laporan pengecoran logam jurusan mesin ft ub

157
Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya PL I PENGUJIAN KOMPOSISI PASIR CETAK 1.1 Pengujian Kadar Air Pasir Cetak 1.1.1 Tujuan Pengujian Kadar Air Tujuan yang hendak dicapai dari pengujian ini adalah : 1. Praktikan mengetahui dan memahami persentase kadar air dari pasir cetak. 2. Praktikan mengetahui laju penguapan air dari pasir cetak. 3. Praktikan mengetahui penguapan air rata-rata dari pasir cetak. 1.1.2 Dasar Teori 1.1.2.1 Defenisi Kadar Air A. Pengertian Kadar Air Kadar air merupakan jumlah air yang terkandung di dalam pasir cetak yang dinyatakan dalam persentase pasir cetak (%). Standar kadar air yaitu berkisar 1,5 8%, (Richard 1967 : 88) Rumus: (%) = (ℎ)− ℎ () (ℎ) × 100% Dimana: Kadar air (%) : Jumlah air yang teruapkan di dalam pasir cetakyang dinyatakan dalam persentase (%) Berat pasir cetak awal (basah) : Berat pasir cetak (basah) sebelum dipanaskan dengan mouisture analyzerterdiri dari pasir , air dan bentonit (gram) Berat pasir cetak akhir (kering) : Berat pasir cetak sesudah dipanaskan dengan mouisture analyzer (gram) B. Fungsi Kadar Air Air berfungsi untuk mengaktifkan daya ikatlempung sehinga dapat digunakan untuk mengikat butir pasir cetak. Jadi dapat disimpulkan bahwa fungsi dari air pada pasir cetak ialah mengaktifkan daya ikat bentonit sehingga dapat digunakan untuk mengikatpasir cetak. Akan tetapi kadar air sebagai aktifator harus pada titik

Upload: mirasyafa

Post on 07-Nov-2015

140 views

Category:

Documents


47 download

DESCRIPTION

laporan pengecoran logam semester genap FT UB

TRANSCRIPT

  • Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    PL I

    PENGUJIAN KOMPOSISI PASIR CETAK

    1.1 Pengujian Kadar Air Pasir Cetak

    1.1.1 Tujuan Pengujian Kadar Air

    Tujuan yang hendak dicapai dari pengujian ini adalah :

    1. Praktikan mengetahui dan memahami persentase kadar air dari pasir cetak.

    2. Praktikan mengetahui laju penguapan air dari pasir cetak.

    3. Praktikan mengetahui penguapan air rata-rata dari pasir cetak.

    1.1.2 Dasar Teori

    1.1.2.1 Defenisi Kadar Air

    A. Pengertian Kadar Air

    Kadar air merupakan jumlah air yang terkandung di dalam pasir cetak yang

    dinyatakan dalam persentase pasir cetak (%). Standar kadar air yaitu berkisar

    1,5 8%, (Richard 1967 : 88)

    Rumus:

    (%) = () ()

    () 100%

    Dimana:

    Kadar air (%) : Jumlah air yang teruapkan di dalam pasir cetakyang

    dinyatakan dalam persentase (%)

    Berat pasir cetak awal (basah) : Berat pasir cetak (basah) sebelum

    dipanaskan dengan mouisture analyzerterdiri dari pasir , air dan bentonit

    (gram)

    Berat pasir cetak akhir (kering) : Berat pasir cetak sesudah dipanaskan

    dengan mouisture analyzer (gram)

    B. Fungsi Kadar Air

    Air berfungsi untuk mengaktifkan daya ikatlempung sehinga dapat

    digunakan untuk mengikat butir pasir cetak.

    Jadi dapat disimpulkan bahwa fungsi dari air pada pasir cetak ialah

    mengaktifkan daya ikat bentonit sehingga dapat digunakan untuk

    mengikatpasir cetak. Akan tetapi kadar air sebagai aktifator harus pada titik

  • 2

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    optimum (takaran yang tepat) agar pasir cetak dapat teraktifasi secara

    sempurna. Sebaliknya, apabila kadar air melebihi titik optimum maka akan

    menjadi air bebas sehingga aktifasi pasir cetak berjalan tidak sempurna.

    1.1.2.2 Macam macam Air

    Ada dua macam air dalam pengecoran logam yakni :

    1. Air terikat

    Air terikat adalah air yang mengaktifasi pengikat sehingga dapat

    mengikat antara butir pasir.

    2. Air Bebas

    Air bebas adalah air yang kehilangan fungsinya sebagai pengaktifasi

    perekat dan akhirnya masuk ke dalam celah-celah antara butiran pasir

    sehingga tidak dapat mengikat antara butiran pasir.

    1.1.2.3 Pengaruh Kadar Air Terhadap Pengujian Karakteristik Pasir Cetak

    Gambar 1.1 : Grafik pengaruh kadar air dan bentonit pada pasir

    cetak

    Sumber : Surdia dan Chijiwa (1987 : 112)

    Pada gambar 1.1 grafik pengaruh kadar air dan bentonit pada pasir

    cetak dapat dilihat bahwa pada kondisi kadar air meningkat dan kadar

    bentonit yang tetap maka permeabilitas akan meningkat sampai titik

    maksimum, karena bentonit telah teraktifasi dan jika kadar air terus

    meningkat maka permeabilitasnya akan cenderung menurun karena jumlah

  • 3

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    air bebas yang mengisi rongga rongga butir pasir semakin banyak yang

    mengakibatkan fluida tidak dapat keluar.

    Kekuatan kering pasir cetak dalam kondisi kadar bentonit yang tetap

    dan kadar air yang semakin meningkat maka permeabilitasnya cenderung

    semakin bertambah.

    Kekuatan basah pasir cetak pada kondisi kadar air meningkat dan

    kadar bentonit yang tetap maka permeabilitas akan meningkat sampai titik

    maksimum, setelah itu permeabilitas akan cenderung menurun seiring kadar

    air yang semakin bertambah.

    1.1.2.4 Faktor faktor yang Mempengaruhi Penguapan Air

    1. Waktu Pemanasan

    Waktu Pemanasan adalah jumlah waktu yang dibutuhkan untuk

    memanaskan pasir cetak sehingga ketika waktu pemanasan tinggi, maka kalor

    yang diterima untuk memanaskan air semakin banyak, sehingga air yang

    diuapkan semakin banyak dan kadar air pasir cetak menurun. Sebaliknya

    waktu pemanasan rendah, kalor yang diterima sedikit, uap yang dihasilkan

    hanya sedikit.

    2. Temperatur Pemanasan

    Temperatur pemanasan adalah besarnya suhu yang dibutuhkan untuk

    menguapkan air pada pasir cetak, jika temperatur pemanasan semakin tinggi

    maka penguapan yang terjadi akan semakin besar, ini disebabkan oleh

    kecendrungan air untuk mengubah fase air menjadi fase gas ketika mencapai

    titik didihnya, sehingga kadar air pada pasir cetak berkurang. Begitu juga

    sebaliknya ketika temperatur pemanasan rendah maka sulit mencapai titik

    didih air dan merubah fase air, sehingga sedikit kadar air yang diuapkan.

    3. Luas Penampang Permukaan Pasir Cetak

    Luas penampang permukaan pasir cetak adalah luas permukaan pasir

    cetak pada saat diletakkan pada cawan saat pemanasan pada kurun waktu

    tertentu sehingga semakin besar luas penampang permukaan, laju penguapan

    yang terjadi semakin tinggi, hal ini dikarenakan pasir yang berkontak secara

    langsung menerima kalor semakin banyak, sehingga kalor

  • 4

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    dapat menguapkan air yang berikatan dengan pasir semakin mudah dari pada

    ketika luas penampang kalor juga sedikit, sehingga penguapan lebih sulit

    terjadi.

    4. Ukuran Dimensi Butir Pasir Cetak

    Ukuran dimensi butir pasir cetak adalah besarnya dimensi butiran

    pasir cetak yang dipanaskan pada kurun waktu tertentu sehingga butiran yang

    berukuran besar mempunyai laju penguapan yang lebih tinggi dari pada

    butiran yang berukuran kecil.Hal ini dikarenakan butiran yang semakin besar

    sehingga mudah terjadi penguapan.Dari bentuk butiran yang mempunyai laju

    penguapan yang tinggi adalah butiran pasir yang berbentuk bulat, pasir

    berbentuk bulat dibanding butir pasir berbentuk lainnya memiliki laju

    penguapan yang lebih tinggi. Hal ini karena butir bulat mempunyai rongga-

    rongga yang lebih besar daripada butir kristal, sehingga mempunyai sifat

    mampu alir yang lebih baik dan ketika diberikan kalor, penguapan lebih cepat

    terjadi pada butir pasir bulat sehingga air yang diuapkan lebih banyak.

    5. Kelembapan Lingkungan

    Kelembaban lingkungan adalah banyak jumlah uap air yang

    terkadung pada udara sekitar saat pengujian pemanasan pada kurun waktu

    tertentu sehingga semakin tinggi kelembaban maka udara lingkungan maka

    jumlah kadar air yang diuapkan semakin rendah ini dikarenakan kalor yang

    diterima lebih lambat karena lingkungan udara yang memiliki kandungan uap

    air menghalangi laju penguapan. Kelembaban menunjukkan hubungan

    perbandingan antara kandungan uap air dengan lingkungan.Dapat

    disimpulkan semakin tinggi kelembapan di lingkungan air yang diuapkan

    semakin sedikit.

    6. Tekanan Atmosfer

    Tekanan atmosfer adalah tekanan pada atmosfer bumi yang

    disebabkan oleh massa udara yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi

    sehingga tekanan yang berbeda ketika pengujian kadar air juga

    mempengaruhi. Pada dataran tinggi dan dataran rendah terdapat perbedaaan

    tekanan atmosfer yang menyebabkan titik didih di dataran tinggi dan dataran

    rendah berbeda. Hal ini berdampak pada penguapan yang

  • 5

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    dihasilkan, pada dataran tinggi air lebih cepat mendidi karena mempunyai

    titik didih yang lebih rendah dari pada titik didih pada tekanan atmosfer

    normal sehingga uap yang dihasilkan banyak.

    1.1.3 Pelaksana Pengujian

    1.1.3.1 Alat dan Bahan

    Alat dan bahan yang digunakan dalam pengujian komposisi pasir cetak adalah:

    1. Moisture Analyzer

    Alat ini digunkan untuk mengukur kandungan kadar air pasir cetak.

    Spesifikasi alat :

    Merk : Sartorius

    Voltase : 100 120 / 220 290 V

    Model : MA 30

    Frekuensi : 50 -60 Hz

    Arus : 3,3 A/1,6 A

    Berat sampel maksimum : 30 gram

    Gambar 1.2 : Moisture Analyzer

    Sumber : Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan

    Mesin Fakultas Teknik Universitas

    Brawijaya

    2. Timbangan Elektrik

    Alat ini digunakan untuk menimbang berat pasir cetak sebelum dan

    sesudah diukur kandungan airnya.

    Spesifikasi alat :

    Merk : Mettler

    Type : PJ 3000

    Frekuensi : 50 -60 Hz

  • 6

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    Voltase : 100 120 V/ 200 - 240 V

    Arus : 80 mA/45 mA

    Kapasitas Maksimum : 2100 gram

    Gambar 1.3 : Timbangan Elektrik

    Sumber : Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan

    Mesin Fakultas Teknik Universitas

    Brawijaya

    3. Cawan

    Alat ini digunakan untuk tempat spesimen dalam hal ini pasir cetak.

    Spesifikasi alat :

    No seri :SKU01112699

    Diameter :120 mm,

    Tinggi :20 mm

    Gambar 1.4 : Cawan

    Sumber : Laboratorium Pengecoran Logam

    Jurusan Mesin Fakultas Teknik

    Universitas Brawijaya

  • 7

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    1.1.3.2 Urutan Kerja Pengujian

    Urutan kerja pengujian ini adalah :

    1. Mengambil pasir cetak kemudian ditimbang seberat 25 gram sebanyak 3

    buah sebagai spesimen.

