PENGARUH BENTUK RISER TERHADAP CACAT PENYUSUTAN DAN POROSITAS PRODUK COR ALUMINIUM CETAKAN PASIR DENGAN METODE LOST FOAM CASTING

Transkripsi

1 PENGARUH BENTUK RISER TERHADAP CACAT PENYUSUTAN DAN POROSITAS PRODUK COR ALUMINIUM CETAKAN PASIR DENGAN METODE LOST FOAM CASTING SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Oleh: Tri Haryono NIM. I JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit 2013 to user

2 iii

3 PERSEMBAHAN Kupersembahkan karya sederhana ini kepada : Ibunda Sri Wahyuni dan Ayahanda Sunarto terimakasih atas doa, tetesan air mata, dan semua nasehat yang menjadikan ananda bisa seperti sekarang. Saudara tercinta Edi Wartono dan Agus Setiyanto terimakasih atas semua dukungan dan do a kepada adikmu ini. Buat teman-teman yang ada di kos SS dan Widuri terimaksih sudah memberi bantuan dan dukungannya. Terimaksih buat baja hitam yang selalu mengantarkan kemanapun kaki ini untuk melangkah iv

4 MOTTO Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah nasib suatu kaum hingga mereka mengubah diri mereka sendiri (Q.S. Ar-Ra d:11) Maka sesungguhnya bersama kesulitan itu ada kemudahan. Sesungguhnya bersama kesulitan itu ada kemudahan (Q.S. Al-Insyirah: 5-6) Jadilah seluruh kehidupanmu, wujudmu, dalam cara dan tujuanmu, kesemuanya demi karena Allah semata (Abdul Halim Mahmud) Pendidikan mempunyai akar yang pahit, tapi buahnya manis (Aristoteles) Kegagalan bukanlah akhir dari perjalanan, karena akan selalu ada kesempatan dan harapan selama kamu mau mencoba dan berusaha (Penulis) v

5 Pengaruh Bentuk Riser Terhadap Cacat Penyusutan Dan Porositas Produk Cor Aluminium Cetakan Pasir Dengan Metode Lost Foam Casting Tri Haryono JurusanTeknikMesin Fakultas TeknikUniversitasSebelasMaret Surakarta, Indonesia Abstrak Penelitian ini mengenai pengaruh bentuk riser terhadap cacat penyusutan dan porositas, pada produk cor dengan metode lost foam. Penelitian ini menggunakan bahan baku dari limbah aluminium bus piston. Bentuk riser yang digunakan dalam penelitian ini adalah kerucut terpancung, silinder, dan balok. Pada pengujian cacat penyusutan, volume pola dibandingkan dengan volume produk cor. Pengujian cacat porositas dilakukan dengan cara membandingkan antara densitas teoritis dengan densitas terukur. Pengujian densitas teoritis dilakukan sesuai dengan standar ASTM E-252. Hasil penelitian menunjukkan bahwa cacat penyusutan yang rendah terjadi pada percobaan menggunakan riser berbentuk kerucut terpancung, dengan persentase sebesar 1,11%. Cacat porositas yang rendah terjadi pada riser berbentuk balok, dengan persentase 2,10%. Kata kunci : Saluran penambah, Penyusutan, Porositas, Paduan aluminium. vi

6 The Influence Of Riser Form To Shrinkage And Porosity Defect Of Aluminum Castings Using Sand Molds Products By Lost Foam Casting Method Tri Haryono Departement of Mechanical Engineering Engineering Faculty of SebelasMaret University Surakarta, Indonesia Abstract This research aimed to determine the shape and dimensions of the riser that influence the occurrence of shrinkage defects and porosity in castings by lost foam casting method. The raw material of aluminium alloy is derived from bus piston. The variaton in this research with 3 shape of risers were determined to be truncated cones, cylinders and beam. The observation of shrinkage cavity was done by comparing the volume pattern with the volume of cast product. Then porosity was tested by comparing the true density to the apparent density. ASTM E-252 was used to calculate true density. Conclusion of this experiment,the lowest shrinkage was found in truncated cone, with the percentage of 1.11 %. The lowest porosity was found in beam, with the percentage of 2.10 %. Keywords : Riser shape, Shrinkage, Porosity, Aluminum alloy. vii

7 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul Pengaruh Bentuk Riser Terhadap Cacat Penyusutan Dan Cacat Porositas Produk Cor Aluminium Cetakan Pasir Dengan Metode Lost Foam Casting ini dengan baik. Adapun tujuan dari penulisan skripsi ini adalah sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana teknik di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Dalam penulisan skripsi ini penulis banyak menemui kesulitan yang dapat terselesaikan berkat bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan secara moral, material, dan spiritual. 2. Bapak Didik Djoko Susilo, ST. MT sebagai Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Bapak Bambang Kusharjanta, ST. MT dan Bapak Wahyu Purwo Raharjo, ST. MT atas bimbingan yang diberikan kepada penulis. 4. Bapak Heru Sukanto, ST. MT dan Bapak Teguh Triyono, ST sebagai dosen penguji. 5. Staf tata usaha Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 6. Mas Maruto, Mas Endri,dan Mas Arifin atas bantuannya dalam pengambilan data. 7. Staf Laboratorium Pengujian Bahan Politeknik Manufaktur Ceper. 8. Eko Sriwahyudi dan Agus Sunanto atas semua bantuan selama mengerjakan skripsi ini, semoga langkah kalian senantiasa diberkahi Tuhan. 9. Terimakasih buat teman-teman Non Reg dan Reguler atas do a serta dukungannya. viii

