mengeringkan sampel basah didalam didalam oven dengan temperatur 200 oC selama 30 menit Proses Percobaan 1. Hitung ketinggian ketinggian dari dari sampel yang telah di-ramming di- ramming,, tinggi sampel standar adalah 50 mm 2. Letakkan sampel sampel didalam alat 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 posisi penunjuk penunjuk pada alat menunjuk menunjuk angka angka 0 4. Tariklah tabung air sebanyak 200 cm 3 5. Putarlah tombol untuk untuk memulai percobaan dimana dimana gas mulai dilepaskan dilepaskan secara perlahan. Mulailah penghitungan waktu dengan menggunakan stopwatch 6. Tutup lubang udara udara saat indikator indikator menunjukkan nilai nilai 2000, dan matikan stopwatch 7. Catat nilai yang ditunjukkan ditunjukkan skala bagian bagian dalam dengan dengan skala bagian 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 menggunakan persamaan berikut:
Q= vol. udara yang
dilewatkan
l = panjang sample P = tekanan udara A = luas irisan sample = 19,63cm 19,63cm3 T = waktu yang diperlukan 9. Bandingkan nilai nilai permeabilitas hasil hasil percobaan dengan dengan hasil penghitungan penghitungan persamaan diatas.
Setelah Percobaan 1. Bersihkan alat-alat yang digunakan 2. Letakkan semua perlengkapan perlengkapan di tempatnya tempatnya semula semula
12
Gambar 1.11. Alat uji permeabilitas pasir cetak 1.3.5 1.3.5
Percobaan Uji Kekuatan Tekan
Persiapan Sebelum Percob aan aan 1. Kalibrasi timbangan 2. Siapkan pasir baru, pastikan pasir yang digunakan digunakan benar-benar benar-benar baru, baru, saring 3. Hitung komposisi bahan bahan tambahan (bentonit, (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 Percob aan 1. Siapkan cetakan silinder silinder dan dan alat alat rammer rammer 2. Campurkan semua semua bahan tambahan tambahan dengan dengan pasir menjadi menjadi sebuah adonan adonan pasir cetak 3. Timbang adonan pasir cetak tersebut sebanyak sebanyak 154 gram 4. Masukkan adonan kedalam cetakan dan padatkan dengan rammer 5. Sampel yang digunakan digunakan pada percobaan ini adalah adalah sebanyak 9 sampel yaitu 3 buah sampel basah, 3 buah sampel holding dan 3 buah sampel kering 6. Sampel kering dibuat dibuat dengan mengeringkan mengeringkan sampel basah didalam didalam oven dengan temperatur 200 oC 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)
13
8. Sampel basah untuk untuk pengujian pengujian nilai green strength, sampel holding untuk pengujian holding strength, strength , sementara sampel kering untuk dry strength. strength. Proses Percobaan 1. Setelah 9 sampel sampel dibuat pisahkan pisahkan menjadi 3 kelompok kelompok yaitu sampel basah, sampel holding dan sampel kering 2. Masukkan kelompok kelompok sampel kering ke dalam oven dan pisahkan kelompok kelompok sampel holding 3. Siapkan sampel basah pada holder di holder di universal strength machine 4. Pastikan magnet magnet untuk indikator berada pada skala 0 5. Siapkan kertas koran untuk untuk alas pada bagian bawah bawah universal strength machine 6. Setelah itu nyalakan saklar alat, alat, maka pengujian akan berlangsung berlangsung dan berhenti secara otomatis 7. Catat nilai yang ditunjukkan ditunjukkan oleh indikator magnet magnet pada skala 8. Setelah 30 menit menit dikeringkan dalam oven, oven, keluarkan sampel sampel kering dan dinginkan selama 5 menit 9. Ulangi langkah langkah 3 – 7 untuk pengujian sampel kering 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 tempatnya semula semula 3. Pastikan universal strength machine dalam keadaan mati
Gambar 1. 12 Alat Uji Kekuatan
14
1.3.6 1.3.6
Percobaan Uji Kekuatan Geser Geser
Persiapan Sebelum Percob aan 1. Kalibrasi timbangan 2. Siapkan pasir baru, pastikan pasir yang digunakan digunakan benar-benar benar-benar baru, baru, saring 3. Hitung komposisi bahan bahan tambahan (bentonit, (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 Percob aan 1. Siapkan cetakan silinder silinder dan dan alat alat rammer rammer 2. Campurkan semua semua bahan tambahan tambahan dengan dengan pasir menjadi menjadi sebuah adonan adonan pasir cetak 3. Timbang adonan pasir cetak tersebut sebanyak sebanyak 154 gram 4. Masukkan adonan kedalam cetakan dan padatkan dengan rammer 5. Sampel yang digunakan digunakan pada percobaan ini adalah adalah sebanyak 9 sampel yaitu 3 buah sampel basah, 3 buah sampel holding dan 3 buah sampel kering 6. Sampel kering dibuat dibuat dengan mengeringkan mengeringkan sampel basah didalam didalam oven dengan temperatur 200 oC 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 untuk pengujian pengujian nilai green strength, sampel holding untuk pengujian holding strength, strength , sementara sampel kering untuk dry strength. strength.
