iii

PENGARUH TEMPERATUR PENUANGAN TERHADAP DENSITAS DAN

POROSITAS PADUAN ALUMINIUM SILIKON (Al-7%Si) DENGAN

METODE EVAPORATIVE CASTING

Oleh : I Nyoman Indra Adi Pratama

Dosen Pembimbing : Dr. Ir. I Ketut Gede Sugita, MT.

: A.A.I.A.Sri Komaladewi,ST.MT.

ABSTRAK

Aluminium banyak diaplikasikan dalam dunia permesinan dan industri oleh berbagai perusahaan material, namun kekuatan dari aluminium murni tidak sebaik logam lainnnya, hal ini dapat diatasi dengan memadukan aluminium dengan logam lain seperti : Cu, Mg, Si, Zn dan sebagainya. Hal ini dapat menghasilkan paduan coran yang baik..Dalam upaya mengatasi hal tersebut aluminium silikon direkomendasikan,.untuk menghasilkan hasil coran yang baik dengan variasi temperatur penuangan disetiap proses pengecoran untuk mengetahui densitas dan porositas paduan aluminium silikon.

Penelitian ini dilakukan dengan mengamati densitas dan porositas paduan aluminium silikon dengan menggunakan pengujian densitas, porositas dan SEM, dengan variasi temperatur penuangan yaitu 6800C, 7300C dan 7800C pada setiap proses pengecoran.

Hasil dari penelitian ini menunjukkan semakin rendah temperatur yang digunakan maka densitas paduan semakin besar serta porositas material yang dihasilkan semakin kecil. Namun sebaliknya apabila, semakin tinggi temperatur maka semakin kecil densitas paduan aluminium silikon sedangkan porositas yang terjadi semakin besar. Kata Kunci : Aluminium silikon, densitas dan porositas

iv

THE EFFECT TEMPERATURE CASTING OF DENSITY AND POROSITY OF SILICON ALUMINIUM ALLOY (Al-7% Si) EVAPORATIVE CASTING METHOD

Author : I Nyoman Indra Adi Pratama

Guidance : Dr. Ir. I Ketut Gede Sugita, MT.

: A.A.I.A.Sri Komaladewi,ST.MT.

ABSTRACT Aluminium widely applied in the world of engineering and industry by various

companies material, but the strength of pure aluminum metal is not as good as other woods, this can be overcome by combining aluminum with other metals such as Cu, Mg, Si, Zn and forth. It can produce good alloy castings. In an effort to overcome the recommended aluminum silicon, to produce castings good results with temperature variation of pouring each casting process to determine the density and porosity of the aluminium silicon alloy.

This research was conducted by observing the density and porosity of the aluminum silicon alloy using the testing density, porosity and SEM, the pouring temperature variation is 6800C, 7300C and 7800C at every casting process.

Results from this study indicate the lower temperatures used, the greater the density of the alloy and the porosity of the resulting material gets smaller. On the contrary, if, the higher the temperature, the smaller the density of aluminum silicon alloy that occurred while the greater porosity.

Keywords: Aluminium silicon, density and porosity

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas

berkat dan rahmad-Nya maka penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul

“Pengaruh Temperatur Penuangan Terhadap Densitas Dan Porositas Paduan

Aluminium Silikon (Al-7%Si) Dengan Metode Evaporative Casting”. Skripsi ini

merupakan salah satu syarat yang harus diselesaikan oleh mahasiswa untuk bisa

menyelesaikan studi dan memperoleh gelar Sarjana Teknik di jurusan Teknik Mesin.

Fakultas Teknik Universitas Udayana. Dalam penulisan skripsi ini penulis banyak

mendapatkan bantuan serta bimbingan dari beberapa pihak, maka melalui

kesempatan ini penulis mengahaturkan terima kasih kepada :

1. Bapak Dr. Ir. I Ketut Gede Sugita, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik

Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana.

