126449017-pengecoran-logam

BAB I

PENGUJIAN KADAR AIR PASIR CETAKI.1. Tujuan Pengujian

Tujuan yang hendak dicapai dari pengujian ini adalah:

1. Agar praktikan mengetahui besar prosentase kadar air yang terdapat dalam

pasir.

2. Agar praktikan memahami dan mampu melakukan pengujian kadar air pasir

cetak.

I.2. Pelaksanaan Pengujian

I.2.1. Alat dan Bahan yang Digunakan

1. Moisture Analyzer

Alat ini digunakan untuk mengukur kandungan kadar air pasir cetak.

Merk : Sartorius Voltase : 100 120 / 220 290 VAC

Model : MA 30 Frekuensi : 50 60 Hz

Arus : 3,3 A / 1,6 A

Gambar I.1 : Moisture Analyzer

Sumber : Buku Petunjuk Pemakaian

Alat

2. Timbangan Elektrik

Alat ini digunakan untuk menimbang berat pasir cetak sebelum dan

sesudah diukur kandungan kadar airnya.

Spesifikasi alat :

Merk : Melter

Type : PJ 3000

Frekuensi : 50 60 Hz

Voltase : 100 120 V 80 mA / 200 240 V 45 mA

1

Gambar I.2 : Timbangan Elektrik

Sumber : Buku Petunjuk Pemakaian

Alat

3. Cawan

Alat ini digunakan untuk tempat specimen.

Bahan yang digunakan dalam pengujian ini adalah pasir cetak yang terdiri dari

pasir silica dan pengikat seberat 20 gr

I.2.2. Urutan Kerja

Urutan kerja dalam pengujian ini adalah :

1. Ambil pasir cetak kemudian timbanglah seberat 25 gram sebanyak 5 buah

sebagai specimen.

2. Letakkan specimen pasir cetak dalam cawan specimen.

3. Masukkan cawan pertama ke dalam alat penentu kelembaban kemudian

panaskan pada suhu 120 OC selama 10 menit.

4. Catat kandungan kadar air yang terbaca pada alat pengukur.

5. Ukurlah berat akhir pasir cetak setelah dikeringkan pada timbangan elektrik

dan catat hasilnya.

6. Ulangi langkah 3, 4, dan 5 untuk cawan berikutnya.

2

I.3. Data Hasil Pengujian dan Perhitungan

I.3.1. Data Hasil Pengujian Kadar Air

Tabel 1.1. Data Hasil Pengujian Kadar Air

Tabel 1.2. Hasil Perhitungan

Perhitungan Statistika

Kadar air rata-rata ( X )

nX

X =304.5

552.26

==

Simpangan baku ( )

1)( 22

=

nXX

234.04

21892.0==

Simpangan baku rata-rata ( )

n =

105.05

234.0==

3

No Berat Spesimen Awal Berat Spesimen Akhir Kadar Air( gram ) ( gram ) ( % )

1 25 23,62 5,522 25 23,96 5,443 25 24,21 4,974 25 24,03 5,445 25 23,71 5,15

No Berat Awal Berat Akhir % Kadar Air ( X - x ) ( X - x )^2( gram ) ( gram ) ( X )

1 25 23,62 5,52 0,2160 0,04672 25 23,96 5,44 0,1360 0,01853 25 24,21 4,97 -0,3340 0,11164 25 24,03 5,44 0,1360 0,01855 25 23,71 5,15 -0,1540 0,0237

Jumlah 125 119,52 26,52 0 0,2189

Kesalahan relatif (Kr)

XKr =

0198.0304.5105.0

==

= Kr x 100%

=0.0198 x 100%

=1.98% diambil =5%

Dengan db =n-1

=5-1

=4

Sehingga ( ) 776.24:025.0:;2

=

tdbt

X -

+

I.4. Pembahasan

I.4.1) Kadar Air

Kadar air adalah air yang terkandung di dalam pasir cetak dan dirumuskan

dengan selisih berat awal dengan berat akhir pasir cetak setelah diberi

perlakuan panas dibagi dengan berat awal dan dinyatakan dalam bentuk

persen.

Kadar air (%) = AwalBeratAkhirBeratAwalBerat

x 100 %

I.4.2) Fungsi Air (Aktifaktor)

Air berfungsi untuk mengaktifkan daya ikat lempung sehingga dapat

digunakan untuk mengikat pasir cetak. Besar kadar air tergantung pada

lempung yang akan mengikat pasir cetak, yaitu berkisar (1,5 8) % (Richard

W.H principle metal casting).

I.4.3) Macam-macam Air

a) Air Bebas

Air bebas adalah air yang mengisi celah-celah antara butiran pasir yang

akhirnya menguap pada waktu pasir tersebut dipanaskan.

b) Air Ikat

Air ikat adalah air yang terikat pada lempung dan bila dipanaskan terus

menerus akan menguap.

I.4.4) Faktor yang Mempengaruhi Kadar Air

a) Waktu pemanasan

Dengan semakin lama waktu pemamanasan, maka kadar air yang

menguap semakin besar sehingga kadar air dalam pasir cetak akan berkurang.

Hal ini disebabkan karena air yang ada dalam pasir cetak akan menguap

seiring naiknya suhu pemanasan dengan laju penguapan tertentu dan akan

mencapai kelajuan yang konstan pada suatu waktu di mana kadar air dalam

pasir telah habis menguap. Pada pengujian kadar air ini kita menggunakan

waktu pemanasan selama 10 menit.

5

b) Temperatur pemanasan

Air akan menguap setelah temperatur pemanasan mencapai titik uap air

(100C). Jika temperatur dinaikkan lagi maka akan semakin banyak air yang

menguap. Jadi, semakin tinggi temperatur pemanasan, maka kadar air yang

diuapkan akan makin besar. Pada pengujian kadar air ini kita menggunakan

temperatur pemanasan 120 oC.

c) Luas penampang

Laju penguapan dipengaruhi oleh luas penampang benda yang

menguap. Semakin besar luas penampang permukaan butiran pasir cetak maka

luas penampang penguapan semakin besar pula sehingga penguapan yang

terjadi besar.

d) Ukuran dan dimensi butir

Gambar 1.3 : Bentuk Butir-Butir Dari Pasir Cetak

Sumber : Tata Surdia, Teknik Pengecoran Logam, hal 110

Ukuran butir pasir yang semakin besar maka kadar air yang terdapat akan

semakin banyak .Sedangkan untuk ukuran butir pasir yang kecil kadar air yang

terkandung lebih sedikit.

Pada butir pasir berukuran bulat mempunyai kadar air paling sedikit karena

luas permukaannya kecil jadi air bebas yang mengisi celah-celah antara butiran

antar pasir lebih sedikit. Berbeda dengan butiran pasir yang berdimensi

kristsal,sudut dan setengah sudut rongga antar pasir lebih besar sehingga air yang

mengisi celah-celah antar butirannya semakin banyak. Hal ini akan menyebabkan

penguapan yang terjadi lebih banyak dibandingkan dengan butir pasir yang bulat.

e) Kelembaban

Semakin tinggi kelembaban lingkungan pasir cetak maka akan menyebabkan

Semakin banyak kadar air yang terkandung dalam pasir cetak sehingga

menyebabkan penguapan yang terjadi semakin banyak.

6

I.4.5) Pengaruh kadar air terhadap permaebilitas

Pada pasir cetak dengan bertambahnya kadar air, maka permaebilitas

akan menurun. Hal ini dikarenakan ruangan antara butir-butir pasir di tempati

oleh lempung yang berlebih air. Apabila pada pasir cetak memilih banyak

kandungan kadar air, maka hal ini akan mengakibatkan lempung berubah

menjadi seperti pasta dan kadar air semakin banyak.

Dengan terisinya lempung yang berbentuk lempung dan air bebas pada

celah diantara butir pasir cetak maka akan mengakibatkan turunnya

permaebilitas. Tetapi bila pasir cetak kekurangan kandungan air maka

lempung akan kekurangan daya ikat yaitu untuk mengikat pasir silika. Disini

akan mengakibatkan butir lempung yang tidak memperoleh kandungan air

yang cukup akan menyebar dan mengisi celah antara butir pasir cetak sehingga

akan menurunkan permaebilitasnya.

Gambar I.4 : Pengaruh kadar air dan kadar lempung pada pasir ikat

lempung

Sumber: Tata Surdia, T. Pengecoran Logam : 112

I.4.6) Pengaruh kadar air terhadap pasir cetak.

Dari grafik diatas menunjukkan hubungan antara kadar air berbagai

sifat pasir dengan pengikat tanah lempung karena kadar lempung dibuat tetap

dan kadar air bertambah, maka kekuatan bertambah sampai titik max dan

seterusnya menurun. Kecenderungan serupa terjadi apabila kadar air tetap dan

lempung ditambah. Titik max dari kekuatan dan permeabilitas dimana butir

pasir dikelilingi oleh ketebalan tertentu dari campuran air dan lempung.

7

Dengan kelebihan kadar air, kekuatan dan permeabilitas akan menurun

karena kekurangan ruangan antar butir pasir ditempati oleh lempung yang

berlebih air. Kekurangan kadar air juga akan menurunkan kekuatan karena

kurang lekatnya lempung mengikat pasir dan juga butir-butir lempung akan

menyebar dan akan menempati ruang antar butir-butir pasir.

I.4.7) Pengaruh kadar air terhadap hasil coran

Bila kadar air timggi maka permeabilitas akan turun dengan turunnya

permeabilitas akan menyebabkan terbentuknya gelembung gas. Bila coran

telah dingin maka gelembung gas akan menyebabkan cacat rongga (porositas).

Bila kadar air kurang maka lempung tidak dapat mengikat pasir dengan

baik. Sehingga akan banyak menimbulkan terdapat rongga pada pasir cetak

bila terdapat banyak rongga pada pasir cetak atau celah maka pendinginan

akan semakin cepat. Hal ini disebabkan logam cair yang dimasukkan terlebih

dahulu akan segera mengeras dan logam cair yang dituang terakhir masih

berupa cairan. Hal ini akan menimbulkan cacat pada hasil coran

8

Tabel 1.3 Data pengujian kadar air pasir cetak

Tabel 1.4Data Laju penguapan antar kelompok

Penguapan Waktu Pemanasan (Menit)Rata-rata 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

4% 0,22 0,45 0,62 0,65 0,63 0,58 0,54 0,49 0,44 0,46% 0,506 0,741 0,951 0,956 0,872 0,778 0,691 0,616 0,555 0,53048% 0,366 0,645 0,814 0,841 0,81 0,765 0,715 0,673 0,628 0,587

Spesimen Waktu Pemanasan (Menit) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 0,38 1,35 2,69 3,68 4,18 4,36 4,41 4,42 4,43 5,522 0,5 1,72 3,19 4,14 4,67 5,01 5,15 5,17 5,22 5,443 0,49 1,74 3,37 4,4 4,78 4,93 4,96 4,97 4,97 4,974 1,07 2,05 3,55 4,44 4,97 5,27 5,4 5,44 5,44 5,445 0,09 0,55 1,46 2,46 3,2 3,78 4,27 4,66 4,94 5,15

Jumlah 2,53 7,41 14,26

19,1

2 21,8 23,35 24,19 24,66 25 26,52Penguapan

Rata-rata

0,50

6

1,48

2 2,852

3,82

4 4,36 4,67 4,838 4,932 5 5,304Penguapan

Rata-

rata/menit

0,50

6

0,74

1

0,95066

7

0,95

6

0,87

2

0,77833

3

0,69114

3

0,616

5

0,55555

6 0,5304

9

Grafik Hubungan antara Rata-rata Penguapan dengan Waktu Pemanasan (T=120o ; t=10')

y = -0,0836x2 + 1,4137x - 0,7807R2 = 0,9834

0

1

2

3

4

5

6

0 2 4 6 8 10 12

Waktu (menit)

Rat

a-ra

ta P

engu

apan

(%)

Rata-rata Penguapan Poly. (Rata-rata Penguapan)

Grafik Hubungan antara Laju penguapan dengan Waktu Pemanasan (T=120o ; t=10') pada Spesimen Kadar Air yang Berbeda

00,20,40,60,8

11,2

0 2 4 6 8 10 12Waktu (menit)

Rat

a-ra

ta P

engu

apan

(%/m

enit)

Kadar Air 4% Kadar Air 6% Kadar Air 8%Poly. (Kadar Air 4%) Poly. (Kadar Air 6%) Poly. (Kadar Air 8%)

10

Pembahasan Grafik

Grafik hubungan laju penguapan dengan waktu pemanasan.

