laporan praktikum pasir cetak

8/17/2019 Laporan Praktikum Pasir Cetak

1/21

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Metode pengecoran banyak digunakan untuk menghasilkan suatu produk,

karena keuntungan yang didapatkan dalam pengecoran seperti keanekaragaman

desain dan prosesnya lebih fleksibel. Pada dasarnya proses pengecoran sendiri

dibedakan menjadi dua macam, yaitu traditional casting dan contemporary

casting . Teknik traditional casting terdiri atas sand-mold casting, dry-sand

casting, shell-mold casting, full-mold casting, cement-mold casting dan vacuum-

mold casting. Teknik contemporary casting terbagi atas high-pressure die casting,

permanent-mold casting, centrifugal casting, plaster-mold casting, investment

casting dan solid-ceramic casting .

Dalam mempersiapkan proses pengecoran, diperlukan pengetahuan akan

persiapan dan pemilihan bahan dan jenis cetakan yang biasa digunakan. Sebagai

salah satu jenis cetakan, pasir cetak telah banyak digunakan karena tingkat

persiapan dan pembuatannya relatif lebih mudah dilakukan. Dalam praktikum ini,

akan dilakukan persiapan pengujian pasir cetak yang dibuat sehingga praktikan

sebagai calon sarjana teknik metalurgi dapat lebih memahami dan

mengaplikasikan teori tentang persiapan dan pengujian pasir cetak. Pasir cetak

sering digunakan sebagai bahan untuk membuat cetakan, pasir cetak yang sering

digunakan adalah pasir pantai, pasir gunung, pasir sungai dan pasir silika. Agar


2/21

2

pasir cetak dapat digunakan dan hasilnya juga baik, pasir cetak harus memiliki

persyaratan-persyaratan yang dipenuhi.

1.2 Tujuan Percobaan

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui proses persiapan,

pembuatan dan pengujian pasir cetak, meliputi pemisahan berdasarkan fraksi

ukuran dan pengujian permeabilitas pasir cetak.

1.3 Batasan Masala

atasan masalah dari percobaan pasir cetak ini terdiri dari dua !ariabel,

yaitu !ariabel bebas dan !ariabel terikat. "ariabel bebas meliputi fraksi ukuran

pasir yang digunakan, sedangkan !ariabel terikat meliputi nilai permeabilitas pasir

cetak.

1.! "#ste$at#ka Penul#san

Sistematika penulisan laporan ini terdiri dari lima bab. ab # menjelaskan

latar belakang, tujuan percobaan, batasan masalah, sistematika penulisan. ab ##

menjelaskan tinjauan pustaka yang berisi mengenai teori singkat dari percobaan

yang dilakukan. ab ### menjelaskan metode percobaan. ab #" menjelaskan

mengenai hasil percobaan dan pembahasan. ab " menjelaskan kesimpulan dan

saran dari percobaan. Selain itu di akhir laporan juga terdapat lampiran yang

memuat contoh perhitungan, ja$aban pertanyaan dan tugas khusus, gambar alat

dan bahan yang digunakan selama praktikum serta blanko percobaan.


3/21

3

BAB II

TIN%AUAN PU"TA&A

2.1 Pas#r 'etak

%ntuk mendapatkan hasil pengecoran yang baik, cetakan yang digunakan

haruslah memiliki karakteristik yang baik pula. &etakan pun ada berbagai macam

namun yang sering digunakan adalah cetakan pasir. Pasir yang digunakan untuk

cetakan haruslah memiliki sifat-sifat yang memenuhi syarat. Persyaratan yang

harus dipenhi oleh pasir cetak adalah sebagai berikut '()*

(. Mempunyai sifat mampu bentuk sehingga mudah dalam pembuatan

cetakan dengan kekuatan yang cocok. &etakan yang dihasilkan harus kuat

sehingga tidak rusak karena dipindah-pindah dan dapat menahan logam

cair pada saat dituang kedalamnya karena itu kekuatannya pada temperatur

kamar dan kekuatan panasnya sangat diperlukan.

+. Permeabilitas yang cocok, dikha$atirkan bah$a hasil coran mempunyai

cacat seperti rongga penyusutan, gelembung gas atau kekerasan

permukaan, kecuali jika udara atau gas yang terjadi dalam cetakan $aktu

penuangan disalurkan melalui rongga-rongga di antara butir-butir pasir

keluar dari cetakan dengan kecepatan yang cocok.

