METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu 3.1.1 Tempat penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di berbagai tempat sesuai dengan jenis kegiatan yang dilakukan di antaranya :
1. PT. Karya Deli Steelindo Medan, untuk melakukan peleburan dan pengecoran (Lay out terlampir)
2. Laboratorium Metalurgi, Dep.Teknik Mesin FT USU Medan, untuk melakukan pengujian kekerasan dan metalograpi.
3. Laboratorium Teknik Mesin Polmed Medan, untuk pengujian tarik. 4. Laboratorium Baristand Industri Medan, untuk pembuatan mesin sentrifugal, pembuatan sampel uji tarik, kekerasan dan metalograpi.
3.1.2 Waktu pelaksanaan
Waktu pelaksanaan penelitian dilaksanakan selama enam bulan.
3.2 Bahan, Peralatan, dan Metode 3.2.1 Bahan
1. Bahan baku, terdiri dari besi cor kelabu dan baja
2. Bahan paduan, terdiri dari karbon (C), ferro silisium (FeSi75) dan ferro mangan (FeMn75)
3. Bahan Penolong terdiri dari slag remover dan inoculant
Skrap besi cor kelabu yang digunakan sebagai bahan baku pada penelitian ini adalah skrap besi cor kelabu berupa skrap balik pada saat pembuatan besi cor kelabu jenis FC 300. Skrap ini berasal dari saluran tuang, pengalir, saluran masuk, penambah dan coran yang gagal. Pemilihan bahan ini dilakukan karena komposisi bahan sudah mendekati komposisi yang diinginkan.
Skrap baja memiliki kadar karbon yang rendah sehingga apabila pada pengecekan komposisi ternyata kadar karbonnya terlalu tinggi maka skrap baja ditambahkan pada saat peleburan untuk menurunkan kadar karbon dimaksud. Skrap baja ini dapat berasal dari plat-plat baja yang tersisa pada industri karoseri mobil.
Bahan paduan seperti karbon (C), ferro silisium (FeSi75), ferro mangan (FeMn75) digunakan untuk menambah kandungan unsur yang berkurang selama proses peleburan.
Bahan penolong pada peleburan digunakan untuk mempermudah proses peleburan. Pada saat peleburan berlangsung, timbul terak yang mengapung pada permukaan logam cair. Terak ini terjadi akibat adanya reaksi kimia dari logam cair dengan oksigen yang terdapat pada udara, untuk membuang terak ini digunakan slag
remover yang berupa butiran dan ditaburkan di atas logam cair sehingga terak mengumpul dan mudah dikeluarkan.
Sebelum penuangan dilakukan proses inokulasi, inokulan yang berupa butiran halus dimasukkan ke dalam dasar ledel kemudian logam cair dituangkan, sehingga inokulan dapat tercampur dengan baik dalam logam cair, inokulan berfungsi untuk membentuk pengintian sehingga karbon memisahkan diri dan membentuk grafit. Bahan inokulan yang diberikan memiliki komposisi C = (0,50 – 0.30) %, Si = (45 – 60 ) %, Al = (0,50 – 4,00) % dan Mg = (0,40 – 1,50) %. Pemakaian bahan inokulan relatif rendah yaitu antara 0,05 sampai dengan 0,60 % dari cairan logam yang akan diinokulasi, pada penelitian ini jumlah inokulan yang diberikan adalah 0,1 %.
Bahan baku dan bahan paduan dilebur dan dijadikan menjadi material yang digunakan untuk membuat bahan silinder liner yaitu besi cor kelabu kelas FC 300 dengan komposisi unsur pemadu yang terdiri dari karbon (C) = (2,95 - 3,10) %, silikon (Si) = (1,70 – 2,00) %, mangan (Mn) = (0,40 – 0,70) %, sulfur (S) <0,10 %, dan phospor (P)<0,20 % (JIS G.5501).
3.2.2 Peralatan
Peralatan utama yang digunakan pada penelitian ini adalah tanur listrik induksi dan mesin cetak sentrifugal mendatar. Tanur listrik induksi digunakan untuk melebur bahan baku dan bahan paduan untuk menghasilkan material FC 300 dan mesin cetak sentrifugal digunakan pada proses pengecoran bahan silinder liner dengan variasi putaran cetakan sebanyak enam variasi.
