59
PENGARUH CETAKAN PASIR SILIKA DENGAN ZAT PENGIKAT BENTONIT PADA PENGECORAN KUNINGAN TERHADAP CACAT CORAN, STRUKTUR MIKRO, DAN KEKERASAN SKRIPSI Skripsi ini ditulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin oleh Moch. Amrullah Sayid Tantawi 5201413018 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2017

PENGARUH CETAKAN PASIR SILIKA DENGAN ZAT …lib.unnes.ac.id/30815/1/5201413018.pdf · 2. Seluruh keluarga besar Ibu Haji Wasripah, bude, paman dan semuanya yang memberikan motivasi

  • Upload
    lamkiet

  • View
    234

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

PENGARUH CETAKAN PASIR SILIKA DENGAN ZAT PENGIKAT BENTONIT PADA PENGECORAN

KUNINGAN TERHADAP CACAT CORAN, STRUKTUR MIKRO, DAN KEKERASAN

SKRIPSI

Skripsi ini ditulis sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar sarjana Pendidikan

Program Studi Pendidikan Teknik Mesin

oleh Moch. Amrullah Sayid Tantawi

5201413018

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2017

ii

ii

iii

iii

PERNYATAAN KEASLIAN

iv

iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

MOTTO

1. “Maka nikmat Tuhanmu yang manakah yang kamu dustakan”

(QS. Ar Rahman: 13).

2. Banyak manusia yang terlena dengan nikmat yang telah mereka rasakan. Mereka

tidak sadar bahwa nikmat itu adalah tanggungjawab yang besar.

PERSEMBAHAN

1. Kedua orang tua yang selalu mendoakanku dan menjadi

penyemangatku (Bapak Untung Bunawar dan Ibu Rokhyati),

dan kakakku yang tersayang Ogi Satriaji Fadillah.

2. Seluruh keluarga besar Ibu Haji Wasripah, bude, paman dan

semuanya yang memberikan motivasi kepada saya.

3. My Spirit Devi Setyowati yang selalu memberikan motivasi,

dukungan, do’a dan perhatiannya kepadaku.

4. Sahabatku, Wiva, Yayah, Maya, Akbar, Apang yang selalu

mendoakan.

5. Teman-teman Pendidikan Teknik Mesin S1 angkatan 2013.

6. Temen-temen kos “Truellu” yang mempunyai kenangan

sendiri.

7. Almamaterku UNNES.

v

v

ABSTRAK

Tantawi, Moch. Amrullah Sayid. 2017. Pengaruh Cetakan Pasir Silika Dengan

Zat Pengikat Bentonit Pada Pengecoran Kuningan Terhadap Cacat Coran, Struktur

Mikro, Dan Kekerasan. Drs. Sunyoto, M.Si. Drs. Pramono, M.Pd. PTM.

Logam kuningan banyak dipergunakan untuk pembuatan komponen

perkapalan, komponen alat pemadam kebakaran, komponen mesin, dan alat seni

dengan bentuk yang rumit dan sulit dikerjakan melalui proses permesinan, sehingga

harus dibentuk melalui proses pengecoran. Pengecoran dengan menggunakan berbagai

jenis cetakan akan memberikan pengaruh terhadap kualitas kekerasan, kekuatan serta

tingkat cacat yang berbeda-beda selama proses penuangan dan pembekuannya.

Penelitian yang digunakan adalah penelitian eksperimen menggunakan variabel

bebas dalam penelitian ini adalah variasi zat pengikat bentonit dengan persentase

6%, 8%, dan 10%. Variabel terikatnya adalah cacat coran, struktur mikro, dan

kekerasan. Sedangkan variabel kontrolnya adalah limbah skrap kuningan, saluran

masuk dengan ukuran yang sama pada setiap variasi cetakan, benda kerja memiliki

dimensi yang sama untuk semua spesimen, dan kadar air masing-masing cetakan

dibuat seragam, yaitu 3%. Teknik pengumpulan datanya menggunakan metode

observasi. Analisis data yang digunakan menggunakan metode analisis deskriptif.

Data yang diperoleh dari hasil pengujian berupa angka atau bilangan disajikan

dalam bentuk tabel dan grafik, sedangkan data berupa gambar dideskripsikan

berdasarkan hasil analisis yang dilakukan.

Hasil penelitian analisis cacat coran dengan metode visual yang dilakukan

ada penurunan tingkat kecacatan yang terjadi spesimen dengan variasi bentonit 6%,

8%, dan 10%. Penurunan tingkat kecacatan terjadi pada variasi bentonit 6%.

Berdasarkan hasil pengujian struktur mikro pada variasi bentonit 6% lebih baik, hal

tersebut dibuktikan dengan pembentukan struktur fasa alfa + betha yang

penyebarannya lebih merata. Sedangkan pengujian kekerasan vickers diperoleh

nilai rata-rata tertinggi terdapat pada spesimen dengan variasi bentonit 6% yaitu

sebesar 200,89 Kg/mm2 dengan pembebanan kekerasan sebesar 100 gf.

Kata kunci : zat pengikat bentonit, cacat coran, struktur mikro, kekerasan.

vi

vi

PRAKATA

Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT berkat rahmat dan

hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi penelitian ini dengan

judul “Pengaruh Cetakan Pasir Silika Dengan Zat Pengikat Bentonit Pada

Pengecoran Kuningan Terhadap Cacat Coran, Struktur Mikro, Dan Kekerasan”

guna memenuhi salah satu persyaratan untuk mendapatkan gelar Sarjana

Pendidikan Universitas Negeri Semarang. Proposal penelitian ini dapat diselesaikan berkat bimbingan, motivasi dan

bantuan semua pihak. Oleh karena itu dengan rendah hati disampaikan ucapan

terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian laporan

ini, antara lain:

1. Prof. Dr. Fathur Rokhman, M.Hum Rektor Universitas Negeri Semarang, atas

kesempatan yang telah diberikan untuk menyelesaikan studi di Universitas

Negeri Semarang.

2. Dr. Nur Qudus, M.T selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri

Semarang.

3. Rusiyanto, S.Pd, M.T selaku Ketua Program Studi Pendidikan S1 Teknik Mesin

Universitas Negeri Semarang yang telah memberikan ijin penelitian.

4. Drs. Sunyoto, M.Si selaku Dosen Pembimbing satu yang telah membimbing

selama proses bimbingan.

5. Drs. Pramono, M.Pd selaku Dosen Pembimbing dua yang sudah memberi

pengarahan selama proses penyusunan.

6. Dr., Ir. Basyirun, S.Pd., M.T., IPP selaku Dosen Kepala Lab. Teknik Mesin

Universitas Negeri Semarang.

7. Kepada kedua orang tua yang senantiasa memberikan semangat dan mendoakan

saya hingga saya dapat menyelesaikan skripsi dengan lancar.

8. Rekan-rekan Pendidikan Teknik Mesin S1 angkatan 2013 atas kebersamaan

selama perkuliahan.

vii

vii

viii

viii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL .................................................................................... . i

HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... . ii

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN ................................................ . iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ............................................................... . iv

ABSTRAK .................................................................................................... . v

PRAKATA .................................................................................................... . vi

DAFTAR ISI ................................................................................................. . viii

DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN ................................................... . x

DAFTAR TABEL ........................................................................................ . xii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... . xiii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ . xviii

BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... . 1

A. Latar Belakang Masalah........................................................................ . 1

B. Identifikasi Masalah .............................................................................. . 4

C. Pembatasan Masalah ............................................................................. . 4

D. Rumusan Masalah ................................................................................. . 5

E. Tujuan Penelitian ................................................................................... . 5

F. Manfaat Penelitian ................................................................................. . 6

BAB II KAJIAN PUSTAKA ....................................................................... . 7

A. Kajian Teori..................................................................................... 7

1. Kuningan .................................................................................. . 7

2. Paduan Cu-Zn ........................................................................... . 9

3. Karakteristik Pasir Silika dan Bentonit .................................... . 11

4. Cetakan Pasir ............................................................................ . 13

5. Proses Pengecoran Logam ........................................................ . 18

6. Proses Peleburan Kuningan ...................................................... . 19

7. Cacat Pada Produk Coran ......................................................... . 20

8. Pengujian Bahan ....................................................................... . 27

ix

ix

B. Penelitian yang Relevan ................................................................ . 31

C. Kerangka Pikir Penelitian .............................................................. . 36

BAB III METODE PENELITIAN ............................................................. . 38

A. Desain Penelitian ........................................................................... . 38

B. Waktu dan Tempat Penelitian ....................................................... . 39

C. Alat dan Bahan .............................................................................. . 40

D. Variabel Penelitian ........................................................................ . 41

E. Teknik pengumpulan Data............................................................. . 42

1. Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian ....................................... . 43

