PENGARUH VOLUME EXOTHERMIC RISER TERHADAP CACAT SHRINKAGE PADA PENGECORAN ALUMINIUM 6061 DENGAN METODE SAND CASTING

Transkripsi

1 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 2, (2014) PENGARUH VOLUME EXOTHERMIC RISER TERHADAP CACAT SHRINKAGE PADA PENGECORAN ALUMINIUM 6061 DENGAN METODE SAND CASTING Muhammad M Munir, Indra Sidharta, Soeharto Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya sidharta@me.its.ac.id Abstrak Pada proses pengecoran aluminium 6061 dengan metode cetakan pasir sering terjadi cacat pada hasil coran yang salah satunya adalah cacat shrinkage. Upaya untuk mencegah terjadinya cacat shrinkage pada benda coran salah satunya adalah exothermic. Exothermic dibuat dari bahan exothermic yang dapat mempertahankan panas logam cair yang ada di sehingga dapat mengisi kekurangan logam cair yang terjadi pada benda cor akibat cacat shrinkage. Dibutuhkan penelitian tentang pengaruh volume exothermic untuk mencegah terjadinya cacat shrinkage pada benda kerja hasil coran. Penelitian ini dilakukan dengan cara simulasi software finite element dan eksperimen pengecoran logam aluminium Benda coran berbentuk kubus, open yang berbentuk tabung dan sistem saluran yang digunakan adalah bottom horizontal gating system. Simulasi dilakukan pada pengecoran tanpa, biasa dan exothermic. Volume divariasikan dengan cara merubah ukuran diameter yang mempunyai tinggi tetap dan ketebalan material exothermic juga tetap 5mm hingga didapatakan volume efektif tanpa terjadi cacat shrinkage pada benda coran. Eksperimen pengecoran dilakukan untuk mengetahui pengaruh volume exothermic sebenarnya pada proses pengecoran. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa semakin besar volume exothermic, semakin kecil terjadinya cacat shrinkage pada benda coran. Exothermic lebih efektif dibandingkan dengan biasa dalam upaya mencegah cacat shrinkage. Untuk benda uji kubus dengan volume mm 3 (p = l = t = 77mm), volume biasa yang dibutuhkan adalah ,43mm 3 (ø90 dan tinggi = ) sedangakan apabila menggunakan exothermic volume yang dibutuhkan lebih kecil yaitu ,93mm 3 (ø5, tinggi = dan tebal selimut = 5mm). Kata Kunci volume exothermic, cacat shrinkage, alumunium I. PENDAHULUAN Banyak dijumpai produk komponen otomotif, komponen pesawat terbang dan produk lainnya berbahan baku aluminium 6061 yang berbentuk sederhana maupun rumit merupakan hasil dari pengecoran dengan menggunakan metode cetakan pasir. Pada proses pengecoran aluminium 6061 dengan metode cetakan pasir sering terjadi cacat pada hasil coran yang salah satunya adalah cacat penyusutan (shrinkage). Cacat penyusutan (shrinkage) dapat dicegah salah satunya dengan saluran penambah () yang harus membeku lebih lambat dari produk cor. Agar dapat berfungsi lebih efektif digunakan exothermic yang dapat mempertahankan panas logam cair agar tidak mudah terlepas dari sehingga proses solidifikasi lebih lambat. Dimensi biasa juga dapat dikurangi dengan exothermic sehingga kebutuhan volume logam cair yang dituang semakin berkurang. II. TINJAUAN PUSTAKA A. Exothermic Exothermic merupakan saluran penambah yang mempunyai selimut terbuat dari material exothermic yang dapat menahan panas logam cair yang ada didalam tidak keluar. Selain itu material exothermic dapat menghasilkan energi panas ketika terjadi reaksi kimia sehingga temperatur logam cair yang ada di dalam exothermic tidak cepat membeku[3]. Terlihat dari gambar ilustrasi dibawah ini yang tanpa pelapis terjadi solidifikasi yang lebih cepat daripada dengan insulasi maupun dengan exothermic. Gambar 1. Ilustrasi Natural, insulating dan exothermic [4]. Exothermic lebih efektif digunakan untuk pengecoran benda yang relatif besar yang apabila menggunakan biasa akan memerlukan ukuran yang lebih besar sehingga logam cair yang digunakan dalam pengecoran akan lebih banyak. Exothermic dibuat dengan cara mencampurkan material exothermic pada pasir cetak pada daerah. Selain itu material exothermic juga dapat dibentuk seperti selimut atau selongsong (sleeve) dengan dimensi dan ketebalan tertentu yang disisipkan pada rongga atau diletakkan di luar cetakan[4]. Exothermic yang berbentuk selimut (sleeve) dapat dibuat dengan metode pembuatan inti yaitu bahan exothermic dicampur dengan air kemudian dikeraskan dengan cara dibakar, pengeringan udara atau menggunakan gas CO 2 [5]. Secara umum bahan pembentuk exothermic terdiri atas bahan tahan temperatur tinggi (refraktori), bahan yang menyebabkan terjadinya reaksi kimia (oksidasi) sehingga menimbulkan panas pada selimut (sleeve) dan bahan pengikat untuk dapat menyatukan bahan bahan pembentuknya[6]. Bahan bahan yang digunakan untuk membuat exothermic diantaranya adalah : a. Pasir Silika digunakan sebagai insulasi yang tahan terhadap temperatur tinggi. b. Pasir Zircon digunakan untuk menahan panas sama seperti pasir silika.

