commit to user
i
PENGARUH VARIASI WATERGLASS
TERHADAP KADAR AIR DAN KADAR LEMPUNG PADA PASIR CETAK
SKRIPSI
Oleh: SERA DESIANA
K2508076
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET
commit to user
commit to user
iii
PENGARUH VARIASI WATERGLASS TERHADAP KADAR AIR DAN KADAR LEMPUNG
PADA PASIR CETAK
Oleh: SERA DESIANA
K2508076
Skripsi
Ditulis dan diajukan untuk memenuhi syarat mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin
Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET
commit to user
commit to user
commit to user
vi
M O T T O
Sahabatmu adalah kebutuhan jiwamu yang terpenuhi. Dialah ladang hatimu, yang dengan
kasih kau taburi dan kau pungut buahnya penuh rasa terima kasih. Kau menghampirinya di
kala hati gersang kelaparan, dan mencarinya di kala jiwa membutuhkan kedamaian. Janganlah
ada tujuan lain dari persahabatan kecuali saling memperkaya jiwa
(Kahlil Gibran)
Pandanglah hari ini, kemarin sudah jadi mimpi. Dan esok hanyalah sebuah visi. Tetapi, hari ini
yang sungguh nyata, menjadikan kemarin sebagai mimpi kebahagiaan, dan setiap hari esok
adalah visi harapan
(Alexander Pope)
Kepuasan terletak pada usaha, bukan pada hasil. Berusaha dengan keras adalah kemenangan
yang hakiki
(Mahatma Ghandi)
Tak ada rahasia untuk menggapai sukses. Sukses itu dapat terjadi karena persiapan, kerja keras
dan mau belajar dari kegagalan
(Gen Collin Powel)
Urusan kita dalam kehidupan bukanlah untuk melampaui orang lain, tetapi untuk melampaui
diri sendiri, untuk memecahkan rekor kita sendiri, dan untuk melampaui hari kemarin dengan
hari ini
commit to user
vii
Cintailah orang yang kau cintai sekedarnya saja, siapa tahu, pada suatu hari kelak, ia akan
berbalik menjadi orang yang kau benci. Dan bencilah orang yang kau benci sekedarnya saja,
siapa tahu, pada suatu hari kelak, ia akan berbalik menjadi orang yang kau cintai
(Imam Ali RA)
Kebanggan kita yang terbesar bukan karena tidak pernah gagal, tetapi bangkit kembali setiap
kita jatuh
(Confusius)
Hanya mereka yang berani gagal dapat meraih keberhasilan
commit to user
viii
PERSEMBAHAN
Karya ini kupersembahkan kepada::
Kedua orang tuaku,
Ibu dan bapakku, engkau bagai malaikat yang dikirim Allah kepadaku,,, engkau yang
menunjukkan aku jalan Tuhanku,, Cinta dan kasih sayangmu selalu menyejukkan
hatiku,, Doa dan ridhomu memudahkan setiap langkah-langkah perjuanganku,, Terima
kasih telah membesarkan aku dengan penuh cinta dan kasih sayang dan terima kasih
juga atas segala pengorbanannu,, Semoga Allah senantiasa bersamamu ibu dan
bapakku,, Amien
Adik-adikku
Dinar, Danu, dan Ratna terima kasih atas doa dan semangatnya,, Keceriaan kalian
yang bisa menghiburku,, dan untuk adik-adikku semoga kalian menjadi seseorang yang
lebih baik lagi, menjadi anak yang sholeh dan sholehah, serta bisa dibanggakan.
Sahabat-sahabatku
Agung Alfarizi, Tri Ujan, Ninik, Wiwit, Diah, Nurul, Novi, Arie dan Heru, mz faiz,,
Terima kasih kalian telah mewarnai hari-hariku,, Memberikan keceriaan, semangat,
yang selalu memberi dukungan, pengalaman baru, dan nasehat yang tak mungkin
terlupakan,,dan juga terimakasih dengan kesabaran kalian yang telah mau direpotkan
dengan tingkahku...
Teman-temanku
Teman-temanku PTM 2008, terima kasih selama ini kalian mengajariku banyak hal,
tentang kebersamaan, persahabatan, kekompakan dan materi-materi kuliah yang sulit
aku pahami,,dengan penuh kesabaran kalian mengajariku hingga mengerti,,sekali lagi
terima kasih,,
Semoga persahabatan dan pertemanan kita bisa terjaga selamanya,,Amien
commit to user
ix
ABSTRAK
Sera Desiana. PENGARUH VARIASI WATERGLASS TERHADAP KADAR AIR DAN KADAR LEMPUNG PADA PASIR CETAK. Skripsi. Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta, Juni 2012.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui : (1) Pengaruh variasi waterglass terhadap kadar air pada pasir cetak. (2) Pengaruh variasi waterglass terhadap kadar lempung pada pasir cetak.
Penelitian dilaksanakan di Politeknik Manufaktur, Ceper, Klaten. Pengujian kadar air dan kadar lempung dilakukan di Laboratorium Politeknik Manufaktur, Ceper, Klaten. Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah variasi waterglass dengan kadar 0%, 15%, 25%, dan 40% dan variabel terikatnya adalah kadar air dan kadar lempung.
Hasil penelitian ini adalah: (1) Semakin tinggi penambahan waterglass pada pasir cetak semakin meningkat kadar airnya. (2) Semakin tinggi penambahan waterglass semakin meningkat kadar lempungnya. (3) Variasi waterglass dengan kadar 0%, 15%, 25%, dan 40% menghasilkan kadar air berturut-turut 1,50%, 5,18%, 6,48%, 7, 14% sedangkan untuk kadar lempung berturut-turut 5,44%, 12,80%, 17,68%, 26,64%. Kadar air terkecil terjadi pada kadar waterglass 0% yaitu 1,50% dan kadar lempung pada kadar variasi 0% yaitu 5,44%, sedangkan kadar air paling besar terjadi pada kadar waterglass 40% yaitu 7,14% dan kadar lempung pada kadar waterglass 40% yaitu 26,64%.
commit to user
x
ABSTRACT
Sera Desiana. EFFECT OF VARIATION WATERGLASS ON MOISTURE DEGREE AND CLAY DEGREE IN SAND CASTING. Skripsi. Surakarta. Faculty of Teacher Training and Education, Sebelas Maret University. June:2012
The purpose of this study was to determine: (1) Effect of variation of water degree in the waterglass sand casting. (2) Effect of variations in clay degree in the waterglass of sand casting.
Research was done in Manufactur Polyteknik, Ceper, Klaten. Testing the moisture degree and clay degree performed in the Laboratory of the Manufactur Polyteknik, Ceper, Klaten. The research method used in this research is experimen method. The independent variable in this study is the variation of waterglass with levels of 0%, 15%, 25%, and 40% and the dependent variable is the moisture degree and clay degree.
The results of this study were: (1) The higher levels of variation waterglass increasing moisture degree. (2) The higher levels of variation waterglassincreasing clay degree. (3) Variations waterglasswith levels of 0%, 15%, 25%, and 40% for successive moisture degree 1.50%, 5.18%, 6.48%, 7, 14%, while for the clay degree of successive contributed 5.44%, 12.80%, 17.68%, 26.64%. The smallest moisture degree occurs at levels of 0% waterglass is 1.50% and clay degree variations in the levels of 0% is 5.44%, while most of the moisture degree occurred at 40% waterglass levels are 7.14% and clay degree in the waterglass levels 40% ie 26.64%.
commit to user
xi
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena atas rahmat
dan hidayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul
PENGARUH VARIASI WATERGLASS TERHADAP KADAR AIR DAN
KADAR LEMPUNG PADA PASIR CETAK .
Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian dari persyaratan untuk
mendapat gelar Sarjana pada Program Studi Pendidikan Teknik Mesin Jurusan
Pendidikan Teknik dan Kejuruan, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan,
Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis menyadari bahwa terselesaikannya
skripsi ini tidak terlepas dari bantuan, bimbingan, dan pengarahan dari berbagai
pihak. Untuk itu, penulis menyampaikan terima kasih kepada:
1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS.