Proses Percobaan 1. Setelah 9 sampel sampel dibuat pisahkan pisahkan menjadi 3 kelompok kelompok yaitu sampel basah, sampel holding dan sampel kering 2. Masukkan kelompok kelompok sampel kering ke dalam oven dan pisahkan kelompok kelompok sampel holding 3. Siapkan sampel basah pada holder di holder di universal strength machine 4. Pastikan magnet magnet untuk indikator berada pada skala 0
15
5. Siapkan kertas koran untuk untuk alas pada bagian bawah bawah universal strength machine 6. Setelah itu nyalakan saklar alat, maka pengujian akan berlangsung berlangsung 7. Pada pengujian kekuatan kekuatan geser, pengujian tidak akan berhenti berhenti secara otomatis, maka saat sampel mulai retak dan hancur, segera tekan tombol merah pada alat 8. Catat nilai yang ditunjukkan ditunjukkan oleh indikator magnet magnet pada skala 9. Setelah 30 menit menit dikeringkan dalam oven, oven, keluarkan sampel sampel kering dan dinginkan selama 5 menit 10. Ulangi langkah 3 – 8 untuk pengujian sampel kering 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 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 tempatnya semula semula 3. Pastikan universal strength machine dalam keadaan mati
Gambar 1.13. Oven pemanas
16
dibatasi namun diharapkan tidak lebih dari 1 lembar. Penggunaan format kertas A2 dilakukan dengan beberapa alasan, yaitu : 1.
Mempermudah Mempermudah dalam pemeriksaan laporan, terutama untuk mengawasi adanya kemungkinan penyalinan laporan yang dilakukan praktikan
2.
Laporan akan menjadi lebih rapi tanpa perlu menggunakan banyak halaman dan dijilid, sehingga lebih mudah dalam proses pendokumentasian pendokumentasian
1.5.1 1.5.1 Format lapor an 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 bahan-bahan yang digunakan dalam proses pembuatannya c. Alat 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
1.5.2 1.5.2 Form Form at laporan akhi r : 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
literatur
dan
hasil
percobaan
18
kelompok lain yang memiliki variabel berbeda. Grafik yang ditampilkan adalah : i. Grafik hasil hasil percobaan percobaan distribusi distribusi pasir (per sleeve (per sleeve)) ii. Grafik berat berat kumulatif hasil hasil percobaan percobaan distribusi pasir iii. Pengaruh kadar bentonit terhadap kekuatan tekan (kekuatan dry, holding dan green digabung dalam sebuah grafik perbandingan) iv. Pengaruh kadar bentonit 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 bentonit terhadap terhadap flowabilitas vii. Pengaruh kadar bentonit bentonit terhadap terhadap permeabilitas 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
iv.