Pada grafik dapat diketahui, menit ke -1 besar rata-rata penguapan permenit

adalah 0.506 %/menit. Pada menit ke-2 sebesar 0.741 %/menit , karena dengan

waktu yang lama dan temperatur yang sama maka rata-rata penguapan

permenit pada menit ke-2 lebih besar dari meni ke-1 .Pada menit ke-3 laju

penguapan lebih besar dari menit ke-2 laju yaitu 0.951 %/menit. Dengan

alasan yang sama pada menit ke-4 lebih besar dari menit ke-3 yaitu sebesar

0.956 %/menit.

Akan tetapi setelah menit ke-4 laju penguapan cenderungturun tetapi

penurunan tidak begitu drastis . Hal inbi disebabkan karena dengan waktu

pemanasan yang lama dan suhu yang sama air bebas pada pasir cetak akan

habis dan jika pemanasan dilakukan terus menerus maka air terikatpun juga

akan menguap tetapi tidak semudah air bebas.

Grafik hubungan hubunga laju penguapan dengan waktu pemanasan data antar

kelompok .

Pada grafik terlihat bahwa kelajuan akhir dari ketiga kelompok dengan

prosentase kadar air 4%,6%,dan 8% mengalami peningkatan yang teratur sesuai

tingkat kadar air.Hal ini disebabakan semakin tinggi jumlah kadar air maka

jumlah air yang akan menguap semakin banyak dengan suhu dan waktu

pemanassan yang sama . menurut data air 4% laju penguapan 0.40%/menit kadar

air 6% laju penguapan sebesar 0.530 %/menit kadar air 8% laju penguapan

sebesar 0.587 %/menit

Namun pada menit-menit awal laju penguapan kadar air 6% memiliki nilai

tertinggi .Pada menit ke-1 nilai laju penguapan sebesar 0.506%/menit sedangkan

kadar air 4% dan 8% berturut-turut 0.220 %/menit dan 0.366 %/menit . nilai menit

ke -1 pada kadar air 6% akan sesuai dengan urutan jika dibandimgkan dengan

nilai laju penguapan menit ke-2 . Pada kadar air 4% dan 8% yaitu berturut 0.450

%/menit dan 0.645 %/menit. Sehingga dapat disimpulkan bahwa pada waktu

penguapan spesimen kadar air 6% suhu alat telah mencapai 120 c sehingga

penguapan langsung cepat dan pada kadar air 4% dan 8% spesimen diuapkan pada

suhu alat masih mulai meningkat bem sampai 120 c.

11

I.5 Kesimpulan dan saran

I.5.1) Kesimpulan

1) Dari hasil pengujian dapat diperoleh

- Kadar air adalah 5,286 %.

- Interval pendugaan kadar air antara 5,042 s/d 5,53 dengan tingkat

keyakinan

95 %.

2) Kadar air

Adalah air yang terkandung dalam pasir cetak

Kadar air (%) = %100awalBeratakhirberatawalBerat

3) Fungsi air sebagai penyakit daya ikat lempung sehingga dapat digunakan

untuk mengikat pasir cetak.

4) Macam-macam yang mempengaruhi kadar air :

a) Air bebas.

b) Air terikat

5) Faktor yang mempengaruhi kadar air :

a) Waktu pemanasan.

b) Temperatur pemanasan.

c) Luas penampang permukaan butiran.

d) Ukuran dan dimensi.

e) Kelebihan beban.

I.5.2) Saran

- Sebaiknya praktikan melakukan percobaan ini supaya lebih tahu.

- Alat yang digunakan sebaiknya diperbaiki agar praktikan bisa

melakukan percobaan.

12

BAB II

PENGUJIAN KADAR LEMPUNG PASIR CETAK2.1 Tujuan Pengujian

Tujuan yang ingin dicapai dari pengujian ini adalah ;

1. Agar praktikan mengetahui prosentase kadar lempung yang terdapat dalam

pasir cetak.

2. Agar praktikan mampu memahami dan melaksanakan pengujian kadar

lempung pasir cetak.

2.2 Pelaksanaan Pengujian

2.2.1 Alat dan Bahan yang Digunakan

Alat alat yang digunakan dalam pengujian ini adalah :

1. Kompor listrik

Alat ini digunakan untuk mengeringkan specimen.

2. Timbangan Listrik

Alat ini digunakan untuk menimbang specimen sebelum dan sesudah

dikeringkan

3. Panci.

Digunakan untuk menghilangkan lempung pada pasir dan untuk

mengeringkan pasir pada kompor listrik

4. Gelas Ukur.

Alat ini digunakan untuk mengukur volume larutan yang dipakai.

Bahan yang digunakan untuk pengujian kadar lempung yang dipakai :

- Pasir cetak seberat 100 gr

- Larutan NaOH 2,5 % sebanyak 50 mL

- Air sebanyak 950 mL

2.2.2 Urutan Kerja Pengujian

Urutan kerja pengujian kadar lempung pasir cetak adalah :

1. Timbang pasir cetak seberat 100 gr sebagai specimen

2. Larutkan pasir di dalam 950 ml air pada panci

3. Tambahkan NaOH 2,5 % sebanyak 50 ml

4. Aduk campuran tersebut dan biarkan pasir mengendap selama 5 menit

5. Buang airnya sebanyak 5/6 dari tinggi permukaan air

INGAT : PASIR JANGAN IKUT TERBUANG !!!!!!!!

13

6. Tambahkan airnya hingga seperti semula dan ulangi langkah kerja 4, 5, 6

dan diamkan selama 5 menit hingga airnya jernih

7. Panaskan pasir cetak dalam panci dengan kompor listrik pada suhu 100

110 OC

8. Aduk pasir hingga kering

9. Timbang pasir cetak kering tersebut dan catat hasilnya

10. Hitung kadar lempung dengan rumus di bawah ini :

Berat awal Berat akhir

Kadar Lempung = ---------------------------- x 100 % - Kadar air rata2

Berat awal

2.3 Pengolahan Data

2.3.1 Data hasi pengujian

Tabel 2.1 Data Hasi Pengujian Lempung

No

Berat Spesimen Awal

(gr)

Berat Spesimen Akhir

(gr)

Kadar

Lempung%1 100 83,30 10,8962 100 83,87 10,8263 100 82,47 12,2264 100 81,33 13,3665 100 84,01 10,686

Tabel2.2 Data Hasi Perhitungan

No

Berat Spesimen Awal

(gr)

Berat Spesimen

Akhir (gr)

Kadar

Lempung% (X - _X )

(X - _X

)21 100 83,30 10,896 -0,704 0,4962 100 83,87 10,826 -0,774 0,5993 100 82,47 12,226 0,626 0,3924 100 81,33 13,366 1,766 2,1185 100 84,01 10,686 -0,914 0,835

2.3.2 Perhitungan data hasil pengujian

.% kadar lempung = ratarataairKadarxawalBeratakhirberatawalBerat

%100

14

Spesimen 1 = %304,5%100100

8.83100

= 10,896 %

Spesimen 2 = %304,5%100100

87,83100

= 10,826 %

Spesimen 3 = %304,5%100100

47,82100

= 12,226 %

Spesimen 4 = %304,5%100100

33,81100

= 13,366 %

Spesimen 5 = %304,5%100100

01,84100

= 10,686 %

Kadar lempung rata-rata

6,11558_

==

=

nxx

Simpangan baku ()

36,1444,5

1)(

_

2_

==

=

nxx

Simpangan baku

61,0_

==

n

Kesalahan relative

053,06,11

61,0_

_

===

xKR

%3,5%100 == KR

Derajat Kebebasan (db) = n-1 =5-1 = 4

t(/2;db)

(0,05;4)

Interval penduga kesalahan presentase kadar lempung pasir cetak_

x -{( t(/2;db)._ } x

_

x +{( t(/2;db)._ }

11,6-{t(5;4).0,61} x11,6+{( t(5;4).0,61 }

10,29948 x 12,90052

Pada praktikum pengujian kadar lemung pada pasir cetak didapatkan kadar lempung

setelah pengujian sebesar 11,6%.Hal ini telah memenuhi interval penduga kesalahan

yaitu 10,29948 x 12,90052 dengan tingkat keyakinan 90%.

15

2.4 Pembahasan pengujian kadar lempung

Tipe lempung

a ) Western dan Southern

16

1. Western bentonit : dipakai pada pasir yang membutuhkan kekuatan tarik yang

tinggi

2. Southern bentonit : digunakan pada pasir yang membutuhkan kekuatan tekan

yang tinggi

b ) Fire Clays

Lempung ini disebut illit

Gambar 2.1. : Pengaruh lempung pada rek basah maximal pada

campuran pasir, lempung dan air.

Sumber : Richard W. Heine : Principle of metal casting.

Macam-macam Lempung :

a) Lempung jenuh : pasir cetak yang mempunyai kadar air < 10 % sehingga

peningkatan kadar lempung tidak menyebabkan peningkatan kekuatan. Karena

tidak berfungsi sebagai pengikat antar lempung tetap.. Juga sebagai rongga pasir

cetak.

b) Lempung tidak jenuh : Pasir cetak yang memiliki kadar lempung < 10 % sehingga

peningkatan kadar lempung meningkatkan kekuatan pasir cetak.

Fungsi Lempung

Untuk meningkatkan pasir cetak, selain itu kekuatan dari pasir cetak juga akan

meningkat jika disertai dengan penambahan kadar lempung sampai 10 %. Hal

ini terjadi karena pasir cetak permukaan singgung diikat oleh lempung. Tapi

bila penambahan > 10 % kekuatan menjadi konstan karena disebabkan

lempung tidak lagi mengikat pasir saja namun juga mengikat lempung.

Hubungan Kadar Lempung Terhadap Kadar Air

Kadar standar pasir cetak adalah antara 1,5 % - 8 % tergantung dari jenis

cetakan dan logam yang dituang. Bila psir cetak kekuarangan kadar air maka

17

lempung akan kekuarangan daya ikat untuk mengikat pasir silika. Sehingga

butir lempung yang tidak memperoleh kadar air akan mengisi celah antar butir

pasir cetak yang akan menurunkan permeabilitas.

Hubungan antara Lempung dan Kadar Permeabilitas

Bila semakin tinggi kadar lempung pada pasir cetak permeabilitas pasir cetak

akan semakin rendah. Hal ini disebabkan lempung masuk ke celah butiran

pasir. Apabila kadar lempung rendah maka permeabilitas tinggi. Untuk

memperoleh permeabilitas yang sesuai selain harus mengatur kadar air juga

mengatur kadar lempung. Kadar lempung stndar pasir cetak adalah 2 % - 50

%.