3. Ketua Program Studi Pendidikan Teknik Mesin JPTK FKIP UNS.
4. Danar Susilo Wijayanto., S.T., M.Eng selaku Dosen Pembimbing I, yang
dengan penuh kesabaran memberikan pengarahan dan bimbingan.
5. Budi Harjanto., S.T., M.Eng selaku Dosen Pembimbing II, dengan penuh
semangat memberikan pengarahan dan bimbingan.
6. Teman-teman PTM JPTK FKIP UNS Angkatan Tahun 2008.
7. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu.
Penulis menyadari dalam penulisan skripsi ini masih ada kekurangan,
sehingga kritik dan saran yang bersifat konstruktif dari semua pihak sangat penulis
harapkan. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca yang budiman.
Surakarta, Juni 2012
commit to user
xii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGAJUAN ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii
HALAMAN SURAT PERNYATAAN ... iv
HALAMAN PENGESAHAN ... v
HALAMAN MOTTO ... vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ... viii
HALAMAN ABSTRAK ... ix
commit to user
xiii
C. Kerangka Pemikiran ... 22
D. Hipotesis ... 23
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian ... 24
B. Rancangan Penelitian ... 25
C. Pengumpulan Data... 25
D. Analisis Data ... 33
E. Prosedur Penelitian ... 34
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Deskripsi Data ... 38
B. Pembahasan Hasil Penelitian ... 40
BAB V. SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN A. Simpulan ... 42
B. Implikasi ... 42
C. Saran ... 43
DAFTAR PUSTAKA ... 44
commit to user
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Komposisi Kimia Tanah Liat ... 19
Tabel 2. Campuran Pasir Cetak ... 27
commit to user
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Nakago/Inti ... 8
Gambar 2. Konstruksi Dapur Kupola ... 10
Gambar 3. Bentuk-bentuk Butir Pasir ... 14
Gambar 4. Waterglass Solid ... 15
Gambar 5. Waterglass Liquid ... 15
Gambar 6. Kerangka Pemikiran Penelitian ... 23
Gambar 7. Timbangan dengan Ketelitian 0,1 gram ... 27
Gambar 8. Timbangan dengan Ketelitian 0,01 gram ... 28
Gambar 9. Moisture Tester ... 28
Gambar 10. Mixer ... ... 29
Gambar 11. Gelas Ukur ... 29
Gambar 12. Mesin Asifator ... 30
Gambar 13. Kompor Listrik dan Panci ... 30
Gambar 14. Gelas Beker ... 31
Gambar 15. Syfon ... 31
Gambar 16. Pasir Kali ... 32
Gambar 17. Waterglass ... 32
Gambar 18. Spesimen Uji ... 33
Gambar 19. Bagan Alir Proses Eksperimen ... 35
commit to user
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Data Hasil Penelitian
Lampiran 2. Presensi Seminar Proposal
Lampiran 3. Surat-surat Perijinan
Lampiran 4. Surat Keterangan
commit to user
1 BAB I PENDAHULUANA. Latar Belakang Masalah
Pembangunan bidang industri di Indonesia pada hakekatnya adalah untuk
mengurangi ketergantungan pada bangsa lain, sehingga mampu memproduksi
kebutuhan-kebutuhan yang diperlukan dan dengan sendirinya terjadi peningkatan
perkembangan ekonomi dan peningkatan lapangan kerja. Sampai saat ini telah
banyak riset yang terus dilakukan untuk meningkatkan penggunaan logam yang pada
akhirnya memunculkan berbagai macam teknologi pengolahan logam, diantaranya
teknik pengecoran logam. Teknik pengecoran logam adalah pembentukan benda kerja
dengan cara mencairkan logam dalam dapur pelebur, kemudian dituangkan dalam
suatu cetakan dan dibiarkan sampai membeku, selanjutnya dikeluarkan dari cetakan.
Salah satu teknologi pengecoran logam yang dikenal adalah teknologi
pengecoran logam dengan metode pasir cetak (sand casting). Pengecoran dengan
pasir cetak (sand casting) merupakan suatu metode pengecoran logam yang paling
sering dan umum digunakan pada industri kecil hingga industri besar. Salah satu
faktor yang menentukan kualitas produk hasil pengecoran pasir cetak adalah bahan
dan komposisi pasir cetak. Kualitas pengecoran cetakan pasir dipengaruhi antara
lain dari kualitas cetakan dan campuran peleburan logam.
Pada proses pembuatan coran dengan menggunakan pasir cetak masih sering
terjadi cacat-cacat yang tidak diinginkan pada hasil coran, seperti kekasaran
permukaan coran, penetrasi logam cair kedalam cetakan, gelembung gas, rongga
penyusutan, rontokan cetakan dan inklusi terak.
Timbulnya cacat-cacat tersebut disebabkan karena campuran bahan pengikat
pada pasir cetak yang kurang ataupun kadarnya yang berlebihan. Apabila pasir cetak
kekurangan air, maka daya ikat lempung terhadap pasir akan berkurang, sehingga
commit to user
2
maka lempung akan menjadi pasta sehingga daya ikatnya terhadap pasir menurun dan
kekuatannya pun menurun.
Pasir cetak dibentuk dari campuran pasir, bahan pengikat dan bahan
tambah lainnya. Pasir merupakan komponen utama dalam pembentuk cetakan,
sedangkan bahan pengikat digunakan sebagai zat atau komponen pengikat antara
butir-butir pasir, kemudian ditambahkan dengan bahan tambah untuk mendapatkan
cetakan dengan karakteristik tertentu dari logam yang hendak dicor.
Pasir cetak masih banyak digunakan karena biaya produksinya rendah, dapat
digunakan kembali, ketahanan terhadap panas yang tinggi, pengoperasiannya yang
mudah serta kualitas pasir cetak yang tinggi. Kualitas pasir cetak sangat dipengaruhi
antara lain oleh jenis dan sifat-sifat pasir, serta jenis dan kadar bahan pengikat yang
digunakan. Sifat-sifat pasir antara lain tahan panas, kadar tanah liat, kadar air atau
kelembaban, bentuk dan besar ukuran pasir, serta sifat-sifat yang lain.
Cetakan dapat diperkuat atau dipermudah operasi pembuatannya dengan
menambahkan bahan pengikat khusus. Bahan pengikat biasa misalnya lempung
(bentonit), harganya murah tetapi kekuatan dan permeabilitasnya rendah, sehingga
cacat akibat udara atau gas sering muncul. Dalam penelitian ini akan digunakan
bahan pengikat waterglass, yaitu berupa cairan kental dengan berat jenis yang tinggi
(1100- waterglass dalam penelitian ini karena memiliki
kelebihan-kelebihan dibandingkan dengan bentonit.
Dari latar belakang permasalahan di atas peneliti melakukan penelitian,
commit to user
3
B. Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat diidentifikasi beberapa
permasalahan, di antaranya:
1. Timbulnya cacat-cacat pada hasil coran disebabkan campuran bahan pengikat
pada pasir cetak yang kurang ataupun kadarnya yang berlebihan.
2. Cacat-cacat pada hasil coran biasanya kekasaran permukaan coran, penetrasi
logam cair kedalam cetakan, gelembung gas, rongga penyusutan, rontokan
cetakan, dan inklusi terak.
3. Penggunaan bahan pengikat bentonit yang menimbulkan cacat akibat udara atau
gas sering muncul karena memiliki permeabilitas yang rendah.
4. Penggunaan waterglass sebagai bahan pengikat.
5. Penentuan kadar air yang sesuai pada pasir cetak.
6. Penentuan kadar lempung yang sesuai pada pasir cetak.
C. Pembatasan Masalah
Agar pembahasannya tidak terlalu luas dan menyimpang dari permasalahan,
maka lingkup ini dibatasi pada pengaruh variasi waterglass terhadap kadar air dan
kadar lempung pada pasir cetak.
