bab iii metode penelitian 3.1 metode penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/bab iii.pdf · batu bata...

48
47 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitian Metode penelitian dan perencanaan tungku pengecoran harus memiliki kriteria pengoperasian mudah, ekonomis dan perpomasinya bagus, adapun langkah langkah yang digunakan pada metode ini adalah sebagai berikut: Tungku Pengecoran Performa baik : - Ukuran coran sesuai yang diinginkan Operasional Mudah : - Tahan panas hingga 1500 o C - Kapasitas sampai 10 kg - Perawatan/ perbaikan mudah Ekonomis : - Konstruksi sederhana - Bahan murah - Pembuatan mudah/simple

Upload: others

Post on 29-Dec-2019

14 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

47

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Metode Penelitian

Metode penelitian dan perencanaan tungku pengecoran

harus memiliki kriteria pengoperasian mudah, ekonomis dan

perpomasinya bagus, adapun langkah – langkah yang digunakan

pada metode ini adalah sebagai berikut:

Tungku Pengecoran

Performa baik :

- Ukuran coran sesuai yang diinginkan

Operasional Mudah :

- Tahan panas hingga 1500

oC

- Kapasitas sampai 10 kg

- Perawatan/ perbaikan mudah

Ekonomis :

- Konstruksi sederhana - Bahan murah - Pembuatan

mudah/simple

Page 2: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

48

3.2 Diagram Penelitian

Pembuatan Desain

Persiapan Material dan peralatan

Pembuatan Tungku Krusibel

Pembuatan cetakan pasir

Proses pengecoran

Pembongkaran cetakan dengan variasi waktu pembongkaran 1 jam

dan 10 detik

Peleburan

1. Pengamatan keutuhan hasil coran

2. Pengamatan dimensi

3. Pengamatan kekasaran

Pembuatan spesimen

Struktur mikro Komposisi kimia Pengujian kekerasan

Analisa data

kesimpulan

selesai

Mulai

1. Pengamatan konsumsi

LPG pada peleburan.

2. Pengamatan kecepatan

waktu peleburan

aluminium 10kg

3. Pengukuran suhu 5 menit

sekali

Gambar 3. 1 Diagram alir proses penelitian

Page 3: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

49

3.3 Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan di REKACIPTA TEHNINDA PERKASA

klaten, dan pengujian dilakukan di laboratorium Politeknik

manufaktur Ceper dan laboratorium teknik mesin Universitas

Mhammadiyah Surakarta.

3.4 Variabel Penelitian

Terdapat beberapa varibel dalam penelitian ini, yaitu variabel

bebas, variabel terikat, dan variabel terkontrol.

3.4.1 Variabel Bebas

Variabel bebas adalah variabel yang mempengaruhi variabel

terikat, besarnya ditentukan oleh peneliti, variabel bebas

disini yang digunakan adalah perbedaan pembongkaran

cetakan pasir merah terhadap hadil pengecoran aluminium

dari tungku krusibel yaitu 10 detik dan 1 jam.

3.4.2 Variabel Terikat

Variabel terikat adalah variabel yang pelaksanaan atau

pengujiannya sama dari para peneliti yang lain, disini

variabel terikatnya yaitu peleburan menggunakan tungku

krusibel berbahan bakar gas.

Page 4: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

50

3.4.3 Variabel Terkontrol

Variabel terkontrol adalahvariabel yang dijaga nilai

konstannya selama penelitian dilakukan, variabel terkontrol

disini meliputi :

Temperatur Tungku : 700o C

Temperatur Penuangan : 425o C

Waktu peleburan : 50 menit

3.5 Alat dan Bahan

3.5.1 Alat Penelitian

1. Dapur Peleburan

Dapur peleburan disini kita menggunakan

tungku krusible dengan bahan bakar gas dan bantuan

blower, yang bertujuan untuk melebur aluminium

secara cepat dilihat pada gambar 3.2 yaitu bagian-

bagian komponen tungku krusibel penelitian.

Page 5: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

51

Gambar 3. 2 Dapur Peleburan

a. Blower

Digunakan untuk meningkatkan oksigen di

dalam pembakaran sebagai menaikkan atau

memperbesar tekanan udara atau gas yang dialirkan

menjadikan api yang keluar akan semakin besar.

