16

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

4.1Hasil PercobaanBerdasarkan hasil percobaan dan perhitungan yang telah dilakukan, maka didapatkan data-data dari proses persiapan dan pengujian, meliputi pengayakan dan pengujian permeabilitas. Sebelum melakukan uji permeabilitas, pasir kuarsa yang telah dipisahkan berdasarkan fraksi ukuran dibuat menjadi tiga spesimen dengan berat dan komposisi yang berbeda-beda. Tabel 4.1 Data Hasil ScreeningFraksi UkuranUkuran PartikelBerat (gram)

-18#822,223 m150

-40# 370 m150

-60#246,667 m150

Tabel 4.2 Data Hasil Uji PermeabilitasSampel(X)Volume Udara(L)Panjang(cm)Luas Irisan(cm2)Waktu(detik)Tekanan Udara(atm)P(1/cm2.detik)

-18#14,861,61,72,319,951

-40#+60#5,161,612,53,71,7

-60#4,961,620,3420,53

Tabel 4.3 Data Hasil Pengujian Kadar AirSampel (X)Berat AwalBerat Akhir

-18#163160,5

-40#+60#159,5157,5

-60#141138,5

4.2PembahasanSetelah melakukan percobaan, dari mulai pengayakan, pengujian permeabilitas dan pengujian kadar air maka didapatkan hasil berbeda-beda. Pada percobaan digunakan 3 sampel pasir kuarsa sekitar 150 gram dengan menggunakan solobon sebesar 20% serta untuk pengayakan pemisahan pasir kuarsa menggunakan fraksi ukuran -18#, -40# dan 60#, hasil ukuran partikel yang didapatkan untuk fraksi ukuran -18# yaitu 822,223 m, untuk fraksi ukuran -40# yaitu 30 m sedangkan untuk fraksi ukuran -60# yaitu 246,667 m. Kemudian pada pengujian permeabilitas ketiga sampel ini volume udara yang digunakan sebanyak 1 liter karena jika semakin banyak akan mempengaruhi hasil dari pasir cetaknya nanti. Untuk waktu yang dibutuhkan yaitu berbeda-beda, untuk sampel pertama waktu yang dibutuhkan 1,7 detik, untuk sampel kedua 12,5 detik dan sampel yang ketiga 7,2 detik. Ini dapat dilihat dari ketika dialiri fluida maka air yang telah ditandai dengan fanta akan mengalami kenaikan dari 0 sampai kenaikannya maksimum. Kemudian setelah meningkat akan mengalami penurunan, untuk sampel pertama dari maksimum ke 0 sebesar 2,3 cm, untuk sampel yang kedua sebesar 3,7 cmdan sampel yang ketiga sebesar 2 cm. Sehingga dapat diketahu berapa besar permeabilitas yang didapatkan dari ketiga sampel tersebut, untuk sampel yang pertama nilai permeabilitasnya sebesar 19,951 1/cm2, untuk sampel yang kedua sebesar 1,7 1/cm2 dan sampel yang ketiga 0,55 1/cm2.Butir pasir yang kasar dengan rongga yang besar memberikan nilai permeabilitas yang besar. Sedangkan butir pasir berukuran halus memberikan permeabilitas yang rendah. Pasir berbutir halus mempunyai luas permukaan yang lebih luas dan ini berarti akan memberikan kekuatan yang lebih besar. Hal ini terjadi karena kekuatan cetakan adalah fungsi dari luas permukaan pasir yang bersentuhan dengan bahan pengikat.Bentuk pasir juga mempengaruhi dari sifat mekanis serta permeabilitas cetakan. Bentuk pasir bulat baik sebagai pasir cetak, karena memerlukan jumlah pengikat yang lebih sedikit untuk mendapatkan kekuatan dan permeabilitas tertentu, serta mampu alirnya baik sekali. Pasir berbutir kristal kurang baik untuk pasir cetak,sebab akan pecah menjadi butir-butir kecil pada pencampuran serta memberikan ketahanan dan permeabilitas yang buruk pada cetakan dan selanjutnya membutuhkan pengikat dengan jumlah yang banyak. Lalu untuk bentuk tak beraturan permeabilitas dan ketahanan api dari bentuk ini buruk, dan juga membutuhkan pengikat dalam jumlah yang banyakJika permeabilitas yang dimiliki oleh pasir cetak, maka akan mengakibatkan udara sulit keluar melalui celah-celah antar butir pada waktu yang dilakukan proses penuangan logam cair. Dengan demikian udara dalam akan terjebak dalam logam cair dan kemudian bila logam cair telah dingin maka udara yang terjebak akan mengakibatkan cacat. Bila permeabilitasnya terlalu tinggi akan mengakibatkan udara dalam cetakan akan mudah keluar pada waktu yang dilakukan proses penuangan. Akan tetapi bila permeabilitanya yang dimiliki oleh pasir cetak terlalu tinggi maka pada waktu penuangan logam cair kedalam cetakan dalam meresap kesela-sela antara butiran pasir cetak yang akan membuat hasil coran menjadi kasar. Adapun hubungan antara tekanan terhadap permeabilitas dapat dilihat dari gambar grafik berikut:

