PENGARUH VARIASI JUMLAH SALURAN MASUK TERHADAP STRUKTUR MIKRO, KEKERASAN, DAN KETANGGUHAN PENGECORAN PULLEY PADUAN ALUMINIUM Al-Si MENGGUNAKAN CETAKAN PASIR.

(1)

SKRIPSI

Oleh :

SINUNG KHOIRRUDIN K 2510061

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET

(2)

PE

Saya yang bertanda tanga

Nama NIM

Jurusan/Program S

menyatakan bahwa skr SALURAN MASUK T KETANGGUHAN PE MENGGUNAKAN CE sendiri. Selain itu inform dan dicantumkan dalam da

Apabila pada kemudian ha jiplakan, saya bersedia m

PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN

ngan di bawah ini

: Sinung Khoirrudin : K2510061

Studi : PTK/Pendidikan Teknik Mesin

skripsi saya berjudul “PENGARUH VARIAS TERHADAP STRUKTUR MIKRO, KEKER PENGECORAN PULLEY PADUAN ALUM

CETAKAN PASIR” ini benar-benar merupaka ormasi yang dikutip dari penulis lain telah disebutka

m daftar pustaka.

n hari terbukti atau dapat dibuktikan dengan skrips a menerima sanksi atas perbuatan saya.

Surakarta, Mei 201 Yang membuat pern

Sinung Khoirrudin

VARIASI JUMLAH ERASAN, DAN UMINIUM Al-Si akan hasil karya butkan dalam teks

kripsi ini hasil

2014 pernyataan

(3)

iii

PENGARUH VARIASI JUMLAH SALURAN MASUK TERHADAP STRUKTUR MIKRO, KEKERASAN, DAN KETANGGUHAN

PENGECORAN PULLEY PADUAN ALUMINIUM Al-Si MENGGUNAKAN CETAKAN PASIR

Oleh :

SINUNG KHOIRRUDIN K2510061

SKRIPSI

Dijadikan untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Mendapatkan Gelar Sarjana Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Jurusan Pendidikan Teknik dan

Kejuruan

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET

(4)

(5)

v

(6)

ABSTRAK

Sinung Khoirrudin. “PENGARUH VARIASI JUMLAH SALURAN MASUK TERHADAP STRUKTUR MIKRO, KEKERASAN, DAN KETANGGUHAN PENGECORAN PULLEY PADUAN ALUMINIUM Al-Si MENGGUNAKAN CETAKAN PASIR”. _{Skripsi, Surakarta: Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan.} Universitas Sebelas Maret Surakarta, Juni 2014.

Tujuan penelitian ini adalah (1) Menyelidiki pengaruh variasi jumlah saluran masuk terhadap struktur mikro hasil coran pulley aluminium menggunakan cetakan pasir, (2) Menyelidiki pengaruh variasi jumlah saluran masuk terhadap kekerasan hasil coran pulley aluminium menggunakan cetakan pasir, (3) Menyelidiki pengaruh variasi jumlah saluran masuk terhadap ketangguhan impak hasil coran pulley aluminium menggunakan cetakan pasir.

Penelitian ini menggunakan metode eksperimen yang menggunakan satu faktor variabel bebas (variasi jumlah saluran masuk) dan tiga faktor variabel terikat (struktur mikro, kekerasan dan ketangguhan impak). Obyek dalam penelitian ini adalah hasil coran pulley berasal dari aluminium ingot Al-1,15%Si, 2,01%Zn. Teknik analisis data dalam penelitian ini menggunakan analisis data deskriptif yaitu menggambarkan hasil penelitian secara grafis dalam tabel dan histogram serta struktur mikro. Sebagai parameter input pada penganalisisan data meliputi: variasi jumlah saluran masuk (1 buah saluran masuk, 2 buah saluran masuk, 3 buah saluran masuk), struktur mikro, kekerasan, dan ketangguhan impak.

Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa struktur mikro pada hasil coran pulley aluminium dengan 1 saluran masuk menunjukkan matriks Al-Si memiliki jarak butiran renggang. Si yang terbentuk berkelompok sehingga membentuk fasa butiran silicon besar. Struktur mikro hasil coran pulley aluminium dengan 2 saluran masuk menunjukkan matriks Al-Si rapat dan ukuran butiran Si yang cukup halus. Struktur mikro hasil coran pulley aluminium dengan 3 saluran masuk menunjukkan matriks Al-Si rapat dan ukuran butiran Si yang halus dan merata. Kekerasan hasil coran pulley aluminium tertinggi terdapat pada pulley dengan 3 saluran masuk sebesar 71,6 VHN, kemudian pulley 2 saluran masuk sebesar 63,4 VHN, dan kekerasan terendah terdapat pada hasil coran pulley aluminium dengan 1 saluran masuk sebesar 51,4 VHN. Ketangguhan impak hasil coran pulley aluminium tertinggi terdapat pada pulley dengan 1 saluran masuk sebesar 0,077 J/mm2, kemudian

pulley 2 saluran masuk sebesar 0,058 J/mm2, dan ketangguhan impak terrendah

terdapat pada hasil coran pulley aluminium dengan 3 saluran masuk sebesar 0,054 J/mm2.

