studi eksperimen pengaruh variasi dimensi cil...

CompanyName

STUDI EKSPERIMEN PENGARUH VARIASI DIMENSI CIL DALAM (INTERNAL CHILL) TERHADAP CACAT

PENYUSUTAN (SHRINKAGE) PADA PENGECORAN ALUMINIUM 6061

Oleh:NURHADI GINANJAR KUSUMA

NRP. 2111106036

JURUSAN TEKNIK MESINFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA

2014

Dosen Pembimbing :Indra Sidharta, ST, M.Sc

2

LATAR BELAKANG

PENDAHULUAN

Sumber : http://www.rusal.ru/en/

Index Of World Metal Consumption

3

LATAR BELAKANG

PENDAHULUAN

Pengecoran Produk hasil coran Cacat shrinkage

Mengubah dimensi hasil bendaPenambahan chiller

Cil dalam

Cacat Shrinkage

4

RUMUSAN MASALAH

Permasalahan yang akan dibahas dalam penelitian iniadalah bagaimana pengaruh variasi dimensi cil dalam(internal chill) terhadap cacat shrinkage padapengecoran aluminium 6061.

PENDAHULUAN (Lanjutan)

5

TUJUAN PENELITIAN

Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisapengaruh variasi dimensi material cil dalam (internalchill) terhadap cacat shrinkage pada pengecoranaluminium 6061.


6

BATASAN MASALAHBatasan masalah yang digunakan dalam penelitian ini yaitu :• Pasir cetak memiliki komposisi dan permeabilitas yang

seragam (homogen).• Temperatur ruangan dianggap konstan.• Temperatur tuang logam cair dianggap konstan.• Logam cair dianggap sebagai Newtonian Fluid.• Aliran logam cair pada saat melalui saluran dan rongga

cetakan adalah aliran yang tidak mampu mampat(incompressible).

• Gaya gesek selama logam cair mengalir melalui salurandan rongga cetakan dianggap sama.


7

MANFAAT PENELITIAN


• Mengembangkan teori dan teknologi penambahansistem pendingin (chiller) yang dapat diaplikasikanpada industri pengecoran logam.

• Meningkatkan produktifitas industri pengecoranserta dapat menghasilkan benda coran yangberkualitas baik.

8

SISTEM SALURAN

DASAR TEORI

Sistem saluran yang optimal berdasarkan AmericanFoundrymen’s Society (AFS) dapat dibuat berdasarkanketentuan sebagai berikut :1. Non pressurized dan gating ratio sprue : runner : gate

adalah 1 : 4 : 4 2. Saluran turun yang digunakan adalah square tapered

sprue3. Menggunakan cawan tuang.4. Menggunakan sprue base.5. Pengalir diletakkan di drag dan saluran masuk di kup.6. Menggunakan runner extension.

9

SISTEM SALURAN

DASAR TEORI (Lanjutan)

Keterangana) Cawan tuang (pouring

basin).b) Saluran turun (sprue).c) Saluran turun dasar

(sprue base)d) Pengalir (runner).e) Saluran masuk (ingate)f) Pengalir tambahan

(runner extention)

10

CIL


Cil adalah benda (terutama logam) yang diletakkan di bagiancetakan untuk mendinginkan coran secara cepat pada bagiantertentu.Macam-macam cil : Cil luar (external chill)

Cil dalam (internal chill) Cetakan logam

Cil luar Cil dalam Cetakan logam

Cil luarCil dalam

11

BAHAN CORAN


ALUMINIUM 6061

Titik lebur = 660,2 0 CBerat jenis = 2,7 gr/cm 3

Elemen Paduan Kelompok

Aluminium (min 99% atau lebih) 1xxx

Tembaga (Cu) 2xxx

Mangan (Mn) 3xxx

Silikon (Si) 4xxx

Magnesium (Mg) 5xxx

Magnesium dan Silikon (Mg dan Si) 6xxx

Seng (Zn) 7xxx

Elemen lain 8xxx

Seri yang belum digunakan 9xxx

Klasifikasi aluminium

Sifat-sifat :•Ringan •Tahan terhadap korosi •Mudah dalam pembentukannya •Konduktifitas listrik tinggi •Tangguh pada temperatur rendah •Tidak beracun•Mudah didaur ulang

12

BAHAN CIL


BAJA ST 41

Komposisi kimia Jumlah (%)

Karbon (C) 0,1149

Silikon (Si) 0,1816

Mangan (Mn) 0,5361

Phospor (P) 0,0152

Sufur (S) 0,0355

13DASAR TEORI (Lanjutan)

Ilustrasi shrinkage tiap fase

14TINJAUAN PUSTAKA

Penelitian yang dilakukan oleh Eko Sugiyarto yang berjudul STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH PENGGUNAAN CIL LUAR (EXTERNAL

CHILL) ATAU FIN PADA PENGECORAN ALUMINIUM TERHADAP PRESENTASE CACAT SHRINKAGE. Penelitian ini bertujuan untuk

mendapatkan efektifitas penggunaan dari cil luar (external chill) atau fin terhadap besarnya prosentase cacat shrinkage.

Penggunan cil luar (external chill) lebih efektif dibandingkan dengan fin. Terlihat dari besarnya prosentase cacat shrinkage yang dihasilkan (0,070-

0,0674%) oleh penggunan cil luar (external chill) jauh lebih kecil jikadibandingkan dengan penggunaan fin (0,0141-0,0870%).