Gambar 3. 3 Blower

Page 6: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

52

b. Kowi

Digunakan sebagai tempat aluminium dimasak

hingga menjadi cair.

Gambar 3. 4 Kowi

c. Ladel

Digunakan untuk mengambil dan menuang

logam cair ke dalam cetakan.

Gambar 3. 5 Ladel

2. Penumbuk

Sebagai alat tumbuk pasir agar cetakan

memadat dan menghasilkan cetakan yang baik.

Page 7: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

53

Gambar 3. 6 Penumbuk

3. Cetakan kayu

Sebagai bahan pembuat pola.

Gambar 3. 7 Cetakan kayu

4. Saringan

Sebagai alat penyaring pasir agar pasir yang

digunakan halus sehingga berdampak baik pada hasil

coran

Page 8: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

54

Gambar 3. 8 Saringan

5. Digital kaliper

Digunakan sebagai alat ukur dimensi benda.

Gambar 3. 9 Digital kaliper

6. Infra Red Thermometer

Digunakan sebagai alat pengukur suhu

pembakaran dalam tungku dan pengukur suhu logam

cair.

Gambar 3. 10 Infra red Thermometer

Page 9: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

55

7. Alat uji komposisi kimia

Digunakan untuk mengetahui komposisi kimia

pada spesimen yang sudah dibuat.

Gambar 3. 11 Alat uji spectrometer

8. Alat uji kekerasan

Untuk mengetahui kekerasan pada spesimen

digunakan alat uji brinell portabel dikarenakan

spesimen yang digunakan berbahan aluminium

Gambar 3. 12 Alat uji vikers portabel

9. Mikroskop metalografi

Page 10: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

56

Digunakan sebagai alat mengamati struktur

mikro dari spesimen

Gambar 3. 13 Alat ui mikroskop metalografi

10. Uji pasir merah

Uji pada pasir merah bertujuan mengetahui

kadar clay dan butiran pada pasir merah.

3.5.2 Bahan Penelitian

1. Aluminium

Aluminium yang digunakan pada pengecoran

menggunakan bahan aluminum bekas atau rosok

mulai dari sparepart sampai skam sisa pembubutan

aluminium yang paling mudah dicari dan murah

harganya.

Page 11: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

57

Gambar 3. 14 Aluminium bekas

2. Pasir cetak

Pasir cetak disini menggunakan bata merah

sebagai media cetakan, karakteristik pasir merah

kasar dengan butiran yang besar, bila digumpalkan

pasir tidak akan berubah bentuk, karakter pasir merah

yang kasar namun memiliki partiker yang kecil dan

erat menjadikan jenis pasir cocok untuk menambah

daya rekat.

Gambar 3. 15 Pasir merah

3. Calcium carbonate

Serbuk karbon berguna sebagai emisah (anti

air) mengoles, dan menaburkan di permukaan pola

agar pasir cetak tidak mudah menempel pada pola

saat pembuatan cetakan.

Page 12: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

58

Gambar 3. 16 Calcium Carbonate

4. Gas LPG

Elpiji adalah campuran dari berbagai unsur

hidrokarbon yang berasal dari gas alam. Dengan

menambah tekanan dan menurunkan suhunya, gas

berubah menjadi cair, gas LPG yang digunakan

sebagai bahan bakar pengujian adalah gas LPG 3 kg.

Tabel 3. 1 Nilai kalor bahan bakar gas

Bahan Bakar Gas Nilai kalor (kKal/Nm3) Suhu Nyala Api (0C) Kecepatan Nyala (m/s)

Gas Alam 9350 1954 0,290

Propana 22200 1967 0,460

Butan 28500 1973 0,870

Gambar 3. 17 Tabung Gas LPG

Page 13: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

59

3.6 Prosedur Penelitian

3.6.1 Proses pembuatan Tungku

Gambar 3. 18 Aliran Proses Pemuatan Coran

Mulai

Pembuatan Desain

Penyiapan Material

Pembuatan

Tungku

Proses Pengelasan

Pipa Pembakaran

Perakitan

Pipa Penghangat Drum

Pengujian

Aplikasi Alat

Ada

kesalahan

selesai

Perancangan

Ya

Tidak

Page 14: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

60

3.6.2 Pembuatan tungku

Pemilihan bahan konstruksi untuk tungku

pengecoran, seperti pada tabel 3.2 dibawah.

