PENGARUH VARIASI TEMPERATUR AWAL CETAKAN CENTRIFUGAL CASTING TERHADAP

NILAI KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO PADA PENGECORAN ALUMINIUM BERBAHAN

PISTON BEKAS

SKRIPSI

Skripsi ini ditulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pendidikan

Program Studi Pendidikan Teknik Mesin

Oleh Akhmad Khoirul Mubarok

5201413010

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2017

iii

iv

ABSTRAK

Mubarok, Akhmad Khoirul. 2017. Pengaruh Variasi Temperatur Awal

CetakanCentrifugal Casting Terhadap Nilai Kekerasan Dan Struktur

MikroPadaPengecoran Aluminium Berbahan Piston Bekas.Skripsi .Jurusan

Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang.Pembimbing Dr. M.khumaedi,M.Pd.,

dan Drs. Pramono, M.Pd

Kata Kunci :Centrifugal Casting, Pengaruh variasi temperatur awal cetakan, nilai

kekerasan, struktur mikro.

Penelitian ini bertujuan untuk : (1) Menguji pengaruh variasi temperatur

awal cetakan Centrifugal Casting terhadap nilai kekerasan, (2) Menguji pengaruh

variasi temperatur awal cetakan Centrifugal Casting terhadap struktur mikro

benda hasil pengecoran.

Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimental, data hasil

penelitian diambil dengan cara mengamati secara langsung hasil eksperimen

kemudian menentukan dan menyimpulkan hasil penelitian dengan cara

ditampilkan dalam bentuk tabel dan grafik. Analisis hasil data penelitian didahului

dengan uji normalitas untuk mengetahui apakah data hasil penelitian berdistribusi

normal atau tidak. Selain itu juga dilakukan uji homogenitas yang bertujuan untuk

mengetahui data hasil penelitian merupakan data yang homogen atau tidak, dan

yang terakhir dilakukan uji Anova One-Waydan Post Hoc Test guna mengetahui

apakah terdapat pengaruh yang signifikan antara variasi temperatur awal cetakan

Centrifugal Casting terhadap nilai kekerasan dan struktur mikro benda hasil

pengecoran. Analisis data dilakukan dengan program SPSS 16.

Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa: (1) Terdapat pengaruh

antara temperatur awal cetakan Centrifugal Castingterhadap nilai kekerasan benda

hasil pengecoran, karena hasil uji analisis data yaitu 0.00 < 0.05 .Terdapat

pengaruh antara temperatur awal cetakan Centrifugal Castingterhadap struktur

mikro benda hasil pengecoran

ABSTRACT Mubarok, Akhmad Khoirul. 2017. The Effect Of Early Temperature Variation Centrifugal Casting Mold Against Violence Value And Micro Structure At Aluminium Casting Made From Used Piston. Final Project. Faculty Of Mechanical Engineering, Semarang State University, Advisor I; Dr.M.Khumaedi,M.Pd.,Advisor II: Drs.Pramono, M.Pd.

Key Word: Centrifugal Casting, Effect Of Early Temperature Variation Mo;d, Value Violence, Micro Structure. This study aims to: (1) Test the influence of early temperature variation of centrifugal casting mold to hardness value (2) Test the influence of early temperature variation of centrifugal casting mold to micro structure of thing the result casting. The result method used experimental method, data the result of research was taken by observing directly the experimental result the determine and summarize the results of research by displayed in the fom of tables and graphs. Analysis of the dataresults of research data is preceded by the normality test to determine whether the data research of results are homogeneus data or not, and the last, conducted test Anova One-Way and Post Hoc Test to determine thether there is significant influence between early temperature variation centrifugal casting mold to value pf hardness and foundry micro structure. Data analysis wasperformed with SPSS 16 program. The results of study can be concluded that; (1) There is an influence between early temperature variation of centrifugal casting mold to the hardness value thing the result of casting, because the result of the test data analysis is 0.00<0.05. There is an influence between early temperature variation of centrifugal casting mold on the micro structure of thing the result casting. Early termperatur variation which has the greatest influence is on the variation of mold temperature 150°Cto 350°C raw temperature with significant value 0.000 and mean difference equal to .28883.

vi

PRAKATA

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan

hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul

”Pengaruh Variasi Temperatur Awal CetakanCentrifugal Casting Terhadap Nilai

Kekerasan Dan Struktur MikroPadaPengecoran Aluminium Berbahan Piston

Bekas” sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Pendidikan di

Universitas Negeri Semarang.

Proposal skripsi ini dapat terselesaikan berkat bantuan, bimbingan dan motivasi

dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Prof. Dr. Fathur Rakhman, M.Hum., Rektor Universitas Negeri Semarang.

2. Dr. Nur Qudus, M.T., Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri

Semarang

3. Rusiyanto, S.Pd., M.T., Ketua Jurusan Teknik Mesin dan Koordinator

Program Studi Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang.

4. Dr. M. Khumaedi, M.Pd. dan Drs. Pramono, M.Pd., Pembimbing I dan

Pembimbing II yang telah memberikan perhatian secara penuh dalam

bimbingan, arahan, motivasi dan sarankepada penulis.

5. Rusiyanto, S.Pd., M.T., Penguji yang telah memberikan masukan yang

sangat berharga berupa kritik, saran, perbaikan, komentar dan tanggapan,

sehingga menambah bobot dan kualitas skripsi ini.

6. Keluarga yang selalu mendo’akan serta memberikan dukungan dan

motivasi.

7. Teman-teman Program Studi Pendidikan Teknik Mesin angkatan 2013

yang telah memberikan motivasi dan saran kepada penulis.

vii

8. Teman-teman mahasiswa dosbing bapak Dr. M.Khumaedi, M.Pd yang

senantiasa saling menyemangati.

9. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu yang telah

memberikan dukungan dan bantuan dalam penyusunan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan proposal skripsi ini jauh dari

kata sempurna.Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang

membangun terhadap skripsi ini.

