studi eksperimen pengaruh variasi dimensi cil...
Post on 22-Jul-2019
219 Views
Preview:
TRANSCRIPT
CompanyName
STUDI EKSPERIMEN PENGARUH VARIASI DIMENSI CIL DALAM (INTERNAL CHILL) TERHADAP CACAT
PENYUSUTAN (SHRINKAGE) PADA PENGECORAN ALUMINIUM 6061
Oleh:NURHADI GINANJAR KUSUMA
NRP. 2111106036
JURUSAN TEKNIK MESINFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA
2014
Dosen Pembimbing :Indra Sidharta, ST, M.Sc
2
LATAR BELAKANG
PENDAHULUAN
Sumber : http://www.rusal.ru/en/
Index Of World Metal Consumption
3
LATAR BELAKANG
PENDAHULUAN
Pengecoran Produk hasil coran Cacat shrinkage
Mengubah dimensi hasil bendaPenambahan chiller
Cil dalam
Cacat Shrinkage
4
RUMUSAN MASALAH
Permasalahan yang akan dibahas dalam penelitian iniadalah bagaimana pengaruh variasi dimensi cil dalam(internal chill) terhadap cacat shrinkage padapengecoran aluminium 6061.
PENDAHULUAN (Lanjutan)
5
TUJUAN PENELITIAN
Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisapengaruh variasi dimensi material cil dalam (internalchill) terhadap cacat shrinkage pada pengecoranaluminium 6061.
PENDAHULUAN (Lanjutan)
6
BATASAN MASALAHBatasan masalah yang digunakan dalam penelitian ini yaitu :• Pasir cetak memiliki komposisi dan permeabilitas yang
seragam (homogen).• Temperatur ruangan dianggap konstan.• Temperatur tuang logam cair dianggap konstan.• Logam cair dianggap sebagai Newtonian Fluid.• Aliran logam cair pada saat melalui saluran dan rongga
cetakan adalah aliran yang tidak mampu mampat(incompressible).
• Gaya gesek selama logam cair mengalir melalui salurandan rongga cetakan dianggap sama.
PENDAHULUAN (Lanjutan)
7
MANFAAT PENELITIAN
PENDAHULUAN (Lanjutan)
• Mengembangkan teori dan teknologi penambahansistem pendingin (chiller) yang dapat diaplikasikanpada industri pengecoran logam.
• Meningkatkan produktifitas industri pengecoranserta dapat menghasilkan benda coran yangberkualitas baik.
8
SISTEM SALURAN
DASAR TEORI
Sistem saluran yang optimal berdasarkan AmericanFoundrymen’s Society (AFS) dapat dibuat berdasarkanketentuan sebagai berikut :1. Non pressurized dan gating ratio sprue : runner : gate
adalah 1 : 4 : 4 2. Saluran turun yang digunakan adalah square tapered
sprue3. Menggunakan cawan tuang.4. Menggunakan sprue base.5. Pengalir diletakkan di drag dan saluran masuk di kup.6. Menggunakan runner extension.