Spesifikasi tanur listrik induksi:
Jenis tanur : Tanur listrik induksi
Kapasitas : 500 kg/muatan
Frekuensi : 1000 HZ
Merek : Inductotherm
Mesin Cetak Sentrifugal dibuat di Balai Riset dan Standardisasi Industri Medan dengan cara mengadopsi Mesin Cetak Sentrifugal pada pabrik pengecoran HRC Medan dan Tulsa Centrifugal Casting Machines LLC, USA. Mesin ini dilengkapi dengan alat kontrol putaran sehingga pada pembuatan sampel, putaran mesin dapat diatur sesuai dengan putaran yang rencanakan, mesin cetak sentrifugal yang digunakan pada penelitian ini ditunjukkan pada Gambar 3.1.
Spesifikasi mesin cetak sentrifugal:
Tipe : Mendatar
Kapasitas : Maksimum 25 kg
Putaran Cetakan : 800 s/d 1800 rpm
Cetakan : Diameter cavity 105 mm, panjang 165 mm
Gambar 3.1 Mesin Cetak Sentrifugal
Mesin cetak sentrifugal ini digerakkan oleh motor listrik yang dihubungkan dengan V- belt. Cetakan permanen dihubungkan pada salah satu ujung poros dengan sambungan ulir dan pada ujung yang lain dipasang puli dengan sambungan pasak. Puli pada motor listrik dan poros dibuat dengan ukuran yang sama, sehingga putaran motor sama dengan putaran cetakan. Untuk mengatur putaran motor digunakan inverter, dengan mengubah frekwensi arus listrik pada inverter maka putaran motor juga berubah. Pada inverter telah dibuat rangkaian elektronika sedemikian rupa sehingga frekwensi arus listrik sebesar 1 Hz akan memberikan putaran poros motor listrik sebesar 30 rpm. Rumus kecepatan putar motor induksi adalah:
... (3.1)
nm =
(1-s)f x 60
nm = kecepatan putar motor, rpm s = slip
f = frekwensi, Hz p = jumlah pasang kutup
Dari rumus (3.1) dapat dilihat bahwa putaran motor adalah fungsi dari frekuensi, sehingga dengan merubah frekwensi maka putaran motor dapat diubah.
Daftar peralatan yang digunakan pada penelitian ini ditabelkan pada Tabel 3.1. Tabel 3.1 Daftar Peralatan
No Nama Peralatan Fungsi Parameter
1 Tanur listrik induksi Pencairan logam
2 Timbangan Penimbangan berat bahan. baku,
paduan , penolong kg
3 Ladel tuang
Pembawa cairan logam,
penuangan 4
Sendok-sendok
peleburan Peleburan, pembuangan terak
5 Thermocouple Pengukuran suhu logam cair 0C
6 Cill test
Pembuatan spesimen uji
komposisi unsur %
7 Spectrometer Pengujian komposisi unsur %
8 Mesin cetak sentrifugal Pengecoran bahan silinder liner 0C
9 Burner Pemanaskan cetakan logam 0C
10 Infrared thermocouple Pengukuran suhu cetakan, logam
cair
0 C
11 Tachometer Pengukuran putaran cetakan rpm
12 Mesin gergaji Penyiapan spesimen uji tarik, kekerasan, metalograpi
13 Mesin bubut Pembentukan spesimen uji tarik,
kekerasan, metalograpi
Standar pengujian 14 Mistar ukur Pengukuran spesimen uji Milimeter 15 Mesin uji tarik Pengujian kuat tarik Pascal 16 Mesin gerinda duduk Penyiapan spesimen uji,
kekerasan, metalograpi 17 Mesin amplas Penyiapan spesimen uji,
kekerasan, struktur mikro
Kehalusan kertas pasir,
powder
18 Hardnes terster Pengujian kekerasan BHN
19 Metalurgical
microscope
3.2.3 Metode
Sampel uji pada penelitian ini adalah bahan untuk silinder liner mesin diesel Kubota type A70 yang dihasilkan melalui proses pengecoran sentrifugal. Bentuk dan ukuran bahan silinder liner yang dibuat berbentuk silinder berongga dengan ukuran coran sebelum dimesin (as-cast), diameter luar (D) = 105 mm, diameter dalam (d) = 60 mm dan panjang (L) = 165 mm.