DAFTAR ISI

Halaman

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

LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................... ii

PERNYATAAN KEASLIAN ...................................................................... iii

MOTTO ....................................................................................................... iv

ABSTRAK .................................................................................................... v

ABSTRAK ................................................................................................... vi

PRAKATA .................................................................................................. vii

DAFTAR ISI .............................................................................................. viii

DAFTAR TABEL ........................................................................................ ix

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... x

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ xi

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1

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

B. Identifikasi Masalah .................................................................... 3

C. Batasan Masalah.......................................................................... 3

D. Rumusan Masalah ....................................................................... 4

E. Tujuan Penelitian ........................................................................ 4

F. Manfaat Penelitian ...................................................................... 4

BAB II KAJIAN TEORI ............................................................................... 6

A. Kajian Teori ................................................................................ 6

1. Pengecoran Logam ................................................................. 6

2. Pengecoran Sentrifugal ........................................................... 9

3. Aluminium ............................................................................ 12

4. Temperatur cetakan .............................................................. 14

ix

5. Uji Kekerasan ....................................................................... 14

6. Struktur Mikro ...................................................................... 16

B. Kajian Penelitian Yang Relevan ............................................... 17

C. Kerangka Pikir .......................................................................... 19

D. Hipotesis .................................................................................... 20

BAB III METODE PENELITIAN.............................................................. 22

A. Waktu dan Tempat Penelitian ................................................... 22

B. Desain Penelitian ....................................................................... 22

C. Alat dan Bahan Penelitian ......................................................... 24

1. Alat Penelitian ............................................................................. 24

2. Bahan Penelitian ................................................................... 24

3. Perhitungan Gaya Sentrifugal ............................................... 26

D. Parameter Penelitian.................................................................. 26

E. Kalibrasi Alat ............................................................................ 27

F. Teknik Pengumpulan data ......................................................... 28

1. Diagram Alir Penelitian ........................................................ 28

2. Proses Penelitian ......................................................................... 29

3. Data Penelitian ........................................................................... 31

4. Analisis Data ............................................................................... 33

BAB IV HASIL DAN KESIMPULAN ...................................................... 35

A. Deskriptif Data .......................................................................... 35

1. Hasil Uji Komposisi ............................................................. 35

2. Data Deskriptif Statistik Temperatur Cetakan Logam ......... 36

3. Hasil Uji Kekerasan .............................................................. 36

x

4. Hasil Uji Struktur Mikro....................................................... 39

B. Uji Prasyarat Analisis ................................................................ 41

1. Uji Normalitas ...................................................................... 41

2. Uji Homogenitas ................................................................... 42

C. Pengujian Hipotesis ................................................................... 43

1. Uji Anova One-Way ............................................................. 43

2. Uji Lanjut Post Hoc Tests ..................................................... 43

D. Pembahasan Hasil Penelitian .................................................... 44

1. Uji Kekerasan .............................................................................. 44

2. Analisa Struktur Mikro .............................................................. 45

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................... 47

A. Kesimpulan ....................................................................................... 47

B. Saran .......................................................................................... 48

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 50

LAMPIRAN ................................................................................................ 53

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Nilai Kekerasan Piston ................................................................ 13

Tabel 2.2 Sifat Fisis Aluminium ................................................................. 14

Tabel 3.1 Rancangan Penelitian .................................................................. 26

Tabel 3.2 Lembar Pengujian Uji Kekerasan Microvickers ......................... 35

Tabel 3.3 Daftar Analisis Varians Anova ................................................... 38

Tabel 3.1 Rancangan Penelitian .................................................................. 23

Tabel 3.2 Lembar Pengujian Uji Kekerasan Microvickers ......................... 32

Tabel 4.1 Komposisi Kimia Hasil Pengecoran Berbahan Piston Bekas ..... 35

Tabel 4.2 Data Deskriptif Statistik Variasi Temperatur Cetakan ............... 36

Tabel 4.3 Hasil Uji Kekerasan .................................................................... 37

Tabel 4.4 Struktur Mikro............................................................................. 40

Tabel 4.5 Uji Normalitass ........................................................................... 41

Tabel 4.6 Uji Homogenitas ......................................................................... 42

Tabel 4.7 Uji Anova One-way .................................................................... 43

Tabel 4.8 Uji Lanjut Post Hoc Test ............................................................. 44

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Dapur Kowi ............................................................................... 7

Gambar 2.2 Cetakan sentrifugal .................................................................... 8

Gambar 2.3 Panci penuangan ........................................................................ 9

Gambar 2.4 Horizontal Sentrifugal Casting ................................................ 10

Gambar 2.6 Alat Uji Kekerasan .................................................................. 19

Gambar 2.7 Alat Uji Struktur Mikro ........................................................... 20

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian .......................................................... 28

Gambar 2.6 Alat Uji Kekerasan .................................................................. 19

Gambar 2.7 Alat Uji Struktur Mikro ........................................................... 20

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian .......................................................... 31

Gambar 4.1 Hasil Uji Kekerasan ................................................................ 38

Gambar 4.2 Hasil Foto Struktur Mikro ....................................................... 39

Gambar 4.3 (a) Hasil Foto Struktur Mikro Temperatur 150°C ................... 40

Gambar 4.3 (b) Hasil Foto Struktur Mikro Temperatur 250°C .................. 40

Gambar 4.3 (c) Hasil Foto Struktur Mikro Temperatur 350°C ................... 41

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

SK Dekan FT UNNES ................................................................................ 54

Surat Tugas Penguji Seminar Proposal ....................................................... 55

Surat Ijin Penelitian ..................................................................................... 56

Surat Keterangan Pengujian ........................................................................ 57

Surat Tugas Panitia Ujian Skripsi ............................................................... 58

Dokumentasi Kegiatan ................................................................................ 59

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Perkembangan dunia industri saat ini aluminium merupakan salah satu

material yang banyak digunakan dalam bidang teknik.Pemakaian aluminium

diperkirakan pada masa mendatang masih terbuka luas baik sebagai material

utama maupun material pendukung dengan ketersediaan biji aluminium di bumi

yang melimpah. Aluminium disamping mempunyai massa jenis kecil, tahan

terhadap korosi, daya hantar listrik yang baik, jika dipadu dengan unsur dan

diproses dengan metode tertentu akan mempunyai sifat fisis dan mekanis yang

unggul. Aluminium sendiri merupakan logam yang banyak digunakan dalam

berbagai aplikasi meliputi peralatan rumah tangga, kontruksi, komponen otomotif,

pesawat terbang (aerospace) dan berbagai komponen yang memiliki bentuk yang

rumit sehingga harus dibentuk melalui proses pengecoran logam(Purwanto H. et

al 2011).