    2. Menyalakan Moisture Analyser dengan menekan tombol ON/OFF hingga

    terdengar bunyi alaram.

    3. Memasukkan cawan pertama ke dalam alat penentu kelembapan kemudian

    memanaskannya pada suhu 110 C selama 10 menit.

    4. Mengatur temperatur dengan menekan tombol F1 dan tekan F1 kembali

    untuk menaikkan suhu sampai 110 C kemudian tekan ENTER.

    5. Mengatur waktu pemanasan dengan menekan tombol F2 dan tekan

    tombol F1 untuk mengatur waktu sampai 10 menit kemudian tekan

    ENTER.

    6. Menekan ENTER untuk menghilangkan TAR lalu letakkan spesimen di

    dalam cawan.

    7. Menutup penutup Moisture Analyzer lalu menekan ENTER untuk

    mengeksekusi.

    8. Mencatat kandungan air yang terbaca pada alat pengukur tiap menitnya.

    9. Setelah terdengar bunyi alarm, dilanjutkan dengan mengukur berat akhir

    pasir cetak setelah dikeringkan dengan menekan tombol CF.

    10. Mengulangi langkah 3 9 untuk cawan berikutnya.

    1.1.4 Pengolahan Data dan Pembahasan

    1.1.4.1 Data Hasil Pengujian Kadar Air

    Tabel 1.1 Data Hasil Pengujian

    No. Berat Awal Pasir (gram) Berat Akhir Pasir (gram) Kadar air (%)(X)

    1 24,295 22,883 5,80

    2 24,430 23,132 5,29

    3 24,660 23,423 4,97

    73,385 69,438 16,06

  • 8

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    (%)

    = () ()

    ()

    100%

    Kadar air (spesimen 1) = 24,29522,883

    24,295 x 100% = 5,80%

    Kadar air (spesimen 2) = 24,43023,132

    24,430 x 100% = 5,29%

    Kadar air (spesimen 3) = 24,66023,423

    24,660 x 100% = 4,97%

    Tabel 1.2 Hasil Perhitungan

    No. Berat Spesimen

    Kadar air (%) (x) (x-) (x-)2 Awal Akhir

    1 24,295 22,883 5,80 0,45 0,20

    2 24,430 23,132 5,29 -0,06 0,00

    3 24,660 23,423 4,97 -0,38 0,15

    73,385 69,438 16,06 0,00 0,35

    Kadar air rata-rata = Jumlah Kadar air

    n

    = 16,06

    3

    = 5,35 %

  • 9

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    Tabel 1.3 Hubungan antara penguapan rata-rata, laju penguapan dengan waktu

    pemanasan

    Spesimen Waktu Pemanasan (Menit)

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    1 0 0,04 0,31 1,23 2,63 4,15 5,34 5,73 5,79 5,79

    2 0 0,2 0,81 1,87 2,96 3,82 4,41 4,85 5,13 5,27

    3 0 0,44 1,52 2,97 4,04 4,65 4,9 4,96 4,97 4,97

    Jumlah 0 0,68 2,64 6,07 9,63

    12,6

    2

    14,6

    5

    15,5

    4

    15,8

    9

    16,0

    3

    Penguapan

    Rata-Rata 0,0 0,23 0,88 2,02 3,21 4,21 4,88 5,18 5,30 5,34

    Laju

    Penguapan 0,0 0,11 0,29 0,51 0,64 0,70 0,70 0,65 0,59 0,53

    Penguapan Rata-Rata = Jumlah Penguapan

    n

    = 0,68

    3

    = 0,23

    Laju Penguapan = Penguapan RataRata

    Waktu

    = 0,23

    2

    = 0,11

    1.1.4.2 Perhitungan Data Hasil Pengujian Kadar Air

    Kadar air rata-rata (x)

    x = x

    n=

    16,06

    3= 5,35%

    Simpangan Baku ()

    = (xx)2

    n1=

    0,35

    2 = 0,42

    Simpangan Baku Rata-Rata ()

    =

    =

    0,42

    3= 0,24

    Kesalahan Relatif (KR)

    KR =

    =

    0,24

    5,35= 0,05

    = KR x 100%

  • 10

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    = 0,04 x 100%

    = 5%

    Derajat Kebebasan (db) = n-1 = 3-1 = 2

    Diambil kesalahan relatif 5%

    t (/2 ; db) = t(0,05 ; 2) = 4,303

    Range Nilai Kesalahan

    (t(/2 ; db)) (t(/2 ; db)) +

    5,35 (4,303. 0,06) x 5,35 + (4,303. 0,06)

    4,31 x 6,39

    4,31 5,35 6,39

    Dari grafik uji T diatas terlihat bahwa daerah tolak 4,31atau 6,39

    sedangkan daerah terimanya adalah 4,31 sampai 6,39 artinya bahwa pada daerah

    tolak adalah daerah yang memiliki tingkat kesalahan, sedangkan pada daerah

    terimanya yaitu 4,31 x 6,39 adalah daerah tingkat kebenaran, maka nilai kadar

    air rata-rata 5,35% masuk pada daerah terima.

  • 11

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    1.1.4.3 Grafik Hubungan Antara Waktu Pemanasan Terhadap Penguapan Rata

    Rata

    Gambar 1.5 Grafik Hubungan Antara Waktu Pemanasan terhadap Peguapan Rata-

    Rata

    Pada grafik hubungan antara penguapan rata-rata dengan waktu

    pemanasan dapat diketahui bahwa pada menit ke-1 sampai menit ke-10 cenderung

    meningkat, hal ini disebabkan semakin lama waktu pemanasan, semakin banyak

    kadar air yang menguap, sehingga peguapan rata-ratanya meningkat seiring

    bertambahnya waktu pemanasan dengan temperatur tetap.

    Pada menit ke-1 (0%) sampai 5 (3,21%) cenderung mengalami kenaikan

    drastis, hal ini disebabkan oleh kadar air yang terdapat dalam pasir cetak masih

    sangat banyak sehingga peningkatan penguapan lebih tinggi, namun setelah menit

    ke-6 (4,21%) sampai menit ke-10 (5,34%) peningkatan penguapan cenderung

    konstan dikarenakan kadar air mulai berkurang.

    y = -0.0505x2 + 1.2507x - 1.8086R = 0.9679

    0.00

    1.00

    2.00

    3.00

    4.00

    5.00

    6.00

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    Pe

    ngu

    apan

    Rat

    a -

    Rat

    a (%

    )

    Waktu Pemanasan (Menit)

    Penguapan rata - rata

  • 12

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    1.1.4.4 Grafik Hubungan Antara Waktu Pemanasan Terhadap Penguapan Rata

    Rata Data Antar Kelompok

    Gambar 1.6 Grafik Hubungan Antara Waktu Pemanasan Terhadap Penguapan

    Rata-Rata Data Antar Kelompok

    Pada grafik hubungan antara waktu pemanasan terhadap penguapan rata -

    rata data antar kelompok dapat kita lihat bahwa dari 3 garis grafik tersebut

    cenderung meningkat. Hal ini disebabkan karena semakin lama waktu pemanasan

    maka semakin banyak pula kadar air pada pasir cetak yang dapat diuapkan

    sehingga penguapannya akan semakin meningkat seiring bertambahnya waktu

    penguapan yang menyebabkan penguapan rata-rata semakin besar, namun setelah

    mencapai titik maksimum penguapan rata-rata akan cenderung konstan, karena

    kadar air yang terdapat pada pasir cetak mulai berkurang.

    Pada grafik tersebut terlihat penguapan rata-rata tertinggi pada kadar air

    5% kemudian terendah pada kadar air 3%. Hal tersebut disebabkan karena jumlah

    kandungan air pada pasir cetak paling banyak terdapat pada kadar air 5%. Pada

    grafik tersebut terlihat penyimpangan pada menit ke-5 yaitu memiliki penguapan

    rata-rata tertinggi sebesar 2,81% pada kadar air 3% hal tersebut kemungkinan

    disebabkan oleh penepatan sepsimen pasir cetak pada cawan lebih merata

    sehingga luas penampang yang dipanaskan lebih besar dan juga disebabkan oleh

    waktu pemanasan awal yang lebih tinggi sehingga untuk mencapai penguapan

    rata-rata maksimum lebih cepat

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    Pe

    ngu

    apan

    Rat

    a-r

    ata

    (%)

    Waktu Pemanasan (menit)

    Kadar air 3 %

    Kadar air 4 %

    Kadar air 5%

  • 13

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    1.1.4.5 Grafik Hubungan Waktu Pemanasan Terhadap Laju Penguapan

    Gambar 1.7 Grafik Hubungan Antara Waktu Pemanasan Terhadap Laju Penguapan

    Laju penguapan adalah kecepatan pada spesimen untuk menguap dalam

    interval waktu tertentu dimana pada grafik hubungan waktu pemanasan terhadap

    laju penguapan data kelompok terlihat apabila waktu pemanasan semakin tinggi

    maka laju penguapan rata-rata akan semakin tinggi. Namun pada saat mencapai

    titik maksimum, laju penguapan rata-rata akan menuru, hal ini dikarenakan air

    yang terkandung dalam pasir cetak berangsur-angsur berkurang

    Dari grafik laju penguapan dengan waktu pemanasan dapat kita lihat

    cenderung meningkat dari menit awal (0% /menit) sampai titik tertinggi pada

    menit ke-6 (0,70% /menit) hal ini disebabkan karena pada menit pertama hingga

    ke-6 air yang terdapat pada pasir cetak masih cukup banyak sehingga ketika

    moisture analyzer mencapai suhu yang optimal, air masih banyak yang teruapkan.

    Sedangkan pada menit ke-6 (0,70% /menit) sampai menit ke-10 (0,53% /menit)

    cenderung mengalami penurunan. Hal ini dikarenakan air yang dapat diuapkan ini

    tinggal sedikit pada pasir cetak.

    y = -0.0201x2 + 0.2853x - 0.3218R = 0.9744

    0.00

    0.10

    0.20

    0.30

    0.40

    0.50

    0.60

    0.70

    0.80

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    Laju

    Pe

    ngu

    apan

    Waktu Pemanasan (menit)

    Laju Penguapan

  • 14

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    1.1.4.6 Grafik Hubungan Antara Waktu Pemanasan Terhadap Laju Penguapan

    Data Antar Kelompok

    Gambar 1.8 Grafik Hubungan Antara Waktu Pemanasan Terhadap Laju Penguapan

    Data Antar Kelompok

    Laju penguapan adalah kecepatan pada spesimen untuk menguap dalam

    interval waktu tertentu dimana pada grafik hubungan antara waktu pemanasan

    terhadap laju penguapan data antar kelompok terlihat apabila waktu pemanasan

    semakin tinggi maka laju penguapan rata-rata akan semakin tinggi. Namun pada

    saat mencapai titik maksimum, laju penguapan rata-rata akan menurun, hal ini

    dikarenakan air yang terkandung dalam pasir cetak berangsur-angsur habis.

