BAB I PENDAHULUAN
1. LATAR BELAKANG
Dalam suatu pembuatan cetakan permeabilitas atau kemampuan alir gas adalah salah satu sifat yang penting terhadap hasil dari benda coran. Pasir cetak yang telah dipadatkan harus dapat mengalirkan uap dan gas-gas yang dilepaskan oleh logam panas pada waktu dilakukan penuangan kedalam cetakan. Apabila cetakan tidak bisa mengeluarkan atau mengalirkan gas-gas dengan baik, maka akan terjadi cacat coran yang berupa rongga udara atau lubang-lubang pada hasil coran. Permeabilitas ini tergantung pada beberapa faktor antara lain, bentuk butiran pasir, kehalusan, kadar air dan jumlah bahan pengikat.
BAB II TEORI DASAR
A. DEFENISI PERMEABILITAS
Permeabilitas adalah kemampuan pasir cetak untuk mengalirkan udara (ml) dengan setiap cm2 / menit, kualitas coran dengan permeabilitas yang tepat dapat mencegah cacat seperti rongga penyusutan, gelembung gas atau kekasaran permukaan. Karena udara atau gas yang terjadi dalam waktu penuangan dapat terjadi dalam cetakan dalam waktu penuangan dapat terjadi dialirkan melalui rongga-rongga diantara butir-butir pasir keluar dan cetakan denga kecepatan yang sama.
Rumus permeabilitas: t A P l Q P . . .
Dimana : P adalah permeabilitas Q adalah Debit air
l adalah Panjang specimen P adalah tekanan
A adalah Luas permukaan selinder t adalah waktu
B. FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERMEABILITAS
1. Bentuk butir pasir
Bentuk butir pasir cetak digolongkan menjadi beberapa jenis yang ditunjukkan pada gambar. Jenis butir pasir bulat baik sebagai pasir cetak karena memerlukan jumlah pengikat yang lebih sedikit untuk mendapatkan kekuatan dan permeabilitas tertentu, serta mampu alirnyua baik sekali. Pasir bentuk kristal.kurang baik untuk pasir cetak, sebab akan pecah menjadi butir-butir kecil pada pencampuran serta memberikan permeabilitas yang baik pada cetakan dan membtuhkan pengikat dalam jumlah banyak.
Butiran bundar
Butiran ini mempunyai hubungan yang paling sedikit antara butiran yang satu dengan yang lainnya dalam waktu yang diperlukan sehingga membuat permeabilitas menjadi tinggi.
Butiran bersudut sebagian
Butiran ini mempunyai kemampuan permeabilitas yang sedikit di bawah butiran bundar dan kekuatannya melebihi butiran bundar.
Gambar 2. Butir pasir bersudut sebagian
Butiran bersudut
Butiran ini menyebabkan kekuatan yang tinggi dan permeabilitas rendah dari butiran sudut sebagian. Karena bersudut sehingga menutup rongga-rongga untuk partikelatau lebih padat.
Butiran kristal
Butiran ini kurang baik untuk pasir cetak sebab akan pecah bila dipadatkan sehingga kemampuan permeabilitas yang paling rendah.
Gambar 4. Butir pasir Kristal
2. Distribusi pasir cetak
Pasir cetak biasanya kumpulan dari butir-butir yang berukuran bermacam-macam. pasir yang halus mengakibatkan permukaan yang halus dan yang padat dapat mencegah keluarnya udara. Distribusi pasir yang ideal adalah 2/3 dari 3 merh yang berurutan dan sisanya dari ukuran merh berikutnya.
3. Compachbility
Compachbility merupakan kemampuan pasir cetak untuk dipadatkan. Semakin padat pasir cetak maka rongga antar pasir akan mengenyal dan menyebabkan permeabilitas turun dan menyebabkan cacat rongga.
4. Kadar air
Kadar air yang tinggi menyebabkan lempung menjadi pecah dan mengisi rongga antar butir akan menyebabkan permeabilitas turun. Begitu juga sebaliknya kadar air yangh rendah akabn menyebabkan lempung berbutir dan mengisi ruang antar butir pasir cetak sehingga permeabilitas menurun.
sumber: http://id.scribd.com/doc/92464158/Permeabilitas-Pasir-Cetak
C. POROSITAS
Porositas adalah suatu cacat pada produk cor yang dapat menurunkan kualitas benda tuang. Salah satu penyebab terjadinya porositas pada penuangan psdusn sluminium adalah gas hidrogen. Gas hidrogen ini dapat terbentuk karena logam cair pada proses pengecoran dimulai dapat di oksidasi dengan gas karbonmonoksida dan karbondioksida. penyebab lainnya adalah kontrol yang kurang sempurna terhadap absorbsi gas oleh paduan, pengeluaran gas dari logam karena interaksi gas dengan logam selama peleburan dan penuangan.