Pengecoran logam adalah suatu proses penuangan logam yang telah dicairkan

ke dalam cetakan kemudian dibiarkan mendingin dan membeku.

Proses pengecoran logam banyak dilakukan karena proses ini mempunyai

beberapa keunggulan diantaranya adalah mampu menghasilkan produk dengan

bentuk yang rumit dengan proses yang relatif ekonomis. Pada proses pengecoran

logam tidak semua produk hasil pengecoran dapat digunakan karena dalam

beberapa proses pengecoran juga dapat ditemui beberapa bentuk cacat coran

(Atmadja 2006:41).

2

Dalam pengecoran logam terdapat beberapa jenis pengecoran, salah satunya

ialah pengecoran sentrifugal. Keunggulan pengecoran sentrifugal adalah mampu

menghasilkan hasil coran yang lebih padat serta beberapa sifat lainnya yang lebih

unggul dibanding pengecoran konvensional. Tetapi kelemahan pada pengecoran

sentrifugal adalah distribusi ketebalan dan kepadatan coran yang cenderung tidak

merata, segregasi dan struktur yang tidak homogen akibat laju pembekuan yang

tidak seragam, permukaan bagian dalam yang kasar akibat udara yang terjebak di

dalam cetakan dan sebagainya. Kekurangan ini mungkin dapat diatasi dengan

mengatur beberapa parameter seperti laju putaran, sudut kemiringan cetakan,

karakteristik material coran, temperatur cetakan atau dengan memberikan

perlakuan terhadap logam cair selama pengecoran (Sugiarto 2014:13).

Berdasarkan hal diatas, perlu diadakan penelitian tentang pengaruh variasi

temperatur awal cetakan pada pengecoran sentrifugal aluminium dengan sudut

cetakan 90° (vertikal). Untuk mengetahui kualitas hasil coran dengan

mengidentifikasi cacat coran. Selanjutnya untuk mengetahui seberapa besar

tingkat kekerasan akibat perlakuan tersebut maka digunakan uji kekerasan serta

untuk mengetahui struktur coran aluminium tersebut menggunakan alat struktur

mikro.

Benda hasil penelitian ini nantinya dapat digunakan sebagai bahan dalam

membentuk beberapa komponen otomotif ataupun pemesinan antara lain yaitu:

piston, pulley pipa dll. Hasil proses pengecoran ini dapat digunakan sebagai bahan

pembuatan benda-benda tersebut karena pada dasarnya beberapa contoh benda

tersebut memiliki bentuk pokok berupa silinder yang sesuai dengan benda coran

yang dihasilkan pada penelitian ini.

3

B. Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan diatas dapat diketahui

beberapa permasalahan yang muncul dalam penelitian ini:

1. Masih ditemukan perbedaan kerapatan hasil coran pada beberapa sisi benda

hasil coran.

2. Gelembung udara yang terjebak di dalam cetakan sentrifugal mempengaruhi

tingkat kerapatan hasil aluminium coran.

3. Kekuatan hasil pengecoran aluminium terhitung relatif rendah, maka dari itu

perlu adanya perlakuan guna meningkatkan kualitas hasil pengecoran

aluminium.

4. Laju pendinginan yang terlalu cepat pada proses pengecoran logam dengan

metode sentrifugal menghasilkan benda hasil pengecoran yang bersifat getas.

C. Batasan Masalah

Kegiatan penelitian ini dibatasi oleh beberapa aspek antara lain adalah sebagai

berikut:

1. Metode pengecoran yang digunakan adalah pengecoran sentrifugal dengan

posisi cetakan vertikal.

2. Variasi tempetatur cetakan sentrifugal berada pada suhu 150°C, 250°C dan

350°C.

3. Material yang digunakan pada penelitian ini adalah aluminium.

4. Pengujian yang digunakan adalah pengujian nilai kekerasan dan struktur mikro.

5. Pengujian spesimen dilakukan di Lab. Uji Fakultas Teknik Universitas Negeri

Semarang

6. Alat yang digunakan untuk mengukur suhu cetakan adalah termokopel.

4

D. Rumusan Masalah

Berdasarkan pada latar belakang diatas, maka beberapa permasalahan yang

akan dibahas dalam kegiatan penelitian ini adalah:

1. Apakah ada pengaruh variasi temperatur awal cetakan 150°C, 250°C dan

350°C pada pengecoran sentrifugal terhadap nilai kekerasan benda hasil

pengecoran aluinium piston bekas?

2. Apakah ada pengaruh variasi temperatur awal cetakan 150°C, 250°C dan

350°C pada pengecoran sentrifugal terhadap struktur mikro benda hasil

pengecoran aluminiu piston bekas?

E. Tujuan Penelitian

1. Untuk mengujipengaruh variasai temperatur awal cetakan sentrifugal terhadap

nilai kekerasan benda hasil pengecoran aluminium piston bekas.

2. Untuk mengujipengaruh variasi temperatur awal cetakan sentrifugal terhadap

struktur mikro benda hasil pengecoran aluminium piston bekas.

F. Manfaat Penelitian

a.Manfaat Teoritis

1. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan sumbangan dan memperkaya hasil

penelitian dalam bidang pengecoran logam yang telah ada.

2. Sebagai bahan pertimbangan pada saat melakukan proses pengecoran

khususnya menggunakan metode pengecoran sentrifugal.

3. Untuk mengkaji, mempelajari pengaruh pemberian variasai temperatur awal

cetakan terhadap pengecoran menggunakan metode sentrifugal.

4. Memberikan pengetahuan tentang adanya pengaruh variasi temperatur awal

cetakan centrifugal casting terhadap struktur mikro aluminium hasil coran.