    Pada grafik terlihat pada kelompok dengan kadar air 3% terjadi kenaikan

    laju penguapan rata-rata secara bertahap hingga mencapai titik maksimum sebesar

    0,56% / menit pada menit ke-5. Sedangkan pada spesimen dengan kadar air 4%

    titik maksimumnya sebesar 0,61% / menit pada menit ke-6, pada spesimen dengan

    kadar air 5% titik maksimumnya sebesar 0,70% / menit pada menit ke-7 kemudian

    dari 3 garis grafik tersebut mengalami penurunan dengan titik terendah pada

    kelompok dengan kadar air 3% sebesar 0,33% / menit dan pada kadar air 4%

    sebesar 0,46% / menit serta pada kadar air 5% sebesar 0,53% / menit. Pada grafik

    tersebut terlihat pada kelompok dengan kadar air 3% terjadi penyimpangan yaitu

    pada menit ke-5 yaitu sebesar 0,56% hal tersebut disebabkan oleh penempatan

    spesimen pasir cetak pada cawan lebih merata sehingga laju penguapan lebih besar

    0

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    0.5

    0.6

    0.7

    0.8

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    Laju

    Pe

    ngu

    apan

    Waktu Pemanasan (Menit)

    Kadar air 3%

    Kadar air 4%

    Kadar air 5%

  • 15

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    dan juga disebabkan oleh saat pemanasan awal pada spesimen lebih tinggi

    sehingga untuk mencapai laju penguapan maksimum lebih cepat.

    1.1.5 Kesimpulan Dan Saran

    1.1.5.1 Kesimpulan

    Pada pengujian kadar air dapat disimpulkan bahwa semakin banyak kadar

    air yang terkandung dalam pasir cetak maka penguapan rata-rata dan laju

    penguapan cenderung meningkat begitu juga sebaliknya semakin sedikit

    kandungan kadar air dalam pasir cetak cenderung lebih kecil nilai penguapan rata-

    rata dan laju penguapannya. Hal ini dikarenakan laju penguapan dan penguapan

    rata-rata dipengaruhi oleh jumlah kandungan air dalam pasir cetak.

    1.1.5.2 Saran

    a. Agar asisten lebih mendapingi praktikan selama praktikum berlangsung.

    b. Agar alat yang ada di laboraturium lebih dirawat.

    c. Agar penimbang yang ada di laboraturim dikalibrasi.

  • 16

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    1.2 Pengujian Kadar Pengikat

    1.2.1 Tujuan Pengujian

    1. Agar praktikan mengetahui prosentase kadar pengikat yang terdapat dalam

    pasir cetak.

    2. Agar praktikan mampu memahami pengujian kadar pengikat pasir cetak.

    3. Agar praktikan mengetahui karakteristik pasir cetak yang digunakan

    dengan mengetahui kadar pengikat dalam pasir cetak.

    1.2.2 Dasar Teori

    1.2.2.1 Definisi Kadar Pengikat

    a. Pengertian Kadar Pengikat

    Kadar pengikat adalah banyak bahan yang digunakan untuk mengikat

    butir-butir pasir yang dinyatakan dalam persentase dari berat pasir cetak (%).

    Pengikat adalah bahan yang digunakan untuk mengikat butir-butir pada

    pasir cetak yang biasanya berukuran dari 20 atau 0,0008 in (Heine,1967:100)

    b. Fungsi Kadar Pengikat

    Kadar pengikat berfungsi untuk mengetahui perbandingan komposisi pasir

    cetak agar mencapai karakteristik yang optimal.

    Kadar Pengikat =Berat pasir cetak awal (basah) Berat pasir akhir (kering)

    Berat pasir cetak awal (basah) 100%

    Sumber: Buku Panduan Praktikum Pengecoran Logam (2014)

    Dimana:

    Kadar pengikat : jumlah persentase pengikat yang terdapat pada pasir cetak

    (%).

    Berat pasir cetak awal (basah) : berat pasir cetak yang sudah bercampur

    dengan pengikat dan air

    Berat pasir akhir (kering) : berat pasir yang kadar bentonit dihilangkan

    dengan katalis NaOH dan dikeringkansehingga kadar air dan kadar bentonit

    yang terkandung nol.

  • 17

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    1.2.2.2 Macam-Macam Pengikat

    Pengikat terdiri dari dua jenis yaitu

    1. Western and Southern bentonites (Montmorillonites)

    Western and Southern bentonites mempunyai zat penyusunnya yaitu

    Al2O3, 4SiO2, H2O.dan dalam pasir cetak biasanya terdapat 3%-6% bentonites

    dan 2,5%-4% air. (Stephen Chastain, 2004:145)

    a. Western bentonites (Sodium bentonites)

    Western bentonites mempunyai kekuatan kering hingga 80 psi

    b. Southern bentonites (Calcium bentonites)

    Southern bentonites mempunyai kekuatan kering hingga40 psi)

    2. Fire clays (Kaolinites)

    Fire clays mempunyai zat penyusunnya yaitu Al2O3, 2SiO2, 2H2O.dan

    dalam pasir cetak biasanya terdapat 12%-15% fireclays dan 5%-8% air dapat

    menghasilkan kekuatan tekan kering hingga mencapai 200 Psi dengan

    campuran fire clays dan westernbentonites. (Stephen Chastain, 2004:145)

    Tabel 1.4 Komposisi Kadar Pengikat Pada Pasir Cetak

    Sumber : Heine (1967:89)

  • 18

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    Dalam praktikum kali ini, pengikat atau yang digunakan adalah jenis

    bentonit.Bentonit terdiri dari butir-butir halus yang fasa utamanya sebagai

    penyusun adalah monmorilonit (Al2O3, 4SiO2, 2H2O). (Peter Beeley, 2001:203).

    1.2.2.3 Pengaruh Kadar Pengikat Terhadap Karakteristik Pasir Cetak

    Pada gambar 1.5 grafik pengaruh pengikat terhadap kekuatan dapat kita

    lihat jika semakin besar kadar bentonit pada kadar air yang konstan kekuatan

    pasir cetak akan cenderung meningkat. Hal ini karena pasir cetak permukaan

    yang saling bersentuhan diikat oleh pengikat.

    Permeabilitas

    Permeabiliatas adalah kemampuan pasir cetak untuk mengaliri dan

    dialirakn oleh suatu fluida yaitu fluida udara sehingga berbeda dengan

    kekuatan kering dan kekuatan basah, ketika kadar bentonit bertambah dengan

    kadar air tetap permeabilitasnya semakin menurun. Penyebabnya dari hal ini

    adalah karena semakin banyak bentonit yang ada maka rongga-rongga antar

    butiran pasir semakin sedikit karena rongga-rongga diisi oleh pengikat dan

    fluida yang ada dalam cetakan sulit untuk mengalir keluar melalui pasir cetak,

    dalamhal ini fluida yang dimaksud adalah udara, sehingga permeabilitasnya

    semakin turun.

    Gambar 1.9 : Grafik pengaruh kadar pengikat terhadap

    kekuatan

    Sumber : Heine (1967:109)

    Pengaruh kadar bentonit terhadap kekuatan

    Pada gambar 1.5 grafik pengaruh kadar pengikat terhadap kekuatan

    diasumsikan air telah mengaktivasi pengikat 10 % maka pasir akan

  • 19

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    terikatsempurna, tetapi apabila jumlah pengikat melebihi 10 %, kekuatan akan

    konstan karena pengikat telah mengikat keseluruhan pasir.

    1.2.3 Pelaksanaan Pengujian

    1.2.3.1 Alat Dan Bahan Yang Digunakan

    Alat-alat yang digunakan dalam pengujian ini adalah:

    1. Kompor Listrik

    Alat ini digunakan untuk mengeringkan spesimen.

    Spesifikasi alat:

    Model :S-300

    Voltase :220V

    Frekuensi :50Hz

    Daya :300W

    Gambar 1.10 : Kompor Listrik

    Sumber : Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan

    Mesin Fakultas Teknik Universitas

    Brawijaya

    2. Timbangan elektrik

    Alat ini digunakan untuk menimbang spesimen sebelum dan sesudah

    dikeringkan.

    Spesifikasi alat:

    Merk : Mettler

    Type : PJ 3000

    Frekuensi : 50 -60 Hz

    Voltase : 100 120 V/ 200 - 240 V

    Arus : 80 mA/45 mA

    Kapasitas Maksimum : 2100 gram

  • 20

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    Gambar 1.11 : Timbangan Elektrik

    Sumber : Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan

    Mesin Fakultas Teknik Universitas

    Brawijaya

    3. Panci

    Digunakan untuk tempat mengeringkan pasir pada kompor listrik.

    Spesifikasi alat:

    Tipe : Ox-171 P18

    Dameter : 18 cm

    Kapasitas : 2 liter

    Gambar 1.12 : Panci

    Sumber : Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan

    Mesin Fakultas Teknik Universitas

    Brawijaya

    4. Gelas ukur

    Alat ini digunakan untuk mengukur volume larutan yang dipakai.

  • 21

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    Gambar 1.13 : Gelas Ukur

    Sumber : Laboratorium Pengecoran Logam

    Jurusan Mesin Fakultas Teknik

    Universitas Brawijaya

    Bahan yang digunakan untuk pengujian kadar lempung antara lain :

    Pasir cetak seberat 100 gr.

    Larutan NaOH 2,5 % sebanyak 50 ml.

    Air sebanyak 950 ml

    1.2.3.2 Urutan Kerja Pengujian

    Urutan kerja pengujian kadar lempung pasir cetak adalah :

    1. Timbang pasir cetak seberat 100 gr sebagai spesimen.

    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 :JANGAN SAMPAI PASIR IKUT TERBUANG !!!!

    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

    110oC.

    8. Aduk pasir hingga kering.6

    9. Timbang pasir cetak kering tersebut dan catat hasilnya.

    10. Hitung kadar pengikat sesuai dengan rumus

  • 22

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    1.2.4 Pengolahan Data dan Pembahasan

    1.2.4.1 Data Pengujian dan Perhitungan kadar pengikat

    Tabel 1.5 : Data Hasil Pengujian Pengikat

    No. Berat Pasir Awal

    (gr)

    Berat Pasir Akhir

    (gr)

    Kadar Pengikat

    (%)

    1 100 87,25 7,75

    2 100 87,05 7,95

    3 100 87,13 7,87

    300 261,43 23,57

    Tabel 1.6 : Data Hasil Perhitungan

    No. Berat Pasir

    Awal

    (gr)

    Berat Pasir

    Akhir

    (gr)

    % Kadar Pengikat

    (X)

    ( ) ( )2

    1 100 87,25 7,75 -0.11 0.01

    2 100 87,05 7,95 0.09 0.01

    3 100 87,13 7,87 0.01 0.00

    300 261,43 23,57 0.00 0.02

    1.2.4.2 Perhitungan Data Hasil Pengujian

    a. Perhitungan Statistika

    Prosentase kadar pengikat spesimen

    % Kadar pengikat

    =berat pasir cetak awal (basah) berat pasir akhir (kering)

    () 100%

    % Kadar pengikat = 100 87,25

    100 100% 5%= 7,75%

    % Kadar pengikat = 7,75%

    Kadar pengikat rata rata ()

    =

    =20,57

    3

    = 7,86%

  • 23

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    Simpangan baku ()

    = ( )2

    1

    = 0,02

    3 1

    = 0,1

    Simpangan baku rata-rata ()

    =

    =0,1

    3

    = 0,058

    Kesalahan relatif (KR)

    KR =

    KR =0,058

    7,86

    KR = 0,0074

    = 100%

    = 0,0074 100%

    = 0,74%

    Derajat kebebasan (db) = n 1

    db = n 1

    db = 3 1

    db = 2

    Diambil = 1% sehingga untuk t (

    2; db),

    t (0,01

    2; 2) = 9,925

    Interval penduga kesalahan prosentase kadar pengikat pasir cetak

    x {t. (

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

    2; db) . + }

    7,86 {9,925 . 0,058} x 7,86 + {9,925 . 0,058}

    7,28 x 8,43

  • 24

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    7,28 7,86 8,43

    Dari grafik uji T diatas terlihat bahwa daerah tolak 7,28 atau 8,43

    sedangkan daerah terimanya adalah 7,28 sampai 8,43 artinya bahwa pada

    daerah tolak adalah daerah yang memiliki tingkat kesalahan, sedangkan pada

    daerah terimanya yaitu 7,28 x 8,43 adalah daerah tingkat kebenaran, maka

    nilai kadar pengikat rata-rata 7,86% masuk pada daerah terima.

    b. Pembahasan

    Pengaruh Kadar Pengikat Terhadap Kadar Air

    Pengikat memiliki fungsi sebagai pengikat pada butiran pasir dan air

    sebagai aktivator dari bentonit untuk mengikat pasir. Pada pengujian kadar

    pengikat telah ditentukan kadar pengikat pasir cetak adalah 6% dan kadar air

    5%. Pada pengujian kadar pengikat terjadi penyimpangan antara kadar

    pengikat yang telah ditentukan dengan hasil pengujian. Dari hasil pengujian

    didapat data pengujian 1 = 7,75%, pengujian 2 = 7,95%, pengujian 3 = 7,87%

    dan kadar pengikat rata-rata = 7,86%. Hal ini dikarenakan pada saat pengujian

    pasir yang digunakan adalah pasir daur ulang yaitu pasir yang pernah

    digunakan sebelumnya sehingga dalam pasir tersebut masih mengandung

    bentonit sebelumnya hal tersebut menyebabkan kadar bentonit aktual lebih

    tinggi daripada teoritis

    Dalam praktikum ini digunakan larutan NaOH sebagai katalis

    untuk mempercepat proses pemisahan pasir dengan bentonit. Proses

    pemisahan dimulai ketika NaOH bereaksi dan menghasilkan panas. Berikut

    adalah reaksi NaOH

    NaOH + H2O Na+ + OH- + heat

    Panas yang timbul menyebabkan pasir menggumpal dan akhirnya

    bentonit terpisah dari pasir.

