METODOLOGI PENELITIAN
3.3. Proses Penelitian
3.3.2. Pengujian Kekerasan Brinell
3.3.2.1.Tujuan
• Memeriksa harga kekerasan benda uji menurut Brinell.
• Membandingkan harga kekerasan hasil trial dan penelitian.
3.3.2.2.Peralatan
a. Mesin uji kekerasan Brinell MOD 100 MR b. Mikroskop.
c. Amplas
67
3.3.2.3.Prosedur kerja
a. Permukaan benda uji (spesimen) diratakan kemudian dihaluskan (dipoles) dan dibersihkan sehingga permukaan spesimen rata dan sejajar.
b. Tentukan dahulu diameter identer dan beban penekanan sesuai dengan tabel konversi dibawah dan syarat diameter bekas penekanan (d harus diantara dmin dan dmax).
Garis Tengah bola uji D (mm) 0,102 x Beban uji F (N) Baja dan besi tuang 0,102 F = 30.D2 Brons, tembaga keras, kuningan keras 0,102 F = 10.D2 Metal ringan, Paduan Metal ringan 0,102 F = 5.D2 Metal lunak 0,102 F = 2,5.D2 10 3000 1000 500 250 5 750 250 125 62,5 2,5 187,5 62,5 31,25 15,6
Tabel 3.1. Beban uji pengujian Brinell
dmin = 0,25 D dmax = 0,5 D c. Spesimen dijepit dengan baik.
d. Lakukan kalibrasi nol pada skala beban penekanan.
e. Lakukan penekanan identor dengan cara memutar handle penekan sampai jarum menunjukkan beban penekanan yang sesuai dengan tabel.
f. Berikan waktu penahanan beban:
• Semua jenis baja : 15 detik
• Metal bukan besi : 30 detik g. Amati dan catat data besarnya beban penekanan. h. Lepas penjepitan spesimen.
68 j. Pindahkan benda uji dari alat uji dan amati besarnya diameter lubang
bekas penekanan dengan menggunakan mikroskop.
k. Catat data dan hitung harga kekerasan untuk spesimen tersebut. Data mesin uji kekerasan brinell:
Diameter identer (D) dalam mm. Gaya Penekanan (P) dalam kg.
= ( )
( ) = 2
− √ −
Gambar 3.9. Mesin uji kekerasan Brinell MOD 100 MR + Mikroskop
3.3.3. Pengujian Impak Charpy
3.3.3.1.Tujuan:
• Mendapatkan harga keuletan suatu material terhadap beban kejut.
• Menganalisa jenis patahan material yang dikenaik beban kejut.
3.3.3.2.Peralatan:
• Mesin Uji Impak Charpy
69
3.3.3.3.Prosedur:
a. Membuat spesimen benda uji
Gambar 3.10. Spesimen uji impak charpy
b. Naikkan lengan pendulum sesuai dengan sudut yang telah ditentukan, kunci dan amati.
c. Posisikan jarum petunjuk sudut di depan dial lengan ayun.
d. Lepaskan pengunci pendulum sehingga beban berayun tanpa ditahan benda uji.
e. Amati dan catat jarum yang terdorong oleh ayunan pendulum (sudut α). f. Naikkan pendulum sampai pada sudut yang telah ditentukan seperti
langkah 2.
g. Pasanglah spesimen pada anvil (dudukan) dengan benar (center).
h. Lepaskan pengunci sehingga pendulum berayun mematahkan spesimen. i. Hentikan gerak ayunan pendulum, amati dan catat sudut pada dial yang
ditunjukkan oleh jarum petunjuk (sudut β). j. Amati patahan spesimen.
k. Hitung tenaga patah dan harga keuletan dari spesimen. Data mesin impak Charpy:
Berat pendulum (G) = 13,31217 N (1,357 kg) Radius pendulum (R) = 0,3948 m
= ! ! "! # $ = ! ! "! ℎ
& ℎ = '. )(cos $ − cos )
70 Gambar 3.11. Mesin uji impak charpy (GOTECH)
71 3.3.4. Perhitungan dalam Die Casting
Sebelum melakukan proses percobaan atau produksi dengan suatu dies, kita dapat melakukan analisa terhadap kondisi produk, spesifikasi dies, serta kondisi pengecoran yaitu dengan perhitungan manual maupun program excel.
Sumber: Buku Fundamental of Die Casting Design.
72 Keterangan Gambar 3.12:
I. PRODUCT CONDITION (KONDISI PRODUK)
1. Product Part Projection Area
Luasan produk bila diproyeksikan pada satu bidang datang (Plane).
Satuan : mm2. 2. Weight of Product
Jumlah berat produk dalam satu dies.
. ℎ /0 / !1 ( ) =2 1 "/01000/ !1 ( 3) × "( 71 3)
3. Capacity of Product
Jumlah volume produk dalam satu dies.
Satuan : mm3.
4. Thickness of general part meat
Ketebalan rata-rata produk. Satuan : mm.
II. DIES SPESIFICATION (SPESIFIKASI DIES) 5. Mold Thickness
Ketebalan mold (Fixed Die + Moving Die).
Satuan : mm.
6. Plunger Tip Diameter
Diameter plunger tip (torak pendorong injeksi). Diameter standar plunger tip: 50; 60; 70 mm. 7. The Fixed Base Thickness
73 Tebal fixed die. Satuan : mm
8. Distributor Height
Tinggi distributor.
Tinggi Standar distributor : 30 mm. 9. Runner Part Projection Area
Besarnya luasan proyeksi runner dalam satu dies pada satu bidang datar
(plane).
Satuan : mm2. 10.Runner Part Weight
Jumlah berat runner dalam satu dies.