D. Perumusan Masalah
Berdasarkan identifikasi masalah dan pembatasan masalah dapat dibuat
rumusan masalah sebagai berikut:
1. Adakah pengaruh penambahan waterglass terhadap kadar air pada pasir cetak?
2. Adakah pengaruh penambahan waterglass terhadap kadar lempung pada pasir
commit to user
4
E. Tujuan Penelitian
Berdasarkan perumusan masalah, tujuan yang hendak dicapai dari penelitian
ini adalah:
1. Mengetahui pengaruh penambahan waterglass terhadap kadar air pada pasir
cetak.
2. Mengetahui pengaruh penambahan waterglass terhadap kadar lempung pada pasir
cetak.
F. Manfaat Penelitian
Dari penelitian ini diharapkan akan memberi manfaat dalam kontribusi
terhadap pembangunan nasional serta ilmu pengetahuan dan teknologi yaitu:
1. Manfaat Teoritis
a. Memberikan pengetahuan baru atau masukan terhadap Proram Studi
Pendidikan Teknik Mesin Jurusan PTK Fakultas Keguruan dan Ilmu
Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta khususnya di bidang
pengecoran logam.
b. Mengembangkan ilmu dalam dunia industri khususnya pengecoran logam.
2. Manfaat Praktis
a. Mengetahui campuran pasir yang baik dalam pembuatan cetakan dalam proses
pengecoran logam.
b. Dapat menjadi masukan bagi komunitas industri dalam peningkatan kualitas
commit to user
5 BAB II KAJIAN PUSTAKAA. Kajian Teori dan Penelitian yang Relevan 1. Kajian Teori
a. Proses Pengecoran
Proses pengecoran merupakan proses tertua yang dikenal manusia dalam
pembuatan benda logam, bahkan telah ditemukan benda cor yang diduga berasal dari
tahun 2000 SM. Pada awalnya pengecoran digunakan untuk membuat perhiasan atau
perak tempaan. Dewasa ini pengecoran digunakan sebagai cara pembuataan suatu
benda kerja karena pada proses pengecoran dapat menghasilkan bermacam-macam
model benda kerja baik yang mudah maupun yang rumit, dan dalam ukuran benda
kerja yang kecil maupun berukuran besar yang tidak dapat dibuat dengan metode
yang lain.
Pada proses pengecoran (pembuatan coran) meliputi beberapa tahap yaitu :
1) Pembuatan Cetakan
Pembuatan cetakan terbagi menjadi beberapa cara yaitu
a) Pasir cetak basah (green sand molds), cetakan dibuat dari pasir cetak
basah. Proses pembuatannya sebagai berikut :
(1) belahan pola diletakkan di atas papan cetakan dan drag siap
untuk diisi pasir.
(2) Drag dibalik, kemudian memasang belahan pola yang
diletakkan diatasnya dan kup siap diisi dengan pasir.
(3) Cetakan telah siap pakai lengkap dengan inti di tempatnya.
b) Cetakan kulit kering (skin dried mold), ada dua cara yang dapat
dilakukan:
(1) Pasir sekitar pola setebal ± 10 mm dicampur dengan pengikat
sehingga pasir mengering dan terbentuk permukaan yang
commit to user
6
(2) Seluruh cetakan dibuat dari pasir basah kemudian
permukaanya yang bersinggungan dengan pola disemprot atau
dilapisi bahan yang mengeras bila dipanaskan. Pelapis terdiri
dari minyak cat, molas, sagu atau bahan sejenis. Permukaan
harus dikeringkan dengan hembusan udara atau pemanasan.
c) Pasir cetak kering (dry sand mold), cetakan dibuat dari pasir yang
kasar dengan bahan pengikat. Karena harus dipanaskan dalam dapur
sebelum digunakan, tempat cetakan terbuat dari logam. Cetakan pasir
kering tidak menyusut sewaktu kena panas dan bebas dari gelembung
udara. Baik cetakan permukaan kering maupun cetakan pasir kering
banyak digunakan di pengecoran baja.
d) Cetakan lempung (loam mold), cetakan lempung digunakan untuk
benda cor yang besar. Kerangka cetakan terdiri dari batu bata atau
besi yang dilapisi dengan lempung kemudian diperhalus
permukaannya. Cetakan kemudian dikeringkan agar kuat menahan
beban logam cair. Pembuatan cetakan lempung memakan waktu yang
lama sehingga jarang digunakan.
e) Cetakan furan (furan mold), pasir yang kering dicampur dengan asam
fosfor yang dalam hal ini sebagai reagens pemercepat. Resin furan
ditambahkan secukupnya dan campuran diaduk hingga resin merata.
Pasir dibentuk dan dibiarkan mengeras, biasany setelah 1 atau 2 jam
bahan cukup keras. Pasir resin furan dapat digunakan sebagai dinding
atau permukaan pada pola sekali pakai.
f) Cetakan CO2, pasir yang bersih dicampur dengan natrium silikat dan
campuran dipadatkan di sekitar pola. Kemudian dialirkan gas CO2 dan
campuran tanah akan mengeras. Cetakan CO2 diterapkan untuk
bentuk yang rumit dan dapat menghasilkan permukaan yang licin.
g) Cetakan logam, cetakan logam digunakan pada proses cetak tekan
commit to user
7
mempunyai bentuk yang tepat dengan permukaan yang licin sehingga
pekerjaan pemesinan berkurang.
h) Cetakan khusus, cetakan khusus dapat dibuat dari plastik, kertas,
kayu, semen, plaster, atau karet.
2) Persiapan Pengecoran
Persiapan pengecoran meliputi beberapa tahap di antaranya :
a) Pembuatan Pola
Pola dapat digolongkan menjadi dua yaitu logam dan pola kayu, pola
logam digunakan untuk menjaga ketelitian ukuran benda cor, terutama
pada masa produksi, sehingga umur pola bisa lebih lama dan
produktifitasnya tinggi. Pola dari kayu digunakan untuk pasir cetak.
Faktor terpenting untuk menetapkan macam pola adalah proses
pembuatan cetakan dimana pola tersebut dipakai dan pertimbangan
ekonomi yang sesuai dengan jumlah dari pembuatan cetakan dan
pembuatan pola.
b) Pembuatan Inti
Inti adalah suatu bentuk dari pasir yang dipasang pada rongga cetakan
untuk mencegah pengisian logam pada bagian yang seharusnya
berbentuk lubang atau berbentuk rongga dalam suatu coran (Surdia, T.,
dan Chijiwa, K. 2000). Inti ini biasanya dibuat dari pasir silika yang
bersih yang dicampur dengan bahan pengikat dan dipanaskan,
sehingga memperoleh kekuatan tertentu.
Pembuatan nakago/inti:
(1) Menyiapkan pola nakago/inti.
(2) Menyiapkan perlengkapan yang dibutuhkan (kawat, klem,
penumbuk, dan lain-lain).
(3) Klem pola nakago/inti yang kuat.
(4) Memasukkan pasir cetak ke dalam pola.
commit to user
8
(6) Membuat lubang gas di bagian tengah cetakan.
(7) Mengeraskan pasir cetakan sesuai dengan jenis pasir dengan
menggunakan gas CO2.
(8) Setelah mengeras, kemudian melepaskan klem dan pola.
(9) Memeriksa visual permukaan pada hasil cetakan.
(10) Membersihkan pola dan melakukan pekerjaan pertama secara
berulang.
Gambar 1. Nakago/inti
c) Pembuatan Sistem Saluran
Sistem saluran adalah jalan masuk bagi cairan logam yang dituangkan
ke dalam rongga cetakan sistem saluran terbagi menjadi beberapa
bagian antara lain:
(1) Cawan tuang merupakan penerima yang menerima cairan
logam langsung dari ladel. Biasanya berbentuk corong atau
cawan dengan saluran turun di bawahnya.
(2) Saluran turun yaitu saluran pertama yang membawa cairan
logam dari cawang tuang ke dalam pengalir dan saluran masuk,
commit to user
9
(3) Pengalir yaitu saluran yang membawa logam cair dari saluran
turun kebagian bagian yang cocok pada cetakan. Pengalir
biasanya mempunyai irisan seperti trapesium atau setengah
lingkaran.
