pengaruh penambahan serbuk dry cell bekas …/pengaruh...ketika persentase serbuk dry cell dinaikkan...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

PENGARUH PENAMBAHAN SERBUK DRY CELL BEKAS

TERHADAP CACAT POROSITAS DAN KEKERASAN HASIL

REMELTING AL-9%Si BERBASIS LIMBAH PISTON BEKAS

SKRIPSI

Oleh:

DARSONO

K 2508049

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

April 2013


commit to user

ii

PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN

Saya yang bertanda tangan di bawah ini

Nama : Darsono

NIM : K2508049

Jurusan/Program Studi : PTK/Pendidikan Teknik Mesin

menyatakan bahwa skripsi saya berjudul PENGARUH

PENAMBAHAN SERBUK DRY CELL BEKAS TERHADAP

CACAT POROSITAS DAN KEKERASAN HASIL REMELTING

AL-9%Si BERBASIS LIMBAH PISTON BEKAS ini benar-benar

merupakan hasil karya sendiri. Selain itu informasi yang dikutip dari

penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar

pustaka.

Apabila pada kemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan dengan

skripsi ini melanggar hak cipta karya orang lain, saya bersedia menerima

sanksi atas perbuatan saya.

Surakarta, 12 April 2013

Yang membuat pernyataan,

Darsono


commit to user

iii

PENGARUH PENAMBAHAN SERBUK DRY CELL BEKAS

TERHADAP CACAT POROSITAS DAN KEKERASAN HASIL

REMELTING AL-9%Si BERBASIS LIMBAH PISTON BEKAS

Oleh :

DARSONO

K2508001

SKRIPSI

Dijadikan untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Mendapatkan

Gelar Sarjana Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Jurusan

Pendidikan Teknik dan Kejuruan

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

April 2013


commit to user

iv

PERSETUJUAN

Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim

Penguji Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas

Sebelas Maret Surakarta.

Surakarta, 2013

Pembimbing I

Suharno, S.T., M.T

NIP. 19710603 200604 1 001

Pembimbing II

Budi Harjanto, S.T., M.Eng.

NIP. 19790116 200501 1 001


commit to user

v

PENGESAHAN

Skripsi ini telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret

Surakarta dan diterima untuk memenuhi salah satu persyaratan

mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan.

Hari : Jumat

Tangal : 12 April 2013

Tim Penguji Skripsi

Nama Terang Tanda Tangan

Ketua : Yuyun Estriyanto, ST., MT.

Sekretaris : Drs. Subagsono, MT.

Anggota I : Suharno, S.T., M.T.

Anggota II : Budi Harjanto, S.T., M.Eng.

Disahkan Oleh

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Sebelas Maret

Dekan,

Prof. Dr. M. Furqon H., M.Pd. NIP. 19600727 198702 1 001


commit to user

vi

ABSTRAK

Darsono. DRY CELL BEKAS TERHADAP POROSITAS DAN KEKERASAN HASIL REMELTING Al- Skripsi, Surakarta: Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan. Universitas Sebelas Maret Surakarta, Januari 2013.

Tujuan penelitian ini adalah untuk(1) Mempelajari pengaruh penambahan serbuk dry cell bekas terhadap cacat porositas hasil remelting Al-Si dari limbah piston bekas,(2) Mempelajari pengaruh penambahan serbuk dry cell bekas terhadap kekerasan hasil remelting Al-Si dari limbah piston bekas,(3) Mempelajari persentase penambahan serbuk dry cell untuk mendapatkan produk Al-Si remelting dengan bahan piston bekas dengan cacat porositas minimal.

Penelitian ini menggunakan metode eksperimen yang menggunakan satu faktor variabel bebas (variasi penambahan serbuk dry cell) dan dua faktor variabel terikat (porositas dan kekerasan). Obyek dalam penelitian ini menggunakan hasil remelting Al-Si limbah piston bekas dengan kandungan Si sebesar 9%. Teknik analisa data dalam penelitian ini menggunakan analisis data deskriptif. Parameter input pada penganalisisan data meliputi : variasi penambahan serbuk dry cell (0%, 0,10%, 0,15%, 0,20%, dan 0,30%), uji porositas, foto struktur makro, dan kekerasan.