Gambar 4.1 Grafik Hubungan Antara Tekanan terhadap PermeabilitasDalam grafik ini, tekanan sangat mempengaruhi sifat permeabilitas pasir cetak. Karena penyebab utama terjadinya cacat pada proses pengecoran yaitu sifat-sifat dari cetakan seperti permeabilitas, kekuatan tekan cetakan, dan sintering poin yang rendah serta distribusi butiran pasir tidak sesuai.Untuk sampel yang pertama tekanan udaranya sebesar 2,3 cm dan permeabilitasnya sebesar 19,951 1/cm2, sampel kedua memiliki tekanan udara sebesar 3,7 cm dan permeabilitasnya 1,7 1/cm2, sedangkan untuk sampel yang ketiga memiliki tekanan udara sebesar 2 cm dan permeabilitas sebesar 0,55 1/cm2. Dari ketiga sampel tersebut sampel pertama yang memiliki permeabilitas yang paling tinggi serta berdasarakan literatur butiran pasir yang kasar dan besar lebih meningkatkan sifat permeabilitas, karena luas bidang kontaknya kecil, sehingga rongganya lebar dibandingkan butiran pasir yang halus, karena butiran pasir yang kecil akan mengisi rongga-rongga di dalam pasir cetak.

Gambar 4.2 Grafik Fraksi Ukuran Terhadap PermeabilitasPada gambar 4.2 menjelaskan bahwa fraksi ukuran juga dapat mempengaruhi sifat permeabilitas dari pasir cetak, karena apabila butian pasir cetak seragam maka permeabilitasnya besar, karena luas bidang kontaknya kecil, sehingga rongga yang ada besar, butiran pasir cetak tidak seragam maka permeabilitasnya kecil, karena luas bidang kontaknya besar akibat rongga-rongganya diisi oleh butir yang lebih kecil, sehingga rongganya sempit. Jika butian pasir cetak berbentuk kristal maka permeabilitasnya kecil, karena luas bidang kontaknya besar akibat butiran kristal pecah menjadi butiran kecil, sehingga mengisi rongganya. Serta apabila butian pasir cetak berbentuk bulat maka permeabilitasnya besar, karena luas bidang kontaknya sedikit, sehingga terdapat rongga-rongga. Dari ketiga sampel yang memiliki sifat permeabilitas yang besar adalah sampel pertama sebesar 19,951 1/cm2 dengan fraksi ukuran -18# dan yang memiliki sifat permeabilitas yang rendah terdapat pada sampel ketiga sebesar 0,55 1/cm2 dengan fraksi ukuran -60#.

Gambar 4.3 Grafik Pengujian Kadar Air

Gambar grafik diatas menunjukan pengujian yang dilakukan untuk mengetahui kadar air yang hilang setelah dilakukan pemanasan pada sampel pasir cetak. Dari ketiga sampel sangat terlihat jelas perbedaannya. Pada sampel pertama kadar air sebelum pemanasan memiliki berat awal yaitu sebesar 163 gram setelah dilakukan pemanasan beratnya berkurang menjadi 160,5 gram, untuk sampel kedua sebelum pemanasan memiliki berat awal yaitu sebesar 159,5 gram setelah dilakukan pemanasan beratnya menjadi 157,5 gram dan untuk sampel yang ketiga sebelum melakukan pemanasan berat awalnya sebesar 141 gram setelah dilakukan pemanasan beratnya menjadi 138,5 gr. Maka semakin tinggi kadar air maka permeabilitas akan semakin meningkat akan tetapi peningkatan ini memiliki titik optimum yang jika kandungan air ditambahkan terus menerus maka permeabilitas menjadi menurun. Saat kandungan air terus menerus ditingkatkan maka akan mempengaruhi daya ikat pengikat, kandungan air yang terus ditambahkan akan membuat air yang ditambahkan menjadi air bebas dan mengisi celah butir.Berikutnya hubungan antara kadar air dengan kekuatan pasir cetak, kadar air tentunya mempengaruhi pasir cetak dan pengaruhnya sejalan, maksudnya yaitu apabila ditambahkan kadar air maka kekuatan akan meningkat juga akan tetapi sama dengan permeabilitas, hubungan ini memiliki titik optimum dimana apabila ditambahkan terus menerus air maka pasir cetak akan menjadi pasta.Di dalam literatur disebutkan standar kadar air berkisar sekitar 1,5% 8%