2 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 2, (2014) c. Bentonit atau water glass digunakan sebagai pengganti clay untuk mengikat atau juga sebagai perekat. d. Serbuk Aluminium. e. Iron oxide (Fe 3 O 4 ). f. Potassium Nitrate sebagai katalis pada reaksi exothermic. Reaksi kimia pada exothermic terjadi antara iron oxide (Fe 3 O 4 ) dengan bubuk aluminium (Aluminium powder) yang dipicu oleh temperatur logam cair lebih dari 300 o C dan menghasilkan energi panas. 3Fe 3 O 4 + 8Al = 4Al 2 O 3 + 9Fe kJ Penggunaan exothermic meningkatakan efisiensi penambah mencapai 70% sehingga dapat dibuat lebih kecil daripada normal. Selain iron oxide, material oksida yang dapat digunakan adalah oksida tembaga, oksida nikel, oksida kobalt dan oksida mangan[7]. B. Cacat shrinkage Adanya shrinkage sering ditandai dengan munculnya cekungan pada permukaan coran dan atau perubahan geometri sebagai akibat dari tekanan udara luar yang lebih besar dari tekanan didalam rongga-rongga shrinkage. Pada setiap pembuatan cetakan (mould) harus selalu memperhitungkan terjadinya penyusutan (shrinkage) setelah terjadi pembekuan. Hal itu terjadi karena adanya perubahan fase dari material cair menjadi padat sehingga akan terjadi perubahan volume. Jadi jika dibandingkan dengan ukuran pada rongga cetak, ukuran produk akan berbeda, yaitu ukurannya menjadi lebih kecil dibandingkan rongga cetaknya. Gambar 2 Cacat penyusutan (shringkage)[3]. C. Perencanaan Langkah-langkah perencanaan berdasarkan pendekatan Foseco Non Ferrous Foundryman s Handbook[8]. Menentukan nilai modulus (C%) C% = 14% untuk natural feeder. Menentukan nilai shrinkage pada paduan yang akan dicor (S%). Memperkirakan berat logam cair yang ada di dalam (W F ). W C adalah berat benda coran. W F = W C 100 S% C % 100 D. Studi Literatur Sebelumnya Yudhi Hermawan[1], melakukan penelitian tugas akhir dengan judul Simulasi Z-Cast dan Pengecoran Alumunium 6061 Variasi Letak Penambah Buta (Blind Riser) dan Temperatur Tuang Terhadap Cacat Shrinkage. Penelitian dilakukan dengan cara simulasi menggunakan software Z-Cast dan eksperimen. Berdasarkan hasil simulasi dan eksperimen didapatkan bahwa penambah buta (blind ) yang diletakkan ditengah spesimen paling efektif dalam meminimalisir terbentuknya cacat shrinkage dan temperatur tuang yang baik untuk alumunium 6061 pada penelitian ini adalah C, dimana cacat shrinkage yang terjadi pada benda coran relatif kecil. Richard A. Hardin, dkk[2] melakukan penelitian yang berjudul Riser Sleeve Properties for Steel Casting and Effect of Sleeve Type on Casting Yield yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh sleeve terhadap kecepatan solidifikasi dan menentukan tipe sleeves yang sesuai dan efektif untuk pengecoran baja. Penelitian dilakukan dengan cara melakukan simulasi menggunakan software magmasoft dan eksperimen pengecoran menggunakan exothermic dengan KALMINEX 2000 dan insulation sleeve KALMIN 70. Dimensi benda coran yang akan dibuat berbentuk kubus dan plat kotak. Percobaan untuk mengetahui performa dari exothermic KALMINEX 2000 dilakukan dengan cara mengukur laju solidifikasi logam cair didalam menggunkan thermocouple dibandingkan dengan cetakan yang tanpa menggunkan exothermic atau biasa. (a) (b) Gambar 3. Grafik laju pendinginan baja pada (a) dan grafik perubahan temperatur pada sleeve (sand 1 TC) dan cetakan pasir (sand 2 TC) (b) [2]. Pada Gambar 3 grafik (a) membandingkan laju solidifikasi antara penggunaan biasa (no sleeve) dan KALMINEX 2000 (with sleeve) bahwa laju pendinginan exothermic lebih lambat dari pada menggunakan biasa dengan selisih mencapai