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

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

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


4/21

4

Distribusi besar butir harus cocok mengingat dua syarat yang disebut di

atas.

. Tahan terhadap temperatur logam yang dituang. utir pasir dan pengikat

harus mempunyai derajat tahan api tertentu terhadap temperatur tinggi,

kalau logam cair dengan temperatur tinggi ini dituang ke dalam cetakan.

. /omposisi yang cocok. utir pasir bersentuhan dengan logam yang

dituang mengalami peristi$a kimia dan fisika karena logam cair

mempunyai temperatur yang tinggi. ahan-bahan yang bercampur yang

mungkin menghasilkan gas yang larut dalam logam adalah tidak

dikehendaki.

0. Mampu dipakai lagi. Pasir harus dapat dipakai berulang-ulang supaya

ekonomis.

2.2 "#(at)s#(at Pas#r 'etak

erikut ini adalah beberapa sifat-sifat yang dimiliki oleh pasir cetak '+).

(. Sifat-sifat pasir cetak basah

/adar air mempengaruhi kekuatan dan permebilitas dari pasir. 1ika

kadar air bertambah, maka kekuatan serta permeabilitas pasir cetak

akan meningkat. Tetapi kekuatan dan permeabilitas akan menurun jika

terjadi kelebihan kadar air, karena ruangan antar butir pasir ditempati

oleh lempung yang berlebihan pasir.


5/21

5

+. Sifat penguatan oleh udara

Sifat-sifat cetakan yang berubah selama antara pembuatan cetakan dan

penuangan disebut sifat penguatan oleh udara. %mumnya disebabkan

oleh penggerakan air dalam cetakan dan penguapan air dari permukaan

cetakan.

. Sifat-sifat kering

Pasir dengan pengikat lempung yang dikeringkan mempunyai

permebilitas dan kekuatan yang mengikat dibandingkan dengan dalam

keadaan basah, karena air bebas dan air yang diadsorpsi pada

permukaan butir tanah lempung dihilangkan.

. Sifat-sifat panas

a. Permukaan panas

Permukaan panas bertambah sebanding dengan kadar air dari

pasir dan menurun kalau kadar yang dapat terbakar bertambah.

b. /ekutan panas

Perubahan kekuatan panas dipengaruhi dengan adanya kadar

tanah lempung, distribusi besar butir dan berat jenis.

c. Perubahan bentuk panas

Perubahan bentuk panas dapat disebut kemampuan adsorpsi

pemuian panas pada penuangan logam cair kedalam cetakan dan

bertambah apabila besar butir mengecil, kadar tanah lempung,

tambahan khusus dan kadar air bertambah.

. Sifat-sifat sisa


6/21

6

Sifat mampu ambruk berarti bah$a cetakan dengan mudah dapat rontok

dan pasir cetak dapat disingkirkan dari permukaan coran.

2.3 Pen*usunan Pas#r 'etak

entuk butir pasir dari pasir cetak digolongkan menjadi beberapa jenis,

diantaranya butir pasir bundar, butir pasir sebagian bersudut, butir pasir bersudut,

butir pasir kristal dan sebagainya. 1enis butir pasir bundar baik untuk digunakan

sebagai pasir cetak, karena memerlukan jumlah pengikat yang lebih sedikit untuk

mendapat kekuatan dan permeabilitas tertentu, serta kemampuan alirnya yang

baik. Pasir butir berbentuk kristal kurang baik untuk pasir cetak, sebab akan pecah

menjadi butir-butir kecil pada pencampuran serta memberikan ketahanan api dan

permeabilitas yang buruk pada cetakan, dan selanjutnya membutuhkan pengikat

dalam jumlah banyak.

erikut ini adalah beberapa bentuk butir pasir antara lain butir pasir

bundar, butir pasir sebagian bersudut, butir pasir bersudut, butir pasir kristal.

utir Pasir undar utir Pasir Sebagian ersudut


7/21

7

utir Pasir ersudut utir Pasir /ristal

+a$bar 2.1 1enis entuk Pasir

%ntuk susunan pasir cetak ada beberapa susunan yang dianjurkan. erikut

ini merupakan beberapa tambahan 2additive3 untuk susunan pasir cetak yaitu*

(. Tanah lempung

Tanah lempung terdiri dari kaolinit, ilit dan monmolinit juga kuarsa,

felsfar dan mika serta kotoran-kotoran lainnya. %kuran dari butir-butir

tanah lempung adalah sekitar 4,44 mm sampai 4,4+ mm.