Analisa akhir
d. Literatur
19
Setiap pernyataan yang ditulis dalam analisa harus didasarkan pada sumber yang jelas dan harus ditulis pada bagian referensi
1.5.3 Layout laporan :
20
MODUL 2 PENGECORAN LOGAM & ANALISA CACAT
Setelah mengikuti praktikum pada modul ini mahasiswa diharapkan: a) Memahami perancangan perancangan sistem saluran dan dan penambah yang sesuai sesuai dengan dimensi logam yang akan dicor. b) Memahami cara-cara pembuatan cetakan pasir yang baik sesuai dengan rancangan pola yang ada. c) Memahami cara-cara cara-cara pembuatan pembuatan inti sesuai dengan dengan bentuk benda cor. cor. d) Memahami tahap-tahap persiapan dapur peleburan. peleburan. e) Memahami tahap-tahap tahap-tah ap peleburan logam. f)
Memahami cara cara penuangan penuangan logam cair cair ke dalam cetakan pasir yang telah dibuat.
g) Memahami jenis-jenis jenis-jenis cacat yang dapat terjadi pada logam logam serta cara-cara penaggulangannya. h) Memahami sifat-sifat logam logam hasil coran sesuai dengan dengan kompoisi paduan yang digunakan
Pada modul praktikum ini, praktikan akan menjalani praktikum pengecoran logam dan kemudian mencoba membuat suatu presentasi untuk membahas keseluruhan proyek pengecoran yang telah mereka lakukan dan mencoba menganalisa kekurangan atau cacat yang ada pada produk masing-masing. 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 ( Autocad ( Autocad)) dan membuat
24
model tiga dimensinya lewat pola kayu. Kesemua desain harus dilengkapi dengan gating system. system.
2. Praktikum Pada saat praktikum, setiap kelompok akan mengubah desain pola kayu yang sudah mereka buat menjadi sebuah cetakan pasir dan kemudian mengecornya dengan logam Al. Pada saat praktikum ini diharapkan praktikan dapat menerapkan ilmu yang mereka dapat saat praktikum pembuatan pasir cetak sebelumnya. Pada akhir praktikum ini, tiap kelompok akan memiliki benda hasil proses pengecoran yang mereka lakukan dan harus mereka analisa. 3. Presentasi hasil praktikum Pada
saat
presentasi
hasil
praktikum,
setiap
kelompok
diwajibkan
mempresentasikan produk mereka, menjelaskan proses yang telah mereka lalui untuk membuatnya, termasuk pada saat proses desain dan pembuatan pola. Kemudian dengan menunjukkan hasil pengecoran yang mereka buat, tiap kelompok harus menjelaskan cacat-cacat produksi apa saja yang terdapat pada produk tersebut dan nilai efisiensi dari proses yang telah mereka lakukan. Lewat presentasi ini, praktikan diharapkan dapat mengambil kesimpulan tentang suatu proses yang telah mereka lewati dalam membuat suatu produk coran.
Proses pengecoran yang baik haruslah menghasilkan produk cor yang tidak cacat (reject). Pada pengecoran Aluminium terdapat dua masalah besar dalam hal cacat cor yakni cacat porositas gas serta porositas penyusutan (shrinkage porosity). Dalam banyak kasus cacat ini terjadi secara gabungan (gas and shrinkage porosity), lihat gambar berikut.
Cacat karena porositas gas penyebabnya adalah karena terperangkapnya gas hidrogen dalam cairan aluminium. Gas hidrogen dapat berasal dari scrap basah, temperatur melting dan tuang yang terlalu tinggi, dari fluks dan cetakan yang basah. Porositas gas juga bisa terjadi karena terperangkapnya udara pada sistem pengecoran (gating system) yang salah, misalnya terjadi aliran turbulensi.
25
Gas pororsity
Shringkage pororsity
Gas & Shringkage porosity
Gambar 2.1. Berbagai cacat porositas pada aluminium cor Cacat shrinkage (penyusutan) terjadi pada daerah hot spot (terakhir membeku). Logam Aluminium umumnya mengalami penyusutan sekitar 3 – 6 % tergantung paduannya ketika membeku dari keadaan cair menjadi padat. Karenanya ‘casting desain” harus dibuat sedemiakian rupa agar penyusutan (shrinkage) ini bukan terjadi pada produk cor melainkan diluar produk cor.