(7)

vii ABSTRAK

Sinung Khoirrudin. “_{EFFECT OF VARIATION IN NUMBER OF INGATE TO}

MICRO STRUCTURE, HARDNESS, AND IMPACT STRENGTH PULLEY ALUMINUM ALLOY (Al-Si) CASTING USING THE MOLD SAND”. _Thesis,

Faculty of Teacher Training and Education, Sebelas Maret University Surakarta, June 2014.

The purposes of the research were (1) to investigate the effect of the variation ingate the micro structure as the results of pulley aluminum casting bean using sand molds, (2) to investigate effect of the variation ingate toward the hardness of the results of pulley aluminum casting using sand molds, (3) to investigate the effect of the variation ingate toward the impact strength in the result of pulley aluminum casting using sand molds.

This research used experimental method that contains one free variable (variable of the number of channel entering) and three factors of bond variables (micro structure, hardness and strength impact). The object of the research was the result of pulley casting from aluminum ingot Al-1,15%Si, and 2,01%Zn. The data analysis of this research is using descriptive data analysis, which is explaining the result of the research graphically on the table, histogram and micro structure. As the input parameter in data analysis, covers: variation ingate (1 ingate, 2 ingate, 3 ingate) micro structure, hardness, and the strength impact.

Based on the research, it can be concluded that micro structure in the pulley aluminum casting with 1 ingate indicate metric Al-Si that has rare granular distance. Si that grouped form would be created large silicon granules phase. Micro structure in the pulley aluminum casting with 2 ingate indicates close Al-Si metric and the Si granule size is smooth. Micro structure in the pulley aluminum casting with 3 ingate shows close Al-Si metric and the size of the Si granules are smooth and spread evenly. The highest hardness result of pulley aluminum is on pulley with 3 ingate, it is 71, 6 VHN, then pulley aluminum with 2 ingate is 63,4 VHN, and the lowest result of the hardness is on the pulley aluminum with 1 ingate, it is 51,4 VHN. The highest result of

the strength impact is on the pulley casting with 1 ingate, it is 0,077 J/mm2, then pulley

with 2 ingate; it is 0,058 J/mm2, and the lowest result of the strength impact is on the

pulley casting with 3 ingate, it is 0,054 J/mm2.

Keywords: ingate, Al-Si, micro structure, hardness, impact strength.

(8)

MOTTO

“Boleh jadi kamu membenci sesuatu, padahal ia amat baik bagimu, dan boleh jadi (pula) kamu menyukai sesuatu, padahal ia amat buruk bagimu; Allah mengetahui,

sedang kamu tidak mengetahui.” (Q.S. Al-Baqoroh :216)

"maka berlomba-lombalah berbuat kebajikan.” (QS. Al-Maidah: 48)

“Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah nasib suatu kaum kecuali kaum itu sendiri yang mengubah apa apa yang pada diri mereka ”.

(QS Ar-Ra'd:11)

“Raihlah ilmu, dan untuk meraih ilmu belajarlah untuk tenang dan sabar.” (Khalifah ‘Umar)

“Ilmu itu lebih baik daripada harta. Ilmu menjaga engkau dan engkau menjaga harta. Ilmu itu penghukum (hakim) dan harta terhukum. Harta itu kurang apabila

dibelanjakan tapi ilmu bertambah bila dibelanjakan.” (Khalifah Ali bin Abi Talib)

(9)

ix

PERSEMBAHAN

Skripsi ini aku persembahkan untuk :

 ALLAH SWT

Tuhan alam semesta yang telah memberikanku kekuatan, kesabaran, kesehatan, kemudahan dan petunjuk dalam terselesainya skripsi ini.

 Ayah dan Ibu Tercinta

Terimakasih telah memberikan semangat, motivasi, dan do’aserta selalu menyertaiku saat keadaan susah dan senang.Do’a Ayah dan Ibu yang tiada terputus, dan kerja keras serta pengorbanan yang tak terbatas membuatku bangga dengan Ayah dan Ibu.