2. Proses Penelitian ....................................................................... . 44

3. Data Penelitian .......................................................................... . 46

4. Analisis Data ............................................................................. . 51

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .............................. 53

A. Hasil Penelitian ................................................................................ 53

B. Pembahasan ..................................................................................... 67

BAB V PENUTUP .......................................................................................... 76

A. Simpulan .......................................................................................... 76

B. Saran ................................................................................................ 77

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 78

LAMPIRAN-LAMPIRAN ............................................................................ 80

x

x

DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN

Simbol Arti

ºC Derajat Celcius

µ Mikro

% Persen

α Alfa

β Betha

P Beban yang digunakan

d Panjang diagonal rata-rata

Sudut antara permukaan intan yang berlawanan

E Spesimen

X Variasi zat pengikat bentonit

1 Data analisis cacat coran yang dihasilkan

2 Data hasil pengujian struktur mikro

3 Data hasil pengujian kekerasan

xi

xi

Singkatan Arti

Cu Tembaga

Zn Seng

Pb Timbal

Al Alumunium

Fe Besi

Sn Timah

Mn Mangan

Ni Nikel

Si Silikon

Mg Magnesium

Cr Crom

As Arsen

VHN Vickers Hardness Number

N/cm2 Newton per centimeter persegi

mm Milimeter

Kg/mm2 Kilogram per milimeter persegi

cm Sentimeter

gf Gram-force

ASM American Society of Metals

xii

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Paduan tembaga .............................................................................. 10

Tabel 2.2. Komposisi kimia kuningan menurut ASM ..................................... 11

Tabel 2.3. Titik cair standart kuningan ............................................................ 20

Tabel 3.1. Desain penelitian ............................................................................. 39

Tabel 3.2. Data hasil pengujian komposisi kimia ............................................ 46

Tabel 3.3. Data hasil cacat coran ..................................................................... 47

Tabel 3.4. Data hasil analisis pengujian struktur mikro ................................... 49

Tabel 3.5. Data hasil pengujian kekerasan vickers .......................................... 51

Tabel 4.1. Komposisi kimia hasil pengecoran kuningan paduan berbasis

limbah skrap ................................................................................... 53

Tabel 4.2. Data hasil analisis cacat variasi bentonit 6% ................................. 54

Tabel 4.3. Data hasil analisis cacat variasi bentonit 8% .................................. 57

Tabel 4.4. Data hasil analisis cacat variasi bentonit 10% ................................ 60

Tabel 4.5. Data hasil pengujian struktur mikro variasi bentonit 6% ................ 63

Tabel 4.6. Data hasil pengujian struktur mikro variasi bentonit 8% ................ 64

Tabel 4.7. Data hasil pengujian struktur mikro variasi bentonit 10% .............. 65

Tabel 4.8. Data hasil rata-rata kekerasan mikro vickers .................................. 66

xiii

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Diagram fasa paduan tembaga dan seng (kuningan) ................... 9

Gambar 2.2. Beberapa jenis pola ..................................................................... 14

Gambar 2.3. Bentuk butir-butir dari pasir cetak .............................................. 16

Gambar 2.4. Pengaruh air dan bentonit pada pasir diikat bentonit .................. 17

Gambar 2.5. Pemuaian panas dari macam-macam pasir .................................. 18

Gambar 2.6. Cacar inklusi pasir ....................................................................... 21

Gambar 2.7. Cacar inklusi pasir ....................................................................... 21

Gambar 2.8. Cacat kekasaran erosi .................................................................. 21

Gambar 2.9. Cacar ekor tikus ........................................................................... 22

Gambar 2.10. Cacar rongga ............................................................................. 22

Gambar 2.11. Cacar lubang jarum ................................................................... 23

Gambar 2.12. Cacat struktur butir terbuka ....................................................... 23

Gambar 2.13. Cacat rongga gas oleh cil .......................................................... 23

Gambar 2.14. Cacat penyusutan dalam ............................................................ 24

Gambar 2.15. Cacat penyusutan luar ............................................................... 24

Gambar 2.16. Cacat rongga penyusutan .......................................................... 25

Gambar 2.17. Cacat cetakan rontok ................................................................. 25

Gambar 2.18. Cacat salah alir dan sumbat dingin ............................................ 25

Gambar 2.19. Cacat membengkak ................................................................... 26

Gambar 2.20. Cacat pergeseran ....................................................................... 26

Gambar 2.21. Cacat retakan ............................................................................. 27

xiv

xiv

Gambar 2.22. Kandungan kuningan (60% Cu, 40% Zn) ................................. 29

Gambar 2.23. Kandungan kuningan (65% Cu, 35% Zn) ................................. 29

Gambar 2.24. Prinsip uji kekerasan vickers ..................................................... 31

Gambar 3.1. Bahan dasar penelitian ................................................................ 40

Gambar 3.2. Pasir silika mesh 80 ..................................................................... 41

Gambar 3.3. Bentonit mesh 100 ....................................................................... 41

Gambar 3.4. Diagram alir penelitian ................................................................ 43

Gambar 3.5. Desain rangka cetakan ................................................................. 44

Gambar 3.6. Desain pola .................................................................................. 44

Gambar 4.1. Bagian permukaan luar spesimen nomor 1 hasil pengecoran

variasi bentonit 6% ..................................................................... 54

Gambar 4.2. Bagian permukaan dalam spesimen nomor 1 hasil pengecoran

variasi bentonit 6% ..................................................................... 55

Gambar 4.3. Bagian permukaan dalam spesimen hasil pengecoran

variasi bentonit 6% dengan alat bantu mikro .............................. 55

Gambar 4.4. Bagian permukaan luar spesimen nomor 2 hasil pengecoran

variasi bentonit 6% ..................................................................... 55

Gambar 4.5. Bagian permukaan dalam spesimen nomor 2 hasil pengecoran

variasi bentonit 6% ..................................................................... 55

Gambar 4.6. Bagian permukaan dalam spesimen nomor 2 hasil pengecoran

variasi bentonit 6% dengan alat bantu mikro .............................. 56

Gambar 4.7. Bagian permukaan luar spesimen nomor 3 hasil pengecoran

variasi bentonit 6% ..................................................................... 56

xv

xv

Gambar 4.8. Bagian permukaan dalam spesimen nomor 3 hasil pengecoran

variasi bentonit 6% ..................................................................... 56

Gambar 4.9. Bagian permukaan dalam spesimen nomor 3 hasil pengecoran

variasi bentonit 6% dengan alat bantu mikro .............................. 56

Gambar 4.10. Bagian permukaan luar spesimen nomor 1 hasil pengecoran

variasi bentonit 8% .................................................................... 57

Gambar 4.11. Bagian permukaan dalam spesimen nomor 1 hasil pengecoran

variasi bentonit 8% .................................................................... 57

Gambar 4.12. Bagian permukaan dalam spesimen nomor 1 hasil pengecoran

variasi bentonit 8% dengan alat bantu mikro ............................ 58

Gambar 4.13. Bagian permukaan luar spesimen nomor 2 hasil pengecoran

variasi bentonit 8% .................................................................... 58

Gambar 4.14. Bagian permukaan dalam spesimen nomor 2 hasil pengecoran

variasi bentonit 8% .................................................................... 58

Gambar 4.15. Bagian permukaan dalam spesimen nomor 2 hasil pengecoran

variasi bentonit 8% dengan alat bantu mikro ............................ 58

Gambar 4.16. Bagian permukaan luar spesimen nomor 3 hasil pengecoran

variasi bentonit 8% .................................................................... 59

Gambar 4.17. Bagian permukaan dalam spesimen nomor 3 hasil pengecoran

variasi bentonit 8% .................................................................... 59

Gambar 4.18. Bagian permukaan dalam spesimen nomor 3 hasil pengecoran

variasi bentonit 8% dengan alat bantu mikro ............................ 59

xvi

xvi

Gambar 4.19. Bagian permukaan luar spesimen nomor 1 hasil pengecoran

variasi bentonit 10% .................................................................. 60

Gambar 4.20. Bagian permukaan dalam spesimen nomor 1 hasil pengecoran

variasi bentonit 10% .................................................................. 60