)! . ℎ ( ) =)! 10002 1 "( 3) × "( 71 3)
11.Runner Part Capacity
Jumlah volume dari runner dalam satu dies.. Satuan : mm3.
12.Overflow Part Projection Area
Besarnya luasan overflow pada satu dies pada satu bidang datar (plane).
Satuan : mm2.
13.Overflow Part Weight
Jumlah berat overflow dalam satu dies.
89 0 /# . ℎ ( ) =89 0 /#210001 "( 3) × "( 71 3)
14.Overflow Part Capacity
Jumlah volume dari overflow dalam satu dies.
74 15.Sectional Area of Runner Gate
Jumlah luas penampang dari semua runner gate dalam satu dies.
: 1 / /0 )! ' ( )
=2' 1 " /0 / !1 ( : ( ⁄ ) × 1000 × =3) + 89 0 /# & /0 / !1 2 1 " ( ( )3)
Catatan:
Untuk besaran Gate Speed dan Filling Time of Product Part dapat dibahas lebih lanjut di bagian selanjutnya.
16.Width of Total Gate
Jumlah lebar gate pada satu dies.
. ℎ /0 &/ ' ( ) =: 1 /&ℎ 1 /0 )! /0 ' ( ' ) ( )
17.Thickness of Gate
Ketebalan Gate.
Satuan : mm.
18.Total Sectional Area of Overflow Gate
Jumlah luas penampang overflow gate.
&/ : 1 / /0 89 0 /# ' ( )
= 0,6 × : 1 / /0 )! ' ( )
III. CASTING CONDITION (KONDISI PENGECORAN) 19.Opening Force
Besarnya gaya yang dapat menyebabkan dies terbuka saat proses die casting, dimana gaya penahan mesin die casting (tonase) harus lebih besar daripada opening force.
75
Opening Force bisa digunakan sebagai dasar penentuan tonase mesin die casting. 8 =/ 1 ( / ) = 2 ( ) × 2 ! ( 07 ) × : 0 " ) 1000 20.Safety Rate
Angka keamanan dalam proses die casting.
Besarnya 100% - 115% (sesuai dengan kondisi mesin). 21.Casting Area
Luas proyeksi dari proses pengecoran.
2 ( )
= / !1 /@ 1 / + )! /@ 1 /
+ 89 0 /# /@ 1 /
+ : 1 / /0 ! &
22.Casting Weight.
Berat dari hasil proses pengecoran.
2 . ℎ ( )
= . ℎ /0 / !1 + )! . ℎ
+ 89 0 /# . ℎ + 1! . ℎ
23.Casting Capacity
Volume dari hasil proses pengecoran.
2 2 1 " ( 3)
= 2 1 " /0 / !1 + )! 2 1 "
76 24.Sleeve Filling Rate
Prosentase pengisian material cair ke dalam Plunger Sleeve terhadap volume plunger sleeve.
: 9 = ) (%)
=: 1 / /0 ! & (2 ) × :ℎ// 2 1 " ( : / .ℎ 3) 2 / ( )
25.High Speed Change Position
Besarnya panjang langkah high speed dari plunger tip.
= :ℎ// / #ℎ 1 /
−2 : 1 /2 1 " − )!/0 ! &2 1 "
26.Biscuit Thickness
Besarnya ketebalan biscuit (kelebihan material casting di luar produk
casting).
Tebal standar biscuit : 20 mm. 27.Biscuit Weight
Besarnya berat biscuit.
1! . ℎ ( ) = 1! 210001 "( 3)× "( 71 3)
28.Biscuit Capacity
Besarnya volume biscuit.
1! 2 1 "( 3)
= : 1 / /0 ! & ( )
77 29.Sectional Area of Plunger Tip
Besarnya luas penampang dari plunger tip.
: 1 / /0 ! & ( ) = 4( ! & ( ))
30.Shooting Power
Besarnya Tenaga dorong yang disebabkan oleh tekanan accelerator dari suatu mesin die casting.
:ℎ// /# ( 0)
= 4(:ℎ// )/ (1 ))
× 11 / ! (1 )0
Dimana:
Accelerator Pressure = 105 kgf/cm2.
Shooting Rod Diameter = 13,5 cm (135 ton) = 16,0 cm (250 ton)
Tonase Mesin 135 ton 250 ton
shooting power 15029,58 kgf 21111,5 kgf (ini adalah data untuk mesin die casting merk TOSHIBA) 31.Casting Pressure
Tekanan tenaga dorong yang dihasilkan mesin Die Casting.
2 ! ( 07 )
78 32.Shooting Stroke to Fixed Plate
Panjang langkah dari plunger tip dari posisi awal (nol) sampai dengan
fixed plate dari mesin die casting.
Tonase Mesin 135 ton 250 ton
shooting stroke to fixed
plate. 185 mm 190 mm
(ini adalah data untuk mesin die casting merk TOSHIBA)
33.Shooting Stroke When Dies is Closed
Panjang langkah total dari plunger tip dari posisi awal (nol) sampai dengan dihasilkan ketebalan biscuitdari mesin die casting.
:ℎ// : / #ℎ 2 / ( )
= :ℎ// : / / = C ( )
+ &ℎ = C / ℎ 1 ( ) − ! / ℎ ( )
− 1! &ℎ 1 ( )
34.Gate Speed
Kecepatan aliran material pada gate.
Gate Speed (vg) = 30-50 m/s
35.Filling Time of Product Part
Waktu proses pengecoran.
= & ( ) = 0,033 × × 0,5
Dimana : t = Thickness of general part meat (mm).
36.Speed of Plunger
Kecepatan dorong plunger.
79