Pengaruh Kadar lempung dan Kekuatan

Kekuatan pasir cetak akan mengikat jika disertai dengan penambahan kadar

lempung sampai 10 %. Hal ini karena pasir cetak permukaan singgungnya

diikat oleh lempung, namun jika penambahan lebih 10 %, kekuatan akan

menjadi konstan. Ini disebabkan karena lempung tidak lagi mengikat pasir saja

namun juga mengikat lempung.

Kekuatan Tekan Basah

Kekuatan yang terdapat pada pasir cetak setelah pasir tersebut dicambur

dengan air sehingga menjadi kuat. Apabila kadar lempung sedikit maka

kekuatan akan turun. Karena pasir sedikit diikat oleh lempung dan jika kadar

lempung berlebih maka kekuatan pasir cetak cenderung turun.

Kekuatan Tekan Kering

Setelah proses penuangan pasir yang berbatasan dengan logam cair secara

cepat akan mengurangi kadar air berubah menjadi uap panas. Pasir tersebut

mempunyai kekuatan untuk melawan erosi dan tekanan statis dari tekanan

logam. Kekuatan inilah yang disebut kekuatan tekan kering. Apabila kadar

lempung meningkat dan kadar air tetap maka kekuatan pasir cetak meningkat,

namun bila kadar lempung berlebih maka kekuatan akan cenderung konstan.

Jika kadar lempung berkurang dan kadar air tetap maka kekuatan tekan kering

akan turun karena kekuatan dari perekat kurang.

18

Gambar 2.2. : Grafik Pengaruh kadar lempung dan air terhadap permeabilitas dan

kekuatan.

Sumber : Tata Sudia, Teknik Pengenceran Logam 112, 2000.

Pada praktikum pengujian kadar lemung pada pasir cetak didapatkan kadar

lempung setelah pengujian sebesar 11,6%.Hal ini telah memenuhi interval penduga

kesalahan yaitu 10,29948 x 12,90052 dengan tingkat keyakinan 90%.

Dapat kita lihat pada hasil perhitungan didapat kadar lempung rata-rata

sebesar 11,6%.Dilihat dari jumlahnya yang menurun dari kadar lempung sebelum

pengujian yaitu sebesar 12%,secara teori hal ini disebabkan oleh kadar lempung dan

kadar air.Bila ditinjau dari rumus untuk mencari kadar lempung rata-rata yaitu:

.% kadar lempung = ratarataairKadarxawalBeratakhirberatawalBerat

%100

Dari rumus dapar kita lihat bahwa yang mempengaruhi kadar lempung rata-rata

adalah berat akhir karena berat awal dan kadar air rata-rata merupakan variable yang

tetap.

Pada kasus kelompok kami dimana diperoleh kadar lempung rata-rata yang

lebih kecil dibandingkan kadar lempung sebelum pengujian.Hal ini dimungkinkan

terjadi karena:

1. Kadar lempung yang masih tersisa

Penyebab pertama adalah dimungkinkan pada saat pembuangan kadar

lempung pada saat pengujian ,kadar lempung tidak sepenuhnya terbuang

sehingga kandungan lempung masih tersisa pada pasir.Hal ini menyebabkan

berat akhir bertambah dan setelah dilakukan kalkulasi didapatkan kadar

lempung rata-rata yang lebih rendah dibandingkan sebelum pengujian.

19

2. Kadar air yang masih bersisa

Penyebab kedua yang dimungkinkan terjadi adalah masih bersisanya kadar air

setelah pasir dipanaskan untuk diuapkan kadar airnya.Bila kadar airnya masih

bersisa setelah dipanaskan makaberat akhir akan bertambah dan setelah

dilakukan kalkulasi didapatkan kadar lempung rata-rata yang lebih rendah

dibandingkan sebelum pengujian.

Untuk mendapatkan hasil pengujian kadar lempung yang sesuai dengan kadar

lempung sebelum pengujian maka sharusnya dilakukan hal hal berikut:

1. Pada saat pencucian kadar lempung dilakukan hingga kandungan

lempungpada pasir cetak terbuang sepenuhnya,sehingga lempung tidak ada

yang tersisa pada pasir cetak yang pada akhirnya menyebabkan berat akhir

bertambah.

2. Pada saat pemanasan dilakukan hingga pasir cetak benar-benar kering

sehingga tidak ada air yang bersisa

20

Kesimpulan dan Saran

2.5.1 Kesimpulan

1. Dari hasil pengujian didapat kadar lempung rata-rata adalah 11,6

dengan interval pendugaan 10,29948 x 12,90052 dengan keyakinan 90 %.

2. Penambahan maupun pengurangan kadar lempung akan mempengaruhi

permeabilitas dan kekuatan pasir cetak.

3. Tipe dan Macam Lempung

3.1) Tipe lempung

a) Western dan Southern Denkonit

b) Fire Clays

c) Special Clays

3.2) Macam-macam lempung

a) Lempung jenuh

b) Lempung tak jenuh

2.5.2) Saran

1. Pada saat praktikum sebaiknya lempung yang digunakan mempunyai tipe

dan kadar yang berbeda dengan prosentase pasir yang sama.

2. Pasir yang digunakan sebaiknya diuji terlebih dahulu kadar airnya.

21

BAB III

PENGUJIAN DISTRIBUSI BESAR BUTIR3.1 Tujuan Pengujian

Tujuan yang hendak dicapai dari pengujian ini adalah:

1. Agar praktikan mengetahui distribusi besar butir melalui nomor kehalusan

pasir cetak (FN = Finnest Number).

2. Agar praktikan mengetahui prosentase dari tiap ukuran butir pasir yang ada

pada pasir cetak.

3. Agar praktikan memahami dan mampu melakukan pengujian distribusi besar

butir.


3.2.1 Alat-alat dan Bahan yang digunakan

Alat-alat yang digunakan dalam pengujian ini adalah:

1. Mesin Pengguncang Rotap

Alat ini berfungsi untuk menyaring pasir Spesifikasi alat:

o Jenis : Rotapo Tipe : VS 1o Merk : Retscho Volatse : 220 Vo Daya : 430 Watto Buatan : Jerman Barato Artikel : 30 40 0010o No Seri : 01849038o Frekuensi: 50 Hz

Gambar 3.1 : Mesin Pengguncang Rotap

22

Sumber : Lab. Pengecoran Logam T. Mesin Unibraw

2. Timbangan Pasir Elektrik

Alat ini digunakan untuk menimbang pasir yang akan diuji.

Gambar 3.2 : Timbangan Elaktrik


3. Tempat Pasir

Alat ini digunakan untuk menampung pasir silica.

3.2.2 Urutan Kerja Pengujian Urutan pengujian distribusi pasir cetak adalah:

1. Ambil pasir cetak seberat 50 gr sebanyak 4 sampel.

2. Susun ayakan dari bawah ke atas dengan tingkat mesh semakin ke atas

semakin besar meshnya, kemudian letakkan pada mesin pengguncang

rotap.

3. Letakkan specimen pasir cetak pada ayakan paling atas.

4. Hidupkan mesin pengguncang rotap selama 5 menit dengan frekuensi

getar 60 Hz.

5. Setelah selesai, timbang berat pasir yang berada pada masing-masing

mesh.

6. Cari harga Sn dari tiap-tiap mesh yang ada dari table-tabel yang

terlampir.

7. Hitung besar nomor kehalusan pasir cetak dalam skala FN maupun

standar AFS.

23

3.3 Pengolahan Data

3.3.1. Data Hasil Pengujian

Tabel 3.1 Data Hasil Pengujian

NoBukaan Mesh(m)

Berat Spesimen 1

(gr)

Berat Spesimen 2

(gr)

Berat Spesimen 3

(gr)

Berat Spesimen 4

(gr)1 355 9,76 5,37 5,37 5,172 315 1,49 1,72 1,5 1,673 280 2,11 2,54 1,67 2,014 200 9,7 10,73 10,7 10,225 180 5,58 6,47 5,6 5,826 160 6,3 6,88 6,7 6,927 140 5,15 5,81 5,4 4,418 125 2,33 3,68 3,43 3,4 TAN 7,58 6,8 9,63 10,38 50 50 50 50

PERHITUNGAN:

Skala FN

Rumus yang digunakan untuk mencari nomor kehalusan pasir cetak adalah:

WnSnWNFN

=

).(

Tabel 3.2 Data Perhitungan Specimen 1

No Bukaan Mesh(m) SnWn1(gr) Wn1 . Sn

1 355 54,51 9,76 532,01762 315 60,37 1,49 89,95133 280 67,89 2,11 143,24794 200 95,06 9,7 922,0825 180 107,2 5,58 598,1766 160 119,33 6,3 751,7797 140 126,84 5,15 653,2268 125 154,36 2,33 359,6588 TAN 620 7,58 785,56 50 4050,1386

24

Contoh Perhitungan 1

Mengukur Mesh 315 m

634563

297420297315

=

=

xSn

37,60

634563

12318

=

=

x

x

00277.8150

1386.4050Wn1

(Wn1.Sn)

=

=

=

FN

FN

FN

Tabel 3.3 Data Perhitungan Spesimen 2


1 355 54,51 5,37 292,71872 315 60,37 1,72 103,83643 280 67,89 2,54 172,44064 200 95,06 10,73 1019,99385 180 107,2 6,47 693,5846 160 119,33 6,88 820,99047 140 126,84 5,81 736,94048 125 154,36 3,68 568,0448 TAN 620 6,8 785,56 50 4408,5491


Mengukur Mesh 280 m

896389

210297210280

=

=

xSn

89.67

2689

8770

=

=

x

x

17098.8850

4408.5491Wn2

(Wn2.Sn)

=

=

=

FN

FN

FN

25



1 355 54,51 5,37 292,71872 315 60,37 1,5 90,5553 280 67,89 1,67 113,37634 200 95,06 10,7 1017,1425 180 107,2 5,6 600,326 160 119,33 6,7 799,5117 140 126,84 5,4 684,9368 125 154,36 3,43 529,4548 TAN 620 9,63 785,56 50 4128,0138


Mengukur Mesh 200 m

12689126

149210149200

=

=

xSn

066,95

3769

6151

=

=

x

x

56028.2850

4128.0138Wn

.Sn)(Wn3

3

=

=

=

FN

FN

FN



1 355 54,51 5,17 281,81672 315 60,37 1,67 100,81793 280 67,89 2,01 136,45894 200 95,06 10,22 971,51325 180 107,2 5,82 623,9046 160 119,33 6,92 825,76367 140 126,84 4,41 559,36448 125 154,36 3,4 524,824 TAN 620 10,38 785,56 50 4024,4627

26


Mengukur Mesh 180 m

12689126

149210149180

=

=

xSn

2.107=x

48925.0850

4024.4627Wn4

(Wn4.Sn)

=

=

=

FN

FN

FN

Skala SN

Rumus yang digunakan untuk mencari nomor kehalusan pasir cetak adalah:

WiMiWiAFSnumber

=

).(

Dimana:

AFSnumber = Nomor kehalusan butir pasir standar AFS

W = Berat pasir pada ayakan ke-i

M = Faktor pelipat untuk ukuran butir ayakan ke-i


No Bukaan Mesh(m) Us M Wn1 Wn1 . M

1 355 44,96 34,96 9,76 341,20962 315 48,32 38,32 1,49 57,09683 280 54,79 43,6 2,11 91,9964 200 73,93 52,62 9,7 510,4145 180 83,77 59,16 5,58 330,11286 160 93,6 65,73 6,3 414,0997 140 107 75,25 5,15 387,53758 125 122 86,5 2,33 201,545 TAN 300 7,58 628,37 456,14 50 2334,0107