Peleburan merupakan suatu proses mencairkan beberapa bahan baku
logam untuk menghasilkan logam baru yang memiliki komposisi
unsur-unsur tertentu. Untuk mencairkan logam dipakai
bermacam-macam tanur, tetapi yang sering dipakai dalam industri pengecoran
logam adalah jenis tanur listrik dan kupola. Pada tanur listrik panas
yang dihasilkan untuk melelehkan logam dihasilkan dari busur listrik
yang terjadi antara elektroda-elektroda, tanur listrik dulu digunakan
khusus untuk membuat baja-baja campuran dan baja-baja karbon yang
berkualitas tinggi tetapi sekarang digunakan untuk membuat baja-baja
karbon biasa. Panas yang dihasikan pada tanur listrik dihasilkan dari
busur listrik yang terjadi antara elektroda yang dialiri arus listrik, bila
arus listrik dijalankan busur api akan terjadi pada elektroda dan
memanaskan ruang lebur, sehingga mampu untuk meleburkan logam
cor. Biasanya dapur kupola dipergunakan secara luas untuk peleburan
logam cor karena mempunyai keuntungan seperti konstruksinya yang
sederhana, mengoperasikannya mudah, memberikan peleburan secara
terus menerus, serta biaya operasionalnya yang relatif murah. Dapur
kupola berbentuk silinder tegak yang terbuat dari baja yang dilapisi
commit to user
10
pengisi, kotak untuk mengalirkan angin (kotak sembur), saluran terak,
pintu pembersih, lubang pengeluaran. Untuk lebih jelasnya, melihat
gambar 2 berikut ini.
Gambar 2. Konstruksi Dapur Kupola (Surdia, T., dan Chijiwa, K. 2000)
Pada saat pencairan logam, bahan baku seperti logam dan kokas
diisikan dari mulut pintu pengisi, kemudian udara ditiupkan ke dalam
melalui tuyer, kemudian dibakar, sehingga bahan kokas terbakar dan
mencairkan logam hingga mencair, setelah logam cair dan terak
dikeluarkan melalui lubang-lubang keluar pada dasar kupola. Jadi
dalam kupola logam dipanaskan langsung oleh panas pembakaran dari
commit to user
11
e) Penuangan Logam
Penuangan adalah proses memasukkan cairan logam kedalam rongga
cetak yang terdapat pada cetakan. Proses ini merupakan puncak
pembuatan tuangan walaupun berlangsung dalam waktu yang sangat
pendek. Dalam proses ini logam cair yang dikeluarkan dari tanur akan
diterima oleh ladel pembawa kemudian dituangkan ke dalam cetakan
dengan menggunakan kowi (gayung) penuang. Kowi (gayung)
penuang biasanya berbentuk kerucut atau silinder. Ladel pembawa dan
kowi (gayung) penuang terbuat dari plat baja dan bagian dalamnya
dilapisi dengan batu tahan api.
f) Pembongkaran dan Pembersihan Coran
Setelah proses penuangan selesai dan logam mengalami pembekuan
dalam waktu yang cukup di dalam cetakan selanjutnya kotak-kotak
cetakan dikosongkan atau dibongkar dan benda-benda coran
dibersihkan dari pasir, serta tukang cetak menyingkirkan saluran tuang
dan penambah dengan martil atau untuk benda coran yang besar
digunakan alat potong mesin. Setelah itu benda-benda tuang dibawa ke
tempat-tempat pembersihan untuk menyingkirkan bram-bram yang
melekat pada benda hasil coran.
g) Pemeriksaan Hasil Coran
Pemeriksaan hasil coran dilakukan untuk memelihara kualitas dari
coran, untuk menekan biaya dengan mengetahui terlebih dahulu
produk yang cacat. (Surdia, T., dan Chijiwa, K. 2000). Pemeriksaan
coran yang biasa dilakukan adalah pemeriksaan rupa yang bertujuan
untuk meneliti: ketidakteraturan, inklusi retak, retakan, dan sebagainya
yang terdapat pada permukaan. Pemeriksaan cacat dalam yang
bertujuan untuk meneliti adanya cacat seperti rongga udara, rongga
penyusutan, inklusi, retakan, dan sebagainya dalam hasil coran dengan
commit to user
12
kekuatan super sonik, dan magnit). Pemeriksaan bahan yang bertujuan
untuk memeriksa ketidakteraturan bahan yang diteliti dengan cara
pengujian yang telah ditetapkan. Pemeriksaan tanpa merusak yang
dilakukan dengan cara mematahkan atau memotong produk hasil coran
untuk memastikan kualitas produk.
b. Pasir Cetak
Peleburan logam pada umumnya mempunyai titik lebur di atas 12000
C, sehingga tidak mudah untuk mendapatkan cetakan yang sanggup menekan
panas di atas temperatur tersebut. Untuk itu pasir cetak yang baik harus
memenuhi persyaratan cetakan.
1) Syarat-Syarat Pasir Cetak
Pasir cetak harus memenuhi persyaratan sebagai berikut (Surdia, T., dan
Chijiwa, K. 2000):
a) Mempunyai sifat mampu bentuk, sehingga mudah dalam pembuatan
cetakan dengan kekuatan yang cocok. Cetakan yang dihasilkan harus
kuat sehingga tidak rusak karena dipindah-pindah dan dapat menahan
logam cair waktu dituang kedalam cetakan.
b) Permeabilitas yang cocok. Permeabilitas yang kurang baik akan
menyebabkan cacat coran seperti rongga penyusutan, gelembung gas,
atau kekasaran permukaan.
c) Distribusi besar butir yang cocok. Permukaan coran menjadi halus
kalau coran dibuat dalam cetakan yang butir pasir halus, tetapi kalau
halus gas sulit untuk keluar, sehingga dapat mengakibatkan cacat coran
seperti gelembung gas.
d) Tahan panas terhadap temperatur logam pada waktu penuangan.
e) Komposisi yang cocok.
f) Mampu dipakai lagi. Pasir harus dapat dipakai berulang-ulang supaya
ekonomis.
commit to user
13
2) Macam-macam Pasir Cetak
Pasir cetak yang lazim digunakan ada beberapa macam antara lain pasir
gunung, pasir pantai, pasir kali, dan pasir silika yang disediakan oleh alam.
Beberapa dari pasir cetak dapat dipakai begitu saja dan yang lain dapat
dipakai setelah dipecah-pecah atau diolah menjadi butir-butir yang cocok
digunakan sebagai pasir cetak. Pasir pantai, pasir gunung, pasir kali dan
pasir silika tidak melekat dengan sendirinya, oleh karena itu dibutuhkan
pengikat untuk mengikat butir-butirnya satu sama lain dan baru dipakai
setelah pencampuran.
3) Susunan Pasir Cetak
Pasir cetak biasanya terdiri dari butir pasir yang berukuran
bermacam-macam, tetapi kadang-kadang terdiri dari butir-butir yang tersaring yang
mempunyai ukuran yang seragam.
Bentuk dan butir pasir cetak dapat digolongkan beberapa jenis yakni:
a) Memudar atau membulat (Round), merupakan jenis pasir yang paling
banyak bahan-bahan pengikat yang memberikan kekuatan dan
kemampuan alir gas (permeabilitas) yang baik.
b) Menyudut (Sub-Anguler), merupakan jenis pasir yang banyak
digunakan pengecoran besi cor dan baja cor dan non-ferro.
c) Menyudut tanggung (Anguler), merupakan jenis pasir yang banyak
dipakai dalam pemakaian besi coran cor-ferro. Pemakaian bahan untuk
pasir seperti lebih tinggi dibandingkan dengan bentuk membundar atau
menyudut tanggung.
d) Bentuk gabungan (Compound), merupakan pasir cetak biasanya
kumpulan dari pasir yang bermacam-macam, untuk pasir yang
digunakan sebagai cetakan lebih baik tidan mempunyai butir pasir
commit to user
14
Gambar 3. Bentuk-bentuk Butir Pasir (Surdia, T., dan Chijiwa, K. 2000)
4) Pengujian Pasir Cetak
Pasir cetak perlu diuji secara berkala untuk mengetahui sifat-sifatnya. Sifat
pasir cetak berubah akibat dari tercampurnya kotoran-kotoran dan
pengaruh suhu yang tinggi. Pengujian yang lazim dilakukan pada pasir
cetak adalah pengujian permeabilitas (kemampuan alir gas), pengujian
kekuatan yaitu (kekuatan tekan, kekuatan tarik, kekuatan geser), pengujian
terhadap kadar air, kadar lempung dan ukuran bentuk atau besar butiran
pasir. Penelitian yang akan dilakukan adalah melakukan pengujian kadar
air dan kadar lempung pada pasir cetak.
c. Waterglass
Sodium silikat ditemukan pertama kali oleh Jahamn Nepomuk Von Funch
pada tahun 1825 di Munich, Jerman. Secara umum sodium silikat yang
digunakan industri dapat dispesifikasikan menjadi dua, yaitu:
1) Larutan air silikat yang mengandung 1,5 s/d 4 mol SiO2 , 1 mol Na2CO3,
sering disebut sodium tetra silikat (waterglass). Spesifikasi ini diproduksi
dengan cara melarutkan sodium silikat dalam air.