2. Bapak Dr. Ir. I Ketut Gede Sugita, MT, selaku Dosen Pembimbing I.

3. Ibu A.A.I.A.S. Komaladewi,ST,MT, selaku Dosen Pembimbing II.

4. Bapak Dr.Ir.I.G.N. Nitya Santhiarsa,MT, selaku Dosen Penguji I.

5. Bapak I Gede Putu Agus Suryawan,ST.,MT, selaku Dosen Penguji II.

6. Bapak I Putu Lokantara,ST,MT, selaku Dosen Penguji III.

7. Bapak I Made Widiyarta,ST.MEng.Sc,PhD, selaku dosen pembimbing

akademik.

8. Keluarga yang selalu mendukung dan membantu dalam perkuliahan

hingga penyusunan skripsi.

9. Kepada rekan – rekan dan semua pihak di Jurusan Teknik Mesin, yang

telah banyak membantu selama proses penulisan skripsi ini.

Dengan segala kerendahan hati, penulis menyadari skripsi ini jauh dari

kesempurnaan, maka dari itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat

membangun dari berbagai pihak untuk dapat lebih menyempurnakan skripsi ini.

Penulis mohon maaf apabila ada kekurangan atau kesalahan dalam penulisan skripsi

ini.

Bukit Jimbaran, 1 Januari 2016

Penulis

vi

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR PENGESAHAN................,,.......................................................................i LEMBAR PERSETUJUAN.......................................................................................ii ABSTRAK ................................................................................................................. iii ABSTRACT ............................................................................................................... iv KATA PENGANTAR................................................................................................v DAFTAR ISI..............................................................................................................vi DAFTAR GAMBAR...............................................................................................viii DAFTAR TABEL......................................................................................................x DAFTAR RUMUS.....................................................................................................xi BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................ 1

1.1 Latar Belakang Masalah .................................................................................. 1 1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................... 3 1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................................. 3 1.4 Batasan Penelitian ........................................................................................... 3 1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI ..................................................................................... 5 2.1 Kajian Pustaka ................................................................................................ 5 2.2 Pengertian Aluminium ................................................................................... 6 2.3 Silikon ................................................................................................................... 7 2.4 Pengecoran Lost Foam .................................................................................... 8

2.4.1 Kelebihan dan Kekurangan Lost Foam Casting .................................. 10 2.4.2 Dekomposisi Polystyrene Foam ........................................................ 11 2.4.3 Pelapisan / Coating ................................................................................... 14

2.4.4 Pasir Cetak .......................................................................................... 15 2.4.5 Pola Polystyrene Foam / Styrofoam ................................................... 16 2.4.6 Penggetaran (Vibration) ........................................................................... 17 2.4.7 Penuangan ........................................................................................... 18 2.4.8 Tingkat Kevakuman Cetakan .............................................................. 18

2.5 Paduan Al-Si .................................................................................................. 19 2.6 Cacat-Cacat Pada Hasil Pengecoran ................................................................. 19 2.7 Jenis-Jenis Cacat Pengecoran ........................................................................ 20

2.7.1 Porositas ............................................................................................... 24 2.8 Pengujian Spesimen ........................................................................................... 27

2.8.1 Pengujian Porositas ............................................................................... 27

BAB III METODE PENELITIAN ...................................................................... 33 3.1 Bahan dan Alat Penelitian ............................................................................. 33

3.1.1 Bahan Penelitian ................................................................................... 33 3.1.2 Alat Penelitian ....................................................................................... 35

3.2 PelaksanaanPenelitian ................................................................................... 41 3.2.1 Proses Pembuatan Spesimen (Proses Pengecoran) ............................... 41 3.2.2 Proses Pengujian Spesimen .................................................................. 43

vii

3.3 Diagram Alir Penelitian ................................................................................ 46 3.4 Tempat Penelitian ......................................................................................... 48

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................... 49

4.1 Data Hasil Penelitian ..................................................................................... 49 4.1.1 Data Temperatur Penuangan Pada Proses Pengecoran ......................... 49 4.1.2 Data Hasil Pengujian Densitas dan Porositas ....................................... 50 4.1.3 Data Hasil Pengujian SEM (Scanning Electron Microscopy) .............. 57

4.2 Pembahasan ................................................................................................... 58

BAB V PENUTUP ................................................................................................. 60 5.1 Kesimpulan .................................................................................................... 60 5.2 Saran .............................................................................................................. 60