Ukuran Mesh 280 m

Ukuran mesh 295 m; s=50; M=40

27


79.5420

508715

705050

208295280295

=

=

=

Us

x

x

6.4310

40204483,3

504040

70504483.5350

=

=

=

M

x

x

68021.4650

2334.01071

)1.1(

=

=

=

AFSn

AFSn

WMWAFSn



1 355 44,96 34,96 5,37 187,73522 315 48,32 38,32 1,72 65,91043 280 54,79 43,6 2,54 110,7444 200 73,93 52,62 10,73 564,61265 180 83,77 59,16 6,47 382,76526 160 93,6 65,73 6,88 452,22247 140 107 75,25 5,81 437,20258 125 122 86,5 3,68 318,32 TAN 300 6,8 628,37 456,14 50 2519,5123


Ukuran Mesh 200 m



28

9344.7330

70618

1007070

147208200208

=

=

=

Us

x

x

6230.5220

50309344.3

705050

100709344.7370

=

=

=

M

x

x

39025.0550

2519.51233

)3.3(

=

=

=

AFSn

AFSn

WnMWnAFSn



1 355 44,96 34,96 5,37 187,73522 315 48,32 38,32 1,5 57,483 280 54,79 43,6 1,67 72,8124 200 73,93 52,62 10,7 563,0345 180 83,77 59,16 5,6 331,2966 160 93,6 65,73 6,7 440,3917 140 107 75,25 5,4 406,358 125 122 86,5 3,43 296,695 TAN 300 9,63 628,37 456,14 50 2355,7932


Ukuran Mesh 180 m



7705.8330

706128

1007070

147208180208

=

=

=

Us

x

x

29

16.5920

50307705.13

705050

100707705.8370

=

=

=

M

x

x

11586.74100

2355.79323

)3.3(

=

=

=

AFSn

AFSn

WnMWnAFSn



1 355 44,96 34,96 5,17 180,74322 315 48,32 38,32 1,67 63,99443 280 54,79 43,6 2,01 87,6364 200 73,93 52,62 10,22 537,77645 180 83,77 59,16 5,82 344,31126 160 93,6 65,73 6,92 454,85167 140 107 75,25 4,41 331,85258 125 122 86,5 3,4 294,1 TAN 300 10,38 628,37 456,14 50 2295,2653


Ukuran Mesh 160 m



6.9310070

70147208160208

=

=

Us

x

73.6620

50307705.13

705050

100706.9370

=

=

=

m

x

x

30

90531.5450

2295.26534

)4.4(

=

=

=

AFSn

AFSn

WnMWnAFSn

3.3.2 PERHITUNGAN STATISTIKA

A. Tabel Skala FN

Tabel 3.10 Tabel Perhitungan Rata Rata no spesiment fn fn - FN ( fn - FN ) 21 1 81,00277 -2,05305 4,2150142 2 88,17098 5,11516 26,164863 3 82,56028 -0,49554 0,245564 4 80,48925 -2,56657 6,587282 332,2233 1,4211E-14 37,21272

FN rata-rata (FN)

83,0558242233.332

==

=

FN

nFNFN

Simpangan Baku ()

521965.31

)( 22

=

=

n

FNFN

Simpangan Baku Rata-rata ()

760983.14

521965.3==

=

n

Kesalahan Relatif (KR)

%1202.2%100021202.0%100

021202.005582.83

760983.11

==

=

==

=

xKRx

KR

FNKR

Diambil =5% dengan db=n-1=4-1=3

31

65922.8845242.776034.505582.836034.505582.83

]);2

([]);2

([

182.3)3;025.90);2

(


%079.2%10002079.0%100

02079.0522911.47

988016.0

==

=

==

=

xKRx

KR

FNAKR

Diambil =5% dengan db=n-1=4-1=3

6671.5037911.441438.352291.471438.352291.47

]);2

([]);2

([

182.3)3;025.90);2

(

3.4 PEMBAHASAN

3.4.1 Macam-macam pasir cetak.

1. Pasir Gunung

Pasir gunung umumnya digali dari lapisan tua. Pasir tersebut mengandung

lempung yang kebanyakan dapat dipakai setelah dicampur air. Pasir

gunung dengan kadar lempung 10-20 % dapat dipakai langsung untuk

pasir cetak. Pasir gunung dengan kadar lempung kurang dari 10-20 %

mempunyai adhesi yang lemah dan dapat dipakai setelah ditambahkan

dengan pengikat misalnya lempung.

2. Pasir Pantai

Diambil dari pantai mempunyai kandungan utama yaitu SiO2 dan

terkadang kotoran-kotoran seperti mika atau felspar ( ikatan organik ) yang

banyak.

3. Pasir Sungai

Diambil dari sungai, mempunyai kandungan utama yaitu SiO2 dan

terkandung kotoran-kotoran seperti mika atau felspar ( ikatan organik )

yang banyak.

4. Pasir Silika

Pasir silika dalam beberapa hal dicapai dari gunung dalam keadaan

alamiah atau bisa juga dengan jalan memecah kuarsit. Pasir silika alamiah

dan pasir silika buatan dari kuarsit yang dipecah berisi sedikit kotoran

dengan jumlah SiO2 lebih dari 95%.

Apabila pasir mempunyai kadar lempung yang cocok dan bersifat adhesi,

maka dapat dipakai begitu saja sedangkan kalau sifat lain adhesinya kurang maka

perlu ditambahkan lempung sebagai pengikat antar butir-butir pasir. Pasir yang dapat

digunakan secara langsung adalah pasir gunung karena sudah mempunyai kadar

lempung tertentu. Sedangkan pasir pantai, pasir kali dan pasir silika masih dibutuhkan

pengikat untuk mengikat butir-butir pasir satu sama lain dan baru bisa dipakai setelah

pencampuran dengan lempung.

34

3.4.2 Syarat-syarat pasir cetak

1. Mempunyai sifat mampu bentuk sehingga mudah dalam pembuatan

cetakan dengan kekuatan yang cocok (cetakan yang dihasilkan harus kuat

sehingga tidak rusak karena dipindah-pindahkan dan mampu menahan

logam cair ketika dituang ke dalam cetakan).

2. Permeabilitas yang cocok karena dikhawatirkanbahwa hasil coran

mempunyai cacat seperti rongga penyusustan, gelembung gas atau

kekasaran permukaan, kecuali jika udara atau gas yang terjadi dalam

cetakan waktu penuangan disalurkan melalui rongga-rongga diantara butir-

butir pasir keluar dari cetakan.

3. Distribusi besar butir yang cocok sesuai dengan standart AFS yaitu 40-

220, permukaan coran diperhalus kalau coran dibuat dalam cetakan yang

berbutir halus. Tetapi kalau butir pasir terlalu halus, maka gas sulit keluar

dan membuat cacat, yaitu gelembung udara. Besar butir yang diinginkan

adalah sedemikian sehingga 2/3 dari butiran pasir memiliki ukuran dari 3

mesh yang berurutan sisanya dari ukuran mesh berikutnya. Jadi lebih baik

tidak memiliki besar butir yang seragam.

4. Tahan terhadap temperature logam yang dituang. Pasir dan pengikat harus

mempunyai derajat tahan api tertentu terhadap temperature tinggi pada saat

logam cair dengan temperature tinggi dituang ke dalam cetakan.

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

dituang mengalami peristiwa kimia dan fisika karena logam cair

mempunyai temperatur yang tinggi. Bahan-bahan yang tercampur yang

mungkin menghasilkan gas atau larut dalam logam yang tidak

dikehendaki.

6. Pasir harus murah dan mudah didapat, selain itu harus mampu dipakai lagi

artinya pasir harus dapat dipakai berulang-ulang.

35

3.4.3 Jenis-jenis pasir cetak

Bentuk butir-butir pasir cetak :

Gambar3.3 : Bentuk Butir-Butir Pasir Cetak

Sumber : Tata Surdia, Teknik Pengecoran Logam, 110

1. Butiran Bulat (Rounded Grains)

Butiran bulat terbentuk karena butir-butir saling bergesekan berulang-

ulang akibat adanya angin, gelombang atau aliran air sehingga

menghasilkan bentuk bulat. Bentuk ini dalam struktur pemadatan

mempunyai singgungan kecil antara satu dengan yang lain sehingga

memerlukan jumlah pengikat yang lebih sedikit tapi permeabilitasnya

kurang baik.

2. Butiran Sudut Sebagian (Sub Angular Grains)

butiran sudut sebagian terjadi karena angular grains saling bergerak dan

bertumbukan sehingga sudutnya pecah dan terbentuk sub angular grains.

Permeabilitas butiran ini lebih rendah dibandingkan rounded grains tetapi

kekuatannya lebih baik.

3. Butiran Bersudut (Angular Grains)

Butiran bersudut terbentuk oleh dekomposisi batu-batuan tanpa adanya

gesekan. Ini berhubungan dengan musim dan aksi glasial. Butiran ini

mempunyai batas sudut-sudut dan permukaannya hampir datar. Butiran ini

masih memberikan kekuatan yang baik dan permeabilitas yang kecil pada

cetakan.

4. Butiran Berkristal (Compounded Grains)

Butiran jenis ini merupakan kombinasi dari ketiga butiran diatas. Butiran

ini kurang baik karena cenderung pecah pada temperature tinggi, memiliki

permeabilitas yang kurang baik dan membutuhkan pengikat yang lebih

banyak serta memberikan ketahanan api yang buruk.

Jenis pasir bulat yang baik digunakan sebagai pasir cetak, karena memerlukan

jumlah pengikat yang lebih sedikit untuk mendapatkan kekuatan dan

permeabilitas tertentu.

36

3.4.4 Pengaruh distribusi pasir cetak terhadap permeabilitas

Butiran pasir yang terlalu halus, menyebabkan kerapatan pasir cetak semakin

tinggi. Akibatnya rongga-rongga antar pasir pun semakin kecil. Hal ini tentu

akan menurunkan permeabilitas cetakan yang mengakibatkan cacat pada

coran.

3.4.5 Pengaruh distribusi pasir cetak terhadap Kekuatan Cetakan

Semakin besar ukuran pasir cetak, maka kekuatan cetak semakin besar karena

luas permukaan yang bersinggungan semikin besar. Tetapi bila ukuran pasir

cetak semakin kecil, maka kekuatan cetak juga semakin rendah karena luasan

permukaan yang bersinggungan semakin kecil.

3.4.6 Pengaruh distribusi pasir cetak terhadap Kadar Lempung

Semakin kecil ukuran dari pasir cetak, maka jumlah lempung yang

dibutuhkanm semakin sedikit. Hal ini disebabkan karena semakin kecil bidang

kontak antara luasan yang diikat lempung, begitu juga sebaliknya.

3.4.7 Komposisi pasir cetak.

Distribusi besar butir yang cocok sesuai dengan standart AFS yaitu 40-220.

Besar butir yang diinginkan ialah 2/3 dari butiran pasir memiliki ukuran dari 3

mesh yang berurutan sisanya dari mesh berikutnya. Jadi lebih baik tidak

memiliki butir yang seragam.

37

3.5 kesimpulan dan saran

3.5.1 Kesimpulan

1. Dari hasil percobaan diperoleh harga FN rata-rata 83,05582 dengan

interval penduga 65922.8845242.77

BAB IV

PENGUJIAN PERMEABILITAS4.1 Tujuan Pengujian

Tujuan dari pengujian permeabilitas pasir cetak adalah :

1. Agar praktikan mengetahui angka permeabilitas pasir cetak dengan

komposisi tertentu.

2. Agar praktikan memahami dan mampu melakukan pengujian

permeabilitas pasir cetak.




1. Mesin Pengaduk ( Sand Mixer )

Alat ini digunakan untuk mencampur ketiga bahan yaitu pasir silica,

lempung ( bentonit ), dan air agar menjadi satu.