Gambar 4.21. Bagian permukaan dalam spesimen nomor 1 hasil pengecoran

variasi bentonit 10% dengan alat bantu mikro .......................... 60

Gambar 4.22. Bagian permukaan luar spesimen nomor 2 hasil pengecoran

variasi bentonit 10% .................................................................. 61

Gambar 4.23. Bagian permukaan dalam spesimen nomor 2 hasil pengecoran

variasi bentonit 10% .................................................................. 61

Gambar 4.24. Bagian permukaan dalam spesimen nomor 2 hasil pengecoran

variasi bentonit 10% dengan alat bantu mikro .......................... 61

Gambar 4.25. Bagian permukaan luar spesimen nomor 3 hasil pengecoran

variasi bentonit 10% .................................................................. 61

Gambar 4.26. Bagian permukaan dalam spesimen nomor 3 hasil pengecoran

variasi bentonit 10% .................................................................. 62

Gambar 4.27. Bagian permukaan dalam spesimen nomor 3 hasil pengecoran

variasi bentonit 10% dengan alat bantu mikro .......................... 62

Gambar 4.28. Struktur mikro Cu-Zn dengan cetakan pasir ............................. 62

Gambar 4.29. Foto mikro spesimen dengan variasi bentonit 6% dengan

pembesaran 100x ....................................................................... 63

Gambar 4.30. Foto mikro spesimen dengan variasi bentonit 6% dengan

pembesaran 200x ....................................................................... 63

xvii

xvii

Gambar 4.31. Foto mikro spesimen dengan variasi bentonit 8% dengan

pembesaran 100x ....................................................................... 64

Gambar 4.32. Foto mikro spesimen dengan variasi bentonit 8% dengan

pembesaran 200x ....................................................................... 64

Gambar 4.33. Foto mikro spesimen dengan variasi bentonit 10% dengan

pembesaran 100x ....................................................................... 65

Gambar 4.34. Foto mikro spesimen dengan variasi bentonit 10% dengan

pembesaran 200x ....................................................................... 65

Gambar 4.35. Grafik hasil pengujian kekerasan kuningan .............................. 66

Gambar 4.36. Grafik rata-rata kekerasan kuningan ......................................... 67

xviii

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Surat Penetapan Dosen Pembimbing ........................................... 81

Lampiran 2. Surat Tugas Penguji Seminar Proposal ....................................... 82

Lampiran 3. Surat Ijin Penelitian UD. Anugrah Teknik .................................. 83

Lampiran 4. Surat Ijin Penelitian Polman Ceper ............................................. 84

Lampiran 5. Surat Ijin Penelitian Ka. Lab Teknik Mesin UNNES .................. 85

Lampiran 6. Nota Harga Kuningan UD. Anugrah Teknik ............................... 86

Lampiran 7. Hasil Uji Komposisi Bahan ......................................................... 87

Lampiran 8. Surat Keterangan Pengujian ........................................................ 88

Lampiran 9. Laporan Pengujian ....................................................................... 89

Lampiran 10. Perhitungan Hasil Uji Kekerasan Mikro Vickers ...................... 90

Lampiran 11. Dokumentasi .............................................................................. 99

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Pada proses pengecoran logam, segala macam bentuk cacat sangatlah

dihindari karena akan mengurangi kualitas benda coran dengan menurunkan

efektivitas dari proses produksi. Salah satu cacat yang umum terjadi pada benda

hasil pengecoran adalah porositas. Porositas adalah terperangkapnya gas dalam

logam cair pada waktu pengecoran sehingga pada benda hasil cor terdapat

lubang-lubang baik pada permukaan maupun pada benda bagian dalam benda

cor. Penyebab utama terjadinya cacat pada proses pengecoran yaitu sifat-sifat

dari cetakan seperti: permeabilitas pasir yang rendah, kekuatan tekan cetakan

yang rendah, dan distribusi butiran pasir tidak sesuai. Permeabilitas pasir sangat

dipengaruhi ukuran dan bentuk pasir cetak yang digunakan. Sifat permeabilitas

ini akan mempengaruhi pergerakan udara didalam coran. Pergerakan udara di

dalam coran sangat mempengaruhi laju aliran logam cair didalam coran sehingga

akan mempengaruhi pula pembentukan cacat rongga udara pada hasil coran.

Salah satu hal yang sangat mempengaruhi hasil pengecoran adalah

penggunaan cetakan pasir. Cetakan pasir dan cetakan tanah mengandung zat

pengikat seperti tanah lempung, bentonit dan zat pengikat lainnya (Surdia dan

Chijiiwa, 2013: 111). Cetakan pasir yang digunakan dalam proses pengecoran

harus mempunyai karakteristik sesuai dengan bentuk benda kerja, dimensi, sifat

fisis dan mekanik yang diinginkan. Sifat-sifat cetakan pasir silika sendiri sangat

2

tergantung pada distribusi besar butir pasir cetak, persentase zat pengikat dan

persentase kadar air, sehingga perlu adanya penelitian untuk mendapatkan jenis

pasir cetak yang cocok sebagai cetakan pasir pada pengecoran logam. Campuran

kadar air dapat merubah sifat dari campuran pasir cetak dengan pengikat

bentonit, sehingga pengaturan campuran kadar air pada kandungan pasir cetak

khususnya pasir cetak basah adalah faktor yang sangat penting.

Hasil penelitian oleh Astika (2010), pengujian terhadap kekuatan tekan

pada campuran pasir laut, pasir sungai dan pasir gunung dengan persentase

bentonit 4%, 6% dan 8% diperoleh nilai permeabilitas dan kekuatan tekan yang

berbeda. Adapun permeabilitas cetakan pasir paling tinggi diperoleh pada

penggunaan pasir laut (silika) dengan zat pengikat bentonit 6% yaitu sebesar

24,71 cm3/min, sedangkan kekuatan tekan pasir cetak paling tinggi diperoleh

pada penggunaan pasir laut (silika) dengan zat pengikat bentonit 8% yaitu

sebesar 0,78 N/cm2. Dalam proses pengecoran, cetakan adalah peralatan yang

memegang peranan penting. Cetakan yang banyak dipakai dalam industri

pengecoran logam adalah cetakan pasir. Pasir cetak yang biasa dipakai adalah

pasir gunung, pasir pantai, pasir sungai, dan pasir silika yang disediakan oleh

alam. Beberapa dari mereka dipakai begitu saja dan yang lain dipakai setelah

dipecah-pecah menjadi ukuran butir yang sesuai (Craig dan Hornung, 1998).

Dalam pembuatan cetakan, jenis pasir yang akan digunakan dalam

penelitian ini adalah pasir silika. Pasir silika dapat dimanfaatkan untuk membuat

cetakan karena memilik daya pengikat, pencampuran lempung sebanyak 8%

sampai 15% dapat meningkatkan daya ikatnya, dan jenis lempung yang sering

3

dimanfaatkan adalah kaolin dan bentonit (Amstead, 1979: 92). Sedangkan bahan

pengikat dalam hal ini adalah bentonit. Menurut Puspitasari (2015), hasil coran

yang dapat dinilai paling baik adalah yang menggunakan pengikat bentonit,

cacat yang nampak secara visual tergolong sedikit dan nampak halus. Proses

pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir sendiri tidak lain adalah

menuangkan logam cair kedalam rongga dari cetakan pasir serta laju

pendinginan pada benda coran. Laju pendinginan yang terjadi pada proses

pengecoran mempunyai peranan penting dalam pembentukan struktur mikro,

dimana struktur mikro mempengaruhi sifat mekanik yang dimiliki oleh benda

cor. Sedangkan bahan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah logam

kuningan, logam kuningan yaitu paduan antara tembaga dan seng yang dimana

ada unsur-unsur yang terkandung di dalamnya yang bertujuan memperbaiki

sifat-sifat mekanis serta mempunyai suhu temperatur penuangnya mencapai 950

0C sampai 1.100 0C (Surdia dan Chijiiwa, 2013: 6). Kuningan dapat terjadi

sebagai paduan remas atau paduan tuang (Vliet dan Both, 1984: 141).

Peneliti menggunakan pengujian analisis tingkat cacat dengan indera

pengelihatan, yang dimana cacat coran dapat terlihat oleh mata telanjang atau

dengan bantuan lensa pembesar. Pengujian struktur mikro yang digunakan

bertujuan untuk memperoleh gambar struktur logam dari hasil coran tersebut.