Terimakasih Ayah Ibu yang aku cintai sepenuh hati tiada kasih saying yang seindah dan seabadi kasih sayangmu.

 Saudara-saudaraku (adik dan keluarga besar)

Terimakasih semangat,bimbingan, do’a dan dukungan yang kalian berikan kepadaku.

 Sahabatku (ACT Grup and friends) Uut, Mohsan, Adi, Pungki, Yudis, Abdilah, Andi,

Surahman, Amfrudin, Adit, Bayu, Anggar, Arya.

Terimakasih sahabat terbaikku yang selalu memberikan masukan dan dorongan motivasi dalam hidupku. Kalian yang terbaik.

 Teman–teman Pendidikan Teknik Mesin’2010.

Terimakasih telah membersamaiku dalam 4 tahun belajar di Pendidikan Teknik Mesin.

 Sahabat Terkasih

Terimakasih Ria Laurensia yang memberiku semangat dan motivasi, pertemuan kita singkat tapi senang bisa bertemu kamu. Semangat, sukses dan jangan hoby menggalau.

(10)

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rohmat, taufik, hidayah, dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini berjudul “_{PENGARUH VARIASI JUMLAH SALURAN}

MASUK TERHADAP STRUKTUR MIKRO, KEKERASAN, DAN

KETANGGUHAN PENGECORAN PULLEY PADUAN ALUMINIUM Al-Si

MENGGUNAKAN CETAKAN PASIR”.

Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan pada Program Studi Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Skripsi ini dapat diselesaikan tidak lepas dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada yang terhormat:

1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret yang telah memberikan ijin menyusun skripsi.

2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS yang telah memberikan persetujuan atas permohonan penyusunan skripsi.

3. Ketua Program Studi Pendidikan Teknik Mesin JPTK FKIP UNS yang telah memberikan persetujuan atas permohonan penyusunan skripsi.

4. Ir. Husin Bugis M.Si selaku Pembimbing Akademik.

5. Budi Harjanto, S.T., M.Eng. selaku Dosen Pembimbing I, yang selalu memberikan pengarahan dan bimbingan dengan penuh kesabaran.

6. Suharno, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing II, yang memberikan motivasi dan bimbingan dengan penuh kesabaran.

(11)

xi

8. Bp Puji, Laboratorium Bahan Teknik Program Diploma, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta yang telah membantu dalam pengujian spesimen penelitian ini.

9. Teman-teman seperjuangan PTM 2010 terima kasih atas kerjasama dan bantuannya.

10. Semua pihak yang penulis tidak bisa sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan, sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dari semua pihak. Apabila dalam pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi ini terdapat kesalahan dan hal yang tidak berkenan, penulis sampaikan mohon maaf yang sebesar-besarnya.

Surakarta, Mei 2014

Penulis

(12)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERNYATAAN ... ii

HALAMAN PENGAJUAN... iii

HALAMAN PERSETUJUAN ... iv

HALAMAN PENGESAHAN ... v

HALAMAN ABSRTAK ... vi

HALAMAN MOTTO ... viii

HALAMAN PERSEMBAHAN ... ix

KATA PENGANTAR... x

DAFTAR ISI ... xii

DAFTAR TABEL ... xvi

DAFTAR GAMBAR... xvii

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang... 1

B. Identifikasi Masalah... 2

C. Pembatasan Masalah... 3

D. Rumusan Masalah... 4

E. Tujuan Penelitian ... 4

F. Manfaat Penelitian ... 4

BAB II KAJIAN PUSTAKA A. Kajian Teori dan Penelitian yang Relevan ... 6

(13)

xiii

b. Alur Pengecoran ... 7

c. Cetakan Pasir ... 10

d. Sistem Saluran ... 12

e. Pengecoran Cetakan Pasir ... 15

f. Aluminium... 17

g. Pulley ... 21

h. Pengujian Kekerasan ... 22

i. Pengujian Impak ... 24

j. Pengujian Komposisi Bahan... 26

k. Pengujian Struktur Mikro ... 26

2. Penelitian yang relevan ... 26

B. Kerangka Berfikir ... 29

C. Hipotesis ... 30

BAB III METODELOGI PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian... 32

1. Tempat Penelitian... 32

2. Waktu Penelitian ... 32

B. Rancangan Penelitian... 33

C. Populasi dan Sampel... 33

1. Populasi Penelitian ... 33

2. Sampel Penelitian... 33

D. Teknik Pengumpulan Data ... 33

1. Identifikasi Variabel... 33

2. Sumber Data... 35

3. Instrumen Penelitian... 35

E. Teknik Analisis Data ... 36

(14)