Macam-macam Porositas Tanah:
a. Porositas primer : sistem porositas utama atau porositas asli dalam sebuah batuan atau tanah endapan.
b. Porositas sekunder :sistem porositas terpisah dalam sebuah batuan dan seringkali meningkatkan keseluruhan porositas batuan
c. Porositas pecahan: porositas ini dihubungkan jaringan yang pecah. Pecahan ini dapat menciptakan porositas sekunder dalam batuan.
d. Porositas Vuggy : porositas sekunder yang dihasilkan oleh makrofosil yang telah menjadi batuan karbonat yang memiliki lubang-lubang yang besar.
e. Porositas Efektif : juga disebut porositas terbuka adalah perbandingan antara volume total dimana fluida yang mengalir menempati (terjebak dalam) volume ini secara efektif. Porositas ini sangat penting untuk aliran air bawah tanah (groundwater) dan minyak.
f. Porositas ganda : terjadi karena adanya dua reservoir yang saling tumpang tindih dan berinteraksi satu sama lain. Contohnya pada lapisan batu yang terpecah. g. Makropori : pori yang memiliki diameter lebih dari 50 nm. Aliran yang melalui
makropori dinamakan difusi bulk.
h. Mesopori : pori dengan diameter lebih dari 2 nm dan kurang dari 50 nm. Aliran melalui mesopori disebut difusi Knudsen.
i. Mikropori : pori dengan diameter kurang dari 2 nm. Aliran melalui mikropori disebut difusi aktifPengukuran Porositas.
Berikut adalah beberapa gambar porositas:
Gambar 5. Beberapa jenis porositas
D. CACAT-CACAT YANG DISEBABKAN OLEH PERMEABILITAS
1. Blow yaitu rongga bulat besar yang disebabkan gas karena menempati daerah logam cair pada permukaan kop. Blow biasanya terjadi pada permukaan coran yang cembung.
Gambar 6. Cacat blow
2. Scar yaitu blow yang dangkal yang biasanya dijumpai pada permukaan coran yang rata
3. Gas holes (lobang gas) yaitu gelembung gas yang terperangkap yang mempunyai bentuk bola dan terjadi ketika sejumlah gas larut dalam logam cair.
Gambar 8. Cacat gas holes
4. Pin holes adalah lobang blow yang sangat kecil dan terjadi pada atau dibawah permukaan coran.
5. Porosity (porositas) adalah lobang sangat kecil yang tersebar merata diseluruh coran.
Gambar 9. Cacat porosity
6. Wash adalah tonjolan pada permukaan drag yang timbul di dekat saluran masuk, hal ini disebabkan oleh erosi pada pasir karena kecepatan logam cair yang tinggi memasuki dasar saluran masuk.
7. Swell adalah cacat yang dijumpai pada permukaan vertikal pengecoran jika pasir cetakan berdeformasi karena tekanan hidrostatik yang disebabkan kandungan uap air yang tinggi didalam pasir.
Gambar 11. Cacat sweh
E. JENIS - JENIS BUTIR PASIR CETAK
Bentuk-bentuk butir pasir cetak dan pasir cetak digabungkan menjadi beberapa jenis yang ditunjukkan pada gambar berikut:
1. Jenis butir pasir bulat
Gambar 12. Butir pasir bulat
2. Jenis butir pasir sebagian bersudut
3. Jenis butir pasir bersudut
Gambar 14. Butir pasir bersudut
4. Jenis butir pasir Kristal
Gambar 15. Butir pasir kristal
Jenis butir pasir bulat aik sebagai pasir cetak karena memerlukan jumlah pengikat yang lebih sedikit, untuk mendapatkan kekuatan dan permeabilitas tertentu, serta mampu alirnya baik sekali. Pasir dengan butir Kristal kurang baik untuk pasir cetak sebab akan pecah menjadi butir - butir kecil pada campuran,
serta memberikan ketahanan api dan permeabilitas yang buruk pada cetakan. Pasir cetak biasanya kumpulan dari butir -butir yang berukuran bermacam - macam tetapi kadang-kadang terdiri dari butir - butir tersaring yang mempunyai ukuran seragam. Besar butir yang diinginkan 2/3 dari butir-butir pasir. Jadi lebih baik mempunyai ukuran yang seragam.
F. GRAFIK PERMEABILITAS + KADAR LEMPUNG
Gambar 16. Grafik permeabilitas + kadar lempung
Gambar 16 menunjukkan hubungan antara kadar air dan berbagai sifat pasir dengan pengikat tanah lempung dibuat tepat dan kadar air ditambah. Maka kekuatan akan berangsur-angsur bertambah sampai titik maksimum dan seterusnya menurun. Kecenderungan serupa timbul kalau kadar air dibuat tepat dan kadar lempung ditambah. Titik maksimum dari kekuatan permeabilitas adalah keadaan dimana butir-butir pasir dikelilingi oleh lempung yang berlebihan air. Air yang tidak cukup akan menurunkan kekuatan karena kurang lekatnya lempung. Selanjutnya tanah lempung yang berbutir menempati ruangan antara butir-butir pasir dan menurunkan permeabilitas. Kadar air yang membuat permeabilitas maksimum pada umumnya tidak sama. Pasir dengan pengikat lempung yang dikeringakn mempunyai permeabilitas dan kekuatan
yang meningkat dibandingkan dengan dalam keadaan basah karena air bebas dan air yang terabsorbsi pada permukaan butir tanah lempung dihilangkan.
Gambar 17. Grafik pengaruh air dan bentonti pada pasir diikat bentontit
Gambar 17 menunjukkan hubungan antara kadar air, kekuatan dan permeabilitas dari pasir dengan pengikat bentonit. Kalau kadar air bertambah, kekuatan dan permeabilitas naik sampai titik maksimum dan menurun kalau kadar air bertambah terus seperti ditunjukkan pada gambar. Untuk pasir dengan pengikat bentonit, kadar air yang menyebabkan kekuatan basah maksimum dan yang menyebabkan permeabilitas maksimum sangat berdekatan satu sama lain.