Material yang digunakan pada pembuatan sampel uji ini adalah besi cor kelabu kelas FC 300, dengan berat jenis (ρ) = 7,2 kg/dm3 dilebur pada tanur listrik induksi. Pengeluaran cairan logam dari tanur listrik induksi dilakukan pada suhu 1450 0
C, ditampung dengan menggunakan ledel dan dilakukan pengecoran pada mesin sentrifugal dengan suhu 1400 0C.
Pembuatan sampel uji pada mesin sentrifugal, dilakukan dengan memvariasikan putaran cetakan sebanyak enam variasi, yaitu pada putaran cetakan n1 = 900 rpm, n2 = 1100 rpm, n3 = 1300 rpm, n4 = 1450 rpm, n5 = 1600 rpm dan n6 = 1700 rpm. Dari tiap-tiap sampel uji yang dihasilkan melalui variasi putaran, dibuat spesimen uji tarik, kekerasan dan metalograpi. Data yang diperoleh dari masing-masing pengujian dianalisa dan selanjutnya diambil kesimpulan.
3.2.3.1 Penentuan variasi putaran cetakan
Pada umumnya cetakan diputar pada kecepatan yang memberikan gaya sentrifugal sebesar 40 – 60 kali gravitasi pada diameter dalam tuangan (Nathan Janco, 1992).
Untuk melihat pengaruh putaran terhadap sifat mekanik besi cor kelabu ini dipilih kecepatan putar cetakan di bawah dan di atas kecepatan putar cetakan yang umum digunakan. Pada penelitian ini ditentukan enam variasi kecepatan putar cetakan yang memberikan gaya sentrifugal pada diameter dalam coran sebesar: 20G, 30G, 40G, 50G, 60G dan 70G.
Karena bentuk dari silinder liner yang dihasilkan adalah coran yang berbentuk silinder berongga maka volume coran dapat dihitung dengan rumus
V = π/4 L(D2 – d2) ... (3.2) V = volume coran, mm3
D = diameter luar coran = 105 mm d = diameter dalam coran = 60 mm L = panjang coran = 165 mm
Dengan memakai rumus (3.2) diperoleh volume coran V, mm3 yaitu V = 3.14 / 4 x (1052 – 602)
V = 961723,1 mm3 atau 0,9617231 dm3
Berat jenis dari besi cor (ρ) = 7,2 maka diperoleh berat coran W, adalah W = V x ρ
= 0.9617231 x 7,2 = 6,924 kg
Massa coran (m) adalah berat coran dibagi dengan gravitasi, maka diperoleh m = 6,924/9.81 = 0,70585 kg
Untuk coran silinder liner yang diputar dan memberikan gaya F sebesar 20G pada diameter dalam coran, maka besarnya putaran cetakan (n) rpm, dapat dihitung dengan menggunakan hukum Newton ke dua dan persamaan (2.8). Dari hukum
Newton ke dua F = m a , diperoleh percepatan,
a = F/m
F = gaya sentrifugal pada 20G = 20 x 91,8 = 196,2 N m = massa coran = 0,70585 kg,
maka percepatan adalah,
a = 196,2/0,70585 = 277,96202 m/det2
Dari rumus (2.8) a = ω2r, diperoleh kecepatan sudut
ω = √ a/r a = percepatan = 277,96202 m/det2 r = jari-jari coran = 0.03 m
ω = √277,96202/0,03 = 96,256951 rad/det.
Dari kecepatan sudut ω = 2.π n/60, diperoleh putaran cetakan sebesar, n = ω.60)/ 2.π
= (96.256951 x 60 )/ (2 x 3.14)
Untuk variasi kecepatan putar cetakan yang memberikan gaya sentrifugal pada diameter dalam coran sebesar: 20G, 30G, 40G, 50G, 60G, dan 70G, diperoleh putaran cetakan seperti yang ditunjukan pada Tabel 3.2.