kurang lebih 1300 detik. Pada gambar grafik (b) menunjukkan bahwa bahan exothermic mampu menghasilkan panas yang lebih besar daripada biasa mencapai C. Oleh karena itu dapat diambil kesimpulan bahwa dengan menggunakan sleeve dapat memperlambat laju pendinginan dibandingkan dengan biasa. (a) (b) Gambar 4 Grafik laju pendinginan baja pada (a) Insulation sleeve KALMIN 70 dan (b) exothermic KALMINEX 2000[2]. Hasil percobaan dan simulasi menggunakan software didapatkan antara penggunaan Insulation sleeve KALMIN 70 dan exothermic KALMINEX 2000 dapat dilihat dari grafik gambar 4. Dapat diketahui pada grafik yang membandingkan laju solidifikasi antara penggunaan Insulation sleeve KALMIN 70 dan KALMINEX 2000 bahwa laju pendinginan exothermic lebih lambat dari

3 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 2, (2014) pada menggunkan Insulation sleeve KALMIN 70 mencapai kurang lebih 300 detik. Sehingga penggunaan KALMINEX 2000 lebih baik daripada KALMIN 70. III. METODE PENELITIAN Data awal dibutuhkan untuk melakukan perencanaan, simulasi dan proses pengecoran sebenarnya. Data tersebut merupakan data data yang mempunyai potensi berpengaruh pada permasalahan dan mendukung analisa dari permasalahan. Data data tersebut meliputi : Dimensi benda coran Benda coran berbentuk kubus sesuai dengan Indian Standart : 2009 untuk pengujian sleeve. adapun dimensinya sebagai berikut : Gambar 5. Dimensi benda coran Material benda coran Jenis material coran yang digunakan adalah Aluminium 6061, yang mempunyai berat jenis (ρ) = 2,7 gr/cm 3 = 0,0975 lb/in 3 dan temperatur melting = 625 o C. Material pasir cetak Material pasir cetak yang digunakan adalah pasir silika. A. Perencanaan sistem saluran dan Perancangan dimensi sistem saluran berdasarkan perhitungan sesuai dengan perencanaan American Foundrymen s Society (AFS) [9]. Setelah mendapatkan posisi shrinkage dilakukan simulasi kedua dengan memberikan biasa pada posisi shrinkage tersebut yang dimensinya sesuai dengan hasil perhitungan hingga didapatkan volume efektif biasa. Simulasi selanjutnya yaitu mengganti biasa dengan exothermic hingga didapatkan volume exothermic yang mampu mencegah terjadinya cacat shrinkage pada benda coran. Dari hasil simulasi akan didapatkan proses solidifikasi, letak shrinkage yang terjadi, persentase shrinkage dan temperatur pendinginan setiap detik. C. Eksperimen Pengecoran Eksperimen pengecoran dilakukan untuk mengetahui fenomena variasi volume exothermic dalam kegiatan pengecroan sebenarnya. Tahap tahap eksperimen pengecora adalah Pembuatan pola dan sistem saluran Pembuatan rangka cetak Pembuatan exothermic Persiapan alat dan bahan pembuatan cetakan pasir Pembuatan cetakan pasir Peleburan material aluminium 6061 Penuangan aluminium cair ke dalam cetakan Pembongkaran cetakan pasir Inspeksi hasil pengecoran Pengambilan Data eksperimen merupakan pengambilan data hasil pengukuran atau pengamatan yang dilakukan selama kegiatan penelitian. Data tersebut meliputi : 1. Parameter penuangan yang meliputi waktu tuang, ketinggian penuangan dan temperatur tuang. 2. Pengukuran temperatur pada menggunakan alat ukur yang thermocouple tipe k yang dipasang sesuai gambar 7 dengan peralatan akuisisi hasil perancangan sendiri. 