2) Solid, kristal sodium silikat
Sodium tetra silikat (waterglass) diproduksi dengan mencampurkan sodium
silikat solid dengan air.
Na2Si4O9 (s) + 5 H2O (l) Na2Si4O9. 5 H2O (l)
commit to user
15
Gambar 4. Waterglass solid
Gambar 5. Waterglass liquid
1) Kegunaan waterglass sebagai berikut:
a) Sebagai bahan baku dalam pembuatan silika gel yang digunakan
sebagai pengering makanan
b) Sebagai bahan perekat untuk penyegelan dan laminating lapisan logam
commit to user
16
d) Digunakan sebagai bahan pembuatan drum filter
e) Digunakan sebagai sintesis zeolit
f) Digunakan pada produksi detergen
g) Digunakan pada water treatment yaitu sebagai flocculating agent
h) Digunakan sebagai bahan baku pabrik asam silika
2) Sifat fisis dan kimia waterglass a) Sifat fisis
(1) Berbentuk cairan bening
(2) Sangat larut dalam air panas dan dingin
(3) Tidak larut dalam alkohol
3) Spesifikasi waterglass Wujud : cair
Warna : tidak berwarna
commit to user
17
d. Kadar Air
Air murni adalah air yang tidak mempunyai warna, rasa, dan bau yang
terdiri dari hidrogen dan oksigen dengan rumus kimia H2O. Karena air yang
bersifat universal, maka yang paling alamiah atau buatan manusia hingga
tingkat tertentu ada zat yang terlarut di dalamnya.
Kadar air adalah presentase kandungan air suatu bahan yang dapat
dinyatakan berdasarkan berat basah (wet basis) atau berdasarkan berat kering
(dry basis). Kadar air berat basah mempunyai batas maksimum teoritis
sebesar 100 %, sedangkan kadar air berdasarkan berat kering dapat lebih dari
100 %.
Pemeriksaan kadar air dilakukan dengan menggunakan rumus di bawah ini:
%Kadar air =Berat awalBerat awalBerat akhir x 100%
Berat bahan kering adalah berat bahan setelah setelah mengalami
pemanasan beberapa waktu tertentu sehingga beratnya tetap (konstan). Pada
proses pengeringan air yang terkandung dalam bahan tidak dapat seluruhnya
diuapkan.
1) Pengaruh kadar air
Kadar air pada permukaan bahan dipengaruhi oleh kelembapan udara di
sekitarnya. Bila kadar air dalam bahan rendah sedangkan kelembapan
disekitarnya tinggi maka akan terjadi penyerapan uap air dari udara
sehingga bahan menjadi basah atau kadar airnya menjadi lebih tinggi.
2) Perubahan kadar air
Perubahan kadar air terjadi karena adanya kesetimbangan kelembaban
relatif bahan dengan kelembaban relatif udara dimana bahan yang
commit to user
18
kelembaban relatif bahan, maka bahan cenderung untuk menyerap air dari
udara.
3) Penentuan kadar air
Pada umumnya penentuan kadar air dilakukan dengan mengeringkan
bahan dalam oven pada suhu 105 s/d 1100C selama 3 jam atau sampai
didapat berat yang konstan. Selisih berat sebelum dan sesudah
pengeringan adalah banyaknya air yang diuapkan.
e. Kadar Lempung
Hampir semua tanah liat yang ada di Indonesia disebut lempung.
Lempung merupakan produk alam, yaitu hasil pelapukan kulit bumi yang
sebagian besar terdiri dari batuan granit dan batuan beku.
Lempung membentuk gumpalan keras saat kering dan lengket apabila
basah terkena air. Sifat ini ditentukan oleh jenis mineral lempung yang
mendominasinya. Karena perilaku inilah beberapa jenis tanah liat dapat
membentuk kerutan-kerutan atau pecah-pecah bila kering.
Tanah liat (lempung) memiliki sifat-sifat yang khas yaitu bila dalam
keadaan basah akan mempunyai sifat plastis tetapi bila dalam keadaan kering
akan menjadi keras, sedangkan bila dibakar akan menjadi padat dan kuat.
commit to user
19
Tabel 1. Komposisi Kimia Tanah Liat (lempung)
No Unsur Kimia Jumlah (%)
1 SiO2 59,14
2 Al2O3 15,34
3 Fe2O3 + FeO 6,88
4 CaO 5,08
5 Na2O 3,84
6 MgO 3,49
7 K2O 1,13
8 H2O 1,15
9 TiO2 1,05
10 Lain-lain 2,9
Kadar lempung adalah presentase kadar pengikat yang digunakan
untuk mengikat butir-butir pada pasir cetak. Lempung atau pengikat adalah
bahan yang digunakan untuk mengikat butir-butir pada pasir cetak yang
biasanya berukuran kurang dari 20 µ atau 0,0008 in.
Pengujian kadar lempung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
%Kadar Lempung =Berat awal Berat akhir
commit to user
20
1) Fungsi dan standart pengikat (lempung)
a) Fungsi Pengikat
Fungsi pengikat yang utama yaitu untuk mengikat pasir cetak,
sehingga pasir cetak tersebut mempunyai sifat mampu bentuk,
sehingga mudah dalam pembuatan cetakan dengan kekuatan dan
permeabilitas yang cocok. Cetakan yang dihasikan harus kuat,
sehingga tidak mudah rusak dan mudah dibongkar sesudah dituang.
Selain itu, pengikat juga berfungsi sebagai penahan panas pada saat
penuangan, hal ini terjadi karena pasir cetak dengan butiran yang tidak
seragam dapat dipadatkan dengan lempung, sehingga mempunyai berat
jenis yang tinggi, mempunyai permukaan sentuh yang luas sehingga
kekuatan untuk menahan panas lebih tinggi.
b) Standart Pengikat
Menurut standar AFS clay atau lempung yang terkandung dalam pasir
cetak:
(1) Clay atau lempung mineral
(2) Lempung silika atau lempung yang mengendap
(3) Kandungan lempung yang umum digunakan pada pasir cetak
adalah 2% s/d 50%
2) Macam-macam Pengikat (lempung)
a) Berdasarkan kadarnya dalam pasir cetak, lempung dibagi menjadi:
(1) Lempung jenuh
Pada penambahan kadar lempung tidak akan mampu untuk
meningkatkan atau tidak berpengaruh terhadap kekuatan pasir cetak
sehingga kekuatan pasir cetak setelah ditambah lempung dalam
kondisi jenuh akan konstan.
(2) Lempung tidak jenuh
Pada penambahan kadar lempung akan berbanding lurus dengan
commit to user
21
(sampai mencapai titik jenuh). Semakin besar penambahan kadar
lempung maka kekuatan pasir cetak akan semakin tinggi.