5

b. Manfaat Praktis.

1. Sebagai masukan bagi instansi atau perusahaan yang bergerak dibidang

pengecoran logam dan sebagai pertimbangan untuk meningkatkan kualitas

hasilpengecoran di dunia industripengecoran logam

6

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

A. Kajian Teori

1. Pengecoran Logam

Pengecoran logam merupakan proses dimana logam dicairkan pada suhu

tertentu dan dicetak menggunakan cetakan untuk menghasilkan produk dengan

bentuk mendekati bentuk produk jadi (Surdia 1985).

a) Perlengkapan pengecoroan logam

1) Dapur Kowi

Menurut Raharja (2011:22) Dapur kowi adalah dapur yang digunakan untuk

melebur logam berupa aluminium dan baja. Dapur kowi terbuat dari campuran

tanah dan grafit, mudah pecah dalam keadaan biasa, akan tetapi memiliki

kekuatan yang cukup berarti dalam keadaan panas. Dapur kowi biasanya

dipanaskan menggunakan kokas, gas ataupun minyak, dapur ini dapat dibuat

dengan biaya yang relatif murah. Pada prinsipnya dapur kowi berbentuk silinder

berbahan baja dimana di sekelilingnya dilapisi dengan batu tahan api dan dibagian

bawahnya terdapat lubang guna menempatkan tungku api yang berfungsi untuk

memanaskan kowi agar dapat digunakan untuk melelehkan logam. Tingkat suhu

panas dapur ini terbatas dibawah suhu 800°C

7

Gambar 2.1 Dapur Kowi

2) Cetakan

Menurut Sudjana (2008:4) terdapat 2 klasifikasi cetakan pada proses

pengecoran logam yaitu:

a. Pengecoran dengan cetakan permanen

b. Pengecoran dengan cetakan sekali pakai

Pada Proses pengecoran dengan cetakan permanen biasanya cetakan terbuat

dari bahan logam, hal ini bertujuan agar cetakan dapat digunakan untuk berulang-

ulang. Hal tersebut menyebabkan proses pengecoran logam dapat berjalan lebih

cepat apabila dibandingkan dengan pengecoran logam menggunakan cetakan

sekali pakai. Akan tetapi cetakan permanen harus menggunakan bahan yang

memiliki titik lebur lebih tinggi disbanding bahan yang akan dicor, hal ini

bertujuan agar cetakan tidak ikut meleleh ketika cairan logam dituangkan kedalam

cetakan.

8

Pada proses pengecoran dengan cetakan sekali pakai biasanya cetakan terbuat dari

pasir. Untuk mengeluarkan hasiul coran cetakan pasir harus dihanvurkan. Maka

dari itu dalam setiap proses pengecoran diperlukan cetakan yang baru, hal

tersebutlah yang menyebabkan proses pengecoran dengan cetakan sekali pakai

membutuhkan waktu yang lebih lama dalam proses persipan pengecoran

disbanding dengan pengecoran dengan cetakan permanen.

Gambar 2.2 Cetakan Sentrifugal

3) Panci Penuangan (Ladle)

Menurut Sudjana (2008:153) Panci tuangan (ladle) merupakan suatu alat yang

digunakan untuk mengangkut logam cair dari dapur peleburan dan

menuangkannya kedalam cetakan, panci ini dibuat dari baja dengan lapisan tahan

panas pada bagian dalamnya.Panci tuangan yang berukuran besar

pengangkatannya menggunakan keran.

Gambar 2.3 Panci Penuangan (Ladle)

9

2. Pengecoran Sentrifugal

Pengecoran centrifugal adalah proses penuangan logam cair ke dalam cetakan

yang berputar. Proses pengecoran ini dapat menghasilkan produk coran yang

relatif bebas dari gas dan shrinkage porosity. Karena pengaruh dari gaya

centrifugal hasil coran akan lebih padat, permukaan halus dan struktur logam yang

dihasilkan akan memberikan sifat mekanik yang baik. Selain itu, pengotor yang

memiliki berat jenis lebih rendah dibandingkan logamnya akan berkumpul di

permukaan dalam dan dapat dibuang melalui proses pemesinan

Pengecoran sentrifugal juga merupakan suatucara pengecoran di mana cetakan

diputar dan logam cair dituangkan ke dalamnya, sehingga logam cair tertekan oleh

gaya sentrifugal dan kemudian membeku. Kelebihan dari pengecoran sentrifugal

antara lain digunakan untuk pembuatan coran berbentuk silinder dengan

produktivitas yang tinggi, serta kualitas hasil coran yang baik. Material yang

banyak digunakan untuk proses pengecoran sentrifugal adalah aluminium paduan.

Hal ini dikarenakan aluminium paduan memiliki sifat penghantar listrik baik,

ringan, titik leburnya rendah, memiliki fluiditas tinggi, memiliki ketahanan korosi

yang baik. Selain itu juga banyak terdapat di pasaran. Produk yang dihasilkan dari

proses pengecoran sentrifugal dengan bahan aluminium paduan diantaranya pipa,

velg, tromol, selubung silinder, tutup silinder, rumah engkol, cincin torak,

sambungan pipa, dan sebagainya (Purwanto 2011:37)

10

Gambar 2.4.Horizontal centrifugal casting (Sudjana, 2008:63)

a. Jenis-jenis pengecoran sentrifugal:

Menurut Sitongkir (2009:22) pengecoran sentrifugal dibagi menjadi 3 macam,

antara lain adalah sebagai berikut:

1. Semi Sentrifugal

Pada proses ini cetakan diisi penuh oleh logam cair dan biasanya diputar pada

sumbu vertikal. Bila diperlukan dapat digunakan inti untuk menghasilkan produk

cor yang berongga. Coran yang sulit dihasilkan melalui cara statis dapat dilakukan

dengan metode ini, karena gaya sentrifugal dapat mengalirkan logam cair di

bawah tekanan yang lebih tinggi jika dibandingkan pada pengecoran statis. Hal ini

meningkatkan hasil coran dan menghasilkan coran berkualitas tinggi, bebas

rongga dan porositas. Bagian coran yang lebih tipis dapat dibuat dengan metode

ini Aplikasi dari pengecoran semi sentrifugal adalah untuk membuat gear blanks,

pulley, roda, impelers dan rotor motor listrik.