Dalam penelitian ini belum ditemukan persentase penambahan serbuk dry cell bekas yang optimal untuk meminimalisir porositas. Hasil penelitian menunjukkan bahwa remelting Al-Si limbah piston bekas terjadi porositas sebesar 0,6909%. Porositas gas semakin bertambah ketika persentase serbuk dry cell dinaikkan hingga 0,30% berat Al. Porositas tertinggi terjadi pada penambahan serbuk dry cell bekas sebanyak 0,30% berat Al dengan porositas sebesar 1,6226%. Berdasarkan foto struktur makro menunjukkan pori- pori yang merupakan porositas. Porositas gas tersebut disebabkan oleh gas H2O. Di dalam serbuk dry cell bekas terdapat unsur H2O sebanyak 4,85 % berat. Serbuk dry cell bekas hanya berfungsi sebagai hygroscopic flux lembab yang berperan sebagai pengikat pengotor menjadi slag. Kondisi visual spesimen menunjukkan penambahan serbuk dry cell bekas berpengaruh terhadap kebersihan cairan logam dari terak (slag) sehingga permukaannya menjadi terlihat halus. Serbuk dry cell bekas berpengaruh terhadap peningkatan nilai kekerasan. Nilai kekerasan meningkat seiring dengan penambahan persentase serbuk dry cell bekas terhadap berat Al. Kenaikan rata-rata mencapai 6,21%. Hal ini disebabkan karena unsur C sebanyak 2,76 % berat di dalam serbuk dry cell.

Kata Kunci: serbuk dry cell, higrscopic flux, remelting Al-9%Si, piston

bekas.


commit to user

vii

ABSTRACT Darsono. DRY CELL BEKAS TERHADAP POROSITAS DAN KEKERASAN HASIL REMELTING Al- Skripsi, Surakarta: Faculty of Teacher Training and Education. Sebelas Maret University of Surakarta, in March 2013.

The purpose of this study was to (1) Studying the effect of adding the powder dry cell marks the porosity defects result from remelting of Al-Si piston waste scrap, (2) Study the effect of adding the powder dry cell marks of violence result from remelting of Al-Si piston waste scrap, (3) Study the percentage improvement in dry powder degasser cell as an alternative to get the product to the remelting of Al-Si piston material defects former with minimal porosity.

This study used an experimental method that uses a single independent variable factors (variations addition of powdered dry cell) and two-factor variable (porosity and hardness). Objects in this study using the results of remelting of Al-Si piston waste ex with Si content of 9%. Data analysis techniques in this study using descriptive data analysis. Input parameters in analyzing the data include: the addition of powdered dry cell variation (0%, 0.10%, 0.15%, 0.20%, and 0.30%), porosity test, photo macro structure, and violence. In this study, the addition of the powder has not found the percentage of used dry cell optimized to minimize porosity. The results showed that the remelting of Al-Si piston former waste occurs at 0.6909% porosity. Gas porosity increasing as a percentage of dry cell powder was increased to 0.30 wt% Al. Highest porosity occurs in the addition of the former powder dry cell weight as much as 0.30% Al with porosity of 1.6226%. Based on the structure of the macro picture shows a pore porosity. Gas porosity is caused by H2O gas. In the former there is a dry cell powder elements as much as 4.85 wt% H2O. Former cell dry powder only serves as hygroscopic moisture flux which acts as a binder impurities into slag. Visual condition of the specimen shows the addition of a former dry cell powders affect the cleanliness of the molten metal slag (slag) so that the surface becomes smooth look. Former dry cell powder affect the increased hardness value. Hardness value increases with the addition of powdered dry cell percentage of the weight of the former al. The increase averaged 6.21%. This is because the elements of C as much as 2.76% by weight in the dry cell powder. Keywords: powder of dry cell, higrscopic flux, remelting of Al-9% Si,

a former Piston.


commit to user

viii

MOTTO

Walloohu laa yughiyyiru maa biqoumin hatta yughoyyiru maa bianfusihim .

siapa menempuh suatu jalan untuk mencari ilmu, maka Allah akan

(H.R. Muslim)

Sukses adalah hak saya. Kesuksesan bukan milik orang-orang tertentu. Sukses milik anda, milik saya dan milik siapa saja yang benar-benar

menyadari, menginginkan dan memperjuangkan dengan sepenuh hati

(Mario Teguh)

Cilaka kanggone wong kang cupet ing pikir, gedhe ing sesumbar

(Darsono)


commit to user

ix

PERSEMBAHAN

Teriring syukurku pada Allooh, kupersembahkan karya ini untuk:

Bapak dan Ibu

Doamu yang tiada terputus, kerja keras dan pengorbanan yang tiada henti serta kasih sayang yang tak terbatas. Semuanya membuatku bangga

memiliki

kalian. Tiada kasih sayang yang seindah dan setulus kasih sayangmu. Semoga Allooh senantiasa meridhoi kita sekeluarga.

Bapak H. Taryono (keluarga besar) & C.V. Karya Logam

Karanganyar

Terima kasih atas dukungan dan pengetahuan baik material maupun

pengalaman yang tidak ternilai. Semoga Allooh senantiasa memberi

kesuksesan.

Saudara-saudaraku (keluarga besar)

Terima kasih karena kalian semua telah membantu di setiap kehidupanku sejauh ini, membimbingku dalam banyak hal, dan doa kalian

melancarkan setiap langkahku.