Gating system pada pengecoran logam
Gambar 2.2. Gating System
26
Contoh gating system pada suatu produk
2
1
2
3 4
5
Gambar 2.3. Gating System pada sebuah produk cor 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 benda cor
27
PERHITUNGAN GATING SYSTEM
I
A
22,6W t f
hm
I A = Ingate area A (Luas ingate) W = berat total
(Al + riser + gating system) sy stem) = massa jenis Al (2,7 gr/cm3) Ρ t = waktu tuang (detik) f = kecepatan (0,3) (hm) 1/2 = tekanan metallostatic
Catatan : M(riser) : M(gating system) = 20% : 10% (dari massa Al produk) Perbandingan I A : Runner Runner : Sprue Sprue A 1:4:4
hm = metallostatic pressure height, yaitu tekanan yang diakibatkan dari ketinggian suatu material fliuida. a c
b
I ngate in the middle of mold old b= =½ ½c hm =a – c/8
a
Ingate on mould ould top b =0 hm =a
c
c
a b
Ingate at moul mould d bottom b =c hm =a – c/2
28
GATING ELEMENT CROSS-SECTION (mm) Tabel Tabel 2.1. Runner & Sprue A R E A
d
b
Cm2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Sprue atas (d) 11 16 20 23 25 28 30 32 34 36 37 39 41 42 44 45 47 48 49 50 52 53 54 55 56
Sprue bawah (d) 8 11 14 16 18 20 21 23 24 25 26 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 37 38 39 40
a a 10 15 17 19 21 23 25 27 29 30 32 33 34 36 37 38 39 40 42 43 44 45 46 47 48
1 runner b 8 11 14 16 17 19 21 22 24 25 27 27 28 30 31 32 32 33 35 36 37 37 38 39 40
h 12 16 20 23 25 28 30 32 35 36 38 40 41 43 44 46 47 48 50 52 53 54 55 56 58
a 7 10 12 13 15 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 29 30 31 32 32 33 34
2 runner b 6 8 10 11 12 14 15 16 17 17 18 19 20 21 22 22 23 24 24 25 26 27 27 27 28
h 8 12 14 16 18 20 22 23 24 25 26 28 29 30 31 32 34 35 35 36 37 38 38 40 41
29
Tabel Tabel 2.2. Rectangu Rectangu lar in gate A R E A
Rectan ectangular ingate b
cm2 1 ingate a
2 ingate
3 ingate 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
a 19 26 32 37 42 46 49 53 56 63 69 75 81 88 94 100 106 113 119 125
b 5 8 9 11 12 13 14 15 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16
a 13 19 23 26 30 32 35 37 37 42 42 46 46 49 51 53 55 56 60 63
b 4 5 7 8 8 9 10 11 12 12 13 13 14 14 15 15 16 16 16 16
a 11 15 19 22 24 26 29 31 32 34 36 37 39 40 42 43 45 46 47 48
B 3 4 5 6 7 8 8 9 9 10 10 11 11 12 12 12 13 13 13 14
30
Tabel Tabel 2.3. Triangu Triangu lar in gate A R E A
Tria Trian ngular lar ing ingate h
cm2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
3 ingate a 14 20 24 28 32 35 37 40 42 45 47 49 51 53 55 57 58 60 62 63
1aingate h 14 14 20 24 28 32 35 37 40 42 45 47 49 51 53 55 57 58 60 62 63
2 ingate a 10 14 17 20 22 24 26 28 30 32 33 35 36 37 39 40 41 42 44 45
h 10 14 17 20 22 24 26 28 30 32 33 35 36 37 39 40 41 42 44 45
a 8 12 14 16 18 20 22 23 24 26 27 28 29 31 32 33 34 35 36 37
h 8 12 14 16 18 20 22 23 24 26 27 28 29 31 32 33 34 35 36 37
31
Tabel 2.4. Riser Riser Dimensions (mm) D d
H
D
o
H
weight 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
69
152
8,64
107
72
160
10,08
H
32
2.4.1. Alat-Alat: Baskom
Timbangan
Mangkuk
Gelas ukur
Rammer
Mixer
Cangkul
Linggis
Kuas
Kompresor
Thermocouple
Gerinda
Flask
Masker
Kacamata
Ladel
Dapur
Dapur
Krusibel
induksi
Sarung Tangan Burner
2.4.2. Bahan : Pasir silika
Air
Logam Al
Fluks
Pasir resin
Gula tetes
Logam Cu
Degasser
Bentonit/clay
Minyak tanah
Serbuk arang
Thermal coating
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 yang akan dicor berikut berikut system salurannya salurannya b) Ukur dan perhitungkan perhitungkan dimensi serta serta berat benda cor yang akan dibuat dibuat (untuk memudahkan proses pembuatan dimensi praktikan diwajibkan membuat desain dengan bantuan software Autocad software Autocad dan menunjukkan hasilnya pada asisten) c) Buat pola dari kayu yang baik berikut system salurannya.