3. Pengamatan visual terhadap shrinkage 4. Pengukuran volume shrinkage Gambar 6. Sistem saluran yang direncanakan Perencanaan biasa dilakukan dengan pendekatan teori Foseco Non Ferrous Foundryman s Handbook[8]. Dimensi yang didapatkan berdasarkan perhitungan adalah : Tinggi L = 75 mm Diameter D = 50 mm B. Simulasi Software Simulasi dengan software dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh penggunaan exothermic dengan variasi volume terhadap 1 cacat shrinkage yang terjadi. Simulasi pertama dilakukan pada benda cor tanpa saluran penambah untuk mengetahui posisi shrinkage yang terjadi. Gambar 7. Skema pengukuran temperatur dan peletakan thermocopule (a) tampak atas dan (b) tampak samping Eksperimen pengecoran yang dilakukan meliputi eksperimen pengecoran tanpa, pengecoran dengan biasa volume efektif hasil simulasi dan pengecroan dengan exothermic volume efektif. IV. DATA HASIL SIMULASI DAN EKSPERIMEN A. Data Hasil Simulasi Simulasi dilakukan pada pengecoran logam tanpa, pengecoran logam dengan biasa dan pengecroan logam dengan exothermic. Simulasi difokuskan pada proses solidifikasi dari benda cor yang berbentuk kubus

4 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 2, (2014) dengan dimensi panjang 77mm, lebar 77mm dan tinggi 77mm dengan dimensi sistem saluran dan volume yang disesuaikan hasil perhitungan dianggap sudah ideal. Parameter yang digunakan dalam simulasi disesuaikan dengan kondisi pengecoran sebenarnya meliputi : - Material pasir = pasir silika - Material = exothermic - Material logam cair = Aluminium Al-Mg-Si - Cara penuangan = Gravity filling - Temperatur ruang dan Temperatur awal cetakan = 27 0 C - Temperatur tuang = C dan koefisien perpindahan panas antara logam cair dengan cetakan = 200 W/m 2 K. Tabel 1. Variasi jenis, volume dan dimensi pada simulasi Simulasi Pengecoran tanpa Pengecoran dengan biasa Pengecoran dengan Exothermic Jenis Volume (mm 3 ) ø (mm) t (mm) Tebal material exothermic (mm) Riser biasa , Riser biasa , Riser biasa , Riser biasa , Riser biasa Riser biasa , Riser biasa , Riser biasa , Riser biasa , Exothermic , Exothermic , Exothermic , Exothermic , Exothermic Exothermic , Exothermic , Exothermic , Exothermic , Exothermic , Hasil simulasi didapatkan letak dan persentase cacat shrinkage serta perubahan tempertur logam cair yang ada di setiap detik. Berdasarkan hasil simulasi pengecoran tanpa didapatkan lokasi cacat shrinkage berada ditengah bagian atas benda kerja. oleh karena itu diperlukan yang dipasang pada bagian atas benda kerja untuk mengisi kekurangan logam cair akibat shrinkage. Gambar 9. Lokasi cacat shrinkage hasil simulasi setiap variasi volume biasa Persentase cacat shrinakage yang terjadi pada benda kerja dapat diliahat pada grafik gambar 10 dan hasil simulasi perubahan temperatur logam cair yang ada di ditunjukkan pada gambar 11. Gambar 10. Persentase cacat shrinkage hasil simulasi setiap variasi volume biasa Gambar 8 lokasi cacat shrinkage pada pengcroan tanpa Penggunaan biasa bertujuan untuk mencegah terjadinya cacat shrinkage pada benda kerja. Pada gambar 9 ditunjukkan pengaruh penggunaan biasa dengan variasi volume yang hingga tidak terjadi cacat shrinkage. Gambar 11. Temperatur pada logam cair yang ada di untuk setiap variasi volume biasa hasil simulasi

5 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 2, (2014) Simulasi pengecoran dengan exothermic bertujuan untuk mengetahui volume efektif dari exothermic. Menurut teori, volume exothermic lebih kecil dibandingkan volume biasa. Dilakukan variasi volume dengan cara mengurangi diameter biasa sebesar 5mm hingga terjadi cacat shrinkage pada benda kerja. hasil simulasi dapat dilihat pada gambar 12 untuk letak cacat shrinakge. Gambar 14. Temperatur pada logam cair yang ada di untuk setiap variasi volume exothermic hasil simulasi B. Data Hasil Eksperimen Adapun data parameter penuangan dan data hasil pengematan visual yang didapat dari penelitian pada masing masing cetakan