commit to user
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. I1407035
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2013
commit to user
commit to user
iv
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
commit to user
v 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
commit to user
vi
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 E-mail :try_haryono@ymail.com 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%.
commit to user
vii
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
E-mail :try_haryono@ymail.com
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 % .
commit to user
viii
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
commit to user
ix
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
commit to user
x 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 ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Perumusan Masalah ... 2 1.3 Batasan Masalah... 2 1.4 Tujuan Penelitian ... 2 1.5 Manfaat Penelitian ... 3 1.6 Sistematika Penulisan ... 3
BAB II Dasar Teori ... 4
2.1 Tinjauan Pustaka ... 4
2.2 Dasar Teori ... 5
2.2.1 Proses Pengecoran ... 5
2.2.2 Pola Polystyrene Foam... 6
2.2.3 Saluran Penambah (Riser) ... 6
2.2.4 Saluran Masuk (ingate) ... 7
2.2.5 Saluran Turun (sprue) ... 7
2.2.6 Coating atau Pelapis Pola ... 8
2.2.7 Pasir Cetak... 8
2.2.8 Aluminium Paduan ... 9
2.2.9 Pembekuan Logam ... 10
2.2.10 Metalografi ... 10
2.2.11 Cacat Penyusutan (Shrinkage Defects) ... 11
2.2.12 Perhitungan Modulus Cor ... 12
2.2.13 Cacat Porositas ... 12
2.3 Hipotesis ... 13
BAB III MetodologiPenelitian ... 14
3.1 Tempat Penelitian... 14
3.2 Alatdan Bahan Penelitian ... 14
3.3 Prosedur Penelitian... 15
3.3.1 Persiapan Pola ... 15
3.3.2 Pelapisan Pola Styrofoam ... 19
3.3.3 Pembuatan Cetakan Pasir ... 20
commit to user
xi
3.3.5 Tahap Penuangan Logam Cair ... 20
3.3.6 Tahap Pembongkaran Cetakan Pasir ... 20
3.3.7 Pengujian Cacat Penyusutan ... 21
3.3.8 Pengujian Cacat Porositas ... 21
3.3.9 Pengamatan Struktur Mikro ... 22
3.3.10 Analisa Data ... 22
3.4 Jumlah Spesimen Pengujian ... 23
3.5 Diagram Alir Penelitian ... 24
BAB IV Data Dan Analisis ... 25
4.1 Produk Cor Hasil Pengecoran Pola Styrofoam ... 25
4.2 Cacat Penyusutan ... 26
4.2.1 Perhitungan Modulus Cor ... 27
4.2.2 Persentase Penyusutan Produk Cor ... 28
4.2.3 Pengamatan Rongga Penyusutan ... 30
4.3 Persentase Porositas ... 32
BAB V Kesimpulan Dan Saran ... 39
5.1 Kesimpulan ... 39
5.2 Saran ... 39
Daftar Pustaka ... 40
commit to user
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Jumlah Spesimen Pengujian... 23
Tabel 4.1 Hasil Uji Komposisi Kimia ... 25
Tabel 4.2 Nilai Modulus Cor Saluran Penambah (Riser) ... 27
Tabel 4.3 Volume Produk Cor ... 28
Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Persentase Penyusutan... 28
Tabel 4.5 Data Perhitungan Densitas Nyata Sesuai ASTM E-252 ... 33
Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Densitas Semu ... 34
commit to user
xiii
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 ... 10
Gambar 2.6 Tahap Persiapan Metalografi ... 11
Gambar 2.7 Bentuk Cacat Shrinkage ... 12
Gambar 2.8 Cacat Porositas Al-Si ... 13
Gambar 3.1 Pola Riser Kerucut Terpancung ... 15
Gambar 3.2 Pola Riser Silinder ... 16
Gambar 3.3 Pola Riser Balok ... 16
Gambar 3.4 Penambah Berbentuk Kerucut Terpancung ... 17
Gambar 3.5 Penambah Berbentuk Silinder ... ... 17
Gambar 3.6 Penambah Berbentuk Balok ... 18
Gambar 3.7 Saluran Turun (Sprue) ... 18
Gambar 3.8 Saluran Masuk Tampak Depan ... 19
Gambar 3.9 Saluran Masuk Tampak Samping ... 19
Gambar 3.10 Penampang Benda Cor Tampak Depan ... 19
Gambar 3.11 Penampang Benda Cor Tampak Atas ... 19
Gambar 3.12 Potongan Spesimen Pengamatan Rongga Penyusutan ... 21
Gambar 3.13 Diagram Alir Penelitian ... 24
Gambar 4.1 Produk Cor Dengan Variasi I, II, dan III ... 26
Gambar 4.2 Spesimen Pengujian Cacat Penyusutan ... 26
Gambar 4.3 Hubungan Antara Persentase Penyusutan–Variasi Bentuk Riser ... 29
Gambar 4.4 Cacat Rongga Penyusutan Pada Produk Cor ... 30
Gambar 4.5 Sampel Uji Densitas ... 32
Gambar 4.6 Hubungan Antara Persentase Porositas–Variasi Bentuk Riser ... 35
Gambar 4.7 Struktur Makro Sampel Uji Variasi I ... 37
Gambar 4.8 Struktur Makro Sampel Uji Variasi II ... 37
commit to user
xiv
DAFTAR NOTASI
Mc : Modulus Cor
Mr : Modulus Riser
m : Massa Produk cor
% S : Persentase Penyusutan
% P : Persentase Porositas Produk Cor
Vc : Volume Cor
Vcetakan : Volume Cetakan
Vproduk : Volume Produk
ρo : True Density
ρs : Apparent Density
Wudara : Berat di Udara
commit to user
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Data Hasil Pengujian ... 42
Lampiran 2. Alat dan Bahan ... 43
Lampiran 3. Hasil Pengecoran ... 47
Lampiran 4. Hasil Pengujian Komposisi Kimia ... 48
Lampiran 5. Proses Pengujian Kimia Metalscan ... 49