  • 25

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    1.2.5 Kesimpulan dan Saran

    1.2.5.1 Kesimpulan

    Dalam pengujian kadar pengikat dengan kadar air 5% dan kadar pengikat

    6% dapat disimpulkan didapat kadar pengikat tertinggi pada spesimen 2 sebesar

    7,95%. Dalam pengujian tersebut terjadi penyimpanga disebabkan karena saat

    pengujian kadar pengikat menggunakan pasir silika daur ulang sehingga kadar

    pengikat aktual lebih tinggi daripada teoritis. Dan dalam pengujian kadar pengikat

    digunakannya NaOH sebagai katalis.

    1.2.5.2 Saran

    1. Pada saat praktikum sebaiknya bentonit yang digunakan diketahui tipenya

    agar lebih jelas dalam melakukan pembahasan.

    2. Pada saat praktikum sebaiknya praktikan harus melakukan pengujian sesuai

    prosedur agar mendapatkan hasil yang akurat.

  • 26

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    1.3 Pengujian Distribusi Besar Butir Pasir Cetak

    1.3.1 Tujuan Pengujian

    1. Agar praktikan mengetahui apa itu distribusi besar pasir cetak

    2. Agar praktikan mengetahui bagaimana pengaruh distribusi besar butir pasir

    cetak terhadap pengecoran

    3. Agar praktikan mampu menganalisa dan melakukan pengujian distribusi pasir

    besar butir pasir cetak

    1.3.2 Dasar Teori

    1.3.2.1 Definisi Pasir

    Pasir adalah bahan material butiran yang umumnya berukuran antara

    0,0625 sampai 2 milimeter. Materi pembentuk pasir adalah silikon dioksida, tetapi

    dibeberapa pantai tropis dan subtropis umumnya dibentuk dari batu kapur.

    (Sumber : id.m.wikipedia.org/wiki/pasir)

    1.3.2.2 Komposisi Kimia Pasir

    Pada dasarnya komposisi kimia pasir terdiri dari 99,8 persen SiO2 hal

    inilah mempengaruhi sebagian besar kekerasan dan kestabilan termalnya.

    Tujuannya adalah untuk mengetahui kualitas dari pasir yang digunakan.

    Tabel 1.7 : Komposisi Kimia dari pasir

    Sumber : Heine (1967 : 86)

  • 27

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    1.3.2.3 Macam Macam Pasir

    Pasir digolongkan menjadi pasir cetak alami dan buatan yang tergantung

    ikatan tanah liat material tersebut.Pasir alami berisi cukup AFS clay (lempung)

    sama seperti pasir yang di tambang di bawah tanah, pasir ini bias langsung

    digunakan, hanya perlu diberikan perlakuan panas. Pada awalnya pasir alami

    inilah yang digunakan pada industry pengecoran logam. Keuntungan dari pasir

    alami ini yaitu persiapan, penanganan, dan penggunaannya lebih sederhana.Pasir

    buatan berisi campuran dengan mencampur butiran pasir dengan lempung dengan

    pilihan tipe yang diinginkan. Keuntungan dari pasir buatan ini yaitu lebih murah

    namun volume lebih banyak. lebih mudah didapatkan dan dapat digunakan

    kembali.

    A. Silica Sand

    Silica Sand adalah pasir putih bersih dengan butiran pasir silica

    mempunyai kemurnian yang tinggi, mengandung 99,8+ % SiO2.

    B. Bank Sand

    Bank Sand adalah pasir yang berasal dari sedimentasi simpanan tepian

    sungai. Biasanya mengandung kurang dari 5 persen lempung, dan digunakan

    dalam pasir buatan dan inti pasir.

    C. Lake Sand

    Lake Sand adalah pasir yang umumnya berasal danau besar, dan terutama

    bukit pasir dan endapan bawah, pasir ini mengandung lempung bebas AFS

    dari 40 sampai 50, 50 sampai 60, 60 sampai 70 AFS kehalusan

    D. Adding Sand

    Adding Sand adalah pasir dengan kadar lempung tinggi yang digunakan

    untuk menambahkan lempung untuk cetakan pasir

    E. Sand Addittive

    Sand Addittive adalah campuran dari pasir, endapan pasir dari sungai dan

    lempung partikel dengan proporsional dengan perbandingan 50 persen

    butiran pasir, dan 50 persen endapan pasir sungai dan lempung.

  • 28

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    1.3.2.4 Ukuran dan Dimensi Butiran Pasir Cetak

    Ukuran dan dimensi butiran pasir cetak macamnya adalah :

    1. Bentuk butir pasit bulat (Rounded Grain)

    Butiran bulat terbentuk karena butir-butir yang sedang bergesekan

    berulangulang akibat adanya angin, gelombang ataupun aliran air sehingga

    menghasilkan bentuk bulat.Permebilitasnya tinggi karena bentuk butiran pasir

    yang bulat menyebabkan banyak rongga.Jumlah pengikat sedikit karena siklus

    kontak antar butiran sehingga menghasilkan bentuk bulat. Kekuaran kurang

    baik, hal ini dikarenakan sudut kontak pada butir pasir bulat kecil

    Gambar 1.14 : Butir pasir bulat

    Sumber : Jain (1979 : 110)

    2. Bentuk pasir sebagian bersudut (Subangular grain)

    Butiran pasir sebagian bersudut terjadi karena butiran bersudut saling

    bergerak dan bertabrakan sehingga sudutnya pecah dan membentuk sub-

    angular graim.Kekuatan lebih tinggi dari butir pasir bulat, karena sudut yang

    yang ada membuat lebih sulit terjadinya slip.Permebilitasnya lebih rendah dari

    pasir bulat , karema rongga antar butir menjadi semakin kecil.Jumlah pengikat

    lebih banyak dari butir pasit bulat, karena sudut kontak pada pasir sebagian

    bersudut semakin besar.

    Gambar 1.15 : Butir pasir sebagian bersudut

    Sumber : Jain (1979 : 110)

  • 29

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    3. Bentuk butir pasir sebagian bersudut (Angular grain)

    Butiran bersudut terbentuk oleh dekomposisi bahan tanpa adanya

    gesekan.Kekuatan lebih tinggi dari butir pasir sebagian bersudut karena sudut

    kontaknya lebih besar dari butir pasir sebagian bersudut.Permebilitasnya lebih

    rendah dari butir pasir sebagian bersudut karena pasirnya memiliki rongga

    bersudut.Jumlah pengikat lebih banyak dari butir pasir sebagian bersudut,

    Karena sudut kontak pada pasir bersudut semakin besar.

    Gambar 1.16 : Butir pasir bersudut

    Sumber : Jain (1979 : 110)

    4. Bentuk pasir Kristal (compound system)

    Bentuk bidangnya memiliki luas bidang kotak yang sedikit. Kekuatan

    tinggi karena sudut kontaknya paling besar. Permebilitasnya buruk, karena

    tidak mempunyai rongga antar butiran.Jumlah pengikat banyak, karena sudut

    kontak paling besar rapuh(mudah pecah).

    Gambar 1.17 : Butir pasir kristal

    Sumber : Jain (1979 : 110)

  • 30

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    Pada kondisi ideal, jenis butiran pasir bulat lebih baik dari pada butir pasir

    Kristal, karena butiran pasir bulat yang diperlukan lebih sedikit untuk

    mendapatkan kekuatan dan permebilitas tertentu alirnya baik sekali.

    1.3.2.5 Distribusi Besar Butir Pasir Cetak

    Distribusi besar pasir cetak adalah persebaran butiran pasir atau prosentase

    besaran butir pada pasir cetak. Suatu cara untuk menyatakan prosentase ukuran

    besarnya butir pasir ditunjukkan dengan GFN (Grain Finnest Number) merupakan

    ukuran kehalusan rata-rata butir pasir. Semakin tinggi angkanya maka pasir

    semakin halus dan daya salur udaranya (permeabilitas) relatif rendah.

    Untuk menghitung finest number digunakan rumus sebagai berikut :

    . = ()

    Sumber : Buku Panduan Pengecoran Logam (2014)

    Keterangan :

    F.N = Nomor Kehalusan Butir

    Wn = Berat Pasir didapat dari tiap ayakan (gr)

    Sn = Pelipat dari tabel

    Tabel 1.8 : Pelipat Sn untuk perhitungan nomor kehalusan butir

    Sumber :Surdia dan Chijiwa (1987 : 112)

    Pada umumnya pasir cetak terdiri dari butiran-butiran dengan ukuran sama.

    Untuk mengetahui distribusi dai butir-butir pasir yang mempunyai besar butir

    yang berbeda-beda, maka dilakukan analisa acak (Slave Analisis).

    Distribusi ukuran butir pasir dapat dibagi dalam empat jenis :

  • 31

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    1. Distribusi ukuran sempit, artinya susunan ukuran butirr hanya terdiri dari

    kurang lebih dua fraksi saja.

    2. Distribusi ukuran butir sangat sempit, 90 % dari ukuran besar butir tediri dari

    satu fraksi saja.

    3. Distribusi ukuran butir lebar, artinya ukuran butir tediri dari kurang lebih tiga

    fraksi.

    4. Distribusi ukuran butir sangat lebar, susunan ukuran butir tediri lebih dari tiga

    faksi.(sumber : Modul Teknik Pengecoran dan Peleburan Logam Universitas

    Jendral Ahmad Yani, Hal 12)

    Distribusi pasir sempit akan memberikan permeabilitas yang lebih tinggi dan

    sebaliknya. Distribusi ukuran butir berpengaruh juga pada kekuatan cetakan.

    Distribusiukuran butir lebar akan memberikan kekuatan pasir cetak yang lebih

    tinggi.

    1.3.2.6 Syarat bagi pasir cetak

    Syarat-syarat pasir cetak adalah :

    a. Mempunyai sifat mampu bentuk sehingga mudah dalam pembuatan cetakan

    dengan kekuatan yang cocok. Cetakan yang dihasilkan harus kuat, sehingga

    tidak mudah rusak karena dipindah-pindahkan dan mampu menahan logam

    cair waktu dituang kedalamnya. Karena itu kekuatannya pada temperatur

    kamar dan kekuatan panasnya sangat baik.

    b. Permeabilitas yang cocok. Dikuatirkan bahwa hasil coran mempunyai cacat

    seperti rongga penyusutan, 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 dengan kecepatan yang cocok.

    c. Distribusi besar butir yang cocok. Permukaan coran diperhalus kalau coran

    dibuat dalam cetakan yang berbutir halus. Tetapi kalau butir pasir terlalu

    halus, gas dicegah keluar dan membuat cacat yaitu gelembung udara.