+. Pengikat lain

#nti 2core3 sering dibuat dari pasir yang dibubuhi minyak pengering nabati

(, 5 ,46 seperti minyak biji rami 2linseed oil 3, minyak kedelai, atau biji

kol dan dipanggang pada temperatur +44ꟷ+4o&. Mereka disebut ini pasir

minyak. Sifatnya menyerap air dan mudah ambruk pada $aktu

pembongkaran.

. Tambahan khusus

ubuk arang, tepung terigu, jelaga kokas, atau tepung grafit di butuhkan

kira-kira (6 kepada pasir cetak agar permukaan coran menjadi halus,

pembongkaran mudah,dan dalam beberapa hal mencegah permukaan

kasar. /elebihan tambahan, menyebabkan cacat karena gas yang

terbentuk. /arena itu penting untuk menggunakannya dalam jumlah yang

cocok. Mereka sering menyebabkan hasil yang bertentangan kecuali jika

dipilih jumlah yang cocok.


8/21

8

2.! Penguj#an Pas#r 'etak

erbagai pengujian dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat pasir cetak

antara lain pengujian kadar air, pengujian permeabilitas, pengujian kekuatan,

pengujian kadar lempung dan pengujian distribusi besar butir. Dalam hal ini yang

akan dibahas hanya untuk pengujian kadar air dan permeabilitas.

Permeabilitas dihitung dari rumus berikut *

P=

Q× L

p× A ×t 7777777777777..

2(3

Dimana *

P 8 Permeabilitas 2m9:cm+3

; 8 "olume udara yang le$at melalui spesimen 2m93

9 8 Panjang spesimen 2cm3

p 8 Tekanan udara 2cm3

A 8 luas irisan spesimen 2cm+3

t 8 $aktu yang dibutuhkan 2detik3

Permeabilitas berhubungan erat dengan keadaan permukaan coran.

Permeabilitas kecil menyebabkan kulit coran yang halus dan gelembung-

gelembung udara, sedangkan permeabilitas yang besar menyebabkan kulit yang

kasar serta penetrasi.


9/21

Pasir kuarsa 1 kg

Menyusun ayakan dengan fraksi ukuran 18# dan 40#

Mengayak selama 10 menit menggunakan mesin pengayak

Menimbang pasir berdasarkan fraksi ukuran

Membuat spesimen dengan perbandingan 70% : 30% ; 30% : 70% dan 80% : 20%

Menampurkan masing!masing spesimen dengan ba"an pengikats$l$b$n 1 gram&

Memadatkan dan menguatan dengan gas '(2

Mengu)i permeabilitas

Mengeluarkan pasir etak dengan menggunakan mesin press

Memanaskan dalam $*en selama 1 menit

+ata

Pemba"asan

,esimpulan

-iteratur

Mendinginkan pasir etak

Menimbang pasir etak

Mengukur -uas .risan dan Pan)ang Pasir 'etak

9

3.1 D#agra$ Al#r Percobaan

Adapun diagram alir percobaan ini adalah sebagai berikut*


10/21

10

+a$bar 3.1 Diagram Alir Percobaan Pasir &etak

3.2 Alat an Baan

3.2.1 Alat

(. Ayakan pasir (=> dan 4>

+. Mesin Pengayak

. Alat pemadat pasir

. Alat uji permeabilitas

. ?eraca teknis

0. Mesin press

@. Oven

3.2.2 Baan

(. Solobon

+. Pasir /uarsa ( kg

. as &


11/21

11

3.3 Proseur Percobaaan

3.3.1 Penga*akan

(. Menyiapkan pasir kuarsa sebanyak ( kg.

+. Menyusun ayakan mulai dari ukuran terbesar (=> dan 4>.

. Memasukkan pasir kuarsa kedalam ayakan mulai dari ayakan

teratas.

. Melakukan pengayakan menggunakan mesin pengayak selama

(4 menit kemudian menimbang berdasarkan ukuran masing-

masing.