2. Centrifuging

Centrifuging (pressure) memiliki aplikasi yang paling luas. Pada metode ini,

lubang coran disusun disekitar pusat sumbu putaran seperti jari-jari roda, sehingga

memungkinkan produksi coran lebih dari satu. Gaya sentrifugal memberikan

tekanan pada logam cair seperti yang terdapat pada pengecoran semi

11

sentrifugal.Metode pengecoran ini khususnya digunakan untuk memproduksi

valve bodies, bonnet, plugs, yokes, brackets dan banyak lagi pada industri

pengecoran lainnya.

3. True centrifugal

True Centrifugal digunakan untuk menghasilkan coran turbular atau silindris

dengan memutar cetakan pada sumbunya sendiri. Hasil coran memiliki

pembekuan terarah atau pembekuan dari bagian luar coran menuju sumbu putaran

(sumbu rotasi). Pembekuan terarah ini menghasilkan coran berkualitas tinggi

tanpa cacat penyusutan (shrinkage) yang merupakan penyebab utama cacat coran

hasil cetakan pasir. Secara umum pengecoran sentrifugal tipe mendatar digunakan

untuk membuat produk seperti pipa, bantalan luncur, silinder liner, cincin piston,

rol, puly, plat kopling, dan lain-lain. Produk coran dengan bentuk tidak silinder

atau tidak simetris, tidak dapat dibuat dengan menggunakan proses ini.

Pada penelitian ini metode yang akan digunakan adalah metode True

Centrifugal, hal ini didasari karena pada metode ini dapat menghasilkan hasil

coran berbentuk silinder yang hasil corannya memiliki pembekuan terarah

sehingga menghasilkan kualitas coran yang tinggi karena tidak ditemukan cacat

penyusutan.

3. Aluminium

Aluminium merupakan logam ringan mempunyai ketahanan korosi yang baik

dan hantaran listrik yang baik dan sifat-sifat yang lainnya sebagai sifat

logam.Sebagai tambahan terhadap, kekuatan mekaniknya dapat diperbaiki dengan

menambahkan tembaga, silisium, magnesium, mangan, nikel, dan sebagainya

secara atu-persatu maupun bersama-sama akan memberikan sifat-sifat baik

12

lainnya seperti ketahanan korosi, ketahanan aus, koefisien pemuaian rendah dan

sebagainhya (Surdia, 1999:129).

Selain itu aluminium juga merupakan Aluminium merupakan logam yang

banyak digunakan dalam berbagai aplikasi mulai dari peralatan rumah tangga

hingga kontruksi, komponen otomotif sampai pada komponen pesawat terbang

(aerospace) . Aluminium disamping mempunyai massa jenis kecil, tahan terhadap

korosi, daya hantar listrik yang baik, jika dipadu dengan unsur tertentu akan

mempunyai sifat fisis dan mekanis yang unggul. Aluminium dalam industri

dihasilkan melalui proses pengecoran (casting) dan pembentukan (forming) .

Aluminium hasil pengecoran banyak dijumpai pada peralatan rumah tangga dan

komponen otomotif misalnya velg (cast wheel) , piston, blok mesin dan lain

sebagainya. Komposisi paduan dan pemilihan proses fabrikasi sangat berpengaruh

terhadap sifat fisis dan mekanis paduan aluminium(Respati S.M.B dkk,

2010:284).

Pada penelitian ini aluminium yang digunakan ialah limbah piston bekas, hal

tersebut didasari karena dengan menggunakan piston bekas maka dapat

menghemat bahan aluminium yang ada di alam sehingga akan menambah

konsentrasin bahan baku yang ada di alam.

Tabel 2.1 (Nilai kekerasan piston)

No Kode Posisi titik uji d1 d2 d rata-rata Kekerasan

(VHN)

1 A Kepala 37,0 37,0 37,00 135,5

Badan 48,0 47,0 47,50 82,2

2 B Kepala 61,0,0 62,0 61,50 49,0

Badan 47,0 46,5,0 46,75 84,8

3 C Kepala 53,0 52,5 52,75 66,6

Badan 40,0 38,0 39,00 121,9

4 D Kepala 47,0 48,0 47,50 82,2

Badan 40,0 39,0 39,50 115,9

13

Tabel 2.2 Sifat fisis Aluminium

Sifat-sifat

Kemurnian Al%

99,996 >99,0

Massa jenis (20°C) 2,6989 2,71

Titik Cair 660,2 653-657

Panas Jenis (Cal/g°C)(100°C) 0,2226 0,2297

Hantaran Listrik (%) 69,94 59 (dianil)

Tahanan Listrik Koefisien 0,0115

Temperatur 0,00429

Koefisien Pemuaian (20-100°C) 23,86x106

23,5x106

Jenis Kristal, Konstanta Kisi Fcc,α=4,013kX Fcc,α=4,04kX

4. Temperatur Cetakan

Menurut Arifin (2009:8) Parameter temperatur cetakan merupakan suatu

hal yang penting untuk diketahui karena faktor ini berkaitan erat dengan laju

perpindahan panas yang terjadi antara logam cair dengan cetakan.semakin tinggi

temperatur cetakan logam semakin rendah kekerasannya. Hal ini disebabkan

karena gradien temperatur semakin kecil, sehingga laju pendinginan semakin

lambat yang menyebabkan kekerasannya turun. Selain itu kenaikan temperatur

cetakan akan mengakibatkan proses pembekuan yang lambat (Askeland 1985:9).

5. Uji Kekerasan

Kekerasan merupakan sifat kekuatan suatu bahan terhadap deformasi, untuk

ukuran logam dengan sifat tersebut merupakan ukuran ketahanannya terhadap

deformasi plastic atau deformasi permanen.Untuk para insinyur perancang,

kekerasan sering diartikan sebagai ukuran kemudahan dan kuantitas khusus yang

menunjukkan suatu mengenai kekuatan dan perlakuan panas dari suatu logam.