Tabel 3. 2 Komponen dan bahan

Komponen Bahan

Bahan dasar

Bahan perekat

Penempatan

Bahan isolator

Bahan bakar

Tutup

Tempat pembakar

Batu bata api

Semen tahan api

Tetap

Semen tahan api

Gas LPG 3 Kg

Plat besi

Besi silinder tebal

Bahan dasar :

Batu bata api mudah di dapat dan harganya relatif murah

berkisar antara Rp. 450 sampai 550, -/buah. Batu bata api

memiliki ketahanan terhadap panas.

Bahan perekat :

Semen tahan api Meskipun harganya lebih mahal dari

semen tapi lebih tahan terhadap panas, pengeringan

mudah dan awet.

Page 15: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

61

Bahan bakar

Dari tiga macam jenis bahan bakar diatas pada tabel

2.3 dipilih bahan bakar gas karena lebih murah dan

mudah didapatkan dengan nilai kalor yang cukup baik.

Bahan penutup

Plat besi mudah didapat dipasaran dengan harga

yang relatif murah pengerjaan perabotan mudah

serta tahan terhadap panas.

Tempat Pembakaran

Besi silinder bahan yang mudah didapat cara

pengerjaan mudah dan tahan dengan panas yang tinggi

karena bersentuhan langsung dengan panas.

Pada pembuatan tungku pengecoran langkah – langkah

pembuatannya adalah :

1. Pembuatan Tungku

Tungku dibuat dengan menggunakan bata api campur

pasir dan semen tanpa menggunakan plat sebagai

pelappisnya, pembuatan tungku dengan diameter luar

85cm, dan diameter dalam 75cm, ketinggian 85cm,

serta lubang pembakaran diameter 20cm, lubang

keluar 27cm x 30cm proses pembuatan tungku dilihat

Page 16: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

62

pada gambar 3.19 dengan dikonversi ke 3D pada

gambar 3.20 desain tungku krusibel serta hasil tungku

dilihat pada gambar 3.21.

Gambar 3. 19 Desain Tungku Krusibel 2D

Gambar 3. 20 Desain Tungku Krusibel 3D

Page 17: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

63

Gambar 3. 21 Pembuatan Tungku

Gambar 3. 22 Tungku Krusibel

2. Pembuatan Pipa Pembakaran

Pipa pembakaran menggunakan pipa silinder bekas

dengan panjang 125cm, diameter 9cm seperti desain

3.23, serta lubang masuk gas 1cm dilihat pada

gambar 3.25, pipa gas di las dengan pipa

Page 18: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

64

pembakaran, pada bagian belakang pipa di taruh

blower seperti pada gambar 3.27.

Gambar 3. 23 Desain Pipa Pembakaran 2D

Gambar 3. 24 Pipa pembakaran 3D

Page 19: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

65

Gambar 3. 25 Pipa Gas

Gambar 3. 26 Blower

Gambar 3. 27 Pipa Pembakaran

Page 20: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

66

3. Pembuatan Pipa Penghangat

Pada gambar 3.28 Pipa penghangat dibuat dari

beberapa pipa, pipa silinder dengan panjang 25cm,

dan diameternya 7cm, serta 2 pipa peralon baja

dengan panjang 2meter diameter 2,5cm. Pipa silinder

di lubangin 2 bagian guna dimasukannya pipa baja

peralon, pada gambar 3.31 proses disatukan

komponen dengan las.

Page 21: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

67

Gambar 3. 28 Desain Pipa Penghangat 2D

Gambar 3. 29 Pipa Penghangat 3D

Gambar 3. 30 Pipa Silinder

Page 22: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

68

Gambar 3. 31 Pengelasan Pipas silinder dan pipa baja peralon

4. Pembuatan Tempat gas dan Air

Tempat gas disini menggunakan drum besi bekas

dengan diameter 57cm, tinggi 43cm sesuai dengan

desain pada gambar 3.32, drum di belah bagian atas

sebagai wadah air dan gas, pada sisi samping di

lubangi 2 bagian guna disatukan dengan pipa baja

peralon nantinya.