8 Tidak lupa penulis menyampaikan terima kasih kepada pihak pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Penulis sangat menyadari atas banyaknya kekurangan dalam penyusunan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis memohon maaf atas segala kekurangan dalam penyusunan skripsi ini. Kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan bagi pembaca pada umumnya. Terima kasih. Surakarta, Juni 2013 Penulis ix

9 DAFTAR ISI Halaman Judul... i Halaman Surat Penugasan... ii Halaman Pengesahan... iii Halaman Persembahan... iv Halaman Motto... v Halaman Abstrak... vi Kata Pengantar... viii Daftar Isi... x Daftar Tabel... xii Daftar Gambar... xiii Daftar Notasi... xiv Daftar Lampiran... xv BAB I Pendahuluan Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan... 3 BAB II Dasar Teori Tinjauan Pustaka Dasar Teori Proses Pengecoran Pola Polystyrene Foam Saluran Penambah (Riser) Saluran Masuk (ingate) Saluran Turun (sprue) Coating atau Pelapis Pola Pasir Cetak Aluminium Paduan Pembekuan Logam Metalografi Cacat Penyusutan (Shrinkage Defects) Perhitungan Modulus Cor Cacat Porositas Hipotesis BAB III MetodologiPenelitian Tempat Penelitian Alatdan Bahan Penelitian Prosedur Penelitian Persiapan Pola Pelapisan Pola Styrofoam Pembuatan Cetakan Pasir Tahap Peleburan commit Logam... to user 20 x

10 3.3.5 Tahap Penuangan Logam Cair Tahap Pembongkaran Cetakan Pasir Pengujian Cacat Penyusutan Pengujian Cacat Porositas Pengamatan Struktur Mikro Analisa Data Jumlah Spesimen Pengujian Diagram Alir Penelitian BAB IV Data Dan Analisis Produk Cor Hasil Pengecoran Pola Styrofoam Cacat Penyusutan Perhitungan Modulus Cor Persentase Penyusutan Produk Cor Pengamatan Rongga Penyusutan Persentase Porositas BAB V Kesimpulan Dan Saran Kesimpulan Saran Daftar Pustaka Lampiran xi

11 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Jumlah Spesimen Pengujian Tabel 4.1 Hasil Uji Komposisi Kimia Tabel 4.2 Nilai Modulus Cor Saluran Penambah (Riser) Tabel 4.3 Volume Produk Cor Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Persentase Penyusutan Tabel 4.5 Data Perhitungan Densitas Nyata Sesuai ASTM E Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Densitas Semu Tabel 4.7 Persentase Porositas xii

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Tahap Proses Pengecoran Lost Foam... 5 Gambar 2.2 Saluran Penambah (riser)... 7 Gambar 2.3 Saluran Masuk... 7 Gambar 2.4 Diagram Fasa Paduan Al-Si... 9 Gambar 2.5 Pembekuan Logam Gambar 2.6 Tahap Persiapan Metalografi Gambar 2.7 Bentuk Cacat Shrinkage Gambar 2.8 Cacat Porositas Al-Si Gambar 3.1 Pola Riser Kerucut Terpancung Gambar 3.2 Pola Riser Silinder Gambar 3.3 Pola Riser Balok Gambar 3.4 Penambah Berbentuk Kerucut Terpancung Gambar 3.5 Penambah Berbentuk Silinder Gambar 3.6 Penambah Berbentuk Balok Gambar 3.7 Saluran Turun (Sprue) Gambar 3.8 Saluran Masuk Tampak Depan Gambar 3.9 Saluran Masuk Tampak Samping Gambar 3.10 Penampang Benda Cor Tampak Depan Gambar 3.11 Penampang Benda Cor Tampak Atas Gambar 3.12 Potongan Spesimen Pengamatan Rongga Penyusutan Gambar 3.13 Diagram Alir Penelitian Gambar 4.1 Produk Cor Dengan Variasi I, II, dan III Gambar 4.2 Spesimen Pengujian Cacat Penyusutan Gambar 4.3 Hubungan Antara Persentase Penyusutan Variasi Bentuk Riser Gambar 4.4 Cacat Rongga Penyusutan Pada Produk Cor Gambar 4.5 Sampel Uji Densitas Gambar 4.6 Hubungan Antara Persentase Porositas Variasi Bentuk Riser Gambar 4.7 Struktur Makro Sampel Uji Variasi I Gambar 4.8 Struktur Makro Sampel Uji Variasi II Gambar 4.9 Struktur Makro Sampel Uji Variasi III xiii

13 DAFTAR NOTASI M c : Modulus Cor M r : Modulus Riser m : Massa Produk cor % S : Persentase Penyusutan % P : Persentase Porositas Produk Cor V c : Volume Cor V cetakan : Volume Cetakan V produk : Volume Produk ρo : True Density ρs : Apparent Density W udara : Berat di Udara : Berat di Air W air xiv

14 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Data Hasil Pengujian Lampiran 2. Alat dan Bahan Lampiran 3. Hasil Pengecoran Lampiran 4. Hasil Pengujian Komposisi Kimia Lampiran 5. Proses Pengujian Kimia Metalscan Lampiran 6. Perhitungan Variasi Bentuk Riser xv