Spesifikasi alat :

Tipe : IP 54 Arus : 2,3 A

Frame / No : ED 71 GD Q569466 Tegangan : 240 V

Class : F Frekuensi : 50 Hz

Merk : +GF+ Putaran : 1380 rpm

Buatan : Jerman Barat Daya : 0,18 kW

Gambar4.1 : Mesin Pengaduk (Sand Mixer)


2. Stopwatch

Alat ini digunakan untuk mengukur waktu sampai 2000 cc udara.

39

3. Sand Rammer

Alat ini digunakan untuk menumbuk pasir cetak menjadi bentuk specimen

yang dikehendaki yaitu panjang 5 cm dan diameter 5 cm ( luas penampang

= 19,625 cm2 ).

Spesifikasi alat :

Tipe : POU Merk : George Fisher

Fabr : 2054 Buatan : Jerman Barat

Gambar4.2 : Sand Rammer


4. Permeabilitas Meter

Alat ini digunakan untuk mengetahui seberapa besar angka permeabilitas

dari pasir cetak yang diuji.

Spesifikasi alat :

Tipe : POU

Buatan : Jerman Barat

Fabr : 1725

40

Gambar4.3 : Permeabilitas Meter


5. Timbangan Elektrik

alat yang digunakan untuk mengukur berat bahan yang akan digunakan

Bahan yang digunakan adalah pasir cetak dengan komposisi :

Gambar4.4 : Timbangan Elektrik


Bahan yang digunakan adalah pasir cetak dengan komposisi :

- Pasir silica : 82 %

- Bentonit : 12 %

- Air : 6 %

41


1. Siapkan 150 gr pasir cetak untuk pengujian ini dengan menggunakan sand

rammer,

2. Buka pelindung orifice dan pilihlah salah satu posisi penunjuk skala yang akan

digunakan.

Tanda biru untuk skala P = 0 50

Tanda merah untuk skala P = 0 500

a. Skala P dibaca dari skala merah bagian luar dari pengukuran

tekanan.

b. Skala paling dalam menunjukkan tekanan dinamis antara orifice

dan specimen dalam mm kolom air ( mm Wh ).

3. Memutar kran pada posisi A dan angkat tabung udara ke atas secara perlahan

lahan hingga angka nol terlihat tepat pada batas tabung bawah lalu kunci pada

posisi E.

4. Letakkan tabung specimen berikut specimen di dalamnya pada orifice.

5. Putar kran pada posisi B bersamaan mulai menghitung waktu dengan

stopwatch saat udara dialirkan ke specimen pasir cetak. Hal ini ditandai

dengan tabung udara mulai turun ke bawah.

6. Catat besar P specimen pasir cetak dengan tekanan yang terbaca pada skala

permeabilitas meter saat 1000 cc udara yang sudah terlewatkan.

7. Catat waktu yang dibutuhkan untuk mengalirkan udara sebanyak 2000 cc

melalui tabung specimen pasir cetak yang diuji.

8. Ulangi langkah 1 7 sampai specimen 4 serta catat data P ( tekanan ).

4.3 Data Hasil Pengujian dan Perhitungan

4.3.1 Data Hasil Pengujian

Tabel 4.1 Tabel Hasil Pengujian

No Tekanan (p) (cm ka)Waktu (t)

(menit)Panjang (l)

(mm)Permeabilitas

(ml/cm3.menit)1 7.4 0.896 50 642 7.2 0.855 50 683 7.4 0.892 50 644 7.2 0.861 49 685 7.3 0.851 50 68

Jumlah 36.2 4.3535 249 332

42

Rata-rata 7.24 0.8707 49.8 66.54

Tabel 4.2 Tabel Perhitungan Permeabilitas

No P (ml/cm2.menit) (P-p) (P p)21 80,143 -0,414 0,1722 82,822 2,265 5,1303 77,181 -3,376 11,3954 80,568 0,011 0,0005 82,072 1,515 2,294

Jumlah 402,787 0,001 18,991Rata-rata 80,557 0,000 3,798

4.3.2 Perhitungan Statistika

Perhitungan statistika permeabilitas data ke 1

896.0.625,19.7150.2000

...

==

tAplQP

p = 80.143 ml/cm2 menit

Perhitungan statistika

1. Permeabilitas rata-rata (P)

P = 557.805787.402

==

n

ml/cm2menit

2. Simpangan Baku ( )( ) 1789.2

4991.18

1

2

==

=

n

3. Simpangan Baku rata-rata ( )

436.05

1789.2===

n

4. Kesalahan relative (KR)

00541,0557.80436,0

==

=

KR

%541.0%10000541,0%100 === KR

- Dengan mengambil 05,0%5 ==

- Derajat kebebasan (db) = n-1 = 5-1 = 4

- t (/2;db) = t (0,05/2 ; 4) = 2,776

-Interval penduga kesalahan untuk permeabilitas pasir cetak

P { t(/2 ; db) . } P P + { t(/2 ; db) . }

43

80,143 (2,776 . 0,657) P 80,143+ (2,776 .0,657)

78.3191 < P < 81.966

4.4 PENGUJIAN PERMEABILITAS

4.4.1 Pengertian Permeabilitas

Permeabilitas adalah kemampuan pasir cetak untuk dialiri fluida tiap satuan

luas dalam waktu tertentu (tiap menit) {ml/cm3 menit}.

Dirumuskan sebagai berikut:

tApLQ

P..

.=

Dimana: P = Permeabilitas (ml/cm3 menit)

Q = Volume udara yang dilewatkan (ml)

L = Panjang specimen (cm)

p = Tekanan udara (cmka)

A= Luas specimen (cm2)

T = Waktu (menit)

4.4.2Macam-macam Permeabilitas

1. Base Permeabilitas

adalah permeabilitas yang terjadi dalam keadaan kering dimana proses

pengeringan dilakukan secara alami.

2. Green Permeabilitas

adalah permeabilitas dalam keadaan basah dimana pada pasir cetak

masih terkandung air bebas.

3. Dry Permeabilitas

permeabilitas dari pasir cetak dengan perlakuan panas dari 100-1100 C

4. Baket Permeabilitas

44

adalah permeabilitas dari pasir cetak dengan perlakuan panas lebih dari 1100C.

4.4.3 Faktor-faktor yang mempengaruhi permeabilitas

1. Kadar air

Kadar air standar untuk pasir cetak adalah antara 1,5-8% tergantung dari

cetakan logam yang akan dituang (Principle of Metal Casting). bila pasir cetak

kekurangan air maka lempung akan kekurangan daya ikat untuk mengikat pasir

silica sehingga butir-butir lempung yang tidak memperoleh air yang cukup akan

menyebar dan mengisi celah-celah antara butir pasir cetak dan menurunkan

permeabilitas.

bila kadar air terlalu banyak lempung akan seperti pasta dan air bebas akan

menurunkan permeabilitas. pasir dengan pengikat lempung yang dikeringkan

mempunyai permeabilitas dan kekuatan yang meningkat dibandingkan dengan

keadaan basah karena air bebas dan air yang diabsorbsi pada permukaan butir

tanah lempung dihilangkan.

2. Kadar Lempung

Kadar lempung untuk pasir cetak standar adalah 2-30% (Principle of Metal

Casting). ukuran butir tanah lempung sekitar 0,005mm 0,02 mm (Tata Surdia,

Teknologi Pengecoran Logam :111). lempung tersusun atas Kaolinit,

monmorilonit, kuarsa, feldspar, mika dan kotoran lain (Principle of Metal

Casting).

bila kadar lempung rendah maka air yang tidak terserap oleh lempung akan

menempati celah antara butir pasir, sehingga menurunkan permeabilitas pasir

cetak. bila kadar lempung tinggi maka ada sebagian yang tidak memperoleh air

akan menyebar mengisi celah antara butir pasir sehingga menurunkan

permeabilitas pasir cetak.

3. Bentuk dan distribusi pasir cetak

Jenis butir pasir yang bulat baik sebagai pasir cetak, karena memerlukan


permeabilitas tertentu, serta mampu alirnya baik. Pasir berbutir kristal kurang

baik untuk pasir cetak karena akan pecah menjadi butir-butir kecil pada

pencampuran, serta memberikan ketahanan panas dan permeabilitas yang jelek

pada cetakan dan membutuhkan pengikat dengan jumlah yang banyak.

Pasir cetak biasanya kumpulan dari butir yang berukuran bermacam-macam.

Tetapi kadang-kadang terdiri dari butir tersaring yang mempunyai ukuran

45

seragam. Besar butir yang diinginkan adalah sedemikian sehingga 2/3 dari butir

pasir mempunyai ukuran 3 mesh yang berurutan dan sisanya dari ukuran-

ukuran mesh-mesh yang berikutnya. Jadi lebih baik tidak mempunyai besar

butir yang seragam. (Tata Surdia, Teknik Pengecoran Logam: 111)

Gambar 4.5 : Jenis-jenis Butir Pasir Cetak

Sumber: Tata Surdia, Teknik Pengecoran Logam : 110

4. Penekanan Sand Ramer

Semakin banyak penekanan sand ramer pada psir maka dapat

mengakibatkan jarak antara butir pasir menjadi lebih rapat dan padat. Akhirnya

celah-celah udara semakin sempit dan akan menurunkan permeabilitas.

4.4.4 Jenis-jenis pasir cetak

Bentuk butir-butir pasir cetak :

Gambar 4.5: Bentuk Butir-Butir Pasir Cetak

Sumber : Tata Surdia, Teknik Pengecoran Logam, 110

5. Butiran Bulat (Rounded Grains)

Butiran bulat terbentuk karena butir-butir saling bergesekan berulang-

ulang akibat adanya angin, gelombang atau aliran air sehingga

menghasilkan bentuk bulat. Bentuk ini dalam struktur pemadatan

mempunyai singgungan kecil antara satu dengan yang lain sehingga

memerlukan jumlah pengikat yang lebih sedikit tapi permeabilitasnya

kurang baik.

46

6. Butiran Sudut Sebagian (Sub Angular Grains)

butiran sudut sebagian terjadi karena angular grains saling bergerak dan

bertumbukan sehingga sudutnya pecah dan terbentuk sub angular grains.

Permeabilitas butiran ini lebih rendah dibandingkan rounded grains tetapi

kekuatannya lebih baik.

7. Butiran Bersudut (Angular Grains)

Butiran bersudut terbentuk oleh dekomposisi batu-batuan tanpa adanya

gesekan. Ini berhubungan dengan musim dan aksi glasial. Butiran ini

mempunyai batas sudut-sudut dan permukaannya hampir datar. Butiran ini

masih memberikan kekuatan yang baik dan permeabilitas yang kecil pada

cetakan.

8. Butiran Berkristal (Compounded Grains)

Butiran jenis ini merupakan kombinasi dari ketiga butiran diatas. Butiran

ini kurang baik karena cenderung pecah pada temperature tinggi, memiliki

permeabilitas yang kurang baik dan membutuhkan pengikat yang lebih

banyak serta memberikan ketahanan api yang buruk.

Jenis pasir bulat yang baik digunakan sebagai pasir cetak, karena memerlukan


permeabilitas tertentu.

4.4.5 Grafik Pengaruh kadar air Terhadap Permeabilitas

Gambar4.6 : Grafik Pengaruh Kadar Air dan Kadar Lempung terhadap

Permeabilitas

Sumber: Tata Surdia, Teknik Pengecoran Logam :112

47

Dari grafik menunjukkan hubungan antara kadar air dan berbagai sifat pasir

dengan pengikat tanah lempung. Jika kadar lempung dibuat tetap maka kekuatan

berangsur-angsur bertambah sampai titik maksimum dan seterusnya menurun.