Tabel 3.2 Variasi Putaran Cetakan
Gaya Percepatan Kecepatan Sudut Putaran Cetakan Gaya
Sentrifugal F (Newton) a (m/s) (rad/det) n (rpm) 20G 196.2 277.96202 96.256951 n1 = 900 30G 294.3 416.94303 117.89021 n2 = 1100 40G 392.4 555.92403 136.12789 n3 = 1300 50G 490.5 694.90504 152.19560 n4 = 1450 60G 588.6 833.88605 166.72193 n5 = 1600 70G 686.7 972.86706 180.08027 n6 = 1700
Pada penelitian ini, pengecoran dilakukan pada cetakan permanen yang ukurannya telah ditentukan yaitu panjang (L) = 165 mm dan diameter kaviti cetakan (D) = 105 mm. Pada cetakan ini dicorkan logam cair sebanyak 6,924 kg maka dihasilkan coran yang berbentuk silinder yang memiliki ukuran panjang (L) = 165 mm, diameter luar (D) = 105 mm dan diameter dalam (d) = 60 mm.
Jika cetakan diganti dan ukurannya dirubah menjadi lebih pendek atau lebih panjang dengan diameter kaviti cetakan tetap sama, kemudian dilakukan pengecoran dengan menggunakan logam cair dengan bahan dan berat yang sama maka ukuran coran yang dihasilkan akan berbeda. Perubahan ukuran ini diakibatkan oleh perubahan luas kaviti cetakan yang akan diisi oleh logam cair tersebut. Semakin panjang ukuran cetakan yang digunakan maka diameter dalam dari coran akan semakin besar, sehingga tebal coran yang dihasilkan menjadi semakin tipis.
Hubungan ukuran coran dengan perubahan panjang cetakan ditunjukkan pada Tabel 3.3
Tabel 3.3 Hasil Perhitungan dari Pengaruh Perubahan Panjang Cetakan Terhadap Putaran Cetakan
Panjang (L,mm) Diameter luar (D,mm) Diameter dalam (d,mm) Tebal coran (t,mm) Gaya sentrifugal pada 20G (F,N) Percepatan a (m/s) Percepatan sudut (ω ,rad/det) Putaran cetakan (n,rpm) 155 105 55.87 24.57 196.2 277.96202 99.76 953.07 160 105 58.03 23.48 196.2 277.96202 97.87 935.10 165 105 60.00 22.50 196.2 277.96202 96.26 919.65 170 105 61.79 21.60 196.2 277.96202 94.85 906.21 175 105 63.44 20.78 196.2 277.96202 93.61 894.39
Jika cetakan diganti dan ukurannya diameter kaviti cetakannya dirubah menjadi lebih besar atau lebih kecil dengan panjang tetap, kemudian dilakukan pengecoran dengan menggunakan logam cair dengan bahan dan berat yang sama maka ukuran coran yang dihasilkan akan berbeda. Perubahan ukuran ini diakibatkan oleh perubahan luas kaviti cetakan yang akan diisi oleh logam cair tersebut. Semakin besar diameter kaviti cetakan yang digunakan maka diameter dalam dari coran akan semakin besar sehingga tebal coran yang dihasilkan akan semakin tipis. Hubungan ukuran coran dengan perubahan diameter kaviti cetakan ditunjukkan pada Tabel 3.4
Tabel 3.4 Hasil Perhitungan dari Pengaruh Perubahan Diameter Luar Cetakan Terhadap Putaran Cetakan
Panjang (L,mm) Diameter Luar (D,mm) Diameter Dalam (d,mm) Tebal Coran (t,mm) Gaya Sentrifugal pada 20G (F,N) Percepatan a (m/s) Percepatan Sudut (ω ,rad/det) Putaran Cetakan (n,rpm) 165 95 40.00 27.50 196.2 277.96202 117.89 1126.34 165 100 50.74 24.63 196.2 277.96202 104.67 1000.01 165 105 60.00 22.50 196.2 277.96202 96.26 919.65 165 110 68.37 20.81 196.2 277.96202 90.17 861.50 165 115 76.16 19.42 196.2 277.96202 85.44 816.29
3.2.3.2 Peleburan
Untuk menghasilkan besi cor kelabu kelas FC 300 dengan komposisi unsur pemadu yang terdiri dari karbon (C) = (2,95 - 3,10) %, silikon (Si) = (1,70 – 2,00) %, mangan (Mn) = (0,40 – 0,70) %, sulfur (S) <0,10 %, dan phospor (P)<0,20 %,
dilakukan persiapan peleburan yang meliputi pemilihan bahan baku, peramuan bahan proses peleburan dan pengontrolan suhu.