Sahabat-sahabatku

Agung, Diaz , Dhiah, Saprol, Insan, Awi, Erfan, Arif Budi, Yoyok , Ekori , Azis.

Terima kasih atas dukungan, doa, dan semangat yang telah kalian berikan padaku.

Teman-temanku PTM 08

Terima kasih atas kerjasama dan dukungannya selama ini.

Almamaterku


commit to user

x

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rohmat, hidayah, dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini berjudul PENAMBAHAN SERBUK DRY CELL BEKAS TERHADAP POROSITAS DAN KEKERASAN HASIL REMELTING Al-9%Si BERBASIS LIMBAH .

Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan pada Program Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Skripsi ini dapat diselesaikan tidak lepas dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada yang terhormat:

1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas

Maret yang telah memberikan ijin menyusun skripsi.

2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS yang

telah memberikan persetujuan atas permohonan penyusunan skripsi.

3. Ketua Program Pendidikan Teknik Mesin JPTK FKIP UNS yang

telah memberikan persetujuan atas permohonan penyusunan skripsi.

4. Bapak Prof. Dr. M. Akhyar, M.Pd. selaku Pembimbing Akademik.

5. Bapak Suharno, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing I, yang selalu

memberikan pengarahan dan bimbingan dengan penuh kesabaran.

6. Bapak Budi Harjanto, S.T., M.Eng. selaku Dosen Pembimbing II,

yang memberikan motivasi dan bimbingan dengan penuh kesabaran.

7. Maruto Adhi P., S.T. Laboratorium Material, Jurusan Teknik Mesin,

Fakultas Teknik,Universitas Sebelas Maret, Surakarta yang telah

membantu dalam pengujian spesimen penelitian ini.

8. Teman-teman seperjuangan PTM angkatan 2008 dan 2009 terima

kasih atas kerjasama dan bantuannya.

9. Semua pihak yang penulis tidak bisa sebutkan satu persatu.


commit to user

xi

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan. Sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dari semua pihak. Apabila dalam pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi ini terdapat kesalahan dan hal yang tidak berkenan, penulis sampaikan mohon maaf yang sebesar-besarnya.

Surakarta, April 2013

Penulis


commit to user

xii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ................................................................................... i

HALAMAN PERNYATAAN .................................................................... ii

HALAMAN PENGAJUAN ........................................................................ iii

HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................... iv

HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................... v

HALAMAN ABSTRAK ............................................................................. vi

HALAMAN MOTTO ................................................................................. viii

HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................. ix

KATA PENGANTAR ................................................................................ x

DAFTAR ISI ............................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ....................................................................................... xv

DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xvi

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah ..................................................................... 1

B. Identifikasi Masalah ........................................................................... 4

C. Pembatasan Masalah .......................................................................... 5

D. Perumusan Masalah ........................................................................... 5

E. Tujuan Penelitian ............................................................................... 6

F. Manfaat Penelitian ............................................................................. 6


commit to user

xiii

BAB II KAJIAN PUSTAKA

A. Kajian Teori ....................................................................................... 7

1. Pasir Cetak (sand casting) .......................................................... 7

2. Baterai Kering (dry cell) ............................................................. 11

3. Aluminium .................................................................................. 13

4. Sifat Mekanik Logam ................................................................. 23

5. Cacat pada Produk Cor ............................................................... 26

6. Remelting .................................................................................... 28

7. DegassingAluminium .................................................................. 28

8. Piston .......................................................................................... 30

9. Kekerasan Aluminium ................................................................ 32

B. Penelitian yang Relevan ..................................................................... 35

C. Kerangka Berpikir .............................................................................. 37

D. Hipotesis ............................................................................................. 38

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................ 39

1. Tempat Penelitian ....................................................................... 39

2. Waktu Penelitian......................................................................... 39

B. Rancangan Penelitian ......................................................................... 41

C. Alat dan Bahan Penelitian .................................................................. 41

1. Alat Penelitian ............................................................................ 41

2. Bahan Penelitian ......................................................................... 48

D. Pengumpulan Data ............................................................................. 49

1. Identifikasi Variabel ................................................................... 49

2. Metode Pengumpilan Data ......................................................... 50

3. Instrumen Penelitian ................................................................... 53

E. Prosedur Penelitian............................................................................. 53

1. Persiapan Bahan Remelting ........................................................ 54

2. Persiapan Dry Cell ...................................................................... 55


commit to user

xiv

3. Persiapan Remelting ................................................................... 56

4. Proses RemeltingAl..................................................................... 56

5. Pembuatan Cetakan .................................................................... 57

6. Penuangan Cairan Al .................................................................. 58

7. Produk Cor .................................................................................. 58

8. Pembubutan Spesimen Uji.......................................................... 59

F. Analisis Data ................................................................................... 59

G. Pendeskripsian Data ........................................................................ 60

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Penelitian ............................................................................... 61