Kecenderungan serupa muncul kalau kadar air dibuat tetap dan kadar lempung

ditambah. Titik maksimum dari kekuatan dan permeabilitas dimana butir-butir pasir

dikelilingi oleh ketebalan tertentu dari campuran air dan lempung. Dengan kelebihan

kadar air kekuatan dan permeabilitasnya akan menurun, karena ruangan antar butir-

butir pasir ditempati oleh lempung yang berlebih pasir. Air yang tidak cukup akan

menurunkan, karena kurang lekatnya lempung. Selanjutnya tanah lempung yang

berbutir menempati ruang antar butir-butir pasir dan menurunkan permeabilitas. Dari

grafik juga terlihat, bahwa untuk kurva kekuatan kering dengan bertambahnya kadar

air akan cenderung naik terus disebabkan pada saat lempung mempunyai kadar air

yang banyak, maka lempung akan menyebar dan akan menyelimuti pasir dengan baik.

Pada saat lempung dan pasir tersebut dilakukan perlakuan maka pasir cetak akan

kehilangan air bebas sampai kering. Dengan keringnya kadar air maka bila dilakukan

pengujian kekuatan keringnyapun akan meningkat.

Sedangkan untuk kurva kekuatan basah, dengan bertambahnya kadar air maka

akan cenderung turun. Hal ini disebabkan pada pasir cetak terlalu banyak

mengandung air bebas maka lempung sebagai pengikat akan berubah menjadi pasta.

Sehingga daya ikat lempung tinggi tetapi tetap lembek dan bila dilakukan

pengujian akan mudah rusak seperti mudah pecah ataupun bergeser dll. Dari hasil

pengujian didapat permeabilitas rata-rata 78,137 ml/cm2 menit dengan interval

75,361

cetakan dalam meresap kesela-sela antara butiran pasir cetak yang akan

membuat hasil coran menjadi kasar.

4.4.7Analisa Grafik Pengaruh kadar air Terhadap Permeabilitas Data Antar

kelompok

Dari grafik diatas menunjukan hubungan kadar air terhadap permeabilitas.

Terlihat pada grafik bahwa permeabilitas cenderung meningkat seiring dengan

meningkatnya kadar air. Pada kadar air 4 % permeabilitasnya 58 (ml/cm3.menit); pada

kadar air 6% permeabilitasnya 80 (ml/cm3.menit) dan pada kadar air 8%

permeabilitasnya 88.4 (ml/cm3.menit). kecenderungan grafik diatas yang merupakan

hasil pengolahan data pengujian (actual) sesuai dengan kecenderungan grafik

hubungan kadar air terhadap permeabilitas yang terdapat pada teori, dimana apabila

kadar air bertambah maka permeabilitasnya akan meningkat hingga titik maksimal

setelah itu permeabilitasnya menurun. Hal ini disebabkan kadar lempung bercampur

dengan air dan mengikat butiran pasir sehingga terdapat rongga yang dapat dilalui

fluida maka permeabilitasnya cenderung meningkat dan setelah mencapai titik

maksimum sisa-sisa air yang tidak bercampur akan menutupi rongga butiran dan

menyebabkan permeabilitasnya cenderung menurun.

GRAFIK HUBUNGAN ANTARA KADAR AIR DENGAN PERMEABILITAS DATA ANTAR KELOMPOK

58

8088,4

y = 39,487e0,1054xR2 = 0,9155

0

20

40

60

80

100

0 2 4 6 8KADAR AIR ( % )

PER

MEA

BIL

ITA

S R

ATA

R

ATA

( ml/c

m2 m

enit

)

Series1

Expon. (Series1)

49

4.5 Kesimpulan dan Saran

4.5.1 Kesimpulan

1. Permeabilitas adalah kemampuan pasir cetak untuk dialiri fluida tiap satuan

luas dalam waktu tertentu

P = TAP

Q..

. { ml / cm2 menit }

2. Macam macam permeabilitas

2.1. Base permeablitas

2.2. Green permeablitas

2.3. Dry permeablitas

2.4. Boket permeablitas

3. Faktor-faktor yang mempengaruhi permeabilitas

3.1. Kadar air

3.2. Kadar lempung

3.3. Bentuk dan distribusi butir

3.4. Penekanan Sand rammer

4. Pada pengujian didapat permeabilitas rata-rata ....ml/cm2 menit dengan

interval ..... < P < ...... dan tingkat keyakinan 95%.

5. Bila pasir cetak memiliki permeabilitas rendah maka akan banyak cacat

rongga, karena udara terjebak didalam logam cair. Dan bila

permeabilitasnya tinggi maka akan terjadi kekasaran pada permukaan hasil

coran.

4.5.2 Saran

1. Ketelitian dalam membaca alat percobaan.

2. Pada waktu pengukuran berat pasir cetak harus teliti agar hasil

pengujian tidak terjadi kesalahan.

3. Praktikan diberi kesempatan untuk mencoba pasir cetak dengan

komposisi lain agar mengerti perbedaannya.

50

BAB V

PENGUJIAN KEKUATAN PASIR CETAK5.1 Tujuan Pengujian

Tujuan yang akan dicapai dalam pengujian ini adalah:

1. Agar praktikan mengetahui kekuatan tekan pasir cetak sebelum dan

sesudah perlakuan panas.

2. Agar praktikan mengetahui kekuatan geser pasir cetak sebelum dan


3. Agar praktikan mengetahui kekuatan tarik pasir cetak sebelum dan


4. Agar praktikan memahami dan mampu melaksanakan pengujian

kekuatan pasir cetak.



Alat-alat yang digunakan dalam pengujian kekuatan pasir cetak adalah:

1 Universal Strength Machine

Alat ini digunakan untuk mengujia kekuatan pasir cetak.

Spesifikasi alat:

Merk : George Fischer

Buatan : Jerman Barat

Gambar 5.1 : Alat Penguji Kekuatan

Sumber : Modul Pengecoran logam

51

1 Sand Rammer

Alat ini digunakan untuk memadatkan pasir cetak dalam tabung

specimen.

Gambar 5.2 : Sand Rammer

Sumber : Tata Surdia, Teknik pengecoran Logam, hal 121

1 Timbangan Elektrik

Alat ini digunakan untuk menimbang pasir cetak sebelum dibuat

specimen.

Gambar 5.3 : Timbangan Elektrik

Sumber : Modul Pengecoran Logam

52

1 Cetakan spesimen uji kekuatan geser

Alat ini digunakan sebagai tempat untuk membuat specimen uji geser.

Bahan yang digunakan adalah pasir cetak sebanyak 100 gram, dengan

komposisi:

- Pasir silica : 80 %

- Bentonit : 12 %

- Air : 8 %


A.Urutan Kerja Pengujian Kekuatan Tekan

a. Langkah pengujian tanpa perlakuan panas

1. Ambil campuran pasir cetak seberat 100 gram, lalu buat

specimen uji tekan dengan menggunakan sand rammer (specimen

sebanyak 5 buah).

2. Pasang kepala uji tekan pasir cetak pada alat uji kekuatan pasir

cetak.

3. Letakkan specimen pada kepala uji tekan pasir cetak secara

hati-hati jangan sampai rusak.

4. Putar handwheel secara terus-menerus dengan putaran konstan

dan perlahan-lahan hingga hancur.

5. Baca dan catat besar kekuatan tekan pasir cetak tersebut

(lengkap demngan satuannya) pada skala paling lauar yang terdapat

pada alat uji tekan pasir cetak.

6. Lakukan langkah 1-5 untuk specimen berikutnya.

b. Langkah pengujian dengan perlakukan panas.

Langkah pengujian sama dengan tanpa perlakuan panas, hanya setelah

pasir cetak dibuat specimen uji tekan, dilakukan pemanasan dalam

dapur pemanas dengan suhu 110 C selam 1 jam.

53

B. Urutan Kerja Pengujian Kekuatan Geser

a. Langkah-langkah Pengujian tanpa perlakuan panas

1. Ambil campuran pasir cetak seberat 150 gram, kemudian buat

specimen uji geser dengan sand rammer (specimen sebanyak 5

buah).

2. Pasang kepala uji geser pasir cetak pada lat uji kekuatan geser

pasir cetak.

3. Letakkan specimen pada kepala uji geser secara hati-hati

jangan sampai specimen rusak.


dan perlahan-lahan hingga specimen hancur.

5. Baca dan catat besar kekuatan tekan pasir cetak tersebut pada

skala yang di tengah pada alat uji geser tersebut.

b. Langkah pengujian dengan perlakuan panas.

Langkah pengujian sama dengan tanpa perlakuan, hanya setelah pasir

cetak dibentuk speciomen uji geser, dilakukan pemanasan dalam dapur

pemanasan dengan suhu 110 C selam 1 jam.

C. Urutan Kerja Pengujian Kekuatan Tarik pasir Cetak

a. Langkah-langkah pengujian tanpa perlakuan panas

1. Ambil campuran pasir cetak seberat 150 gram, lalu buat

specimen uji tarik dengan menggunakan sand rammer (specimen

sebanyak 5 buah).

2. Pasang kepala uji tarik pasir cetak pada alat uji kekuatan pasir

cetak

3. Letakkan specimen pada kepala uji tekan pasir cetak secara

hati-hati jangan sampai rusak.


dan perlahan-lahan hingga specimen hancur.

5. Baca dan catat besar kekuatan tarik pasir cetak tersebut

(lengkap demngan satuannya) pada skala paling dalam yang

terdapat pada alat uji tarik pasir cetak.

6. Lakukan langkah 1-5 untuk specimen berikutnya.

54

b. Langkah pengujian dengan perlakuan panas.

Langkah pengujian sama dengan tanpa perlakuan, hanya setelah pasir

cetak dibentuk speciomen uji tarik, dilakukan pemanasan dalam dapur

pemanasan dengan suhu 110 C selam 1 jam.

5.3 Data dan hasil Perhitungan hasil pengujian

5.3.1 Data hasil pengujian kekuatan tekan

Tabel 5.1 Data pengujian tanpa perlakuan panas

NoKekuatan Tekan

(N/cm2)(X-X) (X-X)2

1 8.2 0.26 0.06762 3 -0.24 0.05763 3 -0.24 0.05764 3.3 0.06 0.00365 3.4 0.16 0.0256 16.2 0 0.212

Tabel 5.2 Data pengujian dnegan perlakuan panas

NoKekuatan Tekan

(N/cm2)(X-X) (X-X)2

1 17.6 -4.37 19.0972 22.8 0.83 0.6883 20.65 -1.32 1.74244 27 5.03 25.30095 21.8 -0.17 0.0289 109.85 0 46.858

5.3.2 Data Hasil Pengujian Kekuatan Geser

Tabel 5.3 Data pengujian tanpa perlakuan panas

NoKekuatan Geser

(N/cm2)(X-X) (X-X)2

1 1.3 0 0

55

2 1.3 0 03 1.3 0 04 1.3 0 05 1.3 0 0 6.5 0 0

Tabel 5.4 Data pengujian dnegan perlakuan panas

NoKekuatan Geser

(N/cm2)(X-X) (X-X)2

1 4.8 0.16 0.02562 5.1 0.14 0.01963 5.2 0.24 0.05764 5 0.04 0.00165 4.7 -0.26 0.0676 24.8 0 0.172

5.3.3 Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik

Tabel 5.5 Dat pengujian Tanpa perlakuan Panas

NoKekuatan Tarik

(N/cm2)(X-X) (X-X)2

1 0.3 -0.05 0.0025

2 0.4 0.05 0.0025

3 0.4 0.05 0.00254 0.35 0 05 0.3 -0.05 0.0025 1.75 0 0.01

Tabel 5.6 Dat pengujian dengan perlakuan Panas

NoKekuatan Tarik

(N/cm2)(X-X) (X-X)2

1 6 0 02 6.5 0.5 0.253 5.5 -0.5 0.254 5.5 -0.5 0.255 6.5 0.5 0.25 30 0 1

PERHITUNGAN STATISTIKA

1. PERHITUNGAN KEKUATAN TEKAN

a. Tanpa Perlakuan Panas

Kekuatan Tekan Rata-rata (X)