adalah sebagai berikut. Tabel 2. Parameter penuangan aluminium cair Cetakan Temperatur Tinggi penuangan Waktu Penuangan di tungku Tuang (s) ( o (cm) C) Tanpa Dengan biasa ø90mm Dengan exothermic ø55mm Tabel 3. Hasil pengamatan secara visual pada benda kerja Cetakan Gambar benda hasil coran Keterangan Gambar 12. Lokasi cacat shrinkage hasil simulasi setiap variasi volume biasa Tanpa Dimensi benda : - Panjang = 77mm - Lebar = 77mm - Tinggi = 77mm Cacat shrinkage terletak pada bagian atas benda kerja. membentuk cekungan dengan kedalaman paling besar dipusat benda kerja 3mm Gambar 13. Persentase cacat shrinkage yang terjadi pada benda coran untuk setiap variasi volume exothermic hasil simulasi Hasil simulasi yang menunjukkan perubahan temperatur logam cair yang ada di exothermic ditunjukkan pada gambar 14. Dengan biasa ø90mm dan tinggi Dimensi benda : - Panjang = 77mm - Lebar = 77mm - Tinggi = 77mm Tidak terjadi cacat shrinkage pada benda kerja. bekerja efektif mencegah terjadinya cacat shrinkage pada benda coran.

6 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 2, (2014) Dengan exothermic ø55mm dan tinggi Dimensi benda : - Panjang = 77mm - Lebar = 77mm - Tinggi = 77mm Cacat shrinkage terjadi pada daerah tengah bagian atas benda coran yang membentuk cekungan lebih kecil dengan diameter 16mm dengan kedalaman 3mm. Tabel 4. Hasil pengamatan secara visual pada Cetakan Gambar hasil coran Keterangan Dengan biasa ø90mm dan tinggi Dengan exothermic ø55mm dan tinggi Cacat shrinkage terjadi pada bagian atas biasa membentuk cekungan dengan kedalaman mencapai 12mm. Cacat shrinkage terjadi pada bagian atas exothermic membentuk cekungan kebagian dalam hingga mencapai bagian atas benda coran. Selain pengamatan visual didapatkan data pengukuran volume shrinkage untuk mengetahui persentase shrinkage hasil pengecoran. Tabel 5. Pengukuran cacat shrinkage pada benda cor Volume shrinkage Benda hasil pengecoran ml (cm 3 %Shrinkage ) di benda cor Tanpa 74 17,5 Dengan biasa ø90mm 0 0 Dengan exothermic ø55mm 2 0,47 Tabel 6. Pengukuran cacat shrinkage pada Volume shrinkage Benda hasil pengecoran ml (cm 3 %Shrinkage ) di Dengan biasa ø90mm 52 0,98 Dengan exothermic ø55mm V. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN Pada simulasi pengecoran tanpa dilakukan untuk mengetahui letak dan persentase cacat shrinakage yang terjadi pada benda coran. Hasil dari simulasi didapatkan terjadi cacat shrinkage pada benda coran kubus standar. Selain disebabkan karena tidak menggunakan saluran penambah shrinkage terjadi karena benda kerja yang relatif tebal sehingga pembekuan yang tidak seragam terjadi pada logam cair yang menyebabkan daerah pembekuan terakhir terletak di tengah. Simulasi biasa dilakukan untuk mendapatkan volume yang mampu mencegah terjadinya cacat shrinkage. Simulasi dilakukan dengan menggunakan volume yang dijadikan acuan yaitu ,44mm 3 dan dilakukan penambahan pada variabel diameter sebesar 5mm jika masih terjadi cacat shrinkage pada benda kerja. Dari hasil simulasi didapatkan volume efektif untuk menanggulangi cacat Shrinkage pada benda kerja kubus adalah yang mempunyai volume ,43mm 3. Dari gambar 9 dan 10 dapat dilihat bahwa semakin besar volume biasa cacat shrinkage terletak pada dan persentase cacat shrinkage pada benda coran akan berkurang. Riser biasa yang mempunyai volume yang besar akan lebih mudah mencegah cacat shrinkage, dikarenakan yang mempunyai volume yang besar dapat memperlambat solidifikasi logam cair. logam cair yang tersedia di lebih banyak sehingga kebutuhan untuk mengisi benda cor yang menyusut akan terpenuhi sebelum