1. Hasil Studi Porositas ................................................................... 63

a. Uji Porositas dengan Penimbangan ...................................... 63

b. Uji Porositas dengan Foto Makro ......................................... 66

2. Hasil Studi Kekerasan Brinell .................................................... 77

B. UJi Hipotesis ................................................................................... 79

C. Pembahasan ..................................................................................... 79

1. Pembahasan Hasil Studi Porositas ............................................ 79

2. Pembahasan Hasil Studi Nilai Kekerasan ................................. 82

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan ..................................................................................... 83

B. Implikasi .......................................................................................... 84

1. Implikasi Teoritis ........................................................................ 84

2. Implikasi Praktis ......................................................................... 84

C. Saran ................................................................................................ 85

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ 86

LAMPIRAN ............................................................................................... 88


commit to user

xv

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1 Temperatur Tuang Logam ............................................................... 11

2.2 Sitem Penomeran Al Wrought Alloys .............................................. 17

2.3 Sistem Penomeran Al Casting Alloys .............................................. 18

2.4 Standar Pengujian Brinell ASTM E10-12 Al dan Al

Paduan ............................................................................................. 34

3.1 Waktu Penelitian ............................................................................. 40

3.2 Jumlah Berat Al dalam Penelitian ................................................... 55

3.3 Jumlah Berat Serbuk Dry Cell Bekas .............................................. 55

4.1 Komposisi Kimia Hasil Remelting Al-Si Piston Bekas .................. 62

4.2 Hasil Pengujian Porositas ................................................................ 64

4.3 Hasil Perhitungan Porositas Rata- Rata .......................................... 65

4.4 Data Hasil Pengukuran Nilai Kekerasan Rerata pada

Hasil Remelting Al-9%Si Piston Bekas (HBW) ............................. 77


commit to user

xvi

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Dry Cell ........................................................................................... 11

2.2 Skema Aluminium Paduan .............................................................. 16

2.3 Cacat Porositas Gas ......................................................................... 27

2.4 Cacat Porositas Shrinkage ............................................................... 27

2.5 Mekanisme Degassing Argon ......................................................... 30

2.6 Piston ............................................................................................... 31

2.7 Alat Uji Kekerasan Brinell .............................................................. 33

2.8 Skema Pengujian Brinell ................................................................. 34

2.9 Kerangka Berfikir ............................................................................ 38

3.1 Dapur Peleburan Al PTM FKIP UNS ............................................. 41

3.2 Kipas Angin ..................................................................................... 42

3.3 Ladle ................................................................................................ 42

3.4 Display Digital Thermometer KW06-283 ....................................... 43

3.5 Temperature Probe ......................................................................... 43

3.6 Sand Casting ................................................................................... 44

3.7 Timbangan Digital ........................................................................... 44

3.8 Spektrometer Metal Scan ................................................................ 45

3.9 Kamera Digital Canon EOS 60D .................................................... 45

3.10 .Mesin Bubut Konvensional ............................................................ 46

3.11 Electronic Brinell HardnessTesterHB-3000C ................................ 47

3.12 Alat Penimbangan Uji Porositas ..................................................... 47

3.13 Piston Bekas .................................................................................... 48

3.14 Serbuk Dry Cell Bekas .................................................................... 48

3.15 Penimbangan Spesimen di Udara .................................................... 51

3.16 Penimbangan Spesimen di Dalam Air ............................................ 52

3.17 Bagan Alir Penelitian ...................................................................... 54

3.18 Bentuk Cetakan Pasir dengan Sistem Open Riser ........................... 58

3.19 Cairan Logam yang Telah Dituangkan ........................................... 58


commit to user

xvii

3.20 Produk Cor ...................................................................................... 59

3.21 Pembubutan Spesimen Uji .............................................................. 59

4.1 Penimbangan Spesimen di Udara .................................................... 63

4.2 Penimbangan Spesimen di Air ........................................................ 64

4.3 Histogram Hubungan Penambahan Serbuk Dry cell Bekas

terhadap Porositas ........................................................................... 66

4.4 Foto Makro Spesimen Remelting Piston Bekas tanpa Penambahan

Serbuk Dry Cell ............................................................................... 67

4.5 Foto Makro Spesimen Remelting Piston Bekas dengan

Penambahan Serbuk Dry Cell 0,10% .............................................. 69









4.10 Spesimen Hasil Remelting Piston Bekas ......................................... 76

4.11 Proses DegassingAl Remelting ....................................................... 76

4.11 Histogram Pengaruh Variasi penambahan serbuk dry cell bekas

terhadap nilai kekerasan brinell hasil remelting al- 9%Si Piston

Bekas ............................................................................................... 78

pengaruh penambahan serbuk dry cell bekas …/pengaruh...ketika persentase serbuk dry cell dinaikkan...

Documents