Page 23: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

69

Gambar 3. 32 Desain Drum

Gambar 3. 33 Desain Drum 3D

Gambar 3. 34 Drum bekas

Page 24: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

70

Gambar 3. 35 Pengelasan sambungan pipa penghangat dan drum

5. Tutup tungku

Menggunakan plat bundar bekas drum dengan

diameter 85cm sama dengan diameter tungku.

3.6.3 Proses pengoperasian Tungku

Pertama semua material tungku di kumpulkan

selanjutnya dirakit dengan proses pengelasan

penyambungan pipa penghangat dngan drum, dan pipa gas

dengan pipa pembakaran, tutup tungku kita taruh diatas

tungku dan diatasnya ada pipa penghangat.

Proses peleburannya awal kita memanaskan ruang

tungku agar didalam tungku panas terlebih dahulu, kemudian

dibuka gas dari LPG agar mengalir ke pipa turun ke pipa

pembakaran otomatis api yang ada di dalam tungku akan

besar tetapi tidak bertekanan, ditambah dorongan dari

blower guna membuat api lebih besar dan mempunyai

tekanan.

Page 25: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

71

Udara panas yang dihasilkan akan mengalir ke atas

memanaskan pipa penghangat sehingga mengalir menuju

ke air yang ada dalam drum berguna menghangatkan tabung

agar tidak membeku karena gas yang dikeluarkan secara

paksa.

Secara berkala kita mencatat perubahan suhu tungku

setiap 5 menit sekali dan mencatat suhu air setiap 5 menit

sekali, saat peleburan selesai kita lihat konsumsi bahan

bakar gas LPG yang diperlukan berapa. Gambar 3.27

menerangkan proses masing-masing komponen.

Gambar 3. 36 Tungku krusibel

a. Tungku

Tungku adalah suatu kontruksi susunan bata

api menjadi sebuah tabung berguna menghalau udara

panas keluar, penggunaan bata api agar lebih tahan

Page 26: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

72

terhadap suhu panas yang ada diruang tungku saat

peleburan.

b. Pipa penghangat

Pipa penghangat bertujuan menghangatkan air yang

ada dalam drum, agar gas yang ada dalam tabung

LPG tidak membeku, dengan cara mengalirkan panas

dari atas tungku kemudian mengalir lewat pipa atas

menuju ke air yang ada pada drum.

c. Pipa Pembakaran

Untuk mengalirkan udara oksigen dari blower

dan gas dari LPG yang bercampur berguna untuk

memperbesar api pada pembakaran.

d. Pipa Gas

Berguna mengalirkan gas dari tabung LPG

menuju ke pipa pembakaran.

e. Drum

Sebagai tempat penampungan air dan tabung

gas LPG.

f. Tutup tungku

Sebagai alat penutup tungku agar api yang ada

dalam tungku tidak keluar lewat atas juga sebagai

tempat dudukan pipa penghangat.

Page 27: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

73

g. Blower

Digunakan sebagai menaikkan atau

memperbesar tekanan udara atau gas yang dialirkan

sehingga api yang keluar akan semakin besar.

Gambar 3. 37 Blower

h. Kowi

Digunakan sebagai tempat aluminium dimasak

hingga menjadi cair, kowi sendiri yang sering disebut

juga krusibel karena bentuknya yang cekung ke

dalam sehingga seperti pot/mengerucut.

Gambar 3. 38 Kowi

i. Ladel

Digunakan untuk mengambil dan menuang

logam cair ke dalam cetakan.

Page 28: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

74

Gambar 3. 39 Ladel

3.6.4 Proses Pengecoran dan Pengujian

Bahan Tungku Ladel

Persiapan Pola

Sistem Pengolahan

Pasir

Manual Pembuatan

Cetakan

Penuangan

Pembongkaran

Pembersihan

Pemeriksaan

Gambar 3. 40 Gambar Diagram Alur Proses Pengecoran

Page 29: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

75

3.6.5 Pembuatan Pola

Gambar 3. 41 3D Desain pola

Gambar 3. 42 2D Desain Pola

Pada gambar 3.38 adalah desain 2D pola serta dijelaskan

menggunakan gambar 3D pada gambar 3.37.