. Menyiapkan pasir kuarsa dengan ukuran ꟷ(=> dan ꟷ4> untuk

dilakukan proses uji permeabilitas.

3.3.2 Penguj#an Per$eab#l#tas

(. Membuat tiga spesimen dari pasir yang telah disiapkan pada

ukuran ꟷ(=> dan ꟷ4> dengan berat masing-masing spesimen

sebesar (4 gram.

+. Mencampurkan masing-masing spesimen dengan bahan pengikat

berupa solobon.

. Memadatkan sebanyak empat kali tumbukan.

. Mengangkat silinder, keluarkan pasir yang telah dipadatkan

kemudian keraskan dengan gas &


12/21

12

. Bitung selisih berat pasir kuarsa antara sebelum dan sesudah

dipanaskan.


13/21

13

BAB I/

HA"IL DAN PEMBAHA"AN

!.1 Has#l Percobaan

erdasarkan percobaan pasir cetak yang telah dilakukan, maka didapatkan

data 5 data sebagai berikut.

A. Pengayakan

Tabel !.1 Data Percobaan Pengayakan

0raks# Ukuran Ukuran Pert#kel $ Berat gra$

ꟷ(=>

ꟷ4>

=++,++

@4

00

+4+

. Pengujian Permeabilitas

Tabel !.2 Data Percobaan %ji Permeabilitas

"4es#$e

n

5

/olu$

e

Uara

$L

Panjan

g

c$

Luas

Ir#san

c$2

6akt

u

et#k

Tekana

n Uara

c$

Per$eab#l#ta

s

$L7c$2

# (444 ,C (C,0+

,0+ (,( C,(

## (444 (C,0+

@,C + (@,+

### (444 ,+ (C,0+

, (,@ +=,(@


14/21

14

&. Pengujian /adar Air

Tabel !.3 Data Pengujian /adar Air

"a$4el 8 Berat A9al

gra$

Berat Ak#r

gra$

"el#s# Berat

gra$

,euks#

ukuran

:

# (, (, + (,+C

## ( (C,C ,( ,+C### (+ (4 + (,4

!.2 Pe$baasan

erdasarkan percobaan pasir cetak yang telah dilakukan, terdapat dua

pengujian pasir cetak, yaitu pengujian permeabilitas serta pengujian kadar air

2moisture3 pasir cetak. Mula-mula, dilakukan proses persiapan pembuatan pasir

cetak dan dilanjutkan dengan pengujian permeabilitas pasir cetak tersebut untuk

mengetahui nilai mampu alir udara dalam rongga pasir cetak yang dibuat.

Pengayakan dilakukan dengan mesin pengayak selama (4 menit, dengan

menggunakan ayakan berukuran (=> dan 4>. Setelah dilakukannya pengayakan,

maka masing-masing fraksi ukuran ditimbang beratnya dan fraksi ukuran ꟷ(=>

dan ꟷ4> diambil dan dipisahkan untuk dijadikan sampel pengujian berikutnya

yaitu pengujian permeabilitas. Dari fraksi ukuranꟷ(=> danꟷ4> dibuat menjadi

komposisi berbeda, yaitu *

(. Spesimen #


15/21

15

@46 * 46. Pasir berukuranꟷ(=> sebanyak (4 gram 2@463 dicampur

dengan pasir berukuranꟷ4> sebanyak gram 2463.

Dengan komposisi tersebut, maka dapat dihasilkan karakteristik hasil

cetakan yang dibuat dengan nilai permeabilitas yang telah diukur yaitu

sebesar C,( m9:cm+. Dengan selisih berat yang didapat sebesar +

gram.

+. Spesimen ##

46 * @46. Pasir berukuranꟷ(=> sebanyak gram 2463 dicampur

dengan pasir berukuranꟷ4> sebanyak (4 gram 2@463.



sebesar (@,+ m9:cm+. Dengan selisih berat yang didapat sebesar ,(

gram.

. Spesimen ###

=46 * +46. Pasir berukuranꟷ(=> sebanyak (+4 gram 2=463 dicampur

dengan pasir berukuranꟷ4> sebanyak 4 gram 2+463.



sebesar +=,(@ m9:cm+. Dengan selisih berat yang didapat sebesar +

gram.