9
SISTEM SALURAN
DASAR TEORI (Lanjutan)
Keterangana) Cawan tuang (pouring
basin).b) Saluran turun (sprue).c) Saluran turun dasar
(sprue base)d) Pengalir (runner).e) Saluran masuk (ingate)f) Pengalir tambahan
(runner extention)
10
CIL
DASAR TEORI (Lanjutan)
Cil adalah benda (terutama logam) yang diletakkan di bagiancetakan untuk mendinginkan coran secara cepat pada bagiantertentu.Macam-macam cil : Cil luar (external chill)
Cil dalam (internal chill) Cetakan logam
Cil luar Cil dalam Cetakan logam
Cil luarCil dalam
11
BAHAN CORAN
DASAR TEORI (Lanjutan)
ALUMINIUM 6061
Titik lebur = 660,2 0 CBerat jenis = 2,7 gr/cm 3
Elemen Paduan Kelompok
Aluminium (min 99% atau lebih) 1xxx
Tembaga (Cu) 2xxx
Mangan (Mn) 3xxx
Silikon (Si) 4xxx
Magnesium (Mg) 5xxx
Magnesium dan Silikon (Mg dan Si) 6xxx
Seng (Zn) 7xxx
Elemen lain 8xxx
Seri yang belum digunakan 9xxx
Klasifikasi aluminium
Sifat-sifat :•Ringan •Tahan terhadap korosi •Mudah dalam pembentukannya •Konduktifitas listrik tinggi •Tangguh pada temperatur rendah •Tidak beracun•Mudah didaur ulang
12
BAHAN CIL
DASAR TEORI (Lanjutan)
BAJA ST 41
Komposisi kimia Jumlah (%)
Karbon (C) 0,1149
Silikon (Si) 0,1816
Mangan (Mn) 0,5361
Phospor (P) 0,0152
Sufur (S) 0,0355
13DASAR TEORI (Lanjutan)
Ilustrasi shrinkage tiap fase
14TINJAUAN PUSTAKA
Penelitian yang dilakukan oleh Eko Sugiyarto yang berjudul STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH PENGGUNAAN CIL LUAR (EXTERNAL
CHILL) ATAU FIN PADA PENGECORAN ALUMINIUM TERHADAP PRESENTASE CACAT SHRINKAGE. Penelitian ini bertujuan untuk
mendapatkan efektifitas penggunaan dari cil luar (external chill) atau fin terhadap besarnya prosentase cacat shrinkage.
Penggunan cil luar (external chill) lebih efektif dibandingkan dengan fin. Terlihat dari besarnya prosentase cacat shrinkage yang dihasilkan (0,070-
0,0674%) oleh penggunan cil luar (external chill) jauh lebih kecil jikadibandingkan dengan penggunaan fin (0,0141-0,0870%).
15METODOLOGI PENELITIAN
DIAGRAM ALIR PENELITIAN
16METODOLOGI PENELITIAN (Lanjutan)
DIAGRAM ALIR PENELITIAN (Lanjutan)
17METODOLOGI PENELITIAN (Lanjutan)
PERISAPAN DATA AWAL
Bentuk dan dimensi pola
PERENCANAAN SISTEM SALURAN
18METODOLOGI PENELITIAN (Lanjutan)
Sprue
Well base
Runner Ingate
Internal chill
Sisi atas = 1,4 cm Sisi bawah = 1,1 cmTinggi= 10 cm
Ø = 2,8 cmTinggi= 4 cm
PERENCANAAN SISTEM SALURAN (Lanjutan)
Dimensi sistem saluran berdasarkan perhitungan sesuai dengan perencanaan American Foundrymen’s Society (AFS)
Panjang = 10 cmTinggi= 2 cmSisi 1 = 2,8 cmSisi 2 = 2 cm
Ø = 2 cmTinggi = 7 cm
Panjang = 5,5 cmTinggi= 2 cmSisi 1 = 2,8 cmSisi 2 = 2 cm
Termokopel
19METODOLOGI PENELITIAN (Lanjutan)
PROSES PENGECORANALAT DAN BAHAN
Pola benda dan sistem saluran Peralatan pembuat cetakan
Pasir cetak, bahan coran dan bahan cil Instalasi dapur pengecoran
20METODOLOGI PENELITIAN (Lanjutan)
PROSES PENGECORAN (Lanjutan)
PEMBUATAN CETAKAN
Penyaringan dan pencampuran pasir cetak Pembuatan cetakan bagian drug
Pengeringan selama 2 minggu Pembuatan cetakan bagian kup
Pola benda, cil dalam Runner, well base