Serta pengujian kekerasan vickers untuk mengetahui angka kekerasan dari suatu

bahan coran, hal ini merupakan salah satu sifat mekanik yang penting. Untuk

tujuan tersebut penulis tertarik untuk meneliti seberapa pengaruh zat pengikat

bentonit pada pasir silika terhadap kualitas produk benda hasil pengecoran

4

kuningan dengan menggunakan variasi bentonit pada cetakan pasir.

B. Identifikasi Masalah

Berdasarkan uraian di atas, maka dapat diidentifikasi berbagai

permasalahan yang berkaitan dengan faktor-faktor yang mempengaruhi hasil

pengecoran kuningan. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi hasil

pengecoran kuningan adalah :

1. Masih rentan terjadinya cacat coran pada hasil pengecoran menggunakan

cetakan pasir.

2. Terperangkapnya gas dalam logam cair pada waktu pengecoran yang

mengakibatkan terjadinya cacat coran.

3. Kekuatan tekan cetakan pada pengecoran rendah sehingga mengakibatkan

terjadinya cacat coran.

4. Kualitas pasir yang digunakan pada proses pengecoran kurang baik.

5. Pada proses pengecoran tidak digunakan zat pengikat.

6. Menurunya kualitas hasil coran yang diakibatkan masih adanya cacat coran.

C. Pembatasan Masalah

Adanya beberapa faktor yang mempengaruhi pengecoran kuningan,

maka dalam penelitian ini akan dibatasi tentang cetakan. Adapun batasan

penelitian adalah sebagai berikut :

1. Material yang digunakan adalah limbah skrap kuningan sisa permesinan yang

sudah tidak dipakai.

2. Cetakan yang digunakan adalah cetakan pasir silika dengan zat pengikat

5

bentonit 6%, 8% dan 10%.

3. Jenis cacat yang akan diteliti dalam penelitian ini adalah cacat porositas, cacat

lubang jarum, rongga udara dan cacat ekor tikus.

4. Pengujian cacat dalam penelitian ini menggunakan metode analisis tingkat

cacat dengan indera penglihatan. Yang ditunjukan melalui foto permukaan

luar dan dalam spesimen.

5. Untuk mengetahui sifat fisis pada hasil coran dilakukan pengujian struktur

mikro.

6. Untuk mengetahui sifat mekanis hasil coran dilakukan pengujian kekerasan

menggunakan uji kekerasan vickers.

D. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, maka permasalahan yang akan

dibahas dalam penelitian ini adalah :

1. Bagaimana pengaruh zat pengikat bentonit terhadap cacat hasil pengecoran

kuningan?

2. Bagaimana pengaruh zat pengikat bentonit terhadap struktur mikro hasil

pengecoran kuningan?

3. Bagaimana pengaruh zat pengikat bentonit terhadap kekerasan hasil

pengecoran kuningan?

E. Tujuan Penelitian

Suatu penelitian akan lebih mudah apabila mempunyai tujuan yang jelas.

Maka tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

6

1. Mengetahui pengaruh zat pengikat bentonit terhadap cacat hasil pengecoran

kuningan.

2. Mengetahui pengaruh zat pengikat bentonit terhadap struktur mikro pada

hasil pengecoran kuningan.

3. Mengetahui pengaruh zat pengikat bentonit terhadap kekerasan pada hasil

pengecoran kuningan.

F. Manfaat Penelitian

Dari hasil penelitian ini diharapkan akan mempunyai manfaat praktis dan

teoritis.

1. Manfaat Teoritis

a. Sebagai pertimbangan dan perbandingan bagi pengembangan penelitian

sejenis dimasa yang akan datang.

b. Menambah pengetahuan bagi peneliti dan pembaca tentang pengaruh zat

pengikat bentonit pada cetakan pasir silika pengecoran kuningan terhadap

cacat coran, struktur mikro, dan kekerasan.

2. Manfaat Praktis

a. Memberikan informasi mengenai media variasi cetakan yang sesuai untuk

menghasilkan produk cor yang baik pada pengecoran logam kepada

industri pengecoran.

b. Dapat meningkatkan ilmu pengetahuan dalam bidang ilmu bahan.

c. Menambah pengetahuan tentang cetakan yang baik pada proses

pengecoran kuningan dengan menggunakan cetakan pasir silika dengan

zat pengikat bentonit.

7

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

A. Kajian Teori

1. Kuningan

Menurut Supriyanto (2010: 50) Kuningan pada dasarnya adalah paduan

tembaga dengan seng sebagai unsur paduan utama. Biasanya kandungan seng

yang terkandung mencapai 40 % (Surdia dan Chijiiwa, 2013: 41). Tembaga

merupakan komponen utama dari kuningan, dan kuningan biasanya

diklasifikasikan sebagai paduan tembaga. Warna kuningan bervariasi dari coklat

kemerahan gelap hingga ke cahaya kuning keperakan tergantung pada jumlah

kadar seng. Seng lebih banyak mempengaruhi warna kuningan tersebut. Salah

satu sifat yang sangat dihargai seng ialah ketahanan korosinya terhadap udara

luar. Titik lebur kuningan merupakan paduan tembaga dan seng, (Cu + Zn)

adalah 900 0C sampai 1200 0C yang dimana titik lebur tersebut tergantung dari

paduan tembaga dan seng. Kuningan sering dipadu lagi dengan timbal (mudah

disayat) dan timah punih lebih tahan terhadap korosi (Vliet dan Both, 1984: 141).

Kuningan lebih kuat dan lebih keras dari pada tembaga, tetapi tidak sekuat atau

sekeras baja. Kuningan sangat mudah untuk dibentuk kedalam berbagai bentuk,

sebuah konduktor panas yang baik, dan umumnya tahan terhadap korosi dari air

garam. Karena sifat-sifat tersebut kuningan kebanyakan digunakan untuk

membuat komponen kapal, komponen mesin, benda seni, dan alat-alat rumah

tangga.

8

Jenis-jenis kuningan antara lain :

1. Kuningan Alpha-betha (Muntz), sering juga disebut sebagai kuningan

dupleks, mengandung 35-45% seng, dan bekerja baik pada pada suhu panas.

2. Kuningan Alpha, Memiliki kandungan seng kurang dari 35%, dan bekerja

dengan baik pada suhu dingin.

3. Kuningan Cartridge, mengandung 30% seng, memiliki sifat kerja yang baik

pada suhu dingin.

4. Kuningan Nikel, terdiri dari 70% tembaga, 24,5% seng, dan 5,5% nikel

digunakan untuk membuat koin mata uang Poundsterling.

5. Kuningan Aich, memiliki sifatnya yang tahan korosi, keras, dan tangguh.

6. Kuningan Aluminium, Mengandung aluminium yang menghasilkan sifat

peningkatan ketahanan korosi.

7. Kuningan umum atau kuningan paku keling, mengandung 37% seng, murah

dan standar sifat kerja baik pada suhu dingin.

8. Kuningan Tinggi, mengandung 65% tembaga dan 35% seng, memiliki

kekuatan tarik tinggi, banyak digunakan untuk pegas, dan sekrup.

9. Kuningan Rendah, paduan tembaga-seng mengandung 20% seng, memiliki

sifat warna keemasan.

10. Kuningan Mangan, kuningan yang digunakan dalam pembuatan koin dolar

emas di Amerika Serikat serta mengandung 70% tembaga, 29% seng, dan

1,3% mangan.

11. Kuningan Merah, mengandung 85% tembaga, 5% timah, 5% timbal, dan 5%

seng.

9

2. Paduan Cu-Zn

Menurut Setiawan (2013: 72) “paduan Cu-Zn dengan kandungan 70%

dan 30% merupakan fasa yang mudah di kerjakan”. Fasa alfa yang lunak dan

mudah dikerjakan, dimana fasa terdiri fasa α saja, bukan pada temperatur biasa

tetapi juga pada temperatur tinggi, sehingga pelunakan untuk menguraikan

struktur coran mempunyai pengaruh tertentu, tetapi pengerasan bisa terjadi pada

perubahan sifat-sifat yang terkandung dalam paduan itu sendiri. Sedangakan

kuningan 60% dan 40% adalah fasa alfa + betha yang mempunyai kekuatan

tinggi, dan banyak paduan dari ini yang mempunyai kekuatan tarik yang tinggi

(Widodo, 2012: 27).

Unsur-unsur paduan lainnya yang bisa ditambahkan ke dalam paduan

kuningan antara lain: Al, Fe, Mn, Ni, Pb, dan Si yang berpengaruh pada

penambahan kadar seng.