2. Penelitian Relevan
Dari penelitian sebelumnya banyaknya parameter dan hubungan antar
parameter terkait tentang pasir cetak pada proses pengecoran yang diteliti. Azam
(2003) meneliti tentang variasi campuran pasir cetak yang berpengaruh terhadap
sifat mekanik pada pengecoran logam. Penelitian ini menyelidiki tentang
pengaruh penambahan waterglass terhadap kekuatan tarik dan kekerasannya.
hasil penelitian yang dilakukan menunjukkan bahwa penambahan waterglass
mempengaruhi kekuatan tarik dan kekerasannya. Penelitian ini menggunakan
metode eksperimen dengan variabel bebas yaitu variasi kadar waterglass dan
variabel terikat yaitu sifat mekanik coran besi cor kelabu. Hasilnya, kekuatan
tariknya pun meningkat.
Nurhadi (2004) melakukan penelitian tentang kadar waterglass dalam
cetakan pasir silika terhadap sifat mekanik pada proses pengecoran besi cor
kelabu. Penelitian ini menyelidiki tentang pengaruh penambahan waterglass
terhadap sifat mekanik pada proses pengecoran besi cor kelabu yaitu
permeabilitas dan kekuatan tekannya. Penelitian ini menggunakan metode
eksperimen dengan variabel bebas yaitu variasi kadar waterglass ( 15%, 25%,
40%) dan variabel terikatnya yaitu sifat mekanik besi coran kelabu. Penambahan
waterglass mempengaruhi sifat mekanik besi cor kelabu. Hasilnya, cenderung
menurun.
Peter et al (2007) melakukan penelitian tentang pengecoran logam yang
menggunakan pasir cetak yang hasilnya dapat mempengaruhi ukuran dan bentuk
hasil coran. Penelitian ini menyelidiki tentang efek dari jenis pasir dan pengikat
terhadap ukuran coran. Penelitian ini menggunakan penelitian eksperimen. Jenis
pasir yang digunakan memiliki efek signifikan pada pengecoran dan efek dari
commit to user
22
Hasilnya pola yang dihasilkan berhasil dengan baik dan dapat menghambat
penyusutan.
Dari literatur di atas, dapat diketahui bahwa variasi waterglass yang
digunakan adalah 15%, 25%, 40%. Untuk mengetahui perbedaan dengan yang
tidak menggunakan waterglass maka ditambah dengan kadar waterglass 0%.
Pemberian waterglass akan mempengaruhi hasil dari pengecoran. Pada penelitian
ini menggunakan kadar berat waterglass sebesar 0%, 15%, 25% dan 40% sebagai
variabel bebasnya. Variabel terikatnya adalah kadar air dan kadar lempung.
B. Kerangka Pemikiran
Proses pembuatan cetakan ditentukan oleh campuran pasir dan pengikatnya.
Salah satu sifat bahan yang penting adalah kadar air dan kadar lempung yang dimiliki
oleh pasir. Sifat ini sangat diperlukan bagi pasir karena apabila pasir kekurangan air,
maka daya ikat lempung terhadap pasir cetak akan berkurang sehingga akan
mengurangi kekuatan pasir cetak. Sebaliknya apabila pasir cetak kelebihan air,
lempung akan menjadi pasta sehingga daya ikatnya terhadap pasir menurun dan
kekuatannya pun juga menurun.
Pada penelitian ini digunakan molding (cetakan) dibuat dari pasir kali
dicampur dengan waterglass sebagai pengikatnya. Campuran pasir ini diaduk di
dalam mixer hingga kedua komponen bercampur. Campuran pasir ini lalu dituang ke
dalam kotak besi yang di dalamnya sudah ditaruh pattern kayu. Sesudah ditaruh
hingga penuh, pasir lalu ditumbuk hingga padat. Setelah itu pasir cetak ditusuk-tusuk
dengan besi panjang sebagai jalan masuknya gas CO2 yang akan dimasukkan ke
dalam cetakan. Setelah selesai ditusuk, gas CO2 dimasukkan dengan menggunakan
selang dari tabung gas.
Variasi pada penelitian ini dengan mengubah kandungan waterglass (bahan
pengikat) dengan variasi 0%, 15%, 25% dan 40% dari berat campuran.
commit to user
23
Gambar 6. Kerangka Pemikiran Penelitian
Keterangan:
X : Variasi waterglass
Y1: Sifat kadar air
Y2: Sifat kadar lempung
C. Hipotesis
Berdasarkan atas uraian dari kerangka berpikir, maka dirumuskan hipotesis
oleh peneliti sebagai berikut:
1. Semakin besar penambahan waterglass, maka semakin meningkat kadar air pada
pasir cetak.
2. Semakin besar penambagan SiO2, maka semakin meningkat kadar lempung pada
pasir cetak. X
Y1
commit to user
24 BAB IIIMETODE PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Penelitian
1. Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium Pengujian Logam Politeknik
Manufaktur Ceper yang beralamat di Batur, Tegalrejo, Ceper, Klaten.
2. Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan bulan Maret sampai Juni 2012, pelaksanaannya
sebagai berikut:
Pengajuan Judul : 28 Februari 2012
Penyusunan Proposal : 29 Februari s/d 23 Maret 2012
Seminar Proposal : 26 Maret 2012
Revisi Proposal : 27 Maret s/d 4 April 2012
Perijinan Penelitian : 5 April s/d 18 April 2012
Penelitian : 19 April s/d 3 Mei 2012
Analisis Data : 4 Mei s/d 18 Mei 2012
Penulisan Laporan : 19 Mei s./d 19 Juni 2012
commit to user
25
B. Rancangan Penelitian
Penelitian ini adalah penelitian eksperimen yang dilaksanakan di laboratorium
dengan kondisi dan perlengkapan yang disesuaikan dengan kebutuhan untuk
memperoleh data tentang pengaruh penambahan waterglass terhadap kadar air dan
kadar lempung pada pasir cetak.
Adapun yang dimaksud dengan desain eksperimen adalah eksperimen yang
merupakan dengan sengaja dan secara sistematis mengadakan perlakuan atau
tindakan pengamatan yang dilakukan peneliti untuk melihat efek yang terjadi pada
tindakan tersebut (Suharsimi Arikunto, 2002).
Pada penelitian ini, metode yang digunakan adalah metode eksperimen dan
merupakan penelitian deskriptif yaitu memaparkan secara jelas hasil eksperimen di
laboratorium terhadap sejumlah benda uji, kemudian dianalisis datanya.
Objek dalam penelitian ini adalah benda uji pasir cetak yang diberi perlakuan.
Pasir cetak dengan pembentuknya adalah pasir kali dan waterglass, variasi campuran
waterglass yaitu 0%, 15%, 25%, dan 40%.
C. Pengumpulan Data 1. Identifikasi Variabel
Dalam penelitian ini, dilakukan pengukuran terhadap keberadaan suatu
variabel dengan instrumen penelitian. Selanjutnya dilakukan analisis untuk
mencari hubungan antara variabel yang satu dengan yang lain. Sugiyono (2007 :
diamati, variabel itu sebagai atribut dari sekelompok orang atau obyek yang
mempunyai
a. Variabel Bebas
Variabel bebas adalah variabel yang menjadi sebab timbulnya atau
commit to user
26
ditentukan oleh ada atau tidaknya variabel lain. Tanpa adanya variabel bebas,
maka tidak akan ada variabel terikat. Jika variabel bebas berubah, maka akan
muncul variabel terikat yang berbeda atau yang lain.
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah variasi kadar berat waterglass
0%, 15%, 25% dan 40%.
b. Variabel Terikat
Variabel terikat adalah himpunan sejumlah gejala yang memiliki pula
sejumlah aspek di dalamnya, yang berfungsi menerima atau menyesuaikan diri
dengan kondisi lain, yang disebut variabel bebas. Kata lain ada atau tidaknya
variabel terikat tergantung ada atau tidaknya variabel bebas. Dalam penelitian ini
variabel terikatnya adalah kadar air dan kadar lempung.
c. Variabel Kontrol
Variabel kontrol merupakan himpunan sejumlah gejala yang memiliki
berbagai aspek atau unsur di dalamnya, yang berfungsi untuk mengendalikan
variabel terikat yang akan muncul bukan dikarenakan variabel lain, tetapi
benar-benar karena variabel bebas.