Terdapat 3 jenis umum mengenai ukuran kekerasan, yang tergantung pada cara

melakukan pengujian. (1) kekerasan goresan (scratch hardness), (2) kekerasan

lekukan (identation hardness) dan (3) kekerasan pantulan (rebound) atau

14

kekerasan dinamik (dynamic hardness).Untuk logam hanya kekerasan dinamik

yang banyak menarik perhatian dalam kaitannya dengan bidang rekayasa.

Kekerasan goresan merupakan penelitian utam para ahli mineral. Dengan

mengukur kekerasan, berbagai mineral dan bahan-bahan lain, disusun berdasarkan

kemampuan goresan yang satu terhadap yang lain. Kekerasan goresan diukur

dengan skala Mohs.Skala ini terdiri dari 10 standar mineral yang disusun

berdasarkan kemampuannya untuk digores.Mineral yang paling lunak dari sekala

ini (kekerasan goresan), sedangkan intan mempunyai k ekerasan goresan 10.Kuku

jari memiliki nilai kekerasan sekitar 2, tembaga yang dilunakkan kekerasannya 3

dan martensit 7.Skala mohs tidak cocok untuk logam, karena interval skala pada

nilai kekerasan yang tinggi, tidak benar.Logam yang paling keras memiliki harga

kekerasan antara 4 hingga 8 dalam skala Mohs. Suatu jenis lain pengukuran

kekerasan goresannya adalah mengukur kedalaman atau lebar goresan pada

permukaan benda yang diuji yang dibuat oleh jarum penggores yang terbuat dari

intan dan diberi beban yang terbatas. Cara ini merupakan metode yang sangat

berguna untuk mengukur kekerasan relative kandungan-kandungan mikro, tetapi

metode ini tidak memberikan ketelitian yang besar atau kemampu-ulangan yang

tinggi. (Dieter 1996:328)

a. Kekerasan Mirovickers

Pengujian dengan metode microvickers bertujuan untuk menentukan

kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap intan

berbentuk piramida dengan sudut puncak 136° yang ditekankan pada permukaan

material uji tersebut. Angka kekerasan Microvickers (HV) didefinisikan sebagai

hasil bagi (koefisien) dari beban uji (F) dalam Newton yang dikalikan dengan

15

angka faktor 0,012 dan luas permukaan bekas luka tekan (injakan) bola baja (A)

dalam millimeter persegi (Tarkono 2013:5).

Pada penelitian ini pengujian kekerasan yang akan diterapkan ialah uji

kekerasan Microviickers, hal tersebut didasari karena uji Microvickers merupakan

salah satu pengujian yang banyak digunakan pada penelitian-penelitian

sebelumnya. Hal ini disebabkan Karena uji Microvickers memiliki beberapa

keunggulan bila dibandingkan dengan jenis pengujian kekerasan yang lain, antara

lain: pengujian Mirovickers dapat mengukur tingkat kekerasan dari nilai yang

paling lunak dengan nilai 5 maupun material yang sangat keras dengan nilai 1500

karena pengujiannya menggunakan indentor yang sangat keras. Selain itu pada uji

Microvickers beban tidak perlu dirubah dan tidak bergantung pada besar beban

indentor, selanjutnya uji Microvickers ini dapat dilakukan pada benda-benda

dengan ketebalan yang tipis hingga 0,0006 inchi.

Nilai kekerasan Microvickers dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

Keterangan:

P = Beban yang digunakan (kg)

D = Panjang diagonal rata-rata (mm)

Θ = sudut antara permukaan yang berhadapan 136°

16

Gambar 2.6 Alat Uji Kekerasan (FM 800 Microhardness Tester)

6. Struktur Mikro

Menurut Tarkono (2013:5) Struktur mikro adalah struktur terkecil yang

terdapat pada suatu bahan yang keberadaannya tidak dapat dilihat dengan mata

telanjang, tetapi harus menggunakan alat pengamat struktur mikro, diantaranya;

mikroskop cahaya, mikroskop electron dan mikroskop sinar-X.

Dalam pengujian ini, kualitas bahan ditentukan dengan mengamati struktur di

bawah mikroskop, disamping itu dapat pula mengamati cacat dan bagian yang tak

teratur (Surdia, 2006:210). Pengamatan struktur mikro bertujuan untuk

mengetahui dan membedakan struktur mikro antara logam induk yang diberikan

saat proses. Sifat fisis logam dapat diketahui melalui struktur mikro yang

didapatkan dari hasil foto mikro.Struktur mikro dalam logam ditunjukan dengan

17

besar, bentuk, dan orientasi butirnya, jumlah fasa, proporsi dan kelakuan dimana

mereka tersusun atau terdistribusi.

Gambar 2.7 Alat Uji Struktur Mikro

B. Kajian Penelitian Yang Relevan

Budi dan Suyitno (2008:90) melakukan penelitian tentang pengaruh

temperatur tuang dan temperatur cetakan pada high pressure casting (hdpc)

berbentuk piston paduan aluminium silikon. Menunjukkan bahwa variasi

temperatur cetakan sentrifugal banyak berpengaruh pada nilai kekerasan produk

hasil pengecoran, dari hasil pengujian menunjukkan bahwa semakin tinggi

temperatur cetakan sentrifugal berpengaruh pada menurunnya nilai kekerasan

aluminium hasil coran.Sedangkan pada hasil pengujian strukur mikro dapat

disimpulkan bahwa temperatur cetakan berpengaruh pada besar kecilnya fasa

silikon yang muncul pada hasil coran dimana semakin tinggi temperatur cetakan

sentrifugal akan menghasilkan fasa silikon yang besar begitupun sebaliknya

temperatur cetakan yang rendah akan menghasilkan fasa silikon yang kecil.