Bahan baku yang digunakan adalah besi cor kelabu dan baja, bahan-bahan ini dipotong sesuai dengan ukuran tanur listrik yang digunakan. Bahan baku harus bersih dari karat, minyak, bekas cat dan kotoran lainnya. Unsur yang terdapat pada bahan baku harus diketahui terlebih dahulu agar dapat dilakukan peramuan terhadap bahan-bahan ini sehingga ketika bahan-bahan pengecoran dilebur, komposisi unsurnya sudah mendekati komposisi yang direncanakan.
Peramuan bahan dilakukan sebanyak kapasitas tanur untuk sekali peleburan. Bahan baku yang telah diramu dimasukkan ke dalam tanur, dan dilakukan operasi peleburan sampai seluruh bahan mencair. Pada saat logam mencair, timbul terak yang terjadi akibat reaksi pada saat peleburan. Terak ini dibuang secara berkala agar tidak mengganggu operasi peleburan.
Pemeriksaan komposisi dilakukan pada saat bahan telah mencair seluruhnya. Dari hasil pemeriksaan dapat diketahui unsur-unsur apa saja yang masih kurang dan untuk mendapatkan komposisi yang tepat maka dilakukan koreksi yaitu dengan menambahkan bahan paduan sesuai dengan jumlah dari kekurangan tiap-tiap unsur
pemadu. Koreksi dapat dilakukan beberapa kali, sampai diperoleh persentase setiap unsur yang berada pada jangkauan komposisi unsur yang telah ditetapkan.
Setelah logam mencair dilakukan pengontrolan suhu, untuk menjaga agar suhu yang terjadi tidak terlalu tinggi karena dapat mengakibatkan kehilangan unsur pemadu yang terlalu besar, pengeluaran logam cair dari tanur (tapping) dilakukan pada suhu 1450 0C dan pengecoran dilakukan pada pada suhu 1400 0C.
3.2.3.3 Pengecoran bahan silinder liner pada mesin cetak sentrifugal
Bersamaan dengan proses peleburan, persiapan mesin sentrifugal juga dilakukan. Sebelum penuangan pada mesin cetak sentrifugal, dilakukan persiapan yang meliputi pelapisan saluran masuk, pelapisan cetakan dan pemanasan cetakan.
Saluran masuk adalah saluran yang terdapat pada mesin cetak sentrifugal yang berfungsi untuk mengalirkan logam cair dari ladel ke dalam cetakan. Saluran masuk dibuat dari plat baja dan dilapisi dengan pasir kwarsa yang dicampur dengan air kaca, kemudian dikeraskan dengan cara meniupkan gas CO2. Setelah lapisan keras, permukaan saluran ini dilapisi (coating) dengan bahan zirkon.
Cetakan yang digunakan pada pengecoran ini adalah cetakan logam
(permanent mould), bagian cetakan yang bersentuhan dengan logam cair (mould
cavity) dilapisi (coating) dengan bahan pelapis zirkon untuk mencegah terjadinya
kontak langsung antara logam cair dengan cetakan sehingga coran mudah dikeluarkan. Pemanasan cetakan dilakukan sebelum pengecoran dimulai,
pemanasan ini bertujuan untuk mengurangi kehilangan panas dari logam cair selama dilakukan pengecoran, cetakan dipanaskan pada suhu sekitar 300 0C.
Pengecoran pada mesin cetak sentrifugal dilakukan dengan mengisi ladel dengan logam cair dari tanur listik induksi sebanyak 6.9 kg dan menuangkannya ke cetakan yang diputar pada putaran n1 melalui saluran masuk yang terpasang pada mesin cetak sentrifugal.
Setelah satu menit mesin dimatikan dan coran dikeluarkan. Pengecoran berikutnya dilakukan dengan mengubah putaran mesin cetak sentrifugal berturut-turut pada putaran n2, n3, n4, n5 dan n6.