Pengendalian variabel ini dimaksudkan agar tidak merubah variabel yang
akan diungkap pengaruhnya, sehingga kontrol yang akan dilakukan terhadap
variabel ini akan menghasilkan variabel terikat yang murni. Dalam penelitian ini
variabel kontrolnya adalah:
1) Jenis pasir yang digunakan adalah pasir kali yang baru
2) Berat spesimen yang diuji adalah 50 gram
commit to user
27
Tabel 2. Campuran Pasir Cetak
Kadar waterglass
Instrumen penelitian terdiri dari peralatan dan bahan yang digunakan dalam
proses penelitian.
Alat yang digunakan dalam penelitian tersebut sebagai berikut:
a. Peralatan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1) Timbangan yang digunakan untuk menimbang campuran pasir kali dan
waterglass.
commit to user
28
Gambar 8. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram
2) Moisture Tester yang digunakan untuk memanaskan pasir
commit to user
29
3) Mixer yang digunakan untuk mencampur pasir kali dan waterglass.
Gambar 10 Mixer
4) Gelas ukur digunakan untuk mengetahui takaran air.
commit to user
30
5) Mesin Asifator, digunakan untuk mencampur antara pasir dan lempung agar
tercampur merata.
Gambar 12. Mesin Asifator
6) Kompor listrik dan panci digunakan untuk memasak pasir, air, tetrasodium
pyroposfat
commit to user
31
7) Gelas beker digunakan untuk menampung hasil adukan
Gambar 14. Gelas beker
8) Syfon digunakan untuk mengeluarkan air dari gelas beker
commit to user
32
b. Bahan Penelitian
1) Pasir kali
Penelitian ini menggunakan pasir kali yang baru.
Gambar 16. Pasir kali
2) Waterglass
commit to user
33
Spesimen uji yang digunakan adalah pasir kali dan waterglass yang
dicampur dengan mengambil sample pasir seberat 50 gram untuk
dilakukan pengujian baik kadar air maupun kadar lempungnya.
Gambar 18. Spesimen uji
D. Analisis data
Salah satu bagian terpenting dalam proses kegiatan penelitian adalah
melakukan kegiatan analisis terhadap data-data yang telah terkumpul. Teknik analisis
data yang dipakai dalam penelitian ini menggunakan data deskriptif yang dilakukan
dengan cara melukiskan dan merangkum pengamatan dari penelitian yang dilakukan.
Data yang dihasilkan digambarkan secara grafis dalam bentuk grafik sehingga lebih
mudah dibaca. Analisis data hasil pengujian variasi campuran pasir dengan kadar
berat waterglass 0%, 15%, 25%, dan 40% dilakukan pada penelitian ini sebagai
berikut:
1. Analisis Hasil Pengujian Kadar Air
Pada hasil pasir cetak dilakukan pengujian kadar air dengan cara
commit to user
34
dipanaskan. Dari selisih berat dapat dihitung presentase kadar air dengan
menggunakan rumus yang sudah ditentukan. Kadar air standar dalam pasir cetak
adalah 3 s/d 6% (SNI 15-0312-1989) tergantung dari jenis cetakan dan logam yang
dituang. Apabila pasir cetak kekurangan air, maka daya ikat lempung terhadap
pasir cetak akan berkurang sehingga akan mengurangi kekuatan pasir cetak. Di
samping itu butir lempung yang tidak mendapat air akan mengisi celah antar butir
pasir cetak sehingga menyebabkan penurunan permeabilitas pasir cetak.
Sebaliknya jika pasir cetak kelebihan air, maka lempung akan menjadi pasta
sehingga daya ikatnya terhadap pasir menurun dan kekuatannya pun menurun.
2. Analisis Hasil Pengujian Kadar Lempung
Pada hasil pasir cetak dilakukan pengujian kadar lempung dengan
menambahkan air dan larutan Tetrasodium Pyroposfat ke dalam panci masakan
hingga mendidih, setelah dingin diaduk dengan mesin asifator dan memasukkan
hasilnya ke dalam gelas beker yang diberi air kemudian air yang ada di gelas beker
tersebut dikeluarkan dengan syfon. Dari hasil yang didapatkan dapat diketahui
presentase kadar lempung dengan memasukkan ke dalam rumus yang sudah ada.
Daya rekat antar butir pasir sangat bergantung pada kadar lempung dalam pasir.
Untuk suatu presentase kadar lempung tertentu, diperlukan sejumlah kadar air
tertentu pula, sehingga akan didapatkan kekuatan pasir yang maksimum. Biasanya
kadar lempung yang terdapat dalam industri pengecoran logam berkisar antara
10-20% (SNI 15-0312-1989). Kekuatannya juga dipengaruhi oleh bentuk dan
besarnya butiran pasir.
E. Prosedur Penelitian 1. Tahap Eksperimen
Tahap eksperimen dalam penelitian ini dapat digambarkan dengan bagan
commit to user
35
Percampuran Bahan Pembuat Pasir Cetak Pasir Kali
Waterglass
Pencampuran pasir kali dengan variasi kadar waterglass
0%
Pembuatan Pasir Cetak
Uji Kadar Air Uji Kadar Lempung
Analisis Data
Kesimpulan
15% 25% 40%
Mulai
Selesai
commit to user
36
2.Urutan Langkah Eksperimen
a. Pengolahan pasir, pencampuran pasir kali dan waterglass dengan variasi kadar
waterglass 0%, kemudian diaduk hingga rata dalam mixer hingga kedua
komponen bercampur.
b. Melakukan pengujian kadar air
1) Menimbang pasir 50 gram
2) Menimbang kertas saring dan mencatat beratnya
3) Meletakkan pasir diatas kertas saring dan memasukkan ke dalam pan
tempat sampel
4) Memasukkan pan ke dalam moisture tester, dan memutar time swith
selama 15 menit
5) Mengeluarkan sampel, mengangkat dan mendiamkan terlebih dahulu,
kemudian menimbang sampel dan mencatat beratnya
6) Melakukan proses pengeringan tersebut sampai didapat berat konstan
7) Mencatat hasil akhir pada saat konstan dan memasukkan ke dalam rumus
c. Mengamati pengujian tersebut dan mengambil data hasil pengujian kadar air.
d. Melakukan pengujian kadar lempung.
1) Menimbang pasir seberat 50 gram
2) Memasukkan pasir, air ± 475 ml, 25 ml Tetrasodium Pyroposfat ke dalam
panci masakan
3) Memanaskan sampai mendidih di atas pemanas/kompor
4) Didiamkan hingga dingin, kemudian diaduk dengan mesin asifator 5 s/d
10 menit
5) Hasil adukan dituang ke dalam gelas beker dan menambahkan air sampai
batas gelas beker, selanjutnya didiamkam sekitar 15 s/d 20 menit
6) Mengeluarkan air dari gelas beker dengan alat syfon
7) Mengisi lagi gelas beker dengan air sampai batas gelas, didiamkan 15 s/d
commit to user
37
8) Mengulangi langkah tersebut sampai hasil air di dalam gelas beker
terlihat jernih
9) Menyaring pasir tersebut, kemudian dikeringkan hingga berat konstan,
kemudian memasukkan hasil dalam rumus.
e. Mengamati pengujian tersebut dan mengambil data hasil pengujian kadar
lempung.
f. Mengulangi proses a sampai dengan e untuk kadar berat waterglass 15%,
25%, dan 40%.
commit to user
38 BAB IVHASIL PENELITIAN
A. Deskripsi Data
Dalam hasil penelitian ini, materi yang disajikan berupa angka angka (nilai)
kadar air dan kadar lempung dengan variasi kadar waterglass. Penelitian dan
pembahasan utamanya diarahkan terutama untuk mengetahui pengaruh variasi
waterglass terhadap kadar air dan kadar lempung pada pasir cetak. Penelitian ini
merupakan penelitian eksperimen yang melibatkan satu faktor bebas. Faktor tersebut
adalah perlakuan variasi waterglass (0%, 15%, 25%,40%). Variabel terikatnya dalam
penelitian ini adalah kadar air dan kadar lempung pada pasir cetak. Jumlah
keseluruhan sampel dalam penelitian sebanyak 4 buah.