15METODOLOGI PENELITIAN

DIAGRAM ALIR PENELITIAN

16METODOLOGI PENELITIAN (Lanjutan)

DIAGRAM ALIR PENELITIAN (Lanjutan)


PERISAPAN DATA AWAL

Bentuk dan dimensi pola

PERENCANAAN SISTEM SALURAN


Sprue

Well base

Runner Ingate

Internal chill

Sisi atas = 1,4 cm Sisi bawah = 1,1 cmTinggi= 10 cm

Ø = 2,8 cmTinggi= 4 cm

PERENCANAAN SISTEM SALURAN (Lanjutan)

Dimensi sistem saluran berdasarkan perhitungan sesuai dengan perencanaan American Foundrymen’s Society (AFS)

Panjang = 10 cmTinggi= 2 cmSisi 1 = 2,8 cmSisi 2 = 2 cm

Ø = 2 cmTinggi = 7 cm

Panjang = 5,5 cmTinggi= 2 cmSisi 1 = 2,8 cmSisi 2 = 2 cm

Termokopel


PROSES PENGECORANALAT DAN BAHAN

Pola benda dan sistem saluran Peralatan pembuat cetakan

Pasir cetak, bahan coran dan bahan cil Instalasi dapur pengecoran


PROSES PENGECORAN (Lanjutan)

PEMBUATAN CETAKAN

Penyaringan dan pencampuran pasir cetak Pembuatan cetakan bagian drug

Pengeringan selama 2 minggu Pembuatan cetakan bagian kup

Pola benda, cil dalam Runner, well base

Pasir muka Pasir kasar

Pasir kasarPasir muka

SpruePola benda dan cil


Peleburan aluminium

Penuangan logamPembongkaran cetakan

Pembuatan cawan tuang dan penempatan termokopel

Termokopel Cawan tuang

Temp. Peleburan (750 0 C)

Pengambilan data temperatur

PROSES PENGECORAN (Lanjutan)

22HASIL PERCOBAAN

PENGAMATAN CACATPENGAMATAN VISUAL

Tanpa penggunaan internal chill

Lokasi CacatCacat terletak pada bagian benda coran bagian tengah dan dekat dengan saluran masuk

Cacat Shrinkage

23HASIL PERCOBAAN

PENGAMATAN CACATPENGAMATAN VISUAL (Lanjutan)

Internal chill diameter 15 mm

Lokasi Cacat

Cacat terletak pada bagian yang dekat dengan internal chill dan dekat dengan saluran masuk

Cacat Shrinkage

Internal chill Ø 15 mm

24HASIL PERCOBAAN

PENGAMATAN CACAT


Lokasi CacatCacat terletak pada 2 bagian, masing-masing memiliki jarak yang tidak terlalu jauh dari internal chill dan salah satunya dekat ingate

Cacat Shrinkage


PENGAMATAN VISUAL (Lanjutan)

25HASIL PERCOBAAN (Lanjutan)

PENGAMATAN CACAT (Lanjutan)


Lokasi CacatCacat teletak pada 3 bagain, yang masing-masing memiliki jarak yang tidak terlalu jauh dari internal chill

Cacat Shrinkage


PENGAMATAN VISUAL (Lanjutan)

26

PENGUKURAN VOLUME SHRINKAGE

No Metode Pengecoran Prosentase volume shrinkage (%)

1 Tanpa cil dalam (internal chill) 3,172%

2 Internal chill dengan dimensi diameter 15 mm 7,932%




HASIL PERCOBAAN (Lanjutan)

%100xaVolumebend

nkageVolumeShri

Malam

27

HASIL PENGUKURAN TEMPERATUR

Grafik pengukuran temperatur


HASIL PERCOBAAN (Lanjutan)

0

100

200

300

400

500

600

700

0 40 80 120 160 200 240 280 320 360

Tem

pera

tur (

C)

Waktu (detik)

cil Ø 15 mm

cil Ø 20 mm

cil Ø 25 mm

28KESIMPULAN DAN SARAN

KESIMPULANDari hasil percobaan dan analisa yang telah dilakukan, didapatkan beberapakesimpulan antara lain :• Pada pengujian prosentase cacat shrinkage (penyusutan), didapatkan nilai

terkecil pada dimensi cil dalam (internal chill) diameter 25 mm sebesar2,379% dan terbesar pada dimensi 15 mm sebesar 7,932%. Nilaiprosentase cacat cenderung berkurang seiring dengan bertambahnyadiameter.

• Penggunaan internal chill kurang efektif pada benda hasil corandibandingkan dengan tanpa menggunakan internal chill karena benda cormemiliki ketebalan yang sama. Hal ini dapat dilihat dari perbedaanprosentase cacat yang dihasilkan tanpa internal chill sebesar 3,172%,sedangkan dengan menggunakan internal chill diameter 15 dan 20 sebesar7,932 dan 4,759%.


SARAN• Benda yang akan dibuat produk cor sebaiknya diberi

perbedaan ketebalan.• Perlu dilakukan pengukuran temperatur pada benda coran

mulai saat penuangan sampai dengan temperatur kamar.• Hasil percobaan yang dilakukan dapat dikembangkan dengan

menggunakan variasi jenis material dari internal chill.

studi eksperimen pengaruh variasi dimensi cil...

Documents