Gambar 2.1 Diagram fasa paduan tembaga dan seng (kuningan)

Sumber: Surdia dan Saito, 1999: 124

10

Tabel 2.1 Paduan tembaga (Widodo, 2012: 29)

Paduan

Komposisi

Kimia

Utama (%)

Sifat-sifat Mekanik Setelah

Penganilan

Penggunaan Kekuatan

Tarik

(Kgf/mm2)

Kekuatan

Mulur

(Kgf/mm2)

Perpanj

angan

(%)

Kuningan

70-30

70Cu-

30Zn

32,6 11,5 60 Emas tiruan

Kuningan

60-40

60Cu-

40Zn

37,8 12,0 45 Pemrosesan

logam tipis

Kuningan

pemotong

bebas

61,5Cu-

35,5Zn-

3,0Pb

34,3 12,6 53 Sekrup,

baud

Kuningan

admiralty

71Cu-

28Zn-1Sn

32,5 9,4 65 Kondesor,

kuningan

kapal

dengan seng

tinggi untuk

komponen

kapal

Brons

fosfor

94,8Cu-

5,0Sn-

0,25P

35,0 14,0 58 Pola gigi,

pegas

Brons

manaan

58,5Cu-

39,2Zn-

1,0Sn-

1,0Fe-

0,3Mn

45,5 21,0 35 Poros

baling-

baling kapal

Brons

alumuniu

m

95,0Cu-

5,0Al

38,6 15,4 65 Untuk

industri

kimia,bahan

tahan korosi

Perak

german

65,0Cu-

17,0Zn-

18,0Ni

40,7 17,5 40 Perhiasan

Cupronic

Kel

70,0Cu-

30,0Ni

40,0 17,5 45 Pipa tahan

korosi

Brons

belium

98,0Cu-

2,0Be

48,5 24,6 35 Pegas

11

Tabel 2.2 Komposisi kimia dan sifat mekanik umum kuningan menurut ASM

3. Karakteristik Pasir Silika dan Bentonit

Pasir silika terdiri dari dua macam yaitu dalam keadaan alamiah dan

dengan memecah kwarsit. Pasir silika mempunyai kandungan utama yaitu SiO2

dan terkandung kotoran seperti mika dan felsfar, dan untuk pasir silika buatan

dari kwarsit yang diperoleh memiliki sedikit kotoran yang jumlah SiO2 lebih

dari 95% (Surdia dan Chijiiwa, 2013: 110). Pasir silika dimanfaatkan juga untuk

berbagai keperluan seperti dalam industri gelas, semen, beton, keramik dan lain-

lain. Pemilihan jenis pasir silika untuk cetakan melibatkan beberapa faktor

penting seperti bentuk dan ukuran pasir. Sebagai contoh, pasir halus dan bulat

akan menghasilkan permukaan produk halus. Pasir pantai, pasir sungai, dan pasir

silika alam maupun pasir silika buatan tidak dapat melekat dengan sendirinya.

Oleh karena itu dibutuhkan pengikat untuk mengikat butir – butirnya satu sama

12

lain dan baru digunakan setelah dicampur. Sebelum membuat cetakan, pasir

yang akan digunakan harus dipersiapkan sebaik – baiknya agar diperoleh hasil

yang baik dan memuaskan.

Keunggulan pasir silika antara lain adalah :

1. Pasir silika dapat mencetak logam dengan titik lebur yang tinggi.

2. Memiliki titik lebur mencapai 1715 0C.

3. Dapat mencetak benda cor dari ukuran kecil sampai dengan ukuran besar.

4. Menambah dan menstabilkan kekuatan zat pengikat lain.

Adapun kelemahan pasir silika yaitu dalam keadaan basah dapat mengakibatkan

cacat untuk logam dan benntuk tertentu.

Sedangkan bentonit itu sendiri memiliki permeabilitas yang cocok,

distribusi besar butir yang cocok, tahan panas, bisa dipakai lagi, dan murah. Bila

kadar bentonit rendah didalam campuran pasir cetak, menyebabkan kekuatan

pasir cetak menurun. Hal ini disebabkan karena daya ikat antar butir pasir cetak

rendah. Bila kadar bentonit tinggi menyebabkan kekuatan pasir cetak meningkat

dan cetakan menjadi padat. Bentonit memiliki daya ikat yang tinggi apabila

bereaksi dengan air serta mempunyai keunggulan yaitu mempunyai struktur

berlapis, kemampuan mengembang dan memiliki kation-kation yang dapat

dipertukarkan (Susilawati, 2014: 169). Bentonit merupakan satu jenis dari tanah

lempung. Bentonit terdiri dari butir-butir halus dari 10 sampai 0,01 µ yang fasa

penyusun utamanya adalah monmorillonite (Al2O3.4SiO2.H2O). Keplastisan

terjadi karena penggelembungan dengan menambahkan air padanya (Surdia dan

Chijiiwa, 2013: 111).

13

Keunggulan bentonit antara lain adalah :

1. Bentonit dapat mengembang menjadi beberapa kali lipat bila di celupkan ke

dalam air dan dapat menahan air pada strukturnya.

2. Memiliki daya ikat yang baik.

3. Tahan terhadap temperatur tinggi

4. Bentonit mempermudah proses pembongkaran cetakan.

5. Bentonit tidak mudah hancur karena memiliki butir yang halus.

Adapun kelemahan bentonit antara lain :

1. Memiliki sifat tahanan jenis yang sangat rendah.

2. Tidak bisa didaur ulang.

4. Cetakan Pasir

a. Pasir

Peleburan logam pada umumnya mempunyai titik lebur diatas 1200

oC, maka tidak mudah untuk mendapatkan cetakan yang sanggup menekan

panas diatas temperatur tersebut. Untuk itu pasir cetak yang baik harus

memenuhi persyaratan cetakan. Kebanyakan pasir yang digunakan dalam

pengecoran adalah pasir silika. Pasir merupakan produk dari hancurnya batu-

batuan dalam jangka waktu lama. Alasan pemakaian pasir sebagai bahan

cetakan adalah karena murah dan ketahanannya terhadap temperatur tinggi.

Adapun jenis-jenis cetakan pasir meliputi:

1. Cetakan pasir basah (green sand mold) adalah dari campuran pasir,

pengikat bentonit, lempung, dan air.

14

2. Cetakan pasir kering (dry sand mold) adalah menggunakan bahan pengikat

organik, dan kemudian cetakan dibakar dalam sebuah oven dengan

temperatur berkisar antara 204 oC sampai 316 oC. Pembakaran dalam oven

dapat memperkuat cetakan dan mengeraskan permukaan rongga cetakan.

3. Cetakan kulit kering (skin dried mold) adalah mengeringkan permukaan

pasir basah dengan kedalaman 1,2 cm sampai dengan 2,5 cm pada

permukaan rongga cetakan. Bahan perekat khusus harus ditambahkan pada

campuran pasir untuk memperkuat permukaan rongga cetak.

b. Pola

Pola merupakan gambaran dari bentuk produk yang akan dibuat.

Pola dapat dibuat dari kayu, plastik, karet, dan lilin. Pemilihan material pola

tergantung pada bentuk dan ukuran produk cor, akurasi dimensi, jumlah

produk cor dan jenis proses pengecoran yang digunakan.

Gambar 2.2 Beberapa jenis pola

Sumber: Sudjana, 2008: 7

a) Pola padat (solid pattern)

Pola padat dibuat sama dengan geometri benda cor dengan

mempertimbangkan penyusutan dan kelonggaran untuk pemesinan.

15

b) Pola belah (split pattern)

Terdiri dari dua bagian yang disesuaikan dengan garis pemisah (belahan)

cetakannya. Biasanya digunakan untuk benda coran yang memiliki

geometri yang lebih rumit dengan jumlah produksi menengah. Proses

pembuatan cetakannya lebih mudah dibandingkan dengan memakai pola

padat.

c) Pola dengan papan penyambung (match – plate pattern)

Digunakan untuk jumlah produksi yang lebih banyak. Pada pola ini, dua

bagian pola belah masing-masing diletakan pada sisi yang berlawanan dari

sebuah papan kayu atau pelat besi.

d) Pola cope dan drug (cope and drag pattern)

Pola ini hampir sama dengan pola dengan papan penyambung, tetapi pada

pola ini dua bagian dari pola belah masing-masing ditempelkan pada

papan yang terpisah. Pola ini biasanya juga dilengkapi dengan sistem

saluran masuk dan riser.

c. Susunan pasir cetak

Pasir cetak yang paling lazim dipergunakan adalah pasir gunung

berasal dari gunung berwarna cenderung hitam, pasir pantai berasal dari

pantai laut berwarna coklat agak kehitaman, pasir sungai berasal dari sungai

berwarna kehitaman, dan pasir silika berasal dari persediaan alam berwarna

kekuningan. Bentuk butir pasir dari pasir cetak digolongkan menjadi

beberapa jenis, yaitu: butir pasir bulat, butir pasir sebagian bersudut, butir

pasir bersudut, dan butir pasir berkristal yang dapat dilihat dalam gambar 2.3.