Data penelitian yang berjumlah 4 data yakni variasi waterglass dengan kadar
0%, variasi kadar waterglass dengan kadar 15%, variasi kadar waterglass dengan
kadar 25%, dan variasi waterglass dengan kadar 40%. Hasil pengujian kadar air dan
kadar lempung pada pasir cetak dapat dilihat pada tabel 3 berikut ini :
Tabel 3. Hasil Pengukuran Kadar Air dan Kadar Lempung dengan Variasi Waterglass
commit to user
39
Dari hasil penelitian yang diperoleh dalam perhitungan kadar air dan kadar
lempung dengan variasi waterglass yang berbeda, maka dapat digambarkan dengan
grafik sebagai berikut :
Gambar 20. Grafik Pengaruh Variasi Waterglass terhadap Kadar Air dan Kadar
Lempung pada Pasir Cetak
Berdasarkan data di atas menunjukkan kadar air spesimen I (waterglass 0%)
yaitu 1,5%, spesimen II (waterglass 15%) yaitu 5,18%, spesimen III (waterglass
25%) yaitu 6,48%, spesimen IV (waterglass 40%) yaitu 7,14% sedangkan kadar
lempung spesimen I (waterglass 0%) yaitu 5,44%, spesimen II (waterglass 15%)
yaitu 12,80%, spesimen III (waterglass 25%) yaitu 17,68% dan spesimen IV
(waterglass 40%) yaitu 26,64%.
commit to user
40
Kadar air berhubungan erat dengan kadar lempung. Apabila pasir cetak
kekurangan air, maka daya ikat lempung terhadap pasir cetak akan berkurang
sehingga akan mengurangi kekuatan pasir cetak. Sebaliknya jika pasir cetak
kelebihan air, maka lempung akan menjadi pasta sehingga daya ikatnya terhadap
pasir menurun dan kekuatannya pun menurun.
Kadar air standar dalam pasir cetak adalah 3 s/d 6% dan untuk kadar
lempung 10 s/d 20% untuk pengecoran besi cor (SNI 15-0312-1989). Kadar air dan
kadar lempung diperlukan agar pasir cetak mempunyai sifat-sifat sisa yang baik, sifat
yang mampu ambruk yang baik maksudnya adalah cetakan dapat dengan mudah
dapat rontok dan pasir cetak dengan mudah dapat disingkirkan dari permukaan coran.
Pasir cetak dipakai berulang kali, sehingga pengumpulan pasir setelah pembongkaran
harus mudah.
B. Pembahasan Hasil Penelitian
Berdasarkan data hasil eksperimen dapat dikemukakan fakta-fakta sebagai
berikut :
1. Ada pengaruh penambahan waterglass terhadap kadar air. Semakin banyak
penambahan kadar waterglass, maka kadar air juga semakin meningkat. Hal ini
terjadi karena pada waterglass terdapat kandungan air yang artinya semakin
banyak penambahan waterglass maka kandungan air yang ada di dalamnya juga
semakin banyak.
2. Ada pengaruh penambahan waterglass terhadap kadar lempung. Semakin banyak
kadar waterglass yang digunakan, maka kadar lempung juga meningkat. Hal ini
dapat terjadi karena terdapat kesamaan komposisi penyusun dari waterglass dan
pasir, yaitu kedua-duanya terdapat SiO2 yang berfungsi sebagai pengikat. Di dalam
pasir kali sudah terdapat kandungan lempung yang cukup tinggi sehingga apabila
ditambah waterglass yang terdapat kandungan SiO2 maka kadar lempung akan
commit to user
41
3. Kadar air tertinggi didapat pada kadar waterglass 40% yaitu 7,14% dan terrendah
pada kadar waterglass 0% yaitu 1,5%. Hal ini terjadi karena semakin banyak kadar
waterglass yang digunakan, maka kandungan air yang terdapat dalam waterglass
juga paling banyak sehingga kadar air pada pasir cetak meningkat.
4. Kadar lempung tertinggi didapat pada kadar waterglass 40% yaitu 26,64% dan
terrendah pada kadar waterglass 0% yaitu 5,44%. Hal ini terjadi karena semakin
banyak kadar waterglass yang digunakan, maka kandungan SiO2 yang terdapat
dalam waterglass juga paling banyak sehingga kadar lempung pada pasir cetak
meningkat.
5. Dari fakta di lapangan pada dunia industri pengecoran logam kadar air dan kadar
lempung sangat penting. Apabila pasir cetak kekurangan air, maka daya ikat
lempung terhadap pasir cetak akan berkurang sehingga akan mengurangi kekuatan
pasir cetak. Di samping itu butir lempung yang tidak mendapat air akan mengisi
celah antar busir pasir cetak, sehingga menyebabkan penurunan permeabilitas
pasir cetak. Sebaliknya jika pasir cetak kelebihan air, maka lempung akan menjadi
pasta sehingga daya ikatnya terhadap pasir menurun dan kekuatannya pun
menurun. Kadar air standar dalam pasir cetak adalah 3 s/d 6% dan standar kadar
lempung dalam pasir cetak adalah 10 s/d 20%. Dari data di atas dapat dilihat
bahwa pada variasi kadar waterglass 15% yang masuk dalam kriteria di atas.
Kadar waterglass 15% memiliki kadar air 5,18% dan kadar lempung12,80%.
6. Setiap penambahan kadar waterglass baik kadar air maupun kadar lempung pada
commit to user
42 BAB VSIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN
A. Simpulan Penelitian
Berdasarkan hasil penelitian yang telah diuraikan pada BAB IV dengan
mengacu pada perumusan masalah, maka dapat disimpulkan beberapa hal sebagai
berikut:
1. Ada pengaruh penambahan waterglass terhadap kadar air dan kadar lempung pada
pasir cetak. Ini dapat dilihat pada hasil pengujian kadar air dengan kadar berat
waterglass 0%, 15%, 25%, 40% hasilnya berturut-turut 1,50%, 5,18%, 6,48%,
7,14% sedangkan hasil pengujian kadar lempung dengan kadar waterglass yang
sama hasilnya berturut-turut 5,44%, 12,80%, 17,68%, 26,64%.
2. Kadar waterglass 15% menghasilkan kadar air 5,18% dan kadar lempung 12,80% .
Kadar air yang sering digunakan dalam industri pengecoran berkisar antara 3 s/d
6% sedangkan kadar lempung berkisar antara 10 s/d 20% sehingga kadar
waterglass yang masuk dalam kriteria tersebut adalah kadar waterglass 15% .
3. Setiap penambahan kadar waterglass baik kadar air maupun kadar lempung pada
pasir cetak hasilnya meningkat.
B. Implikasi
Berdasarkan hasil penelitian yang didukung oleh landasan teori yang telah
dikemukakan, tentang pengaruh variasi waterglass terhadap kadar air dan kadar
lempung, dapat diterapkan ke dalam beberapa implikasi yang dapat dikemukakan
sebagai berikut:
1. Implikasi Teoritis
Di dalam penelitian ini menyelidiki pengaruh variasi waterglass terhadap
kadar air dan kadar lempung pada pasir cetak. Dengan variasi berat waterglass 0%,
commit to user
43
pengecoran adalah kadar waterglass 15%. Dengan hasil penelitian ini dapat dijadikan
dasar pengembangan penelitian selanjutnya yang relevan dengan masalah yang
dibahas dalam penelitian ini. Disamping itu, sebagai bukti bahwa variasi kadar
waterglass mempengaruhi kadar air dan kadar lempung pada pasir cetak.
2. Implikasi Praktis
Penelitian ini dapat digunakan untuk diaplikasikan pada proses pengecoran
logam untuk mengetahui kadar air dan kadar lempung yang tepat yang biasa di
gunakam pada industri pengecoran logam.
C. Saran
Berdasarkan hasil penelitian yang diperoleh dan implikasi yang
ditimbulkan, maka dapat disampaikan saran-saran sebagai berikut:
1. Pemanfaatan pasir kali dan waterglass untuk industri pengecoran harus dilakukan
untuk mendapatkan hasil yang optimal dan menghasilkan nilai ekonomis yang
tinggi.
2. Untuk penelitian selanjutnya yang sejenis dapat dilakukan dengan pengujian