56

24.35

2.16==

=

X

nXX

Simpangan Baku ()

023.0053.04212.0

1)(

2

22

==

=

=

n

XX

Simpangan Baku Rata-rata

1002.0523.0

==

=

n


032.02.3

1002.0==

=

KR

XKR

%2.3%100032.0%100

==

=

xdKRxd

Dipakai =5% dengan db=n-1=5-1=4

523.39568.227.024.327.024.3

]);2

([]);2

([

776.2)4;025.0();2

(

423.3485.46

1)(

2

22

=

=

=

n

XX

Simpangan Baku Rata-Rata ()

53.15

423.3==

=

n


0697.097.21

53.1==

=

KR

XKR

%97.6%1000697.0%100

==

=

xKRx

Diambil 10% dengan db=n-1=5-1=4

23.257.18965.197.21965.197.21

]);2

([]);2

([

132.2)4;05.0();2

(

3.27553.1

51062.0

97.2124.322

11

0)21(

22

22

=

+

=

+

=

t

nn

xxt

2. PERHITUNGAN KEKUATAN GESER



3.155.6

==

=

X

nXX

Simpangan Baku ()

04.0

1)(

2

22

=

=

=

n

XX


59

05.0

==

=

n


066.20

==

=

KR

XKR

%%1000%100==

=

xKRx


3.13.103.103.1

]);2

([]);2

([

7.3)4;01.0();2

(

093.052.0

==

=

n


01.096.4093.0

==

=

KR

XKR

%1%10001.0%100

==

=

xKRx

Dengan db=n-1=5-1=4

3.56.434.096.434.096.4

]);2

([]);2

([

74.3)4;001.0();2

(

19.880415.0

66.317.0096.43.1

22

11

0)21(22

=

=

+

=

+

=

t

t

nn

xxt

62

3. PERHITUNGAN KEKUATAN TARIK



35.0575.1

==

=

X

nXX

Simpangan Baku ()

05.0401.0

1)(

2

22

=

=

=

n

XX


0223.0505.0

==

=

n


064.035.0

0223.0==

=

KR

XKR

%4.6%100064.0%100

==

=

xdKRxd


39.03.00223.013.235.00223.013.235.0

]);2

([]);2

([

132.2)4;025.0();2

(

b. Dengan Perlakuan Panas

Kekuatan Tekan Rata-Rata (X)

65

30==

=

X

nXX

Simpangan Baku ()

5.041

1)(

2

22

=

=

=

n

XX

Simpangan Baku Rata-Rata ()

223.055.0

==

=

n


037.06223.0

==

=

KR

XKR

%7.3%100037.0%100

==

=

xKRx

Diambil 5 % dengan db=n-1=5-1=4

62.638.54.164.16

]);2

([]);2

([

776.2)4;025.0();2

(

- Langkah-langkah pengujian:

1. Ho : 1=2

2. H1 : 1 2

3. Taraf uji =0.1

4. Uji t:

37.56397.00099.0

635.022

11

0)21(22

=

+

=

+

=

t

t

nn

xxt

65

5.4 Pembahasan

Tujuan Pengujian Kekuatan

1. Pengujian Kekuatan tekan

Bertujuan uintuk mengetahui kekuatan tekan maximum dari pasir cetak

per satuan luas specimen standar sampai pasir cetak patah.

Standat untuk kekuatan tekan adalah:

a. Kekuatan Tekan Kering : 22 250 psi

b. Kekuatan tekan Basah : 5 22 psi

2. Pengujian Kekuatan geser

Bertujuan untuk mengetahui kekuatan geser maximum pada pasir cetak

per satuan luas specimen standar sampai pasir cetak patah. Standar

kekuatan geser adalah 1.5 sampai 7 psi.

3. Pengujian Kekuatan tarik

Bertujuan untuk mengetahui kekuatan tarik maximum pada pasir cetak

per satuan luas sampai patah. Standar kekuatan tarik adalah 1 samapi 6

psi.

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kekuatan Pasir cetak

1. Kadar Air

Bila kadar air di dalam pasir cetak rendah, maka lempung akan

kekurangan daya ikat untuk mengikat pasir silica. Dengan demikian

butir-butir lempung tidak akan mendapat air yang cukup untuk mengisi

celah-celah antar butir pasir cetak. Hal ini menyebabkan kekuatan pasir

cetak akan menurun

Bila kadar air tinggi, maka lempung akan seperti pasta karena

kelebihan air. Hal ini akan menyebabkan kekuatan pasir cetak menurun

karena daya ikat terhadap lempung menurun serta permeabilitas yang

ikut menurun.

2. Bentonit

Bila kadar bentonit rendah di dalam campuran pasir cetak, maka

akan menyebabkan kekuatan pasir cetak menurun. Hal ini disebabkan

karena daya ikat antar butir pasir cetak rendah. Sedangkan bila kadar

bentonit di dalam pasir cetak tinggi, maka akan menyebabkan kekuatan

pasir cetak yang meningkat dan cetak menjadi padat. Padatnya pasir

66

cetak akan menyebabkan permeabilitas turun sehingga sulit dilalui udara

dan cetakan akan sulit dibongkar.

3. Distribusi Besar Kecil Butir

Pada pasir cetak diharapakan mempunyai besar butir yang tidak

beragam agar butir-butir yang lebih kecil dapat mengisi rongga yang

tidak dapat ditempati oleh butir pasir yang besar. Dengan demikian dapat

memperbaiki kekuatan pasir cetak karena butir yang tidak seragam

menghasilkan bidang antar butiran yang dekat maka haya tarik-

menariknya besar.

Pasir cekat biasanya kumpulan dari butir-butir yang berukuran

macam-macam. Tetapi kadang-kadang terdiri dari butir pasir-butir yang

tersaring mempunyai ukuran seragam. Besar butir yang diinginkan

adalah sedemikian sehingga 2/3 dari butir-butir pasir mempunyai ukuran

dari 3 mesh yang berurutan dan sisanya dari ukuran-ukuran mesh yang

berikutnya. Jadi lebih baik tidak mepunyai besar butir yang seragam.

4. Jenis-Jenis Butiran Pasir Cetak

Bentuk pasir cetak ada 4 kelompok

1. Butir Pasir Bulat

2. Butir Pasir Sebagian Bersudut

3. Butir Pasir Bersudut

4. Butir Pasir Kristal

Gambar 5.4 : Bentuk Butir-Butir Dari Pasir Cetak


Dari 4 macam butir cetak, yang baik digunakan untuk pengecoran adalah

bentuk pasir yang bulat dikarenakan butir pasir bulat ini memerlukan

pengikat lebih sedikit dibanding bentuk lain. Selain itu distribusi

tegangan pada pasir ini yang merata dengan konsentrasi tegangan yang

kecil sehingga lebih tahan lama dan memiliki permeabilitas yang baik.

67

5. Pemadatan

Semakin padat pasir cetak, maka kekuatannya semakin besar.

5.4.1 Grafik Pengaruh Kadar Air dan kadar lempung terhadap Kekuatan

Basah dan kekuatan Kering

Gambar : Pengaruh Kadar Air dan Kadar Lempung Pada Pasir

Diikat Lempung


Dari grafik menunjukkan hubungan antara kadar air dan berbagai

sifat pasir dengan pengikat tanah lempung. Karena kadar lempung dibuat

tetap dan kadar air ditambah maka kekuatan berangsur-angsur akan

bertambah sampai titik maximum dan seterusnya. Titik maximum dari

kekuatan dan permeabilitas dimana butir-butir pasir dikelilingi oleh

ketebalan tertentu dari campuran air dan lempung. Dengan kelebihan kadar

air, kekuatan dana permeabilitas akan turun karena ruang antar butir-butir

pasir ditempati oleh lempung yang kelebihan air. Air yang tidak cukup akan

menurunkan kekuatan karena kurang lekatnya lempung. Selanjutnya tanah

lempung yang brebutir menempati ruang antar butir-butir pasir dan

menurunkan permeabilitas.Dari grafik terlihat bahwa untuk kurva kekuatan

kering dengan bertambahnya kadar air akan cenderung naik terus karena

pada saat lempung mempunyai kadar air yang banyak maka lempung akan

berubah menjadi pasta. Bila lempung yang telah menjadi pasta tersebut

dicampur dengan pasir silica, maka akan menyebar dan menyelimuti pasir

dengan baik. Pada saat campuran antar lempung dan pasir silica tersebut

perlu dilakukan perlakuan, maka pasir cetak akan kehilangan air bebas

68

sampai kering. Dengan keringnya kadar air akan cenderung turun

disebabkan bila pada pasir cetak terlalu banyak mengandung air bebas maka

lempung sebagai pengikat berubah menjadi pasta sehingga daya ikat

lempung tinggi tapi lembek. Pasir cetak bila dilakukan pengujian akan

mudah rusak seperti pecah, bergeser, dll.

5.4.2 Perbedaan Kekuatan Tekan Basah dan Kekuatan Kering

1. Kekuatan Tekan Basah

Kekuatan yang terdapat pada pasir cetak setelah pasir tersebut dicampur

dengan air dan dalam pasir cetak tersebut air basah masih ada. Kekuatan

basah ini dipengaruhi oleh kadar air dan kadar lempung. Apabila kadar

lempung tetap dan kadar air bertambah, maka kekuatan akan meningkat

sampai titik maximum tetapi akan turun pada titik tertentu. Kadar air

tidak lagi sebagai aktifator dari lempung shingga lepung akan menjadi

pasta dan dapat menurunkan kekuatan basah dari pasir cetak tersebut.

2. Kekuatan Kering

Kekuatan kering pasir cetak adalah kekuatan yang terdapat pada pasir

cetak setelah air bebas yang terdapat dalam pasir cetak sudah habis. Pasir

tersebut memiliki kekuatan untuk melawan erosi dan tekanan statis,

Kekuatan kering ini dipengaruhi oleh kadar air dan lempung. Apabila

kadar lempung tetap dan kadar air bertambah, maka kekuatan kering

akan meningkat. Hal ini berlawanan dengan kekuatan tekan basah karena

semakin banyak air yang terdapat didalam pasir cetak, maka lempung

akan semakin encer. Kerena lempung semakin encer, maka akan

menyebar dan menyelimuti pasir sehingga jika air bebas yang terdapat

dalam pasir sudah menguap mak kekuatan kering meningkat.

5.4.3 grafik pengaruhkadar air terhadap kekuatan tekan basah pasir cetak data

antar kelompok

Pada grafik pengaruh kadar air terhadap kekuatan tekan akan geser terlihat

bahwa grafik turun kemudian cenderung naik lagi . hal ini dikarenakan pada

kadar air 4-6% dimungkinkan distribusi air yang kurang merata pada daerah

konsentrasi tegangan sehibngga kekuatan tekan dengan geser turun , sedangkan

pada kadar 6-8% grafik cenderung mengalami kenaikan , hal ini dikarenakan

distribusi air lebih merata sehingga daya ikat antar lempung dan pasir cetak

meningkat sehingga kekuatan tekan dan geser juga meningkat.