16

Gambar 2.3 Bentuk butir-butir dari pasir cetak

Sumber: Surdia dan Chijiiwa, 2013: 110

Jenis butir pasir bulat baik untuk pasir cetak, karena memerlukan

jumlah pengikat yang lebih sedikit untuk mendapatkan kekuatan dan

permeabilitas tertentu, serta mampu alir gasnya baik sekali. Pasir berbutir

kristal kurang baik untuk pasir cetak, sebab akan pecah menjadi butir-butir

kecil pada pencampuran serta memberikan ketahanan api dan permeabilitas

yang buruk pada cetakan, dan selanjutnya membutuhkan pengikat dalam

jumlah banyak (Surdia dan Chijiiwa, 2013: 111).

d. Sifat-sifat pasir cetak

Pasir cetak dengan bentonit sebagai pengikat menunjukkan berbagai

sifat sesuai dengan kadar air. Kadar air merupakan faktor sangat penting

untuk pasir cetak, sehingga pengaturan kadar air adalah hal sangat penting

dalam pengaturan pasir cetak.

17

Gambar 2.4 Pengaruh air dan bentonit pada pasir diikat bentonit

Sumber: Surdia dan Chijiiwa, 2013: 112

Kadar air yang membuat kekuatan maksimum dan yang membuat

permeabilitas maksimum pada umumnya tidak sama. Gambar 2.2 menunjukan

hubungan antara kadar air, kekuatan dan permeabilitas dari pasir dan pengikat

bentonit. Kalau kadar air bertambah, kekuatan dan permeabilitas naik sampai

titik maksimum dan menurun kalau kadar air bertambah terus seperti ditunjukan

pada gambar. Untuk pasir dengan pengikat bentonit, kadar air yang

menyebabkan kekuatan basah maksimum dan yang menyebabkan permeabilitas

maksimum sangat berdekatan satu sama lain.

Peleburan logam pada umumnya mempunyai titik lebur diatas 1200o C,

maka tidak mudah untuk mendapatkan cetakan yang sanggup menekan panas

diatas temperatur tersebut. Untuk itu pasir cetak yang baik harus memenuhi

persyaratan cetakan. Kebanyakan pasir yang digunakan dalam pengecoran

adalah pasir silika. Pasir silika miliki temperatur tinggi dibandingkan dengan

pasir yang lain. Pemuaian panas berubah sesuai dengan jenis pasir cetak seperti

yang ditunjukkan data Gambar 2.3 pasir pantai dan pasir gunung mempunyai

18

pemuaian panas yang lebih kecil dibandingkan dengan pasir silika, sedangkan

pasir olivin dan pasir sirkon mempunyai pemuaian panas sangat kecil. Pemuaian

panas bertambah sebanding dengan kadar air dari pasir dan menurun kalau kadar

yang dapat terbakar bertambah.

Gambar 2.5 Pemuaian panas dari macam-macam pasir

Sumber: Surdia dan Chijiiwa, 2013: 113

5. Proses Pengecoran Logam

Proses pengecoran adalah proses pembuatan benda kerja dengan cara

menuangkan logam cair kedalam cetakan pasir tanpa disertai tekanan pada saat

logam cair mengisi rongga cetakan dan kemudian dibiarkan hingga membeku,

selain itu proses pengecoran merupakan proses yang mudah dikerjakan dan

berkemampuan tinggi sehingga merupakan proses dasar dalam pengembangan

industri logam. Sekarang ini penelitian khususnya di bidang pengecoran dapat

menghasilkan teknik pengecoran baru atau adaptasi teknik pengecoran yang ada,

sehingga hal inilah yang mendorong industri pengecoran terus bertahan sampai

saat ini. Secara garis besar pengecoran logam dibedakan menjadi 2 yaitu :

19

a. Proses pengecoran gravitasi, proses pengecoran ini tidak menggunakan

tekanan sewaktu mengisi rongga cetakan tetapi memanfaatkan berat logam

cair dalam memasukkannya ke rongga cetakan.

b. Proses pengecoran bertekanan, proses pengecoran ini logam yang dicairkan

ditekan supaya mengisi pada rongga cetakan.

6. Proses Peleburan Kuningan

Kuningan dapat dicairkan dengan berbagai cara salah satunya adalah

dengan menggunakan tungku atau tanur. Tanur itu sendiri mempunyai sifat dari

muatan tangku yang sangat berpengaruh terhadap jenis tangku yang akan

digunakan dalam proses pencarian logam. Pergerakan dari logam cair dan

temperatur yang terlalu tinggi dapat mengakibatkan peningkatan gas hidrogen,

oksidasi dan hilangnya unsur penting di dalam logam cair selain porositas. Untuk

menghemat peleburan dan mengurangi kehilangan unsur paduan karena

oksidasi, lebih baik memotong logam menjadi potongan kecil (scrap) yang

kemudian dipanaskan mula, kalau bahan sudah mencair, fluks harus ditaburkan

untuk mencegah oksidasi dan absorpsi gas dan selama pencairan permukaan

harus ditutup dengan fluks dan cairan diaduk pada jangka waktu tertentu untuk

mencegah agresi.

Temperatur cairan yang terlalu tinggi menyebabkan kehilangan seng

karena penguapan, dan temperatur yang terlalu rendah menyebabkan

penghilangan gas yang tidak cukup (Surdia dan Chijiiwa, 2013: 169). Titik cair

dari sebuah benda padat adalah suhu dimana benda tersebut akan berubah bentuk

menjadi cair, pada logam kuningan memiliki titik cair yang bervariasi tergantung

20

pada jumlah paduan komposisi bahan Cu dan Zn. Pada penelitian ini saya

menggunakan komposisi bahan sebagai berikut:

Tabel 2.3 Titik cair standart kuningan (Surdia dan Chijiiwa, 2013: 169)

Komposisi Bahan Titik Cair ( 0C )

85% Cu-15% Zn 1.150-1.200

70% Cu-30% Zn 1.080-1.130

60% Cu-40% Zn 1.030-1.080

7. Cacat Pada Produk Coran

Kunci keberhasilan membuat produk coran yang baik salah satunya

ditentukan oleh desain cetakan yang baik dan benar. Terutama bila

menggunakan sistem penuangan gravitasi, potensi terjadinya cacat ditentukan

oleh mekanisme pengisian rongga cetakan karena aliran logam menuju rongga

cetakan melalui saluran turun yng sering mengalami gangguan atau hambatan.

Potensi cacat biasanya terjadi akibat kesalahan desain yang mengakibatkan

aliran logam cair tidak optimal. Dalam hal ini banyak pengalaman teknik yang

diperlukan untuk penyebabkan dari cacat pada proses coran. Faktor-faktor

penting dari cacat coran dan pencegahannya (Ammen, 1979: 165). Adapun cacat

coran yang sering terjadi pada proses pengecoran dibagi menjadi beberapa

macam, yaitu:

a. Inklusi pasir

Inklusi pasir adalah cacat dimana pasir terbawa dalam coran dan cacat

terjadi permukaan atau di dalam coran.

21

Gambar 2.6 Cacar inklusi pasir

Sumber: Surdia dan Chijiiwa, 2013: 215

b. Inklusi terak

Terak adalah inklusi bukan logam dalam cair yang disebabkan oleh

reaksi kimia, selama peleburan, penuangan atau pembekuan. Banyak terak

terapung pada permukaan kup.

Gambar 2.7 Cacar inklusi pasir

Sumber: Surdia dan Chijiiwa, 2013: 215

c. Kekasaran erosi

Pasir yang terlepas karena erosi dari permukaan cetakan berbentuk pelat

atau gumpalan, bergerak dalam rongga cetakan terutama di permukaan kup

yang mengakibatkan inklusi pasir.