logam cair di mengalami pembekuan sendiri. Semakin besar volume waktu yang dibutuhkan untuk mencapai temperatur solidus semakin lama sehingga dapat memberikan kesempatan logam cair untuk mengisi volume yang terjadi penyusutan pada benda kerja (lihat gambar 11). Berdasarkan hasil simulasi pengecoran menggunakan exothermic volume yang paling efektif adalah volume ,93mm 3. Dari gambar 14 ditunjukkan bahwa semakin besar volume exothermic laju pendinginan logam cair yang di lebih lambat. Hal ini dipengaruhi adanya penambahan selongsong material exothermic mampu mempertahankan temperatur logam cair yang ada di agar pendinginan lebih lambat disebabkan karena material exothermic sebagai insulasi yang dapat mencegah panas keluar melalui material exothermic dan exothermic menghasilkan panas sendiri dari adanya reaksi kimia yang mengahasilkan energi panas. Perbandingan hasil simulasi antara biasa dengan exothermic bertujuan untuk mengetahui efektifitas exothermic dalam menanggulangi cacat shrinkage. Dimensi yang akan dibandingkan adalah biasa dengan exothermic yang mempunyai volume yang sama ,93mm 3 diameter 55mm dan tinggi. Gambar 15. Hasil simulasi letak cacat Shrinkage dengan volume yang sama pada pengecoran logam dengan menggunakan: (a) Riser biasa dan (b) Exothermic Pada pengecoran dengan biasa dengan volume ,93mm 3, persentase cacat shrinkage yang terbentuk adalah 18,62% pada benda kerja sedangkan pada pengecoran dengan exothermic tidak terjadi cacat pada benda kerja, hanya terjadi penyusutan pada yang menandakan bekerja efektif. Perbedaan pengecoran dengan biasa dan exothermic adalah ketika logam cair dituang kedalam cetakan temperatur mengalami penurunan disebabkan karena perpindahan panas logam cair yang ada di ke udara

7 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 2, (2014) melalui open, jika menggunakan biasa perpindahan panas melalui pasir cetak dan perpindahan panas melalui exothermic jika pada pengecoran menggunakan exothermic. Perpindahan panas melalui pasir cenderung lebih cepat dibandingkan melalui exothermic karena exothermic selain berfungsi sebagai bahan insulasi juga dapat menghasilkan energi panas dari hasil reaksi kimia exothermic. Logam cair yang ada di exothermic temperaturnya ditahan dalam kondisi liquid lebih lama daripada biasa, sehingga logam cair dapat mengisi benda coran apabila terjadi cacat shrinkage. Berbeda dengan pasir cetak yang perindahan panasnya relatif cepat sehingga logam cair yang ada di lebih cepat membeku dan tidak bekerja secara efektif untuk mencegah cacat shrinkage. temperatur pasir cetak. Hal ini menunjukkan bahwa exothermic menimbulkan energi panas ketika terisi logam cair. Energi panas tersebut yang dapat mempertahan kan temperatur logam cair yang ada di agar tetap tinggi. Sedangkan pasir cetak lebih bersifat insulator yang hanya menghambat panas logam cair. Gambar 17 Temperatur dinding exothermic pada pengecoran dengan exothermic dan temperatur dinding pasir cetak pada pengecoran dengan biasa Gambar 16 Temperatur logam cair di pada pengecoran logam menggunakan biasa dan exothermic dengan volume yang sama ,93mm 3 hasil simulasi. Hasil eksperimen pengecoran logam tanpa menunjukkan terjadinya cacat shrinkage pada bagian atas benda coran. Volume cacat shrinkage yang terbentuk mencapai 17,5% dari benda coran. Dibutuhkan saluran penambah () yang diletakkan dibagian atas benda coran untuk mengisi kekurangan logam cair di bagian benda coran yang terjadi cacat shrinkage. Hasil eksperimen pengecoran logam dengan biasa menunjukkan pada benda kerja tidak terjadi cacat shrinkage, tetapi pada