    Distribusi besar butir harus cocok mengingat syarat yang disebut diatas.

    d. Tahan panas terhadap temperatur logam yang dituang. Butir pasir dan

    pengikat harus mempunyai derajat tahan api tertentu terhadap temperatur

    tinggi, kalau logam cair dengan temperatur tinggi ini dituang kedalam

    cetakan.

  • 32

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    e. 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 laryt dalam logam adalah tidak dikehendaki.

    f. Mampu dipakai lagi. Pasir harus dapat dipahami berulang-ulang supaya

    ekonomis.

    g. Pasir harus murah. (Surdia dan Chijiwa, 1987 : 109).

    1.3.2.7 Pengaruh distribusi besar butir pasir cetak terhadap Karakteristik Pasir

    Cetak

    1. Pengaruh Distribusi Besar Butir Pasir Cetak Terhadap Kekuatan

    Jika butirannya seragam, maka pasir tersebut cenderung homogen hal ini

    menyebabkan kekuatan dari pasir cetak menjadi lebih rendah, hal ini

    dikarenakan sebagian besar pasir memiliki bentuk butiran yang hampir sama

    sehingga terjadi banyak rongga, dan menyebabkan luas bidang kontak dari

    tiap pasir jadi berkurang. Jika butirannya tidak seragam maka pasir cetak

    cenderung heterogen hal ini menyebabkan kekuatan dari pasir cetak tinggi,

    hal ini desebabkan karena luas bidang kontak lebih banyak. Butiran besar

    yang melekat pada butiran yang sama besar akan terdapat celah, celah

    tersebut ditutup oleh butiran yang kecil dikarenakan distribusi besar butir

    pasirnya tidak merata dan memiliki berbagai macam butiran, sehingga

    kekuatan dari pasir tersebut cenderung tinggi.

    2. Pengaruh Distribusi Besar Butir Pasir Cetak Terhadap Permeabilitas

    Jika butirannya seragam, maka pasir tersebut cenderung homogen hal ini

    menyebabkan permeabilitas dari pasir cetak menjadi tinggi, hal ini

    disebabkan oleh sebagian besar pasir memiliki bentuk butiran yang hampir

    sama sehingga terjadi banyak rongga. Sebaliknya jika butirannya tidak

    seragam maka pasir cetak cenderung heterogen hal ini menyebabkan

    permeabilitas dari pasir cetak rendah, hal ini desebabkan karena luas bidang

    kontak lebih banyak. Butiran besar yang melekat pada butiran yang sama

    besar akan terdapat celah, celah tersebut ditutup oleh butiran yang kecil

    dikarenakan distribusi besar butir pasirnya tidak merata dan memiliki

    berbagai macam butiran, sehingga permeabilitas dari pasir cetak tersebut

    cenderung rendah.

  • 33

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    1.3.3 Pelaksanaan Pengujian

    1.3.3.1 Alat dan Bahan

    Alat alat yang digunakan dalam pengujian ini adalah :

    1. Mesin Pengguncang Rotap

    Alat ini berfungsi untuk menyaring pasir

    Spesifikasi alat :

    Jenis : Rotap

    Tipe : VS 1

    Merk : Retsch

    Voltase : 430 Watt

    Buatan : Jerman Barat

    Artikel : 30 40 0010

    No. Seri : 01849038

    Frekuensi : 50 Hz

    Gambar 1.18 : Mesin pengguncang rotap

    Sumber : Laboratorium Pengecoran Logam

    Jurusan Mesin Fakultas Teknik

    Universitas Brawijaya

    2. Timbangan Pasir Elektrik

    Alat ini digunakan untuk menimbang pasir yang akan diuji

    Spesifikasi alat:

    Merk : Melter

    Type : PJ 3000

    Frekuensi : 50 -60 Hz

  • 34

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    Voltase : 100 120 V/ 200 - 240 V

    Arus : 80 mA/45 mA

    Kapasitas Maksimum : 2100 gram

    Gambar 1.19 : Timbangan pasir elektrik

    Sumber : Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan

    Mesin Fakultas Teknik Universitas

    Brawijaya

    3. Tempat pasir

    Alat ini digunakan untuk menampung pasir silica

    1.3.3.2 Urutan Pengujian

    Urutan kerja pengujian distribusi pasir cetak adalah :

    1. Ambil pasir cetak seberat 50 gr sebanyak 3 sampel

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

    besat nya, kemudian letakkan pada mesin penguncang rotap.

    3. Letakkan spesimen pasir cetak pada ayakan paling atas lalu tutup.

    4. Hidupkan mesin pengguncang rotap selama 15 menit dengan frekuensi

    getaran 50Hz

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

    6. Cari harga Sn dari tiap tiap yang ada dari tabel - tabel yang terlampir.

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

    AFS.

  • 35

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    1.3.4 Pengolahan Data Dan Pembahasan

    1.3.4.1 Data Pengujian Dan Perhitungan Distribusi Basar Butir Pasir Cetak

    Tabel 1.9 Data Hasil Pengujian

    No Ukuran (m) Mesh Berat 1 (gr) Berat 2 (gr) Berat 3 (gr)

    1 315 48,32 29,12 28,14 29,90

    2 280 52,95 2,6 3,38 3,59

    3 250 60,35 2,4 3,2 2,9

    4 200 79,93 4,42 5,85 4,54

    5 180 83,77 1,93 2,37 2,62

    6 160 93,61 1,91 2,99 1,07

    7 140 106,51 1,07 1,26 1,37

    8 125 122,21 0,85 1,63 1,22

    9 sisa 0,34 1,45 1,09

    A. Perhitungan Data Hasil Pengujian Distribusi Besar Butir Pasir Cetak

    1.) Skala FN

    Tabel 1.10 Data PerhitunganSpesimen 1

    No Ukuran (m) Mesh Sn Wn1 (gr) (Wn1.Sn)

    1 315 48,32 60,37 29,12 1757,97

    2 280 52,95 68,08 2,6 177,008

    3 250 60,35 77,05 2,4 184,92

    4 200 79,93 95,07 4,42 420,20

    5 180 83,77 107,20 1,93 206,89

    6 160 93,61 119,33 1,91 227,92

    7 140 106,51 136,64 1,07 113,96

    8 125 122,21 154,36 0,85 131,20

    9 sisa 620 0,34 210,8

    44,64 3431,4

  • 36

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    Contoh Perhitungan 1:

    280

    Ukuran 297 m memiliki Sn = 63

    Ukuran 210 m memiliki Sn = 89

    Interpolasi Sn

    297 280

    280 210=

    63

    89

    17

    70=

    63

    89

    87 X = 5923

    X = 68,08

    Wn1 * Sn = 2,6* 68,08

    = 177,008

    Nomor Kehalusan Pasir Skala FN

    = ( Wn )

    Wn

    = 3431,4

    44,64=76,8686

    Tabel 1.11 Data Perhitungan Spesimen 2

    No Ukuran (m) Mesh Sn Wn2 (gr) (Wn2.Sn)

    1 315 48,32 60,37 28,14 1698,81

    2 280 52,95 68,08 3,38 230,11

    3 250 60,35 77,05 3,2 246,56

    4 200 79,93 95,07 5,85 556,15

    5 180 83,77 107,20 2,37 254,062

    6 160 93,61 119,33 2,99 356,79

    7 140 106,51 136,64 1,26 172,16

    8 125 122,21 154,36 1,63 251,60

    9 Sisa 620 1,45 899

    50,27 4665,242

  • 37

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    Contoh Perhitungan 2 :

    250

    Ukuran 297 m memiliki Sn = 63

    Ukuran 210 m memiliki Sn = 89

    Interpolasi Sn

    297 250

    250 210=

    63

    89

    47

    40=

    63

    89

    87 X =6703

    X = 77,05

    Wn2 * Sn = 3,2* 77,05

    = 246,56

    Nomor Kehalusan Pasir Skala FN

    = ( Wn )

    Wn=

    4655,242

    50,27= 92,803

    Tabel 1.12 Data Perhitungan Spesimen 3

    No Ukuran (m) Mesh Sn Wn3 (gr) (Wn3.Sn)

    1 315 48,32 60.366 29,90 1804.943

    2 280 52,95 68.08 3,59 244.4072

    3 250 60,35 77.046 2,9 223.4334

    4 200 79,93 95.066 4,54 431.5996

    5 180 83,77 107.197 2,62 280.8561

    6 160 93,61 119.328 1,07 127.681

    7 140 106,51 136.636 1,37 187.1913

    8 125 122,21 154.364 1,22 188.3241

    9 sisa 620 1,09 675,8

    48,3 4164,236

  • 38

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    Contoh perhitungan 3 :

    200

    Ukuran 210m memiliki Sn = 89

    Ukuran 149m memiliki Sn = 126

    Interpolasi Sn

    210 200

    200 149=

    89

    126

    10

    51=

    89

    126

    61X =5799

    X = 95,066

    Wn3 * Sn = 4,54* 95,066

    = 431.5996

    Nomor Kehalusan Pasir Skala FN

    = ( Wn )

    Wn=

    4164,236

    48,3= 86,216

    2.) Skala AFS

    Rumus yang digunakan untuk mencari nomor kehalusan pasir cetak adalah:

    Dimana:

    AFS number = Nomor kehalusan butir pasir standar AFS

    W = Berat pasir pada ayakan ke-i

    M = Faktor pelipat untuk ukuran butir ayakan ke-i

    (Sumber : Buku Panduan Praktikum Pengecoran Logam ,2013)

    Wi

    MiWiAFSnumber

    ).(

  • 39

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    Table 1.13 Data Perhitungan Spesimen 1

    No Ukuran (m) US M Wn1 (gr) (Wn1.M)

    1 315 48,32 38,32 29,12 1115,87

    2 280 53,45 47,64 2,6 123,83

    3 250 60,35 45,17 2,4 108,40

    4 200 79,93 39,63 4,42 175,16

    5 180 83,77 59,18 1,93 114,21

    6 160 93,61 65,74 1,91 125,56

    7 140 106,51 78,88 1,07 84,40

    8 125 122,21 86,59 0,85 73,60

    9 620 300 0,34 102

    44,64 2023,03

    Contoh Perhitungan 1 :

    280

    Ukuran 295 m memiliki US = 50 , M = 40

    Ukuran 208 m memiliki US = 70 , M = 50

    Interpolasi US

    295 280

    280 208=

    50

    70

    15

    72=

    50

    70

    87 X = 4650

    X = 53,448

    Interpolasi M

    70 53,448

    53,448 50=

    50

    40

    16,552

    53,448=

    50

    40

    70 X = 3334,469

    X = 47,635

    W1 * M = 2,6* 47,64

    = 123,83

  • 40

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    Nomor Kehalusan Pasir Skala AFS

    = ( Wn )

    Wn

    = 2023,03

    44,64= 45,318

    Tabel 1.14 Data Perhitungan Spesimen 2

    No Ukuran (m) US M Wn2 (gr) (Wn2.M)

    1 315 48,32 38,32 28,14 1078.32

    2 280 53,45 47,64 3,38 161.02

    3 250 60,35 45,17 3,2 144.54

    4 200 79,93 39,63 5,85 231.84

    5 180 83,77 59,18 2,37 140.26

    6 160 93,61 65,74 2,99 196.56

    7 140 106,51 78,88 1,26 99.39

    8 125 122,21 86,59 1,63 141.14

    620 300 1,45 435

    50,27 2628,08

    Contoh Perhitungan 2:

    250

    Ukuran 295 m memiliki US = 50 , M = 40

    Ukuran 208 m memiliki US = 70 , M = 50

    Interpolasi US

    295 250

    250 208=

    50

    70

    45

    42=

    50

    70

    87 X = 5250

    X = 60,35

  • 41

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    Interpolasi M

    70 60,35

    60,35 50=

    50

    40

    10,35

    10,35=

    50

    40

    20,7 X = 931,5

    X = 45,17

    W2 * M = 3,2* 45,17

    = 144.54

    Nomor Kehalusan Pasir Skala AFS

    = ( Wn )

    Wn=

    2628,08

    50,27= 52,279

    Tabel 1.15 Data Perhitungan Spesimen 3

    No Ukuran(m) US M Wn3 (gr) (Wn3.M)

    1 315 48,32 38,32 29,90 1145.768

    2 280 53,45 47,64 3,59 171.0276

    3 250 60,35 45,17 2,9 98.136

    4 200 79,93 39,63 4,54 238.8948

    5 180 83,77 59,18 2,62 155.0516

    6 160 93,61 65,74 1,07 70.3418

    7 140 106,51 78,88 1,37 102.5856

    8 125 122,21 86,59 1,22 104.127

    620 300 1,09 327

    48,3 2393,81

    Contoh Perhitungan3 :

    315

    Ukuran 414m memiliki US = 40 , M = 30

    Ukuran 295m memiliki US = 50 , M = 40

    Interpolasi US

    50

    40

    295-315

    315414

    x

    x

  • 42

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    50

    140

    20

    89

    x

    X

    89x 4950 = 800 20x

    119x = 5750

    X = 48,319

    Interpolasi M

    30

    40

    40 - 48,319

    319,4850

    x

    x

    30

    40

    8,319

    681,1

    x

    x

    1,681x -50,43 = 332 8,319x

    10x = 383,19

    x = 38,32

    M= 38,32

    W3 * M = 29,90* 38,32

    = 1145.768

    Nomor Kehalusan Pasir Skala AFS

    = ( Wn )

    Wn

    = 2393,81

    48,3= 49,561

    B. Perhitungan Data Hasil Pengujian

    - Perhitungan Statistika Skala FN

    Tabel 1.16 Rata-rata skala FN

    No Spesimen Nomor Kehalusan FN ( X ) ( X - ) ( X - )2

    1 1 76,8686 -8,4264 71,0042

    2 2 92,803 7,508 56,370

    3 3 86,216 0,921 0,8482

    255,8878 2,6 128,2224

  • 43

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    a. FN rata-rata

    FN rata rata =

    FN rata rata =255,8878

    3

    FN rata-rata = 85,295

    b. Simpangan Baku ( )

    = (xx)2

    n1=

    128,2224

    2 = 8,0069

    c. Simpangan Baku Rata-rata ()

    =

    =

    8,0069

    3= 4,622

    d. Kesalahan Relatif (KR)

    KR=

    =

    4,622

    85,295= 0,0541

    e. Dengan Mengambil Resiko Kesalahan

    = KR x 100%

    = 0.0541 x 100%

    = 0,5%

    f. Derajat Kebebasan (db) = n-1 = 3-1 = 2

    g. Diambil = 5% sehingga untuk t (

    2; db),

    t (0,05

    2; 2) = 4,303

    h. Interval PendugaKesalahan Pasir Cetak

    (t(/2 ; db)) (t(/2 ; db)) +

    85,295 (4,303. 4,622) x 85,295 + (4,303. 4,622)

    65,406 x 105,183

    0,43

    2

    0,37

    1

    )( 2

    n

    XX

  • 44

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    65,406 85,295 105,183

    Dari grafik uji T diatas terlihat bahwa daerah tolak 65,406 atau

    105,183 sedangkan daerah terimanya adalah 65,406 sampai 105,183 artinya

    bahwa pada daerah tolak adalah daerah yang memiliki tingkat kesalahan,

    sedangkan pada daerah terimanya yaitu 65,406 x 105,183 adalah daerah

    tingkat kebenaran, maka nilai kadar pengikat rata-rata 85,295 masuk pada

    daerah terima

    Perhitungan Statistika Skala AFS

    Tabel 1.17 Rata-rata skala AFS

    No Spesimen AFS ( X ) ( X - X' ) ( X - X' )2

    1 1 45,318 -3,734 13,942

    2 2 52,279 3,227 10,413

    3 3 49,561 0,509 0,259

    147,158 0,002 24,614

    a. AFS rata-rata ( X)

    x = AFS

    n=

    147,158

    3= 49,052

    b. Simpangan Baku ( )

    = (x x)2

    n 1=

    24,614

    2 = 3,508

    c. Simpangan Baku Rata-rata ()

    =

    =

    3,508

    3= 2,025

  • 45

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    d. Kesalahan Relatif (KR)

    KR =

    =

    2,025

    49,052= 0.04

    e. Dengan Mengambil ResikoKesalahan

    = KR x 100%

    = 0.04 x 100%

    = 4%

    f. Derajat Kebebasan (db) = n-1 = 3-1 = 2

    g. Diambil = 5% sehingga untuk t (

    2; db),

    t (0,05

    2; 2) = 4,303

    h. Interval Penduga Kesalahan Pasir Cetak

    (t(/2 ; db)) (t(/2 ; db)) +

    49,052 (4,303. 2,025) x 49,052 + (4,303. 2,025)

    40,338 x 57,76

    40,338 49,052 57,76

    Dari grafik uji T diatas terlihat bahwa daerah tolak 57,76atau

    40,338 sedangkan daerah terimanya adalah 42.46 sampai 57,76 artinya bahwa

    pada daerah tolak adalah daerah yang memiliki tingkat kesalahan, sedangkan

    pada daerah terimanya yaitu 40,338 x 57,76 adalah daerah tingkat

    kebenaran, maka nilai kadar pengikat rata-rata 49,052 masuk pada daerah

    terima.

  • 46

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    C. Pembahasan Data Hasil Perhitungan Distribusi Besar Butir Pasir Cetak

    1.) Perhitungan FN

    Pada data spesimen untuk nilai FN pada saat pengujian diperoleh data sebagai

    berikut

    Spesimen Nilai FN

    I 76,8686

    II 92,803

    III 86,216

    Dengan perhitungan statistika diperoleh resiko kesalahan 5% dan

    derajat kebebasan 2 selain itu jugadiperoleh 65,406 < < 105,183 dimana

    dengan derajat tingkat keyakinan 99% menujukkan bahwa data sampel

    spesimen yang diperoleh dalam range tersebut

    2.) Perhitungan AFS

    Pada data nilai AFS dari hasil pengujian diperoleh data sebagai berikut

    Spesimen Nilai AFS

    I 45,318

    II 52,279

    III 49,561

    Dengan perhitungan statistika diperoleh resiko kesalahan 5% dan

    derajat kebebasan 2 selain itu juga diperoleh 40,338

  • 47

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    1.3.5 Kesimpulan dan Saran

    1.3.5.1 Kesimpulan

    Nilai kehalusan butir standar FN

    1. Spesimen 1 (FN = 76,868)

    2. Spesimen 2 (FN = 92,803)

    3. Spesimen 3 (FN = 86,216)

    Nilai kehalusan butir standar AFS

    1. Spesimen 1 (AFS = 45,318)

    2. Spesimen 2 (AFS = 52,279)

    3. Spesimen 3 (AFS = 49,561)

    Ketiga spesimen memenuhi standar nomor kehalusan butir berdasarkan AFS

    Standar (40 220). ( Richard W. H, Principle of metal casting, hal : 103 )

    1.3.5.2 Saran

    1. Untuk praktikan selanjutnya sebaiknya menggunakan berbagai macam bentuk butir

    pasir cetak.

    2. Saat menimbang pasir cetak dari mesin rotap harus lebih teliti agar tidak terjadi

    kesalahan.

    3. Asisten memperhatikan cara kerja praktikan agar tidak terjadi kesalahan

    pengambilan data.

  • 48

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    PL II

    PENGUJIAN KARAKTERISTIK PASIR CETAK

    2.1. Tujuan Pengujian Karakteristik Pasir Cetak

    1. Agar praktikan mengetahui cara menguji karakteristik pasir cetak.

    2. Agar praktikan mengetahui factor-faktor yang mempengaruhi karakteristik

    pasir cetak.

    3. Agar praktikan mengetahui macam-macam karakteristik pasir cetak.

    4. Agar praktikan mampu menganalisis karakteristikpasir cetak.

    2.2 Dasar Teori

    2.2.1 Definisi Karakteristik Pasir Cetak

    Pasir cetak adalah suatu faktor yang digunakan dalamproses pengeoran

    logam dimana pada butir-butir itu mempunyai kemampuan untuk mengalirkan

    fluida udara pada daerah celah butir pasir. Dengan kemampuan seperti itu dapat

    mengurangi atau menghindari cacat saat penuangan logam cair

    2.2.1.1 Permeabilitas

    Permeabilitas adalah kemampuan dari cetakan untuk melepaskan udara dari

    dalam cetakan atau yang terlarut dalam logam cair, sehingga cacat penuangan

    akibat gas dapat dikurangi atau dihindari. Jika dnyatakan dengan permeabilitas

    yaitu kemampuan suatu pasir cetak pada konsisi tertentu untuk dialiri fluida udara

    dengan volume tertentu tiap tekanan dan luas penampang dalam waktu tertentu.

    Permeabilitas dapat dirumuskan sebagai berikut

    =.

    . .

    Dimana:

    P : Permeabilitas (ml/cm2 . menit)

    V :Volume udara yang lewat melalui spesimen (ml)

    H :Tinggispesimen (cm)

    P : Tekanan fluida yang mengalir (cm.ka)

    A :Luas penampang (cm2)

    T : Waktu yang diperlukan untuk mengalirkan 2000 cm3 udara (menit)

    (Heine, 1976 : 96)

  • 49

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    Macam-macam permeabilitas

    a. Base permeability : permeabilitas pada pasir cetak yang telah diberi perlakuan

    seperti penambahan kadar air yang telah ditentukan

    b. Green Permeability : permeabilitas pasir cetak yang belum diberi perlakuan

    sama sekali

    c. Dry Permeability : permeabilitas pasir cetak setelah diberi perlakuan panas

    antara 1000-1100C

    d. Baked Permeability : Permeabilitas pasir cetak setelah diperlakukan panas

    lebih dari 1100C

    2.2.2 Kekuatan

    Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk menahan beban baik dinamis

    atau statis yang menyebabkan gaya tekan, tarik dan geser hingga mencapai titik

    dimana tepat sebelum patah.

    Jika pada pasir cetak maka dapat didefinisikan kemampuan pasir cetak untuk

    berikatan satu sama lain untuk menahan gaya tekan, tarik , dan geser pada proses

    pembuatan cetakan pasir maupun penuangan logam cair. Macam-macam kekuatan

    berdasarkan gaya yang terjadi:

    1. Kekuatan tekan

    Kemampuan pasir cetak dalam menahan gaya tekan hingga tekanan

    maksimumnya per satuan luas penampangnya.

    a. Kekuatan Bekan Basah

    Kekuatan yang terdapat pada pasir cetak setelah pasir cetak

    tersebut dicampur dengan air dan dalam pasir cetak tersebut masih

    terdapat air bebas. Kekuatan basah dipengaruhi oleh kadar air dan

    bentonit standar kekuatan tekan basah 5-22 Psi (Principle Of Metal

    Casting : 95)

    b. Kekuatan Tekan Kering

    Kekuatan yang terdapat dalam pasir cetak setelah air bebas yang terdapat

    dalam pasir cetak telah habis. Pasir tersebut memiliki kekuatan untuk

    menahan erosi dan kekuatan statis. Kekuatan ini dipengaruhi oleh kadar

    air dan bentonit. Standar kekuatan tekan kering 20-250 Psi (Principle of

    Metal Casting : 95)

  • 50

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    2. Kekuatan tarik

    Kemampuan pasir cetak menerima beban tarik per satuan luas

    penampang. Biasanya terjadi penyusutann logam cair yang berubah fasa.