18

Hasil penelitian yang dilakukan oleh Arifin (2009:11) menyimpulkan bahwa

semakin tinggi temperatur penuangan maka struktur mikro yang dihasilkan

cenderung semakin halus.Penelitian yang dilakukan oleh Arifin (2009:8) memiliki

persamaan pada lingkup metodenya, yaitu menggunakan variasi temperatur

cetakan pada pengecoran sentrifugal dan pada pengamatan struktur menggunakan

struktur mikro. Hanya saja penelitian Amir meneliti pengaruh variasi temperatur

cetakan terhadap fluiditas aluminium, sedangkan penelitian ini meneliti pengaruh

variasi temperatur terhadap nilai kekerasan dan struktur mikro.

Hasil penelitian yang dilakukan oleh Harmanto (2010:55) menyebutkan

bahwa semakin tinggi temperatur cetakan logam maka akan semakin rendahnilai

kekerasannya. Hal ini disebabkan karena gradien temperatur semakin kecil,

sehingga laju pendinginan semakin lambat yang menyebabkan kekerasannya

turun. Selain itu kenaikan temperatur cetakan akan mengakibatkan proses

pembekuan yang lambat.

Hasil penelitian yang dilakukan oleh Respati (2014:289) menyebutkan bahwa

semakin tinggi temperatur cetakan maka nilai kekerasan produk hasil coran akan

semakin rendah, hal ini menyebabkan produk hasil coran tidak mudah patah.

Sedangkan pada sisi struktur mikro tinggi temperatur cetakan menyebabkan

struktur mikro dan porositas hasil coran semakin rendah dan ukuran butir SDAS

semakin kecil.

Hasil penelitian yang dilakukan oleh Budiyanto (2016:38) menyebutkan

bahwa terdapat hubungan antara temperatur cetakan dengan nilai kekerasan

dimana fasa eutektik silikon yang terbentuk akan semakin rapat dan mengecil jika

nilai kekerasan yang dihasilkan pada produk hasil pengecoran tinggi.

19

Penelitian yang dilakukan oleh Rajeswari (2014:26) dengan judul ”Improving

the Yield of Centrifugal Casting” cukup relevan karena mengkaji tentang metode

untuk meningkatkan kualitas hasil coran, namun penelitian yang dilakukan oleh

Rajeswari meningkatkan kualitas hasil coran dengan cara menerapkan teknik

“SQC” sedangkan dalam penelitian ini perbaikan kualitas coran dilakuka dengan

cara memvariasikan temperatur awal cetakan sentrifugal.

Penelitian yang dilakukan oleh R Chandran V (2015:35) Mengatakan bahwa

penggunaan metode pengecoran sentrifugal dengan posisi vertikal cukup efisien

dalam menghasilkan jarak fraksi silikon yang lebih rapat, hal tersebut dipengaruhi

oleh gaya gravitasi yang muncul dari posisi cetakan yang vertikal.

Penelitian yang dilakukan oleh Suryawanshi A (2015:58) cukup relevan

karena penelitian tersebut bertujuan untuk meningkatkan kualitas hasil coran

dengan melalui berbagai parameter seperti; suhu, putaran dll. Akan tetapi pada

penelitian yang saya lakukan usaha perbaikan hasil coran dilakukan dengan cara

memvariasikan temperaturcetakan sentrifugal.

C. Kerangka Pikir Penelitian

Pada saat ini metode pengecoran yang banyak digunakan ialah metode

pengecoran gravitasi, hal ini disebabkan karena biaya pada proses produksinya

yang relatif murah, akan tetapi masih banyak ditemukan kekurangan pada metode

pengecoran gravitasi berupa ketangguhan hasil coran yang relatif rendah dan

tingkat kekasaran yang tinggi. Atas dasar hal tersebut pengecoran dengan metode

sentrifugal dirasa dapat meningkatkan kualitas hasil coran, adapun beberapa

faktor yang mempengaruhi hasil pengecoran pada metode sentfirugal antara lain

yaitu temperatur cetakan, kecepatan putar serta sudut kemiringan cetakan.

20

Pada penelitian ini digunakan metode pengecoran sentrifugal dengan sudut

cetakan 90° atau dengan posisi tegak lurus vertikal dengan kecepatan putar 1000

rpm dan dengan variasi temperatur pada kisaran 150°C, 250°C dan 350°C.

Penentuan variasi temperatur cetakan tertinggi yang hanya 350°C didasari karena

apabila cetakan dipanaskan dengan temperatur yang terlalu tinggi justru akan

menyebabkan kualitas hasil pengecoran memiliki tingkat kekerasan yang rendah.

Temperatur cetakan sentrifugal diduga memiliki pengaruh terhadap tingkat

kekasaran dan struktur mikro hasil coran hal ini disebabkan karena apabila cairan

logam yang panas dituangkan pada cetakan logam yang panas pula maka proses

pendinginan cairan logam akan berlangsung lebih lama, hal tersebut menyebabkan

logam hasil coran memiliki susunan struktur mikro yang lebih rapat serta nilai

kekerasan yang rendah sehingga logam hasil coran tidak bersifat getas. Namun

tentunya pada setiap variasi temperatur cetakan akan menghasilkan kualitas hasil

coran yang berbeda, maka dari itu penelitian ini perlu dilakukan guna mengetahui

pada temperatur panas cetakan berapakah yang akan menghasilkan kualitas hasil

coran yang baik dan sesuai yang diharapkan.

D. Hipotesis

Berdasarkan dasar-dasar teori yang telah diutarakan dengan demikian dapat

diajukan hipotesis penelitian sebagai berikut:

1. Terdapat pengaruh yang signifikan dengan pemberian variasi temperatur awal

cetakan 150°C, 250°C dan 350°C pada pengecoran sentrifugal terhadap nilai

kekerasan benda hasil pengecoran berbahan piston bekas.

21

2. Terdapat pengaruh yang signifikan dengan pemberian variasi temperatur awal

cetakan 150°C, 250°C dan 350°C pada pengecoran sentrifugal terhadap struktur

mikro benda hasil pengecoran berbahan piston bekas.