2.5.2. Persiapan Pasir Cetak Pasir Muka a) Periksa semua peralatan, apakah dalam keadaan baik. Jika tidak maka diperbaiki dahulu kemudian diinventarisasi. b) Periksa semua pola pola yang akan akan digunakan apakah sudah sudah lengkap. c) Periksa bahan-bahan bahan-bahan yang akan digunakan apakah sudah sudah cukup. d) Timbang pasir muka muka dan bahan aditif aditif sesuai dengan dengan komposisi yang ditentukan ditentukan sebelumnya seberat 4 kg.
33
e) Kemudian aduk aduk semua bahan bahan aditif lalu tambahkan air hingga merata. merata. f)
Jika pasir telah telah siap, campuran campuran pasir tersebut dikeluarkan dikeluarkan untuk pembuatan pembuatan cetakan.
Pasir Pasir Pendukung Pendukung a) Untuk Pembuatan pasir pendukung, masukkan pasir silika lama (hasil reklamasi) ke dalam mixer b) Aduk hingga halus, halus, lalu tambahkan air secukupnya secukupnya dan aduk hingga homogen homogen dan kekuatannya layak untuk digunakan (gunakan parameter keliatan pasir tersebut) c) Keluarkan pasir dari mixer.
Pembuatan Pembuatan Inti (Jika Produk Memilik Memilik i Rongga) a) Siapkan cetakan inti, inti, ikat kuat kuat dengan kawat. b) Masukkan pasir pasir resin ke dalam cetakan inti sambil dipadatkan dipadatkan c) Masukkan cetakan inti inti berisi pasir resin resin tersebut ke dalam oven lalu panaskan panaskan selama 30 menit. d) Keluarkan inti dari dari kotak inti inti dan dinginkan e) Lapisi inti dengan coating coating lalu panaskan dengan dengan api. f)
Inti siap untuk digunakan.
2.5.3. Pembuatan Cetakan a) Siapkan flask dan pisahkan pisahkan antara kup dan dan drag, letakkan drag drag dengan posisi posisi terbalik pada alas yang rata dan taburkan tepung kanji. b) Atur posisi pola pada tengah cetakan dan taburi taburi dengan tepung kanji. kanji. c) Bagi pasir muka menjadi menjadi dua bagian yang yang sama beratnya. beratnya. d) Tutupi pola dengan dengan salah satu bagian pasir muka tadi tadi dan padatkan terutama pada bagian pola yang menyempit. e) Lakukan pemadatan pasir muka hingga padat padat dan merata f)
Buat guratan pada pasir muka lalu tambahkan pasir pendukung
g) Isi drag hingga penuh sambil terus dipadatkan dengan rammer dan membuat guratan sebelum menambahkan lapisan pasir lain. h) Balik drag lalu pasang kup pada posisi yang tepat i)
Pasang belahan belahan pola pola (jika menggunakan pola belah), belah), gating system, dan riser pada tempatnya lalu taburkan kanji.
j)
Tutup pola dengan dengan sisa pasir muka yang telah telah dibagi tadi lalu padatkan. padatkan.