    Standar kekuatan tarik adalah 1-6 Psi (Principle Of Metal Casting : 96)

    3. Kekuatan geser

    Kemampuan pasir cetak menahan gaya geser per satuan luas

    spesimen.beban geser yang terjadi pada saat memerlukan pengikat yang

    sedikit dan didistribusikan tegangannya merata dengan konsentrasi yang kecil

    1,5-7 Psi (Principle Of Metal Casting : 95).

    2.2.3 Faktor Faktor yang Mempengaruhi Karakeristik Pasir Cetak

    1. Bentuk butir pasir cetak

    Dari bentuk butirannya, butir pasir dibagi menjadi 4 yaitu butir pasir bulat,

    butir pasir sebagian bersudut, butir pasir bersudut, dan butir pasir compound.

    Gambar 2.1 : bentuk butir-butir pasir cetak

    Sumber : Surdia dan Chijiwa, 1996:110

    a. Butir Pasir Bulat

    Memiliki permeabilitas tinggi karena rongga udara antar butiran besar,

    namun memiliki kekuatan yang rendah karena bidang kontak antar butir kecil.

    b. Butir Pasir Sebagian bersudut

    Memiliki permeabilitas lebih rendah dibanding butir bulat karena rongga

    udara antar butir lebih sempit, namun memiliki kekuatan yang lebih tinggi

    daripada butir pasir bulat karena luas bidang kontaknya lebih besar.

    c. Butir pasir bersudut

    Memiliki permeabilitas lebih rendah dibanding butir sebagian bersudut

    karena rongga udara antar butirnya lebih sempit, namun memiliki kekuatan

    yang lebih tinggi daripada butir pasir bulat dan sebagian bersudut karena luas

    bidang kontaknya lebih besar

  • 51

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    d. Butir pasir kristal

    Memiliki permeabilitas paling rendah karena rongga udara antar

    butirnya paling sempit, namun memiliki kekuatan paling besar daripada butir

    pasir yang lain karena luas bidang kontaknya paling besar.

    2. Kadar air

    a. Pengaruh kadar air terhadap permeabilitas

    Kadar air standar adalah 1,5 8% tergantung dari cetakan dan logam

    cair yang akan dituang. Permeabilitas pasir cetak akan meningkat seiring

    dengan penambahan air. Ketika kadar air ditambah, dan kar bentonitnya tetap

    maka permeabilitasnya meningkat. Hal ini dikarenakan ketika penambahan

    air, bentonit mulai teraktivasi hingga titik maksimum dimana

    permeabilitasnya optimum. Namun saat kadar air terus menerus ditambah

    permeabilitasnya menurun, karena air menjadi air bebas dan akan mengisi

    celah antar butiran dan menyebabkan rongga antar butiran tertutup sehingga

    fluida akan sulit mengalir keluar dari pasir cetak saat penuangan logam cair.

    b. Pengaruh kadar air terhadap kekuatan

    Apabila kadar air bertambah dan kadar bentonit tetap, kekuatan tekan

    basah akan meningkat karena bentonit akan teraktivasi semua namun hal ini

    berlawanan dengan pengaruhnya terhadap kekuatan kering. Pada kekuatan

    kering kering seiring bertambahnya air maka bentonit semakin encer, hal ini

    memudahkan bentonit mengisi celah butiran yang lebih kecil sehingga ketika

    air bebas mengalir(menguap), kekuatan tekan keringnya bertambah.

    Gambar 2.2 : Grafik pengaruh kadar air

    Sumber : Surdia dan Chijiwa, 1996:109

  • 52

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    3. Kadar Pengikat

    a. Pengaruh kadar bentonit terhadap permeabilitas

    Semakin tinggi kadar bentonit dan kadar air tetap, maka permeabilitas

    menurun, karena semakin tinggi kadar bentonit, ikatan antar butir makin kuat

    dan rongga yang seharusnya terbentuk akan terisi bentonit yang tidak

    teraktivasi sehingga permeabilitasnya menurun.

    b. Pengaruh kadar bentonit terhadap kekuatan

    Pada grafik di bawah ini diasumsikan air telah teraktivasi pengikat 10

    % maka pasir akan terikat sempurna, tetapi apabila jumlah pengikat melebihi

    10 %, kekuatan akan konstan karena pengikat telah mengikat keseluruhan

    pasir.Pada kondisi tersebut, bentonit yang ditambahkan tidak mengikat pasir,

    tetapi hanya diikat bentonit yang sudah teraktivasi.

    Gambar 2.3 : Grafik pengaruh pengikat terhadap

    kekuatan

    Sumber : Heine, 1948:109

    4. Distribusi

    Suatu cara untuk menyatakan ukuran besarnya butir pasir ditunjukkan

    dengan GFN (Grain Finess Number) merupakan ukuran kehalusan rata-rata butir

    pasir. Makin tinggi angkanya, maka pasir semakin halus dan permeabilitasnya

    semakin rendah.

    Pada umumnya pasir tidak terdiri dari butiran-butiran dengan ukuran yang

    sama. Untuk mengetahui distribusi dari pasir-pasir yang mempunyai besar butir

    yang berbeda-beda, maka dilakukan analisa ayak. Distribusi ukuran besar pasir

    dapat dibagi dalam empat jenis :

    a. Distribusi ukuran butir sempit, artinya susunan butir hanya terdiri dari kurang

    lebih dua fraksi saja.

  • 53

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    b. Distribusi ukuran butir sangat sempit, 90% dari ukuran besar butir terdiri satu

    fraksi.

    c. Distribusi ukuran butir lebar, artinya susunan ukuran butir terdiri kurang lebih

    tiga fraksi.

    d. Distribusi ukuran butir sangat lebar, susunan ukuran butir terdiri dari lebih dari

    tiga fraksi.

    Distribusi butir sempit akan memberikan permeabilitas yang tinggi, dan

    sebaliknya. Distribusi juga berpengaruh pada kekuatan cetakan. Distribusi ukuran

    butir lebar akan memberikan kekuatan yang tinggi.

    5.Pemadatan

    Semakin banyak penekanan saat kita membuat cetakan pasir maka dapat

    menyebabkan jarak antar butir menjadi rapat dan padat.Hal ini dapat menurunkan

    permeabilitasnya, pemadatan juga mengakibatkan kekuatannya meningkat. Hal

    ini ditunjukkan dengan terjadinya penyempitan celah antar butir sehinggadaya

    ikat dan gaya tarik menarik antar butir semakin tinggi, sehingga kekuatan pasir

    cetak semakin meningkat akibat bidang kontaknya juga semakin besar.

    2.2.4 Pengaruh Karakteristik Pasir Cetak terhadap Hasil Coran

    1. Pengaruh permeabilitas terhadap hasil coran

    Jika permeabilitas pasir cetak rendah, maka akan mengakibatkan udara

    sulit keluar melalui celah-celah antar butir pasir cetak pada saat proses

    penuangan logam cair. Udara yang terjebak dalam logam cair akan

    menyebabkan cacat porositas pada logam setelah pendinginan. Namun apabila

    permeabilitas terlalu tinggi, udara dengan mudah keluar lewat celah butiran,

    namun logam cair bisa masuk ke sela-sela antar butiran pasir cetak sehingga

    mengakibatkan hasil coran yang kasar permukaannya (metal penetration). Jadi

    permeabilitas yang paling baik dari pasir cetak adalah permeabilitas yang tidak

    terlalu rendah dan tidak terlalu tinggi, sesuai standar yang ditentukan.

    2. Pengaruh kekuatan pasir cetak terhadap hasil coran

    a. Pengaruh kekuatan tekan

    Apabila kekuatan tekan kurang akibatpasir cetak yang mempunyai

    rongga yang besar, maka cacat yang terjadi yaitu metal penetration karena

    logam cair masuk ke sela-sela rongga tersebut. Dan apabila kekuatan

    tekannya terlalu tinggi, aliran coran akan terjadi turbulensi saat penuangan

  • 54

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    yang mengakibatkan porositas akibat adanya udara yang terperangkap saat

    proses solidifikasi terjadi.

    b. Pengaruh kekuatan geser

    Apabila kekuatan geser rendah, maka saat dilakukan penuangan logam

    cair, permukaan saluran yang memiliki kekuatan geser rendah akan ikut

    terbawa aliran logam cair, yang bisa disebut cacat dirt. Dan apabila kekuatan

    geser tinggi, maka kualitas hasil coran semakin bagus karena pasir cetak tidak

    terbawa coran saat proses penuangan logam berlangsung.

    c. Pengaruh kekuatan tarik

    Pada proses pendinginan logam akan menyusut dari dimensinya jika

    kekuatan tarik rendah maka pasir cetak akan ikut tertarik logam sehingga

    menyebabkan cacat dirt. Namun apabila kekuatan tarik tinggi, maka akan

    terjadi cacat retak (scab) karena pasir cetak tidak tertarik pada proses

    penyusutan logam.

    2.3 Pelaksanaan Pengujian

    2.3.1 Pengujian Permeabilitas Pasir Cetak

    2.3.1.1 Alat dan Bahan

    1. Stop watch

    Alat ini digunakan untuk mengukur waktu sampai 2000 cc udara.

    Gambar 2.4 : Stopwatch

    Sumber : Onlinelearns (2015)

    2. Sand Rammer

    Alat ini digunakan untuk menumbuk pasir cetak menjadi bentuk

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

    penampang = 19,625 cm2 ).

    Tipe : POU

    Merk : George Fisher

  • 55

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    Fabr : 2054

    Buatan : Jerman Barat

    Gambar 2.5 : Sand Rammer

    Sumber : Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan

    Mesin Fakultas Teknik Universitas

    Brawijaya

    3. 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

    Gambar 2.6 : Permeabilitas Meter

    Sumber : Laboratorium Pengecoran Logam

    Jurusan Mesin Fakultas Teknik

    Universitas Brawijaya

  • 56

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    5. Timbangan elektrik

    Alat ini digunakan untuk menimbang bahan dan berat spesimen yang

    akan digunakan dalam pengujian.

    Gambar 2.7 : Timbangan Elektrik

    Sumber : Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan

    Mesin Fakultas Teknik Universitas

    Brawijaya

    Bahan yang digunakan adalah pasir cetak dengan komposisi:

    1. Pasir silika : 88 %

    2. Bentonit : 8 %

    3. Air : 4 %

    2.3.1.2 Urutan Kerja Pengujian

    1. Panaskan pasir cetak selama 60 menit dengan temperatur 110o C

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

    rammer.

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

    akan digunakan.

    4. Tanda biru untuk skalaP = 0 50

    5. 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

    spesimen dalam mm kolom air.

  • 57

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    6. Memutar kran pada posisi B dan angkat tabung udara ke atas secara perlahan

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

    pada posisi E.

    7. Letakkan tabung spesimen berikut spesimen di dalamnya pada orifice.

    8. Putar kran pada posisi A bersamaan mulai menghitung waktu dengan

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

    dengan tabung udara mulai turun ke bawah.

    9. Catat besar P spesimen pasir cetak dengan tekanan yang terbaca pada skala

    permeabilitas meter saat 1000 cc udara yang sudah terlewatkan.

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

    melalui tabung spesimen pasir cetak yang diuji.

    11. Ulangi langkah 1 8 sampai spesimen 3 serta catat data p (tekanan).

    2.3.2 Pengujian Kekuatan Pasir Cetak

    2.3.2 Alat Dan Bahan Yang Digunakan

    Alat-alat yang digunakan dalam pengujian kekuatan pasir cetak, adalah sebagai

    berikut:

    1. Universal strength machine

    Alat ini digunakan untuk mengujia kekuatan pasir cetak.