48

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Dari penelitian yang telah dilakukan dapat dihasilkan beberapa kesimpulan yaitu:

1. Ada pengaruh pemberian variasi temperatur cetakan 150°C, 250°C dan 350°C

pada pengecoran dengan metode centrifugal casting terhadap nilai kekerasan

benda hasil pengecoran berbahan piston bekas, pengaruh paling signifikan terjadi

pada temperatur cetakan 150°C terhadap temperatur cetakan 350°C yaitu

ditunjukkan dengan nilai signifikasi sebesar 0.000 dan Mean Difference sebesar

.28883.

2. Ada pengaruh pemberian variasi temperatur cetakan 150°C, 250°C dan 350°C

pada pengecoran dengan metode centrifugal casting terhadap struktur mikro

benda hasil pengecoran berbahan piston bekas.

B. Saran

1. Adapun saran yang diberikan terhadap penelitian yang telah dilakukan tentang

variasi temperatur awal cetakan Centrifugal Castingterhadap nilai kekerasan dan

struktur mikro adalah sebagai berkut.

2. Pada saat melakukan pengujian kekerasan hendaklah mengukur dengan cermat

dan teliti pastikan garis diagonal 1 dan 2 benar-benar sesuai dengan ukuran bekas

goresan piramida agar data nilai kekerasan yang diperoleh benar-benar valid

sesuai ukuran goresannya.

3. Dalam proses pengujian mikro pastikan permukaan logam benar-benar rata tanpa

menyisakan bekas pengamplasan agar susunan struktur mikro dapat terlihat

dengan jelas.

49

`

4. Hasil uji nilai kekerasan yang diperoleh menunjukkan bahwa nilai kekerasan

tertinggi yaitu terdapat pada benda yang dicetak pada cetakan dengan temperatur

awal sebesar 150°C dengan nilai kekerasan yang tinggi maka benda menjadi

getas, oleh karena itu untuk proses pengecoran sentrifugal selanjutnya lebih baik

dilakukan pada temperatur cetakan yang sedang agar nilai kekerasannya baik dan

benda tidak getas

5. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang Centrifugal Castingdengan variasi

parameter yang berbeda pula agar menghasilkan nilai kekerasan dan struktur

mikro yang lebih baik.

50

`

DAFTAR PUSTAKA

Arifin, A. 2009.Pengaruh Perbedaan Temperatur Cetakan Logam Terhadap

Fluiditas Dan Struktur Mikro MG-44%AL. Palembang.:Universitas

Sriwijaya.

Dieter, G. E. 1987.Metalurgi Mekanik. Transleted by Sriati, d. 1996. Jakarta:

Erlangga.

Surdia, T. dan Shinronku S. 1999.Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta: PT. AKA.

Lampung: Teknik Mesin Universitas Lampung

Budiyanto E dan Drihandono, S. 2016. Pengaruh Temperatur Tuang, Temperatur

Cetakan, dan Tekanan Pada Pengecoran Bertekanan (High Pressure Die

Casting/HPDC) Terhadap Kekerasan dan Struktur Mikro Aluminium

Paduan Silikon (Al-Si 7,79 %). Lampung.Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Metro.

Harmanto, S. dkk.2014. Pengaruh Temperatur Cetakan Logam Terhadap

Kekerasan Pada Bahan Aluminium Bekas.Semarang: Teknik Mesin

Politeknik Negeri Semarang.

Sugiarto dan Oerbandono T. 2014.Analisis Distribusi Ketebalan Dan Kekerasan

Hasil Coran Sentrifugal Aluminium Paduan (Al-Mg-Si) Akibat Perubahan

Laju Putaran Dan Kemiringan Sumbu Cetakan. Malang: Teknik mesin

Universitas Brawijaya.

Purwanto H. et al. 2011. Pengaruh Temperatur Cetakan Pada Pengecoran

Squezze Terhadap Sifat Fisis Dan Mekanis Aluminium Daur Ulang (Al–

6,4%Si–1,93%Fe). Semarang: Teknik Mesin Universitas wahid Hasyim.

51

`

Sitongkir H. 2009. Pengaruh PutaranCetakan Terhadap Sifat Mekanik Besi Cor

Kelabu Pada Pembuatan Silinder Liner Mesin Otomotif Dengan

Pengecorann Sentrifugal Mendatar. Medan: Program Studi Teknik Mesin

Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara Medan.

Harjanto B dan Suyitno. 2008. Pengaruh Temperatur Tuang Dan Temperatur

Cetakan Pada High Pressure Die Casting (HPDC) Berbentuk Piston

Paduan Aluminium- Silikon. Yogyakarta: Fakultas Teknik Universitas

Gadjah Mada.

Atmadja S.T. 2006. Analisa Cacat Cor Pada Proses Pengecoran Burner

Kompor. Semarang: Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro.

Askeland, D.R., 1985, The Science and Engineering of Publ., Material, PWS,

Boston, MA, USA

Respati S.M.B et al. 2010.Pengaruh Tekanan Dan Temperatur Cetakan Terhadap

Struktur Mikro Dan Kekerasan Hasil Pengecoran Pada Material

Aluminium Daur Ulang . Semarang: Teknik Mesin Universitas Wahid

Hasyim.

Raharja, Andrias B. 2011. Teknik Pengecoran Logam. Yogyakarta: PT Pustaka

Ihsan Madadi

Sudjana, H. 2008. Teknik Pengecoran Logam(Jilid II). Jakarta: Direktorat

Pembinaan sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Pendidikan

Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan Indonesia.

Rajeswari, C.H et al. 2014. Improving the Yield of Centrifugal

Casting.Eluru:Dept. of ME, Sir C.R. Reddy College of Engineering

52

`

R Chandran V et al. 2015.CFD Simulation of Centrifugal Casting of Al-SiC FGM

for the Application of Brake Rotor Disc. Kerala: Department of

Mechanical Engineering, MA College of Engineering

Suryawansh A et al. 2015. Optimize Parameter To Improve The Quality Of

Centrifugal Casting By Grey Fuzzy Method. Durg: Bhilai Institute of

Technology

Sugiyono, 2013.Metode Penelitian Kuantitatif Kualitatif Dan R&D. Bandung:

Alfabeta

Sudjana. 2005. Metoda Statistika. Bandung: PT. Tarsito Bandung.