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 61

LAMPIRAN ........................................................................................................... 64

LEMBAR PERNYATAAN .................................................................................. 76

LEMBAR ASISTENSI ......................................................................................... 77

SK SKRIPSI/PEMBIMBING .............................................................................. 79

viii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Tahap Proses Pengecoran Lost Foam.....................................................9 Gambar 2.2 Perkembangan Pasar Pengecoran Lost Foam........................................10 Gambar 2.3 Skema Terbentuknya gap antara Polystyrene Foam dengan cairan logam..........................................................................................................................13 Gambar 2.4 Skema Polimerisasi Polystyrene............................................................17 Gambar 2.5 Diagram fasa .........................................................................................19 Gambar 2.6 Porositas Gas..........................................................................................21 Gambar 2.7 Porositas Shrinkage................................................................................22 Gambar 2.8 Hot tear and Crack.................................................................................22 Gambar 2.9 Inclusion.................................................................................................23 Gambar 2.10 Misruns.................................................................................................23 Gambar 2.11 Cold Shut.............................................................................................24 Gambar 2.12 Pengukuran Densitas............................................................................29 Gambar 2.13 Perbandingan Hasil Uji SEM ..............................................................30 Gambar 2.14 Skema Kerja Dari SEM........................................................................31 Gambar.3.1.Aluminium..............................................................................................33 Gambar 3.2 Silikon.....................................................................................................34 Gambar 3.3 Pasir Cetak..............................................................................................34 Gambar 3.4 Dapur Peleburan (Krusibel)....................................................................35 Gambar 3.5 Blower.....................................................................................................35 Gambar 3.6 Kowi.......................................................................................................36 Gambar 3.7 Timbangan digital...................................................................................36 Gambar 3.8 Cetakan pasir...........................................................................................37 Gambar 3.9 Styrofoam...............................................................................................37 Gambar 3.10 Alat Pemotong Styrofoam....................................................................38 Gambar 3.11 AlatUji SEM (Secanning Electron Microscopy)..................................38 Gambar 3.12 Thermocouple dan Display...................................................................39 Gambar 3.13 Varnier Caliper.....................................................................................39 Gambar 3.14 Gergaji Tangan.....................................................................................40 Gambar 3.15 Amplas.................................................................................................40 Gambar 3.16 Autosol.................................................................................................41 Gambar 3.17 Kain Beludru .......................................................................................41 Gambar 3.18 (a) (Cetakan tiga dimensi penuh) , (b) ( bagian dalam cetakan)..........42 Gambar 3.19 Bentuk Spesimen.................................................................................45 Gambar 4.1 Grafik temperatur penuangan 6800C paduan aluminiumsilikon..........49 Gambar 4.2 Grafik temperatur penuangan 7300C paduan aluminium silikon........50 Gambar 4.3 Grafik temperatur penuangan 7800C paduan aluminium silikon........50 Gambar 4.4 Grafik besar densitas yang terjadi disetiap temperatur pada paduan aluminium silikon......................................................................................................55 Gambar 4.5 Grafik besar porositas yang terjadi disetiap temperatur pada paduan aluminium silicon.....................................................................................................56 Gambar 4.6 Skema paduan aluminium silikon (Al-7%Si).......................................57 Gambar 4.7 Skema paduan aluminium silikon (Al-7%Si).......................................57

ix

Gambar 4.8 Skema paduan aluminium silikon (Al-7%Si).......................................58

x

DAFTAR TABEL Halaman

Tabel 2.1 Cacat-Cacat Pengecoran.............................................................................25 Tabel 2.2 Sinyal-Sinyal Pada Alat Uji SEM..............................................................31 Tabel 4.1 Data Uji Densitas Paduan Aluminium Silikon (Al-7%Si).........................54 Tabel 4.2 Data Uji Porositas Paduan Aluminium Silikon (Al-7%Si)........................55

xi

DAFTAR RUMUS Halaman

Rumus 2.1 Densitas Sample.......................................................................................28 Rumus 2.2 Densitas Teoritis Aluminium Silikon.......................................................28 Rumus 2.3 Porositas...................................................................................................28