34
k) Buat guratan pada pada pasir muka dan tambahkan tambahkan pasir pendukung pendukung hingga kup terisi penuh sambil terus dipadatkan dengan rammer. l)
Pisahkan kup dan drag drag dengan dengan hati-hati agar pasir pasir tidak rontok dengan dengan posisi posisi pola menghadap ke atas.
m) Lepaskan pola dari cetakan dengan hati-hati dengan terlebih terlebih dahulu mengetuk perlahan pola hingga terlepas dari cetakan. Kemudian angkat pola dengan baut. n) Perbaiki bagian bagian cetakan yang rusak dengan dengan pasir repairing, yaitu yaitu pasir muka dengan komposisi gula tetes yang lebih banyak. o) Balikkan kup dan drag lalu buat pouring basin. p) Bersihkan cetakan dengan air blasting blasting q) Lakukan coating r)
Panaskan cetakan dengan api hingga BENAR-BENAR KERING. KERING.
s) Letakkan inti (jika (jika ada), kemudian kemudian bersihkan kembali dengan dengan air blasting. blasting. t)
Pasang kup dan dan drag lalu eratkan dengan kawat.
2.5.4. Bahan baku Bahan Bahan baku dapur k rusibel a) Bahan baku peleburan adalah logam alumunium dan paduannya (Cu atau Mg). b) Siapkan dan timbang bahan baku dengan dengan komposisi yang yang diminta dan dan kapasitas dapur c) Pastikan bahan baku berada berada dalam keadaan keadaan benar – benar kering kering dan bersih. d) Siapkan dan timbang bahan bahan fluxing dan degassing sesuai sesuai dengan jumlah jumlah logam yang akan dilebur.
Bahan Bahan baku dapur indu ksi a) Bahan baku peleburan adalah logam logam besi atau temabaga temabaga dan paduanya b) Siapkan dan timbang bahan baku dengan dengan kompsisi yang diminta dan kapasitas dapur c) Pastikan bahan baku berada berada dalam keadaan keadaan benar – benar kering kering dan bersih. d) Siapkan dan timbang bahan bahan fluxing dan degassing sesuai sesuai dengan jumlah jumlah logam yang akan dilebur.
2.5.5 Persiapan Dapur a) Periksa dapur apakah dalam keadaan bersih dan baik, jika tidak harus diperbaiki dan dibersihkan dahulu.
35
b) Jka menggunakan menggunakan dapur krusibel periksa periksa bahan bakar yang yang tersedia minimal tersedia ½ dari kapasitas maksimal untuk satu kali melting. c) Jika memungkinkan bersihkan bersihkan dapur dari sisa – sisa peleburan peleburan sebelumnya sebelumnya tanpa merusak refraktorinya. d) Untuk dapur induksi, harus harus diketahui riwayat penggunaan penggunaan sebelumnya. sebelumnya. Jika bahan yang dilebur berbeda dari sebelumnya maka dapur harus dibersihkan dahulu dengan melebur scrap kuningan. e) Periksa dan persiapkan alat bantu lainnya seperti penjepit penjepit dan pengangkat kowi, pengangkat slag, plunger, pengaduk dan cetakan ingot. f)
Periksa bahan baku, bahan aditif, paduan, paduan, timbang sesuai dengan material material balance dan kebutuhan dari cetakan dan ditambah 10 %. Bahan baku harus bersih dan kering untuk menghindari adanya ledakan saat umpan dimaukan kedalam dapur, timbangan harus dikalibrasi terlebih dahulu.