terjadi penyusutan volume yang ditunjukkan dengan bentuk cekung pada bagian atas dengan persentase 0,98% dari volume biasa. Hal ini menunjukkan bahwa bekerja secara efektif dalam mencegah terjadinya cacat shrinkage pada benda coran. Hasil eksperimen pengecoran logam dengan exothermic menunjukkan pada benda coran terjadi cacat shrinkage 0,47%, pada juga terjadi penyusutan volume yang ditunjukkan dengan bentuk rongga pada bagian tengah dengan persentase 1,05% dari volume biasa. Hal ini menunjukkan bahwa exothermic tidak efektif dalam mencegah terjadinya cacat shrinkage pada benda coran. Cacat shrinkage juga terjadi pada logam cair di yang menunjukkan bahwa logam cair yang ada di mengisi benda coran yang menyusut tetapi tidak efektif. Hal ini disebabkan karena temperatur tuang terlalu rendah yaitu C, sehingga logam cair yang ada di exothermic terlebih dahulu membeku sebelum sepenuhnya mengisi rongga akibat penyusutan pada benda coran. Jika membandingkan efektifitas material exothermic dan pasir cetak dapat dilihat pada gambar 17 yang didapatkan dari pengukuran temperatur pada kegiatan eksperimen, bahwa temperatur exothermic lebih tinggi dibandingkan dengan VI. KESIMPULAN 1. Semakin besar volume exothermic dapat mengurangi terjadinya cacat shrinkage pada benda coran. Tetapi semakin besar exothermic yang digunakan maka biaya produksi pengecoran semakin tinggi digunakan untuk pembuatan exothermic. Exothermic dapat mempertahankan temperatur logam cair di dengan berfungsi sebagai insulasi dan menghasilkan panas dari reaksi exothermic-nya sehingga logam cair tersebut dapat mengisi volume benda coran yang berkurang akibat cacat shrinkage. 2. Volume exothermic berpengaruh terhadap volume logam cair yang akan mengisi cacat shrinkage pada benda kerja. Jika volume lebih kecil daripada volume yang berkurang akibat cacat shrinkage pada benda coran, akan terjadi kekurangan logam cair untuk mencegah terjadinya cacat shrinkage. 3. Volume exothermic yang dapat mencegah cacat shrinkage lebih kecil daripada volume biasa. Berdasarkan hasil simulasi, volume exothermic yang dapat mencegah terjadinya cacat shrinkage untuk benda uji standar berbentuk kubus dengan dimensi p = l = t = 77mm adalah ,93mm 3 (ø55mm, tinggi = dan tebal selimut = 5mm). Sedangkan volume biasa untuk benda uji yang sama adalah ,43mm 3 (ø90 dan tinggi = ) DAFTAR PUSTAKA [1] Hermawan, Yudhi, Simulasi Z-CAST dan Pengecoran Alumunium 6061 Variasi Letak Penambah Buta (Blind Riser) dan Temperatur Tuang Terhadap Cacat Shrinkage, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Mesin Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya. [2] Richard A. H, Thomas J.W dan Beckermann C, Riser Sleeves Properties for Steel Casting and the Effect of Sleeve Type on Casting Yield. Proceeding of the 67th SFSA Technical and Operating Conference. The University of Iowa, Iowa City.

8 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 2, (2014) [3] BEELY, P.R FOUNDRY TECHNOLOGY. OXFORD: BUTTERWORTH-HEINEMANN. [4] The Metal Casting Operation <URL: g_operation.html> [5] Jain P. L Principles of Foundry Technology 4 th edition. New-Delhi: Tata McGraw-Hill Education. [6] Strauss. K dan Boddey F. R UNITED STATES PATENT OFFICE: Exothermically Reacting Sleeves Risers. Great Britain. [7] Taylor F. H, Flemings M. C, Wulff J Foundry Engineering, Wiley Estern Limited. [8] Brown, John. R Foseco Non Ferrous Foundryman s Handbook. 11 th edition. Oxford: Butterworth-Heinemann. [9] American Foundrymen s Society Training & Research Institute Basic Principle of Gating and Risering. Golf&Wolf Roads Des Plainers Illinois.