3.2.3.4 Prosedur pengoperasian mesin cetak sentrifugal
Untuk memperoleh bahan silinder liner dengan pengecoran sentrifugal, dilakukan prosedur sebagai berikut:
1. Pastikan elemen mesin terpasang dengan baik 2. Pastikan instlasi listik tersambung dengan baik
3. Lapisan saluran dilapisi dengan zirkon dan dikeringkan dengan memakai burner
4. Cetakan dilapisi dengan zirkon dan dipanasi pada suhu 300 0C
5. Putar cetakan dengan putaran n1 = 900 rpm, yaitu dengan cara mengatur frekuensi arus listrik pada inverter sebesar 30 Hz. (frekuensi 1 Hz pada inverter memberikan putaran 30 rpm pada poros motor listrik)
6. Isi ladel dengan logam cair sebanyak 6,9 kg dengan suhu 1400 0C kemudian masukkan ke dalam cetakan melalui saluran masuk.
7. Biarkan logam cair membeku di dalam cetakan
8. Setelah logam cair membeku, dan pada suhu sekitar 500 0C mesin dimatikan.
9. Buka pintu mesin dan keluarkan coran dari dalam cetakan dengan mendorong ejektor, diperoleh sampel 1.
10. Untuk pembuatan sampel 2, 3, 4, 5 dan 6, prosedur 3 sampai 9 diulangi, tetapi dengan merubah prosedur 5 berturut-turut dari putaran cetakan sebesar n2 = 1100 rpm (36,67 Hz), n3 = 1300 rpm (43,33 Hz), n4 = 1450 rpm (48,33 Hz ), n5 = 1600 rpm (53,33 Hz) dan n6 = 1700 rpm (56,67 Hz) Bentuk dan ukuran sampel uji berupa silinder berongga ditunjukkan pada Gambar 3.2.
3.2.3.5 Pembuatan spesimen uji
Pengujian yang dilakukan pada penelitian ini adalah pengujian tarik, kekerasan dan metalograpi. Dari sampel uji yang berupa silinder berongga, diambil spesimen uji untuk ke tiga jenis pengujian. Spesimen uji diperoleh dengan cara memotong sampel uji sejajar pada arah logitudinal (ASTM E 8M-04). Posisi pengambilan spesimen uji dari bahan silinder liner ditunjukkan pada Gambar 3.3.
BAGIAN
DEPAN BAGIAN BELAKANG
SPESIMEN UJI KEKERASAN SPESIMEN STRUKTUR MIKRO
SPESIMEN UJI TARIK
Gambar 3.3 Posisi Pembuatan Spesimen Uji
Spesimen uji tarik dibentuk dengan mesin bubut dengan ukuran sesuai dengan standar DIN 50 109. Pada ke dua ujung spesimen uji dibuat ulir untuk menyambung sistim jepitan pada mesin uji tarik. Bentuk dan ukuran spesimen uji tarik ditunjukkan pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4 Bentuk dan Ukuran Spesimen Uji Tarik
M 16
Spesimen uji kekerasan diambil dari sampel uji dan permukaan uji dibuat segaris dengan diameter ukur spesimen uji tarik, dengan jarak 38 mm dari bagian depan sampel uji. Pengujian kekerasan dilakukan pada spesimen uji di tiga titik yaitu pada bagian diameter luar, tengah dan diameter dalam. Bentuk dan ukuran spesimen uii kekerasan ditunjukkan pada Gambar 3.5.
Metode pengujian kekerasan yang dipilih adalah metode Brinel. Angka kekerasan Brinel (BHN) dinyatakan dengan gaya pembebanan dibagi dengan luas penampang indentasi yang dinyatakan dengan rumus (Dieter George E.,1981):
... (3.3) P BHN = πD/2 (D- √ (D2 – d2 )
P = Gaya penekanan , kg D = Diameter indentor, mm d = Diameter indentasi, mm
Gambar 3.5 Spesimen Uji Kekerasan
Spesimen uji metalograpi juga diambil dari sampel uji dengan permukaan uji yang segaris dengan diameter ukur spesimen uji tarik. Permukaan spesimen uji metalograpi dihaluskan dengan cara memolesnya dengan kertas pasir berturut-turut mulai dari kertas pasir yang kasar sampai dengan yang halus.
dari sampel uji dengan permukaan uji yang segaris dengan diameter ukur spesimen uji tarik. Permukaan spesimen uji metalograpi dihaluskan dengan cara memolesnya dengan kertas pasir berturut-turut mulai dari kertas pasir yang kasar sampai dengan yang halus.