2.5.6 Peleburan Peleburan dengan dapur krusibel a) Lapisi ladel denga thermal coat b) Masukan kowi ke dalam dapur dan masukan umpan kedalam kedalam kowi. c) Nyalakan dapur dan biarkan krusibel terbakar hingga berwarna berwarna kemerahan. kemerahan. d) Panaskan ladel ladel dengan dengan membakar briket batu bara. e) Lakukan preheating umpan lainya. f)
Setelah agak mencair mencair masukan masukan umpan yang sudah sudah dipreheating dipreheating sebelumnya
g) Perhatikan proses proses peleburan umpan, umpan, jangan sampai sampai ada yang keluar dari kowi. h) Setelah semua umpan mencair, kecilkan dapur dan lakukan pemaduan kemudian aduk agar homogen. i)
Panaskan kembali dapur hingga temperatur super heating.
j)
Matikan dapur dan lakukan lakukan fluxing dan degassing. degassing.
k) Angkat slag yang terbentuk l)
Panaskan kembali dapur.
m) Periksa temperatur logam cair dengan thermocouple jika telah mencapai temperatur tuang, matikan dapur dan lakukan tapping. n) Proses tambahan sebagai variabel variabel seperti degassing, degassing, dan pemberian cover flux disesuaikan
Peleburan Peleburan dengan dapur indu ksi a) Lapisi ladel dengan termal coat. b) Masukan umpan umpan hingga hingga +/- 2/3 dari kapasitas kapasitas dapur.
36
c) Nyalakan dapur dapur dan naikan levelnya levelnya sesuai dengan manualnya. manualnya. d) Panaskan ladel ladel dengan dengan membakar briket batu bara. e) Lakukan preheating umpan lainnya. f)
Setelah agak mencair masukan umpan yang tersisa
g) Perhatikan proses proses peleburan umpan umpan jangan sampai sampai ada yang keluar dari dari dapur. h) Setelah semua umpan umpan mencair, kecilkan dapur dan lakukan pemaduan pemaduan (jika melalui pemaduan) kemudian aduk agar homogen. i)
Panaskan kembali dapur hingga temperatur super heating.
j)
Matikan dapur dan lakukan fluxing.
k) Angkat slag yang terbentuk. l)
Panaskan kembali dapur.
m) Periksa temperatur logam cair dengan menggunakan thermocouple, jika telah mencapai temperatur tuang, kecilkan dapur.
2.5.7 Penuangan Penuangan Penuangan dari dapur krusibel a) Atur posisi posisi pengangkat pengangkat kowi, ladel dan cetakan cetakan b) Buka penutup penutup dapur dapur dan keluarkan kowi c) Tuang logam cair dari dari kowi ke ladel. ladel. d) Ruang logam logam cair ke pouring pouring basin basin cetakan. cetakan. e) Jika mungkin bakar gas gas yang keluar keluar dari cetakan. f)
Hentikan penuangan jika cetakan telah penuh.
g) Lakukan penuangan untuk cetakan yang lain. lain. h) Jika temperatur logam cair lebih rendah dari dari temperatur tuang kembalikan logam cair dan panskan kembali. i)
Buang logam cair yang tersisa ke cetakan ingot.
j)
Balikan ladel dan bersihkan dari sisa – sisa peleburan. peleburan.
Penuangan Penuangan dengan dengan dapur indu ksi a) Atur posisi ladel dan cetakan b) Letakkan ladel di bawah corong corong dapur dapur c) Miringkan dapur dan tuang tuang logam logam cair ke ladel. d) Lakukan fluxing dan dan buang slag yang terbentuk e) Tuang logam cair ke pouring pouring basin basin cetakan. cetakan. f)
Jika mungkin bakar gas yang yang keluar dari cetakan.
g) Hentikan penuangan jika cetakan cetakan penuh penuh h) Lakukan penuangan untuk cetakan yang lain. lain.