Gambar 2.8 Cacat kekasaran erosi

Sumber: Surdia dan Chijiiwa, 2013: 213

22

d. Ekor tikus

Ekor tikus adalah merupakan cacat permukaan pasir dari permukaan

cetakan mengembang dan logam cair masuk di bawah permukaan bagian

tersebut. Kalau pasir disingkirkan terlihat rongga lurus seperti pembuluh.

Memili bentuk seperti ekor tikus maka cacat ini disebut ekor tikus.

Gambar 2.9 Cacar ekor tikus

Sumber: Surdia dan Chijiiwa, 2013: 213

e. Rongga udara

Cacat rongga udara adalah cacat yang paling sering banyak terjadi

dalam berbagai bentuk. Rongga udara bisa terjadi dengan mudah terutama

pada temperatur penuangan yamg rendah. Apabila letak saluran turun tidak

baik dan waktu penuangan terlalu lama, maka rongga udara mudah terjadi.

Gambar 2.10 Cacar rongga udara

Sumber: Surdia dan Chijiiwa, 2013: 212

f. Lubang jarum

Cacat lubang jarum adalah lubang dimana permukaan dalamnya halus

dan berbentuk bola. Ukuran cacat lubang jarum adalah dibawah 1 sampai 2

mm sangat kecil dan berbentuk seperti bekas tusukan jarum.

23

Gambar 2.11 Cacar lubang jarum

Sumber: Surdia dan Chijiiwa, 2013: 212

g. Struktur butir terbuka

Struktur butir terbuka adalah cacat yang timbul karena keadaan dimana

butir-butir kasar pada coran terlihat berada di tengah atau pada permukaan

yang disebabkan kurangnya sifat kedap air.

Gambar 2.12 Cacat struktur butir terbuka

Sumber: Surdia dan Chijiiwa, 2013: 213

h. Rongga gas oleh cil

Rongga gas adalah bentuk lain dari rongga udara, yang timbul sekitar

penyangga atau cil dalam. Bagian dalamnya halus dan ukurannya berbeda.

Gambar 2.13 Cacat rongga gas oleh cil

Sumber: Surdia dan Chijiiwa, 2013: 212

24

i. Penyusutan dalam

Penyusutan dalam adalah lubang cacat yang disebabkan karena

pengecilan yang terjadi ketika logam membeku.

Gambar 2.14 Cacat penyusutan dalam

Sumber: Surdia dan Chijiiwa, 2013: 212

j. Penyusutan luar

Cacat lubang penyusutan luar memberikan lubang pada permukaan luar

dari coran, yang disebabkan penyusutan pada pembekuan logam cair.

Gambar 2.15 Cacat penyusutan luar

Sumber: Surdia dan Chijiiwa, 2013: 212

k. Rongga penyusutan

Rongga penyusutan mempunyai sebab-sebab yang sama seperti pada

penyusutan dalam dan luar. Cacat lubang-lubang kecil dengan permukaan

dalam berkristal dendrit kasar yang bisa timbul pada bagian tebal, bagian

pertemuan, cekungan filet dan sebagainya.

25

Gambar 2.16 Cacat rongga penyusutan

Sumber: Surdia dan Chijiiwa, 2013: 213

l. Cetakan rontok

Bentuk bengkakan yang tak menentu terjadi disebabkan pecahnya

cetakan dan pecahan pasir ini menyebabkan inklusi pasir di tempat lain.

Gambar 2.17 Cacat cetakan rontok

Sumber: Surdia dan Chijiiwa, 2013: 213

m. Salah alir dan sumbat dingin

Cacat salah alir dan sumbat dingin dikarenakan logam cair tidak cukup

mengisi rongga cetakan. Umumnya terjadi penyumbatan akibat logam cair

terburu membeku sebelum mengisi rongga cetak secara keseluruhan. Bentuk

cacat salah alir dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 2.18 Cacat salah alir dan sumbat dingin

Sumber: Surdia dan Chijiiwa, 2013: 215

26

n. Membengkak

Pembengkakan disebabkan oleh tekanan logam cair yang terlalu

berlebihan menyebabkan membengkak setempat. Pembengkakan bisa terjadi

kalau cetakan mengembang keluar oleh tekanan logam atau kalau inti

tertekan.

Gambar 2.19 Cacat membengkak

Sumber: Surdia dan Chijiiwa, 2013: 214

o. Pergeseran

Cacat pergeseran terjadi akibat bergesernya titik tengah pada inti, pola

maupun pena kotak cetakan, sehingga hasil cetakan tidak sejajar.

Gambar 2.20 Cacat pergeseran

Sumber: Surdia dan Chijiiwa, 2013: 214

p. Retakan

Retakan secara luas dibagi menjadi retak penyusutan dan retak karena

tegangan sisa, sebabny berbedasatu sam lain. Retak penyusutan sering terjadi

pada bagian filet yang tajam dari suatu coran. Lebar retakan berbeda, tetapi

bentuk retakan tidak tajam.

27

Gambar 2.21 Cacat retakan

Sumber: Surdia dan Chijiiwa, 2013: 215

8. Pengujian Bahan

Pengujian bahan dari spesimen dimaksudkan untuk mengetahui sifat-

sifat bahan itu sendiri. Sifat-sifat suatu bahan meliputi sifat mekanis, sifat fisis

dan sifat kimia. Sedangkan pada pengujian bahan yang termasuk pengujian

mekanis terhadap benda uji yang dapat dibedakan atas pengujian bersifat

merusak benda uji (destruktif) dan pengujian bersifat tidak merusak benda uji

(non destruktif). Pengujian bersifat benda uji akan menimbulkan kerusakan

benda uji setelah pengujian selesai dan sebaliknya pengujian bersifat tidak

merusak benda uji tidak akan menimbulkan kerusakan berarti pada benda uji.

a. Pengujian Komposisi

Uji komposisi adalah pengujian yang dilakukan untuk mengetahui

kadar unsur-unsur yang terkandung dalam bahan. Pengujian komposisi

dilakukan untuk menentukan jenis bahan yang digunakan dengan melihat

prosentase unsur-unsur kimia yang terkandung dalam bahan kuningan

tersebut.

b. Pengujian Struktur Mikro

Dalam pengujian ini, kualitas bahan ditentukan dengan mengamati

struktur di bawah mikroskop, disamping itu dapat pula mengamati cacat dan

28

bagian yang tak teratur (Surdia dan Chijiiwa, 2013: 210). Menurut Setiawan

(2003: 73) yang dimaksud struktur mikro adalah pengetahuan tentang bentuk-

bentuk struktur kristal yang dapat dilihat dalam suatu logam. Struktur mikro

dapat didefinisikan sebagai bahan dalam orde kecil (mikro). Sifat- sifat

mekanik dan fisik suatu logam akan ditentukan oleh gambar bentuk struktur

mikronya.

Ada beberapa alat yang digunakan untuk mengamati struktur mikro

dari bahan yaitu: mikroskop cahaya, mikroskop eklektron, dan miroskop

pirometri. Hasil pengamatan struktur mikro akan diperlihatkan berbagai fase

yang dapat dipelajari dan jika sifat-sifatnya diketahui dapat digunakan untuk

mengetahui informasi-informasi tentang sifat spesimen. Penelitian ini

menggunakan mikroskop cahaya, adapun manfaat dari pengamatan struktur

mikro ini adalah:

1) Mempelajari hubungan antara sifat-sifat bahan dengan struktur dan cacat

pada bahan.

2) Memperkirakan sifat bahan jika hubungan tersebut sudah diketahui.

Pada umumnya pengamatan struktur mikro yang perlu diamati

adalah ukuran butiran, bentuk butiran dan larutan padat yang terbentuk,

dimana larutan mekanis akan bertambah baik. Larutan padat yang tersebar

merata maka kekuatan tariknya akan bertambah baik. Pengukuran besar

kecilnya struktur mikro dilakukann dengan cara menghitung jumlah butir

pada garis, lingkaran atau daerah tertentu. Gambar 2.22 dam gambar 2.23

adalah gambar struktur mikro dari paduan tembaga dan seng.