1. Analisis Komposisi Bahan ... 36

2. Analisis Uji Impak ... 37

3. Hasil Studi Fotomikro ... 37

4. Hasil Studi Kekerasan ... 37

F. Prosedur Penelitian ... 38

1. Tahap Eksperimen... 38

2. Urutan LAngkah Eksperimen ... 39

3. Pembuatan Cetakan ... 40

4. Peleburan Aluminium ... 46

5. Penuangan ... 46

6. Pembuatan Spesimen Benda Uji ... 47

7. Pengujian Bahan... 48

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Deskripsi Data ... 51

1. Uji Komposisi Kimia ... 51

2. Uji Struktur Mikro... 52

3. Uji Kekerasan Vickers ... 52

4. Uji Ketangguhan Impak ... 52

B. Pembahasan Hasil Analisis Data ... 53

1. Uji Komposisi ... 53

a. Analisis Hasil Uji Komposisi ... 53

b. Pembahasan Hasil Uji Komposisi Kimia ... 54

2. Uji Pengamatan Struktur Mikro ... 54

a. Analisis Hasil Pengamatan Struktur Mikro ... 54

(15)

xv

a. Analisis Hasil Uji Kekerasan... 59

b. Pembahasan Hasil Pengujian Kekerasan ... 60

4. Hasil Uji Ketangguhan Impak... 61

a. Analisis Hasil Uji Ketangguhan Impak ... 61

b. Pembahasan Hasil Pengujian Ketangguhan ... 63

BAB V PENUTUP A. Kesimpulan ... 65

B. Implikasi ... 66

C. Saran ... 67

DAFTAR PUSTAKA... 68

LAMPIRAN ... 70

(16)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Temperatur Tuang Logam ... 6

Tabel 2.2 Berat Jenis, Titik Cair, dan Koefisien Kekentalan ... 7

Tabel 2.3 Tambahan Ukuran Penyusutan ... 8

Tabel 2.4 Perbandingan Berat Coran dengan Ukuran Diameter ... 12

Tabel 3.1 Jadwal Penelitian... 32

Tabel 4.1 Komposisi Aluminium Pengujian ... 53

Tabel 4.2 Kekerasan Hasil Coran Pulley Aluminium 1 Saluran Masuk... 59

Tabel 4.5 Harga Impak Hasil Coran Pulley Aluminium 1 Saluran Masuk... 61

Tabel 4.6 Harga Impak Hasil Coran Pulley Aluminium 2 Saluran Masuk... 62

(17)

xvii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bagian-bagian Cetakan Pasir ... 11

Gambar 2.2 Jenis-Jenis Sistem Saluran ... 12

Gambar 2.3 Sprue Tegak Lurus... 13

Gambar 2.4 Ukuran Pengalir ... 14

Gambar 2.5 Saluran Pengalir dengan Jebakan Kotoran ... 14

Gambar 2.6 Ukuran Gate... 14

Gambar 2.7 Macam-macam Gate ... 15

Gambar 2.8 Ukuran Panjang Gate yang Baik ... 15

Gambar 2.9 Pulley Jari-jari... 21

Gambar 2.10 Skematis Prinsip Indentasi dengan Metode Vickers ... 24

Gambar 2.11 Standar Spesimen Uji Impak ... 25

Gambar 2.12 Skematis Pengujian Impak... 25

Gambar 2.13 Kerangka Berfikir ... 30

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... 38

Gambar 3.2 Aluminium Ingot... 39

Gambar 3.3 Pasir Sungai Juwana ... 49

Gambar 3.4 Pola Pulley Kayu ... 40

Gambar 3.5 Dimensi Pola Pulley ... 40

Gambar 3.6 Dimensi Saluran Turun ... 42

Gambar 3.7 Dimensi Saluran Pengalir ... 43

Gambar 3.8 Dimensi Saluran Masuk... 44

Gambar 3.9 Pulley dengan Satu Saluran Masuk ... 45

Gambar 3.10 Pulley dengan Dua Saluran Masuk ... 45

Gambar 3.11 Pulley dengan Tiga Saluran Masuk ... 45

(18)

Gambar 3.12 Peleburan Aluminium ... 46

Gambar 3.13 Proses Penuangan Cairan Logam ... 47

Gambar 3.14 Spesimen JIS 2202 1980 ... 47

Gambar 4.1 Struktur Mikro Pulley Aluminium dengan 1 Saluran Masuk

Perbesaran 200X ... 55

Gambar 4.4Histogram Hasil Rata-Rata Pengujian Kekerasan Untuk Hasil Coran

Pulley Aluminium dengan Saluran Masuk 1, 2, Dan 3... 60