69

Dan pada grafik pengaruh kadar air terhadap kekuatan tarik terlihat bahwa

semakin besar kadar air maka kekuatan pasir cetak cenderung mengalami

kenaikan. Pada grafik terlihat bahwa pada grafik terlihat behwa pada kadar air

4% kekuatan tarik 2,9 n/cm2 dan pada kadar air 6% kekuatan tarik 3,5 n/cm2

Dan pada kadar air 8% kekuatan tarik 3.8 n/cm2 . hal ini dikarenakan

kadar air maka daya ikat kadar lempung dan butir pasi makin besar sehingga

keuatan tariknya juga makin meningkat

70

Kesimpulan dan Saran

5.5.1 Kesimpulan

1. Dari data pengujian dengan menggunakan uji t didapat sebagai berikut:

a. Kekutan tarik : 0.504 psi

b. Kekutan Tekan : 4.66 psi

c. Kekutan Geser : 1.7 psi

2. Faktor-faktor yang mempengaruhi kekutan pasir cetak:

a. Kadar air

b. Kadar bentonit.

c. Distribusi besr kecil butir

d. Jenisjenis butir pasir cetak

e. Pemadatan paisr cetak

3. Standarisasi kekutaan pasir cetak

a. Kekuatn tekan : untuk kering 22 250 psi

untuk basah 5-22 psi

b. Kekutan Geser : 1.5 7 psi

c. Kekutan Tarik : 1 6 psi

5.5.2 Saran

1. Praktikan diberi kesempatan untuk mencoba pasir cetak yang lain agar

mengerti perbedaannya.

2. Pada waktu pengukuran, berat pasir cetak harus teliti agar hasil pengujian

tidak terjadi kesalahan.

71

BAB VI

PEMBUATAN CETAKAN PASIR6.1 Tujuan pengujian

Tujuan pengujian pembuatan cetakan pasir adalah :

1. Agar praktikan mengetahui dan mampu membuat cetakan pasir

2. Agar praktikan mampu memecahkan masalah masalah yang timbul

selama pembuatan cetakan pasir

6.2 Pelaksanaan Pembuatan Cetakan Pasir



1. Rangka Cetak ( cup & drag )

Alat ini digunakan sebagai tempat untuk membuat cetakan pasir.

2. Saluran masuk dan Saluran penambah

Alat ini digunakan sebagai tempat mengalirnya logam cair dalam cetakan

3. Pola

Alat ini digunakan untuk membuat bentuk / rongga cetakan benda cor

4. Sand Mollen

Alat ini digunakan untuk mencampur pasir, bentonit, dan air

5. Papan Datar

Alat ini digunakan sebagai tempat landasan dalam membuat cetakan

Bahan yang digunakan adalah pasir cetak dengan komposisi pasir silica,

bentonit, dan air serta :

1. Pasir silica halus

2. Grafit

6.2.2. Urutan Kerja

Langkah langkah dalam pembuatan cetakan adalah :

1. Aduk pasir cetak dengan komposisi tertentu dengan sand mollen agar

campurannya merata.

2. Letakkan pola cetakan pada papan datar berikut drag, kemudian masukan

pasir cetak dan padatkan hingga rata dan padat memenuhi drag. Ratakan

permukaan pasir cetak bagian atas dengan papan kayu.

72

3. Balik drag, kemudian taburi pola dengan grafit. Sedangkan untuk pasir

cetak taburi dengan pasir silica halus agar pola dan pasir cetak tidak

lengket, kemudian ratakan dengan kuas secara hati hati.

4. Letakkan kup diatas drag, kemudian letakkan saluran turun dan saluran

penambah.

5. Isi drag dengan pasir cetak, padatkan dan selama pemadatan jangan

sampai saluran turun maupun saluran penambah berubah posisi.

6. Ambil saluran turun, saluran penambah dengan hati hati jangan sampai

pasir ikut terangkat.

7. Angkat kup dari drag secara hati hati, kemudian ambil polanya. Apabila

masih terjadi kerusakan, maka tempatkan kembali pola ke posisi

semuladan isi bagian bagian yang rusak tersebut dengan pasir cetak.

8. Taburi rongga bekas pola tersebut dengan grafit, kemudian ratakan dengan

kuas secara hati hati.

9. Letakkan kembali kup diatas drag, kemudian cetakan yang sudah jadi

tersebut letakkan di tempat yang aman dan datar, diatas cetakan beri

pemberat.

PERHATIAN !!!!!!!!!! 1. Sesekali cavity akan sulit untuk diperbaiki dan pembuatan cetakan pasir harus

diulang kembali. Oleh karena itu berhati hatilah ketika menggerakkan

rangka cetak.

2. Urutan kerja praktikum di atas dapat berubah sesuai dengan bentuk benda

yang akan di cor.

73

Gambar 6.1 : Rangka Cetak

Sumber : T. Pengecoran Logam, Tata Surdia

Gambar 6.2 : Prosedur Pembuatan Cetakan Pasir

Sumber : T. Pengecoran Logam, Tata Surdia

74

6.3 Pembuatan Pasir Cetak

6.3.1 Sistem saluran dan bagian-bagiannya

Sistem saluran adalah jalan masuk dari logam cair kecetakan yang telah kita

buat.

Gambar 6.3 : Sistem Saluran

Sumber : Diktat Ir. Winarno

Bagian- bagian sistem saluran:

Cawan tuang: tempat yang menerima cairan logam langsung dari ladel

Saluran turun: saluran yang pertama membawa cairan logam dari cawan

tuang mengalir kedalam saluran masuk

Pengalir: saluran pembawa logam cair dari saluran turun kebagian yang

cocok pada cetakan

Saluran masuk: saluran yang mengisi logam cair dari pengalir kedalam

rongga cetakan

Saluran penambah: saluran yang memberi logam cair yang akan

mengimbangi penyusutan dalam pembekuan dari coran sehingga harus

membeku lebih awal dari coran

6.3.2 Macam-macam sistem saluran

1) Saluran pisah: Saluran yang mempunyai saluran masuk pada permukaan

pisah dari cetakan dimana logam cair dijatuhkan kedalam rongga cetakan

Keuntungan: udara mudah keluar saat logam cair dituangkan

Kerugian: Temperatur penuangan harus lebih tinggi dan kecepatan

penuangan juga harus cepat

75



2) Saluran langsung: saluran yang dibuat langsung jatuh diantara rongga

cetakan jadi waktu dituang logam cair langsung mengisi rongga pada

cetakan.

Keuntungan: lebih ekonomis dan lazim digunakan karena mudah dibuat dan

lebih pendek.

Kerugian: Logam cair langsung jatuh kedalam rongga akan mengganggu

logam yang terdahulu dituang



3) Saluran bawah: Saluran yang mempunyai saluran masuk pada bagian bawah

dari rongga cetakan

Keuntungan: Logam cair lebih merata saat menempati ruang/rongga pada

cetakan.

Kerugian: Logam cair cepat langsung membeku sebelum mencapai atas,

untuk itu dibutuhkan kecepatan penuangan yang cepat.

76



4) Saluran cincin: Saluran yang dibuat dari saluran aliran mengelilingi pola

cetakan biasanya dipakai dengan model saluran bawah.

Keuntungan: Pengisian logam cair lebih merata pada cetakan terutama untuk

benda-benda simetris

Kerugian: Diperlukan temperatur dan kecepatan penuangan yang tinggi



5) Saluran baji: Saluran yang memiliki dua saluran masuk dengan tujuan

dihasilkan coran dengan ketebalan yang sama.

Keuntungan: Dalam sekali tuang dapat dihasilkan benda benda cor lebih dari

satu dengan ukuran yang sama.



77

6) Saluran terompet: Saluran yang memiliki saluran alirnya berbentuk terompet

dan ujungnya berada didasar rongga cetakan drag.

Keuntungan: Logam cair mengisi cetakan lebih merata.



7) Saluran bertingkat: Mempunyai saluran turun yang dihubungkan dengan

saluran masuk secara bertinggkat

Keuntungan: logam cair lebih cepat mengisi cetakan



8) Saluran pensil: Saluran yang mempunyai lubang air dari daerah dasar cawan

tuang.

Keuntungan: Harga untuk benda simetris mahal

Kerugian: Pembuatan saluran relatif lebih sulit dan rumit.

78



. Lapisan cetakan

Suatu lapisan yang diberikan pada permukaan cetakan dengan tujuan tertentu

sebelum logam cair dituang ke dalam cetakan.

Fungsi pelapis

Mencegah fusi atau penetrasi logam

Mendapatkan hasil permukaan coran yang lebih halus

Memudahkan membuang pasir cetak dari inti pada waktu pembongkaran

Meniadakan cacat-cacat yang disebabkan pasir, misalnya: Sirip

Macam-macam pelapis

a) Lapisan cetakan untuk cetakan pasir basah

Untuk pelapis cetakan pasir basah dipakai grafit bubuk mika. Bahan ini

ditaburkan atau dicatkan dengan kuas pada permukaan cetakan basah.

b) Lapisan cetakan untuk cetakan pasir kering

Bubuk grafit dengan temperatur penuangan kurang dari 1350C

Untuk lapisan cetakan yang temperature penuangannya diatas 1350

C dipilih bahan yang mempunyai sedikit perubahan sifat pada

temperature tinggi. Sebagai contoh disarankan komposisinya sebagai

berikut : Campuran grafit 100 (grafit kerak 90-80, jelaga kokas 20,

bentonit 10- 20)

-Grafit kerak 100, Amonium Khlorida 0.5, bentonit 10-20

79

Syarat-syarat pelapis

Tahan panas saat menerima tenperatur penuangan

Saat kering harus cukup kuat tidak rusak karena logam cair

Tebal pelapis cukup agar dapat mencegah penetrasi logam

Gas yang ditimbulkan harus sedikit

Memiliki komposisi yang tepat sesuai dengan jenis pasir cetaknya

6.4 Studi Kasus dan Pemecahannya

6.4.1. Kasus pada cetakan pasir yang dibuat

1) Pemasangan pola tidak tepat

2) Pemasangan saluran yang kurang tepat

3) Penyambungan rangka cetak kurang tepat

4) Kesulitan dalam pengangkatan pola

5) Terjadi kerusakan pada saat pengangkatan pola

6.4.2 Pemecahan masalah

1) Pemasangan pola yang kurang tepat dapat diatasi dengan cara memasang

pola cetakan yang benar-benar presisi

2) Pemasangan saluran yang kurang tepat dapat diatasi dengan

mempertimbangkan posisi yang benar-benar sesuai dengan penuangan pada

proses pengecoran

3) Penyambungan rangka kurang tepat dapat dilakukan dengan cara pemberian

penyambungan rangka cetak, misalnya dengan memberi plat pada tiap ujung

cetakan

4) Kesulitan dalam pengangkatan pola, dikarenakan pemberian karbon pada

rangka pola kurang merata, untuk mengatasinya dengan memberi karbon

secara merata sehingga lebih mudah dalam pengangkatan pola

5) Terjadi kerusakan dapat dihindari dengan penumbukan yang kuat saat

pemadatan pasir yang diberi pola sehingga pasir lebih padat dan tidak mudah

pecah

80

6.5 Kesimpulan dan Saran

6.5.1 Kesimpulan

1) Rangka cetakan yang dibuat dan digunakan harus kuat supaya tidak rusak

ketika dipadatkan.

2) Pemanasan pasak pada cetakan harus presisi agar waktu dipasang dan

dilepas antara cup dengan drag

3) Peralatan yang digunakan harus standart

4) Pembuatan rangka cetak harus presisi

5) Sistem saluran terdiri dari:

a) Cawan tuang

b) Saluran turun

c) Pengalir

d) Saluran masuk

e) Saluran penambah

f) Sumuran

6.5.2 Saran

1) Disediakan pola cetakan untuk inti agar cetakan untuk inti ukurannya sesuai

2) Disediakan alat pemahat pada pembuatan cetakan pasir

81

BAB VII

PENUANGAN LOGAM7.1. Tuuan Praktikum

Tujuan dari praktikum penuangan logam adalah:

1. Agar praktikan

126449017-pengecoran-logam

Documents