Proses pembuatan cetakan dilakukan dengan menggunakan bantuan alat

pemadat pasir dangan bentuk silinder dan dengan menambahkan solobon


16/21

16

sebanyak ( gram sebagai perekat pasir 2binder 3. /emudian, setelah pembuatan

sampel pasir cetak selesai, dilanjutkan dengan proses pemberian gas &


17/21

17

nilai permeabilitas paling rendah yaitu sebesar (@,+ m9:cm+. ?ilai permeabilitas

sampel ## yang didapatkan rendah, hal tersebut dapat disebabkan karena

komposisi yang digunakan untuk sampel ## adalah 46 2ꟷ(=>3 * @46 2ꟷ4>3, yang

artinya, digunakan pasir dengan ukuran ꟷ4> yang lebih banyak, sehingga pori-

pori untuk fluida 2udara3 le$at pada pasir cetak yang dibuat terlalu sempit, dan

menyebabkan hanya sedikit udara yang dapat le$at. Seharusnya pori-pori yang

terbentuk jika ingin memiliki nilai permeabilitas yang baik adalah tidak sempit

dan juga tidak lebar, yang benar-benar halus 24*43. Perlu diketahui bah$a pasir

cetak yang baik adalah dengan memiliki permeabilitas yang baik '().

Sampel # Sampel ## Sampel ###

(4

(

(4

(

(4

(

(04

Massa A$al

Massa Akhir

erdasarkan gambar .+ dapat dilihat bah$a kehilangan berat yang paling

banyak terdapat pada sampel ## sebanyak ,( gram dengan persen reduksi ukuran

sebesar ,+C6, dan paling sedikit pada sampel # dan ### dengan masing-masing

selisih sebanyak + gram dengan persen reduksi ukuran masing-masing sampel


18/21

18

adalah (,+=06 dan (,46. Bal ini dikarenakan ukuran butir yang kecil, namun

kadar airnya lebih besar yang membuat nilai permeabilitasnya menurun karena

ruangan antara butir-butir pasir ditempati oleh pasir yang berlebihan air '().

Eraksi ukuran akan berpengaruh terhadap nilai permeabilitas, fraksi

ukuran yang besar atau kasar akan menyebabkan nilai permeabilitas menjadi besar

pula, hal ini menunjukan ruang pori-pori hasil cetakan cukup besar, sehingga

produk yang dihasilkan akan rapuh. Sedangkan apabila fraksi ukuran yang

digunakan halus, maka nilai permeabilitas juga akan kecil, sehingga ruang pori-

pori juga akan semakin rapat, sehingga produk yang dihasilkan juga akan kuat.


19/21

19

BAB /

&E"IMPULAN DAN "A,AN

;.1 &es#$4ulan

Dari percobaan yang telah dilakukan, didapatkan kesimpulan sebagai

berikut*

1 Pada percobaan yang telah dilakukan didapat sampel # memiliki nilai

permeabilitas paling tinggi yaitu sebesar C,( m9:cm+ dan sampel ##

memiliki nilai permeabilitas paling rendah yaitu sebesar (@,+

m9:cm+.

+ Pada percobaan yang telah dilakukan didapat sampel ## memiliki

selisih berat paling tinggi yaitu sebesar ,( gram dan sampel # dan ###

memiliki selisih berat paling rendah yaitu sebesar + gram.

Persen reduksi pada masing 5 masing sampel adalah (,+=0 6F ,+C 6F

dan (,46.

;.2 "aran

Adapun saran dari praktikan untuk praktikum selanjutnya yang akan

dilakukan yaitu*

(. /epada praktikan diharapkan untuk meningkatkan ketelitian dalam

melakukan percobaan.

+. /epada praktikan diharapkan untuk teliti dalam melihat hasil dari alat

maupun perhitungan yang dilakukan pada saat praktikum berlangsung.


20/21

20


21/21

21

DA0TA, PU"TA&A

'() Tata, Surdia dkk. Teknik Pengecoran Logam. 1akarta* PT Pradya Paramita.

(CC(.

'+) &allister. Materials Science and ngineering !n "ntroduction. %nited

States of America * 1ohn Giley H Sons, #nc. +44(.

') 'ET %?T#ITA) Eakultas Teknik, %ni!ersitas Sulltan Ageng Tirtayasa.

Modul Praktikum Laboratorium Metalurgi "" . &ilegon* ET %?T#ITAF

+4(0.

laporan praktikum pasir cetak

Documents