Pasir muka Pasir kasar
Pasir kasarPasir muka
SpruePola benda dan cil
21METODOLOGI PENELITIAN (Lanjutan)
Peleburan aluminium
Penuangan logamPembongkaran cetakan
Pembuatan cawan tuang dan penempatan termokopel
Termokopel Cawan tuang
Temp. Peleburan (750 0 C)
Pengambilan data temperatur
PROSES PENGECORAN (Lanjutan)
22HASIL PERCOBAAN
PENGAMATAN CACATPENGAMATAN VISUAL
Tanpa penggunaan internal chill
Lokasi CacatCacat terletak pada bagian benda coran bagian tengah dan dekat dengan saluran masuk
Cacat Shrinkage
23HASIL PERCOBAAN
PENGAMATAN CACATPENGAMATAN VISUAL (Lanjutan)
Internal chill diameter 15 mm
Lokasi Cacat
Cacat terletak pada bagian yang dekat dengan internal chill dan dekat dengan saluran masuk
Cacat Shrinkage
Internal chill Ø 15 mm
24HASIL PERCOBAAN
PENGAMATAN CACAT
Internal chill diameter 20 mm
Lokasi CacatCacat terletak pada 2 bagian, masing-masing memiliki jarak yang tidak terlalu jauh dari internal chill dan salah satunya dekat ingate
Cacat Shrinkage
Internal chill Ø 20 mm
PENGAMATAN VISUAL (Lanjutan)
25HASIL PERCOBAAN (Lanjutan)
PENGAMATAN CACAT (Lanjutan)
Internal chill diameter 25 mm
Lokasi CacatCacat teletak pada 3 bagain, yang masing-masing memiliki jarak yang tidak terlalu jauh dari internal chill
Cacat Shrinkage
Internal chill Ø 25 mm
PENGAMATAN VISUAL (Lanjutan)
26
PENGUKURAN VOLUME SHRINKAGE
No Metode Pengecoran Prosentase volume shrinkage (%)
1 Tanpa cil dalam (internal chill) 3,172%
2 Internal chill dengan dimensi diameter 15 mm 7,932%
3 Internal chill dengan dimensi diameter 20 mm 4,759%
4 Internal chill dengan dimensi diameter 25 mm 2,379%
PENGAMATAN CACAT (Lanjutan)
HASIL PERCOBAAN (Lanjutan)
%100xaVolumebend
nkageVolumeShri
Malam
27
HASIL PENGUKURAN TEMPERATUR
Grafik pengukuran temperatur
PENGAMATAN CACAT (Lanjutan)
HASIL PERCOBAAN (Lanjutan)
0
100
200
300
400
500
600
700
0 40 80 120 160 200 240 280 320 360
Tem
pera
tur (
C)
Waktu (detik)
cil Ø 15 mm
cil Ø 20 mm
cil Ø 25 mm
28KESIMPULAN DAN SARAN
KESIMPULANDari hasil percobaan dan analisa yang telah dilakukan, didapatkan beberapakesimpulan antara lain :• Pada pengujian prosentase cacat shrinkage (penyusutan), didapatkan nilai
terkecil pada dimensi cil dalam (internal chill) diameter 25 mm sebesar2,379% dan terbesar pada dimensi 15 mm sebesar 7,932%. Nilaiprosentase cacat cenderung berkurang seiring dengan bertambahnyadiameter.
• Penggunaan internal chill kurang efektif pada benda hasil corandibandingkan dengan tanpa menggunakan internal chill karena benda cormemiliki ketebalan yang sama. Hal ini dapat dilihat dari perbedaanprosentase cacat yang dihasilkan tanpa internal chill sebesar 3,172%,sedangkan dengan menggunakan internal chill diameter 15 dan 20 sebesar7,932 dan 4,759%.
29METODOLOGI PENELITIAN (Lanjutan)
SARAN• Benda yang akan dibuat produk cor sebaiknya diberi
perbedaan ketebalan.• Perlu dilakukan pengukuran temperatur pada benda coran
mulai saat penuangan sampai dengan temperatur kamar.• Hasil percobaan yang dilakukan dapat dikembangkan dengan
menggunakan variasi jenis material dari internal chill.
top related