Page 30: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

76

3.6.6 Pembuatan Pasir Cetak

1. Mempersiapkan paris merah dan air

2. Campurkan asir merah 80% dan air 20%

Gambar 3. 43 Pasir cetak

3.6.7 Pembuatan Cetakan Pasir

1. Mempersiapkan kerangkan cetak (flask), pola produk

cor dan saluran pola.

2. Mempersiapkan pasir merah yang telah dicampur air.

Gambar 3. 44 Penyaringan pasir setelah dicampur air

Page 31: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

77

3. Memasukkan pasir merah kedalam kerangka cetak

Gambar 3. 45 Pemasukan pasir dalam cetakan

4. Memasukkan pola pada kerangka cetak bawah dan

memadatkan dengan tumbukan, serta memberikan

calsium carbonat pada cetakan.

Gambar 3. 46 Pemasangan pola dan pemberian calcium carbonat

5. Memasang kerangka cetak atas diatas kerangka

cetak bawah.

6. Menimbun kembali kerangka cetak dengan pasir

merah hingga penuh

Page 32: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

78

Gambar 3. 47 Pemasangan kerangka cetak atas dengan menimpun pasir

7. Memadatkan pasir agar tidak hancur saat

pengangkatan cetakan.

8. Melepas pipa peralon sebagai sprue

9. Membuka kembali kerangka cetak atas

Gambar 3. 48 Membuka kerangka atas

Page 33: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

79

10. Melepas pola pada kerangka cetakan bawahdan

membuat saluran masuk pada cetakan.

Gambar 3. 49 Pembuatan saluran masuk

11. Menutup kembali cetakan bawah dengan cetakan

atas

Page 34: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

80

Gambar 3. 50 Pemasangan kembali cetakan atas

12. Dibuatlah kembali cetakan yang ke 2 untuk

perbandingan waktu pembongkaran 10 detik dan 1

jam.

3.6.8 Peleburan Logam

Pada gambar 3.47 menerangkan proses peleburan logam

pada aluminiu, yaitu :

1. Menyiapkan tungku krusibel

2. Mempersiapkan kowi didalam tungku yang telah

panas di awal.

3. Membuka gas LPG agar lebih besar api yang keluar.

4. Menyalakan blower agar api lebih besar dan

bertekanan.

Page 35: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

81

Gambar 3. 51 Proses persiapan tungku

5. Memasukkan aluminium bekas ke dalam kowi.

6. Mengukur suhu setiap 5 menit sekali hingga

aluminium mencair dengan suhu 660-700o C dengan

alat infrared thermometer seperti gambar 3.48.

Gambar 3. 52 Pengecekan suhu tungku setiap 5menit

Page 36: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

82

3.6.9 Penuangan logam cair

1. Memisahkan kotoran di atas aluminium cair

diterangkan dengan gambar 3.49.

Gambar 3. 53 Pemisahan kotoran dengan aluminium cair

2. Mengambil aluminium cair dalam kowi dengan

menggunakan ladel.

3. Dituangkan aluminium cair ke dalam cetakan yang

telah dibuat sebelumnya, seperti gambar 3.50.

Page 37: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

83

Gambar 3. 54 Penuangan aluminium cair kedalam cetakan

4. Penuangan aluminium dilakukan kembali pada

cetakan yang ke 2

3.6.10 Pembongkaran cetakan

Pembongkaran cetakan dilakukan dengan 2 kali

pembongkaran, yang pertama setelah aluminium cair

mengalir masuk kedalam cetakan setelah 10 detik cetakan

pertama dibongkar dan dibersihkan, serta dicek suhu setelah

pembongkaran seperti pada gambar 3.51, untuk cetakan

yang ke 2 menunggu selama 1 jam baru dibongkar

cetakannya dan dibersihkan, gambar 3.52 yaitu hasil

pengecoran.

Page 38: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

84

Gambar 3. 55 Pembongkaran dan pengecekan suhu hasil coran

Gambar 3. 56 Hasil pengecoran

3.6.11 Pengamatan Tungku

Pengujian disini melakukan pengecekan secara

berkala setiap 5 menit sekali terhadap suhu tungku saat

peleburan aluminium dari benda padat menjadi cair dan siap

1 Jam

10 detik

Page 39: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

85

untuk di tuangkan kedalam cetakan, pengecekan

menggunakan alat infrared thermometer.