Kertas pasir yang digunakan adalah nomor 120, 240, 340, 400, 600, 800 dan 1000. Setelah proses pemolesan dengan kertas pasir selesai, dilanjutkan pemolesan dengan memakai alumina powder ukuran satu mikron (ASTM A 246-67
(reaproved,1998)), spesimen uji metalograpi ditunjukkan pada Gambar 3.6.
Kertas pasir yang digunakan adalah nomor 120, 240, 340, 400, 600, 800 dan 1000. Setelah proses pemolesan dengan kertas pasir selesai, dilanjutkan pemolesan dengan memakai alumina powder ukuran satu mikron (ASTM A 246-67
(reaproved,1998)), spesimen uji metalograpi ditunjukkan pada Gambar 3.6.
3.3 Pelaksanaan Penelitian
Pelaksanaan penelitian ini dilakukan secara sistematis, yaitu mulai dari persiapan peralatan, peleburan bahan baku, pembuatan sampel uji, pembuatan spesimen uji, pengujian spesimen, pengumpulan data, analisa dan kesimpulan.
Persiapan peralatan dilakukan pada mesin cetak sentrifugal mendatar, persiapan ini meliputi penginstlasian mesin di lapangan, pelapisan cetakan dan pemanasan cetakan. Motor penggerak pada mesin ini digunakan motor listrik yang dihubungkan dengan poros cetakan melalui transmissi puli dan sabuk V, dengan perbandingan putaran poros motor listrik dengan poros cetakan satu banding satu.
Pengaturan putaran dilakukan dengan mengatur frekuensi arus listrik melalui inverter, setiap satu frekuensi arus listrik pada inverter akan menggerakkan poros motor listrik sebesar tiga puluh putaran permenit, sehingga dengan mengatur putaran motor listrik maka putaran cetakan pada mesin cetak sentrifugal dapat dilakukan.
Bahan baku dilebur pada tanur listrik induksi untuk mempersiapkan material yang akan dicor pada cetakan mesin sentrifugal. Pada proses peleburan, logam cair dibersihkan secara berkala dari terak yang terjadi dan dilakukan pengecekan terhadap komposisi dan suhu logam cair. Pengecoran dilakukan setelah komposisi dan suhu logam cair telah sesuai dengan perencanaan.
Pengecoran sampel uji berupa silinder berongga dilakukan pada mesin cetak sentrifugal dengan jumlah variasi putaran cetakan sebanyak enam variasi. Dari coran yang dihasilkan melalui variasi putaran cetakan dibuat spesimen uji tarik, kekerasan dan metalograpi.
Spesimen uji tarik, kekerasan dan metalograpi diambil dari hasil coran untuk setiap variasi putaran cetakan dan dibentuk sesuai dengan prosedur standar pengujian yang dilakukan. Setelah spesimen uji selesai dibentuk, dilakukan pengujian dan data hasil pengujian dianalisa lalu diambil kesimpulan. Diagram alir dari pelaksanaan penelitian ditunjukkan pada Gambar 3.7.
Memulai Persiapan A. Tanur Peleburan B. Mesin Sentrifugal
Tanur Listrik Induksi Bahan Baku Bahan Paduan Peralatan Peleburan Mesin Sentrifugal Pelapisan saluran Pelapisan cetakan Pemanasan cetakan Tanur Listrik Logam Cair Komposisi tidak Penuangan
Sampel uji 1, 2, 3, 4, 5 & 6 Variasi putaran
n1; n2; n3; n4; n5; n6
Uji tarik Uji Kekerasan Uji Metalograpi
Data
Analisa
Kesimpulan
ya
Gambar 3.7 Diagram Alir Penelitian koreksi
3.4 Variabel yang Diamati 1. Kecepatan putar cetakan 2. Tegangan tarik
3. Kekerasan 4. Bentuk grafit 5. Besar butiran 6. Fasa
3.5 Teknik Pengukuran dan Analisa Data
Dari masing-masing bahan silinder liner yang dihasilkan melalui variasi putaran cetakan, dibuat spesimen uji tarik, kekerasan dan metalograpi. Data yang diperoleh dari masing-masing pengujian dianalisa untuk melihat apakah terdapat hubungan yang signifikan antara variasi putaran cetakan terhadap karakteristik bahan silinder yang dihasilkan seperti kuat tarik, kekerasan dan struktur mikro.