    Spesifikasi alat:

    Merk : George Fischer

    Buatan : Jerman Barat

    Gambar 2.8 : Universal Strength Machine

    Sumber : Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin

    Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

  • 58

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    Keterangan Gambar :

    1. Main Piston

    2. Low Presure Gauge

    3. Pressure Piston Hydraulic Press Hand Operated

    4. Handwheel

    5. Throtle Reflek Valve

    6. Plug in Coupling

    7. Compresion Insert

    8. Locking Plug

    2. Kepala penekan untuk uji kekuatan tekan

    Gambar 2.9 : Kepala penekan uji kekuatan tekan

    Sumber : Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan

    Mesin Fakultas Teknik Universitas

    Brawijaya

  • 59

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    3. Kepala penekan untuk uji kekuatan geser

    Gambar 2.10 : Kepala penekan uji kekuatan geser

    Sumber : Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan

    Mesin Fakultas Teknik Universitas

    Brawijaya

    4. Kepala penekan untuk uji kekuatan tarik

    Gambar 2.11 : Kepala penekan uji kekuatan tarik

    Sumber : Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin

    Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

    5. Sand Rammer

    Alat ini digunakan untuk menumbuk pasir cetak menjadi bentuk spesimen

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

    19,625 cm2).

    Tipe : POU

    Merk : George Fisher

    Fabr : 2054

    Buatan : Jerman Barat

  • 60

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    Gambar 2.12 : Sand Rammer

    Sumber : Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan

    Mesin Fakultas Teknik Universitas

    Brawijaya

    6. Timbangan elektrik

    Alat ini digunakan untuk menimbang bahan dan berat spesimen yang akan

    digunakan dalam pengujian.

    Gambar 2.15 : Timbangan Elektrik

    Sumber : Laboratorium Pengecoran Logam

    Jurusan Mesin Fakultas Teknik

    Universitas Brawijaya

    7. Cetakan spesimen

    Alat ini digunakan untuk membuat spesimen uji geser.Bahan yang

    digunakan adalah pasir cetak dengan komposisi

    - Pasir silika : 89 %

    - Bentonit : 8 %

    - Air : 4 %

  • 61

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    2.3.2.2 Urutan Kerja Pengujian

    Urutan Kerja pengujian kekuatan tekan

    a. Langkah pengujian tanpa perlakuan panas

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

    tekan dengan menggunakan sand rammer (spesimen sebanyak 5 buah).

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

    3. Letakkan spesimen 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 spesimen berikutnya.

    b. Langkah pengujian dengan perlakukan panas.

    Langkah pengujian sama dengan tanpa perlakuan panas, hanya setelah

    pasir cetak dibuat spesimen uji tekan, dilakukan pemanasan dalam dapur

    pemanas dengan suhu 110 C selam 1 jam.

    Urutan Kerja Pengujian Kekuatan Geser

    a. Langkah-langkah Pengujian tanpa perlakuan panas

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

    spesimen uji geser dengan sand rammer (spesimen sebanyak 5 buah).

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

    cetak.

    3. Letakkan spesimen pada kepala uji geser secara hati-hati jangan

    sampai spesimen rusak.

    4. Putar handwheel secara terus-menerus dengan putaran konstan dan

    perlahan-lahan hingga spesimen hancur.

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

    yang di tengah pada alat uji geser tersebut.

    6. Lakukakn langkah 1-5 untuk spesimen berikutnya.

  • 62

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    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.

    UrutanKerja Pengujian Kekuatan Tarik pasir Cetak

    a. Langkah-langkah pengujian tanpa perlakuan panas

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

    tarik dengan menggunakan sand rammer (spesimen sebanyak 5 buah).

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

    3. Letakkan spesimen 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 spesimen 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 spesimen berikutnya.

    b. Langkah pengujian dengan perlakuan panas.

    Langkah pengujian sama dengan tanpa perlakuan, hanya setelah pasir

    cetak dibentuk spesimen uji tarik, dilakukan pemanasan dalam dapur

    pemanasan dengan suhu 110 C selama 1 jam.

    2.4 Pengolahan Data dan Pembahasan

    2.4.1 Pengolahan Data dan Pembahasan Permeabilitas

    2.4.1.1 Data Hasil Pengujian

    Tabel 2.1 Data hasil pengujian permeabilitas

    No Tekanan

    (cm.ka)

    Waktu

    (menit)

    Panjang

    (mm)

    Permeabilitas

    (ml/cm2.menit)

    1 38 0,57 49 210

  • 63

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    2.4.1.2 Perhitungan Data Hasil Pengujian

    Perhitungan Permeabilitas

    tA

    HVP

    =2000 49

    38. 19,6252 0,57

    P = 230,55 ml/cm2.menit

    2.4.1.3 Pembahasan Data Hasil Pengujian Permeabilitas

    Gambar 2.14 : Pengaruh air dan bentonit pada pasir diikat

    bentonit

    Sumber : Surdia dan Chijiwa,1996:109

    Dari grafik di atas dapat disimpulkan bahwa permeabilitas pasir cetak akan

    meningkat seiring penambahan kadar air. Ketika kadar air bertambah, maka

    permeabilitas pasir cetak meningkat. Hal ini dikarenakan ketika kadar air

    ditambah bentonit mulai teraktifasi hingga titik optimum dimana

    permeabilitasnya juga optimum. Namun saat kadar air ditambah terus,

    permeabilitasnya cenderung menurun.

    Dari hasil pengujian di dapat permeabilitas 210 ml/cm2.menit, hal ini

    menunjukkan bahwa pasir cetak dalam tabung mampu mengalirkan 210

    ml/cm2.menit udara tiap satuan luas penampang. Dari grafik secara teoritis pasir

    cetak dengan kadar bentonit 8% dan kadar air 4% permeabilitasnya mendekati

    150 ml/cm2.menit, sehingga hasil uji telah melebihi hasil teoritisnya, hal ini

    disebabkan oleh beberapa faktor. Pengadukan pasir cetak yang kurang merata

  • 64

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    akan menyebabkan permeabilitas cenderung meningkat karena adanya rongga-

    rongga pada pasir cetak. Penyebab lainnya adalah distribusi besar butir pasir cetak

    yang mana persebaran butir pasir tidak merata sehingga menyisakan rongga yang

    akan mudah dilalui udara.

    2.4.1.4 Grafik Pengaruh Kadar Air dan Kadar Pengikat terhadap Permeabilitas

    Data Antar Kelompok

    Tabel 2.2 Data pengujian permeabilitas antar kelompok

    Kelompok Kadar Air Kadar Pengikat Permeabilitas

    1 3 6 240

    8 4 6 210

    6 5 6 270

    Lab 3 8 190

    4 4 8 210

    9 5 8 210

    Gambar 2.15 Grafik pengaruh kadar air dan kadar pengikat terhadap

    permeabilitas data antar kelompok

    Pada data dan grafik diatas dapat kita dilihat bahwa pada kadar pengikat

    8% dan 6% permeabilitasnya cenderung meningkat seiring penambahan kadar

    air dari 3% hingga 5%. Pernyataan tersebut tidak sesuai dengan dasar teori pada

    grafik pengaruh kadar air dan kadar pengikat. Penyimpangan ini dapat

    disebabkan oleh proses pencampuran pasir, air, dan pengikat yang kurang

    sempurna dapat mengurangi ikatan antar butir pasir dan menyebabkan adanya

    celah yang terbentuk.

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    300

    0 2 4 6

    Per

    mea

    bili

    tas

    (ml/

    cm2

    .men

    it)

    Kadar Air (%)

    Kadar Bentonite 6%

    Kadar Bentonite 8%

  • 65

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    2.4.2 Pengolahan Data dan Pembahasan Kekuatan

    2.4.2.1 Data Hasil Pengujian

    1. Kekuatan Tekan

    Tabel 2.3 Data hasil pengujian kekuatan tekan basah

    No Kekuatan

    Tekan x-x (x-x)2

    1 7,5 0,133 0,018

    2 7,2 -0,167 0,028

    3 7,4 0,033 0,001

    22,1 0,047

    Tabel 2.4 Data hasil pengujian kekuatan tekan kering

    No Kekuatan Tekan x-x (x-x)2

    1 16,5 1800 3240

    2 12,7 -2000 4000

    3 14,9 0,2 0,04

    44,1 7,28

    2. Kekuatan Geser

    Tabel 2.5 Data hasil pengujian kekuatan geser basah

    No Kekuatan Geser x-x (x-x)2

    1 4,9 0.9 0,81

    2 3,6 -0,4 0,16

    3 3,5 -0,5 0,25

    12 1,22

    Tabel 2.6 Data hasil pengujian kekuatan geser kering

    No Kekuatan Geser x-x (x-x)2

    1 4,3 -0,467 0,218

    2 5,8 1,033 1,068

    3 4,2 -0,567 0,321

    14,3 1,61

  • 66

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    3. Kekuatan Tarik

    Tabel 2.7 Data hasil pengujian kekuatan tarik basah

    No Kekuatan Tarik x-x (x-x)2

    1 0,6 -0,067 0,004

    2 0,6 0,033 0,001

    3 0,6 0,033 0,001

    2 0,006

    Tabel 2.8 Data hasil pengujian kekuatan tarik kering

    No Kekuatan Tarik x-x (x-x)2

    1 0,8 0,1 0,01

    2 0,7 0,0 0,0

    3 0,6 -0,1 0,01

    2,1 0,02

    2.4.2.2 Perhitungan Data Hasil Pengujian Kekuatan

    1. Kekuatan tekan

    a. Kekuatan tekan basah

    Kekuatan rata-rata

    n

    XX

    3

    9.31X

    X 10.63

    Simpangan baku

    1-n

    X-X

    2

    1-3

    247,0

    = 0,35

    Simpangan baku rata-rata

    n

  • 67

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    3

    0,35

    202,0

    Kesalahan relatif

    X

    KR

    10.63

    202,0KR

    KR = 0,02

    5%

    db = n 1

    = 3 1 = 2

    4.303db;2

    t

    Interval

    db;

    2

    txxdb;

    2

    tx

    0,175303.463.10x175,04.30363.10

    9.877 < x < 11.383

    b. Kekuatan tekan kering

    Kekuatan rata-rata

    n

    XX

    3

    9.41X = 13.97

    Simpangan baku

    1-n

    X-X

    2

    1-3

    207.3

    = 1.26

    Simpangan baku rata-rata

    n

  • 68

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    3

    1.26

    73.0

    Kesalahan relatif

    X

    KR

    13.97

    73.0KR

    KR = 0.52

    5%

    db = n 1

    = 3 1 = 2

    4.303db;2

    t

    Interval

    db;

    2

    txxdb;

    2

    tx

    0,42303.497.13x0.42303.497.13

    12.16 < x < 15.78

    Uji T

    - Tingkat kesalahan () = 5%

    - Derajat kebebasan (db) = (n1 + n2) 2 = 4

    - Dari tabel uji t didapat,

    db;

    2

    t 4.303

    - Hipotesa :

    1. Daerah terima, H0 = 1 = 2

    2. Daerah tolak, H1 = 1 2

    2nn

    n1

    n11n1n

    xxt

    21

    21

    2

    22

    2

    11

    21hitung

    233

    31

    311.261335,013

    97.1363.10t

    22hitung

  • 69

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    thitung = -4.34

    -2.776 2.776

    Dari gambar diatas dapat diambil keputusan H1 tidak diterima karena

    nilai uji T terletak di luar wilayah kritis (kurang dari -2.776) yang artinya

    terjadi perbedaan antara kekuatan tekan tanpa perlakuan panas dengan

    kekuatan tekan dengan perlakuan panas.

    2. Kekuatan geser

    a. Kekuatan geser basah

    Kekuatan rata-rata

    n

    XX

    3

    9.12X

    X 4.30

    Simpangan baku

    1-n

    X-X

    2

    = 0

    Simpangan baku rata-rata

    n

    3

    0

    0

    1-3

    0

  • 70

    Laboratorium Pengecoran Logam Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

    Kesalahan relatif