Langkah-langkahnya :

1. Siapkan infrared thermometer

2. Siapkan stopwatch

3. Setting/kalibrasi awal infrared thermometer dan

stopwatch

4. Pengecekkan dimulai sebelum tungku dibakar agar

mengetahui suhu awal menggunakan infrared

thermometer.

5. Saat aluminium sudah dimasukkan ke dalam cawan

dan jalankan stopwach serta tembakkan infrared

thermometer ke dalam tungku dan catat hasil yang

tertera dalam infrared thermometer

6. Pengecekan selanjutnnya di lakukan setiap 5 menit

sekali

7. Pengecekan terus berlanjut hingga pengecoran

selesai.

3.6.12 Pengujian penyusutan

Pengujian penyusutan bertujuan melihat hasil akhir

dengan perncanaan yang telah dibikin, penyusutan dapat

terjadi dari beberapa faktor, salah satunya adalah lama

pembekuan terhadap aluminum didalam cetakan.

Page 40: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

86

Langkah-langkahnya adala :

1. Mempersiapkan specimen.

2. Mengukur panjang dan lebar hasil cor lalu di

bandingkan dengan cetakan cor.

3. Menghitung panjang cetakan (P cetakan).

4. Mengukur panjang hasil coran (P cor) dengan

menggunakan jangka sorong.

5. Untuk menghitung hasil penyusutan yang digunakan

persamaan Febrianto (2011) yaitu :

Dimana : S : persentase penusutan

P cetakan : volume cetakan

P produk : volume produk

3.6.13 Pengujian Komposisi kimia

Pengujian komposisi kimia bertujuan mengetahui

prosentase unsur-unsur yang tergandung dalam spesimen

aluminium yang di uji dengan menggunakan alat

spectrometer yang bekerja secara otomatis. Pengujian

dilakukan dengan penembakan terhadap sampel uji yang

telah dihaluskan terlebih dahulu kemudian sampel uji di

Page 41: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

87

tembak dngan gas argon yang menjadi sinar ultra violet

sebanyak 3 titik. Dalam penelitian uji komposisi kimia ini

dilakukan di laboratooriun POLMAN ceper klaten.

Langkah pengujiannya sebagai berikut :

1. Nyalakan semua peralatan pendukung dan

sambungkan dengan arus listrik. (alat uji, argon,

printer, dll)

2. Tunggu kurang lebih 2 jam sampai alat spectrometer

siap untuk digunakan.

3. Setelah ada keterangan speak ready (Temperatur

OK), pilih program yang akan di uji (Al).

4. Lakukan standarisasi alat uji.

5. Setelah standarisasi, lakukan pengujian pada sampel

uji (sampel uji terlebih dahulu di preparasi

sebelumnya, Al dengan dibubut dan Gun-Metal

dengan grinda)

6. Lakukan analisa alat uji

a. Letakkan sampel pada kedukukan kerja.

b. Tekan start pada alat dimana analisa sampel

mulai dilakukan, penekanan tombol start jangan

dilepas sampai bunyi spark terdengar.

c. Lakukan penembakan sampai 3 kali pada

tempat yang berbeda.

Page 42: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

88

d. Setiap selesai penembakan lakukan

pembersihan pada pin penembakan.

e. Prin hasil uji yang didapatkan.

7. Proses analisa selesai

3.6.14 Pengujian Kekerasan

Pengujian kekerasan bertujuan untuk mengetahui

hasil kekerasan dari benda uji pada beberapa bagian

sehingga diketahui rata-ratanya dari semua hasil

pengujian.

Pengujian disini menggunakan alat Brinell portable.

Langkah-langkahnya sebagai berikut :

1. Alat yang di uji diratakan dulu permukaannya dengan

amplas agar rata dan halus.

2. Kemudian alat di tekan dengan tekanan yang sudah

distandarisasikan sesuai dengan bahan yang di uji (Al)

3. Penentuan titik uji dilakukan 5 kali di tengah dengan

dengan bertujuan karena posisi tengah aluminium

lebih lunak dibandingkan posisi di pinggir yang keras

karena melalui proses pembekuan lebih dulu dilihat

pada gambar 3.55 hasil penentusn titik uji.