37
i)
Jika temperatur temperatur logam logam cair lebih lebih rendah rendah dari temperatur tuang, balikan balikan logam cair ke dapur dan panaskan kembali
j)
Buang logam cair yang yang tersisa ke cetakan ingot. ingot.
k) Balikan ladel ladel dan bersihkan dari sisa peleburan
2.5.8 Pembongkaran cetakan a) Pindahkan kup dan drag ke daerah di di luar lab lab b) Hancurkan pasir c) Bersihkan produk d) Dinginkan produk hasil pengecoran pengecoran logam
2.5.9 Pemeriksaan benda coran a) Timbang benda beserta dengan dengan gating systemnya systemnya b) Potong gating system system dari benda coran c) Timbang kembali benda coran d) Hitung nilai yield benda coran dan efisiensi proses proses pengecoran pengecoran
2.5.10 Praktikum selesai a)
Periksa semua peralatan peralatan yang digunakan digunakan dan sesuaikan dengan dengan inventaris yang telah dibuat. Jika tidak sesuai maka menjadi tanggung jawab praktikan untuk mencocokkannya.
b)
Bersihkan semua peralatan dan dan ruangan dari dari sisa-sisa sampah dan buang pada tempatnya.
Pada praktikum ini, yang dijadikan sebagai variabel dan pembeda bagi tiap kelompok adalah desain pola dan perlakuan pada saat peleburan maupun penuangan logam Al. 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.
38
2. Format kertas yang digunakan dalam pembuatan laporan untuk praktikum adalah dengan menggunakan kertas berukuran A2 (bolak balik). Jumlah halaman tidak dibatasi namun diharapkan tidak lebih dari 1 lembar.
2.7.1 2.7.1 Format lapor an 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 pengecoran logam dan produk yang dihasilkan. Bagian ini terdiri atas tiga (3) bahasan utama yaitu: i. Proses peleburan Al ii. Proses pembekuan (solidification) solidification) iii. Cacat pada produk pengecoran c. Alat Alat dan Bahan i. Alat-alat ii. 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
2.7.2 2.7.2 Format Format laporan akhi r : a. Tujuan percobaan Pada bagian ini, praktikan diharapkan me- review kembali tujuan praktikum yang sudah mereka lakukan b. Data dan gambar benda cor Bagian ini berisikan data mengenai proses pengecoran yang dilakukan seperti temperatur penuangan, lamanya waktu penuangan ( pouring time), time ),
40
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 mereka analisa dan bandingkan dengan literatur maupun hasil dari kelompok lain yang berbeda variabel. Analisa yang diharapkan pada laporan akhir praktikum pengecoran logam adalah: i. Proses pembuatan cetakan pasir Praktikan harus menjelaskan proses saat mereka mengubah pola yang mereka miliki menjadi sebuah cetakan pasir yang dapat digunakan untuk pengecoran logam ii. Proses peleburan Beberapa variabel seperti penggunaan cover flux, alloying dan degasser dilakukan pada saat peleburan, oleh karena itu praktikan harus dapat mengerti jalannya peleburan dan guna dari masing-masing tahapan yang dilakukan iii. Teori Teori pembekuan Salah satu tujuan utama dari adanya penggunaan gating system adalah untuk menciptakan suatu proses direct solidification, solidification, oleh karena itu 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 vi. Mekanisme 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 Al adalah blow dan gas hole oleh karena itu praktikan harus dapat menjelaskan mengenai mekanisme terjadinya hal tersebut dihubungkan dengan tingkat kelarutan hidrogen pada logam Al 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
41
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 dit ulis pada bagian referensi
2.7.3 Layout laporan :
42
1. AFS Sand And Core Testing Testing Handbook 2. Heine, Loper dan Rosenthal, Principles of Metal Casting, Casting , 1976 3. Rundman, Karl, B., Metal Casting, Casting, Dept. of Material Science and Engineering Michigan Tech. Univ 4. Suharno, Bambang., Bambang., Diktat kuliah “Pengecoran Logam”, Departemen Departemen Metalurgi Metalurgi dan Material Fakultas Teknik Universitas Indonesia, 2006 5. John Gruzleski Gruzleski and Bernard Closset. 1990. The Treatment of Liquid AluminiumSilicon Alloys. American Alloys. American Foundrymen’s Foundrymen’s 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. 1993. Aluminum Casting Technology 2nd Edition. Edition. American Foundrymen’s Society. Illionis
45