4. Setelah ditentukan tekanan diukur diameter tekanan

dengan menggunakan microskop.

Page 43: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

89

5. Setelah diketahui skala diameternya baru bisa ketemu

berapa hasil kekerasan melalui tabel.

Gambar 3. 57 Alat uji Brinell

Gambar 3. 58 Proses pengujian spesimen

Page 44: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

90

Gambar 3. 59 Hasil uji pada spesimen

3.6.15 Pengujian pasir

Pengujian pasir disini bertujuan menganalisa butiran

pasir dan mengetahui kandungan lempung (clay) pada

pasir merah, pengujian dilakukan dengan beberapa

tahapan.

Peralalatan dan bahan

Stop watch, timbangan, pipet, magnetic stirrer, sifon.

Larutan tetrasodium piropospat.

Langkah-langkah pengujian

1) Siapkan pasir yang sudah dikeringkan.

2) Timbang pasir seberat 50gram dan air distilasi

sebanyak 475 ml.

Page 45: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

91

3) Masukkan ke dalam gelas beaker, tambahkan

larutan tetrasodium piropospat 1,5 % sebanyak 25

ml.

4) Didihkan campuran larutan tersebut.

5) Diamkan larutan sampai dingin.

6) Aduk dengan mesin asifator selama 10 menit

7) Diamkan minimal 10 menit, suling air dengan alat

bantu syfon.

8) Ganti air, sampai batas garis pada gelas beaker,

diamkan selama 10 menit, suling kembali berulang-

ulang sampai air kelihatan jernih.

9) Ambil pasir tersebut dan siapkan kertas saring yang

telah ditimbang.

10) Saring dengan kertas saring yang sebelumnya

telah ditimbang.

11) Keringkan sampai berat konstan.

12) Dengan mencuci pasir yang telah dikeringkan,

maka hasil digunakan sebagai berat akhir.

13) Hasil kadar clay dapat diketahui dari rumus :

Page 46: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

92

Gambar 3. 60 Proses pemanasan pasir merah dan larutan

Gambar 3. 61Proses Penyulingan pasir merah

Gambar 3. 62 Larutan tetrasodium

Page 47: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

93

3.6.16 Pengamatan struktur mikro

Pengujian struktur mikro mempunyai tujuan

mengatahui struktur mikro pada hasil pengecoran (Al).

Adapun langkah-langkah yang perlu dilakukan sebagai

berikut :

1) Melakukan beberapa pemotongan terlebih dahulu

pada spesimen agar memudahkan untuk pengamatan

struktur mikro.

2) Melakukan mounting pada specimen yang telah

dipotong agar proses pengamplasan dengan tingkat

kekasaran mudah untuk berdiri tegak dan mudah

mencari titik fokus ketika di foto mikro.

3) Melakukan pengamplasan bertahap dari nomor 100

sampai nomor 5000

4) Melakukan pemolesan pada specimen uji

menggunakan kain yang telah diberi autoso

5) Membuat cairan etsa agar dapat mengikis specimen

agar dapat terlihat jelas sat di foto mikro.

6) Mengamati struktur mikro menggunakan mikroskop

optic dengan pembesaran 100x dan 200x

Page 48: BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitianeprints.ums.ac.id/64435/5/BAB III.pdf · Batu bata api Semen tahan api Tetap Semen tahan api Gas LPG 3 Kg Plat besi Besi silinder tebal

94

3.6.17 Analisa data

1. Mengamati cacat penyusutan yang terjadi setelah

pembongkaran 10 deti dan 1 jam kemudian di

bandingkan dengan cetakan awal.

2. Menganalisa komposisi kimia

3. Menganalisa kekerasan yang terjadi pada setiap

variasi 10 detik dan 1 jam.

4. Mengamati struktur mikro pada masing-masing

specimen 10 detik dan 1 jam.

5. Menarik kesimpulan.

3.6.18 Jumlah Spesimen pengujian

Tabel 3. 3 Jumlah Spesimen Pengujian

No Jenis Pengujian Variasi Jumlah

10 Detik 1 jam

1 Penyusutan 1 1 2

2 Komposisi Kimia 1 1

3 Kekerasan 1 1 2

4 Struktur mikro 1 1 2

5 Kadar clay dan butiran 1 1