29

Gambar 2.22 Kandungan kuningan (60% Cu, 40% Zn)

Sumber: Surdia dan Chijiiwa, 2013: 41

Gambar 2.23 Kandungan kuningan (65% Cu, 35% Zn)

Sumber: Henkel dan Pense, 2002: 313

c. Pengujian Kekerasan

Kekerasan adalah sifat yang dapat diandalkan sebagai pengganti

kekuatan bahan. Penggukuran kekerasan adalah mudah, sehingga banyak

dilakukan dalam pemilihan bahan (Surdia dan Chijiiwa, 2013: 204). Terdapat

tiga jenis umum mengenai ukuran kekerasan yang tergantung pada cara

melakukan pengujian. Ketiga jenis tersebut adalah kekerasan goresan (scrath

hardness), kekerasan lekukan (indention hardnesss) dan kekerasan pantulan

(rebound), akan tetapi pengujian yang sering dilakukan adalah penggujian

penekanan. Pada pengujian penekanan terdapat beberapa alat uji yang dapat

digunakan, antara lain dengan alat uji brinell, vickers dan rockweel.

30

Menurut Tarkono (2013: 5) ”pengujian kekerasan dengan metode

vikers bertujuan untuk menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk

daya tahan material terhadap intan berbentuk piramida dengan sudut puncak

136 derajat yang ditekankan pada permukaan uji tersebut”. Sudut ini dipilih

karena nilai tersebut mendekati sebagian besar nilai perbandingan yang

diinginkan antara diameter lekukan dan diameter bola penumbuk pada uji

kekerasan vikers. Angka kekerasan piramida intan (DPH), atau angka

kekerasan Vickers (VHN atau VPH), didefinisikan sebagai beban dibagi luas

permukaan lekukan, prinsip pengukuran untuk kekerasan mikro vikers dapat

dilihat pada Gambar 2.22. Pada prakteknya luas ini dihitung dari pengukuran

mikroskopik panjang diagonal jejak. Menurut Djaprie (1993: 334) metode

vickers dapat dilakukan untuk pengujian dalam skala mikro dengan

pembebanan yang rendah yaitu 1 sampai 1000 gf. Bahan lebih keras

membutuhkan beban diterapkan lebih besar (Callister, 2007: 158). VHN

dapat ditentukan dari persamaan berikut:

ϴ

(Sumber: Callister, 2007: 156)

Keterangan:

P = Beban yang digunakan (kg)

d = Panjang diagonal rata-rata (mm)

ϴ = Sudut antara permukaan intan yang berlawanan = 136°

31

Uji kekerasan vickers banyak dilakukan pada pekerjaan penelitian,

karena metode tersebut memberikan hasil berupa skala kekerasan yang

kontinu, untuk suatu beban tertentu dan digunakan pada logam yang sangat

lunak, yakni DPH-nya 5 hingga logam yang sangat keras dengan DPH 1500.

Hal-hal yang menghalangi keuntungan pemakaian metode vickers

adalah uji kekerasan Vickers tidak dapat digunakan untuk pengujian rutin

karena pengujian tersebut lamban, memerlukan persiapan permukaan benda

uji yang hati-hati, dan terdapat pengaruh kesalahan manusia yang besar pada

penentuan panjang diagonal. Pada penelitian ini alat uji yang digunakan

adalah alat uji kekerasan mikro vickers.

Gambar 2.24 Prinsip uji kekerasan vikers

Sumber: Callister, 2007: 156

B. Kajian Penelitian yang Relevan

Penelitian yang dilakukan oleh Puspitasari, Tuwoso dan Aristiyanto

(2014) yang berjudul “Pengaruh Penggunaan Pasir Gunung Terhadap Kualitas

Dan Fluiditas Hasil Pengecoran Logam Paduan Al-Si”, penelitian ini bertujuan

untuk mengetahui data hasil pengujian kekuatan pasir cetak kondisi basah,

kekuatan tekan tertinggi dimiliki oleh pasir cetak dengan pengikat bentonit 15%

sebesar 8,7 N/cm2. Kekuatan geser tertinggi dimiliki oleh pasir cetak dengan

32

pengikat bentonit 15% sebesar 5,03% N/cm2, kekuatan tarik tertinggi dimiliki

oleh pasir cetak dengan pengikat bentonit 15% dan semen Portland 15% sebesar

0,7 N/cm2. Pada kondisi kering, kekuatan tekan tertinggi dimiliki oleh pasir

cetak dengan pengikat bentonit 15% sebesar 14,55 N/cm2. Kekuatan geser

tertinggi dimiliki pasir cetak dengan pengikat bentonit 15% sebesar 6,5 N/cm2,

kekuatan tarik tertinggi dimiliki pasir cetak dengan pengikat lumpur panas

Sidoarjo 15% sebesar 1,3 N/cm2 sedangkan hasil coran terbaik dimiliki oleh

spesimen yang menggunakan pengikat bentonit 15%. Terbukti dengan panjang

hasil pengecoran yang paling mendekati ukuran dari model yaitu sepanjang

198,7 mm serta tidak terjadi sumbat dingin dan salah alir.

Penelitian yang dilakukan oleh Astika, Negara dan Susantika (2010)

yang berjudul “pengaruh jenis pasir cetak dengan zat pengikat bentonit terhadap

sifat permeabilitas dan kekuatan tekan basah cetakan pasir (sand casting)”

menyatakan bahwa persentase bentonit berpengaruh terhadap permeabilitas dan

kekuatan tekan, hal ini disebabkan karena semakin ditambahkan bentonit pada

campuran pasir gunung, pasir sungai dan pasir pantai (silika) akan memenuhi

pori-pori antara butiran-butiran pasir dan permeabilitas akan menurun dan

kekuatan tekan akan meningkat. Hasil rata- rata pengujian permeabilitas dapat

dilihat untuk permeabilitas maksimal pada masing-masing campuran jenis pasir

dan bentonit pada cetakan pasir basah dengan bahan pengikat bentonit yaitu pada

campuran pasir gunung dan bentonit 4% dimana menghasilkan nilai

permeabilitas sebesar 24,71 cm3/min dibandingakan campuran pasir dan

bentonit yang lainnya.

33

Hasil rata-rata pengujian kekuatan tekan dapat dilihat untuk kekuatan

tekan maksimal pada masing-masing campuran jenis pasir dan bentonit pada

cetakan pasir basah dengan bahan pengikat bentonit yaitu pada campuran pasir

laut (silika) dan bentonit. 8% dimana menghasilkan nilai kekuatan tekan sebesar

0,78 N/cm2 dibandingakan campuran pasir dan bentonit yang lainnya.

Penelitian yang dilakukan oleh Tarkono, Harnowo dan Sewandono

(2012) dalam penelitiannya yang berjudul “pengaruh variasi abu sekam dan

bentonit pada cetakan pasir terhadap kekerasan dan struktur mikro hasil coran

aluminium AA 1100”, menyatakan bahwa sifat abu sekam dan bentonit yang

diterapkan pada cetakan pasir, jumlah komposisinya mempengaruhi kekerasan

hasil coran serta nilai kekerasan tertinggi terjadi pada komposisi bentonit 10%

dan abu sekam 8% yang ditambahkan pada total komponen penyusun cetakan

pasir.

Menurut Purbowo (2003) dalam penelitiannya yang berjudul “studi

penambahan gula tetes pada cetakan pasir terhadap kuantitas cacat blow-hole”,

penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kebasahan cetakan pasir yang

diakibatkan penambahan gula tetes mempengaruhi terjadi cacat blow-hole.

Semakin besar kadar gula tetesnya maka kebasahan cetakan pasir semakin

tinggi. Penambahan gula tetes dapat meningkatkan kemampuan penggunaan

ulang cetakan pasir namun perlu diperhatikan tingkat kebasahan cetakan pasir.

Komposisi cetakan pasir yang terdiri dari 90% pasir silika, 5% bentonit dan 2%

gula tetes menghasilkan permukaan hasil coran paling baik dibandingkan

komposisi cetakan pasir yang lain.

34

Menurut Supriyanto (2010) dalam penelitiannya yang berjudul

“analisis coran kuningan dari limbah rosokan dan gram-gram sisa permesinan

untuk komponen permesinan”, menyatakan bahwa hasil pengujian komposisi

kimia menunjukkan bahwa kuningan rosokan mengandung unsur utama yaitu

tembaga (Cu) sebesar 65,493 % dan seng (Zn) sebesar 34,506 % serta unsur-

unsur paduan lainnya, kuningan ini baik digunakan pada pengerjaan dingin serta

kekerasan adalah HB 110.44 kg/mm2.

Menurut Setiawan (2013) dalam penelitianya yang berjudul “pengujian

kekuatan tarik, kekerasan, dan struktur mikro produk cor propeler kuningan”,

penelitian ini bertujuan untuk mengetahui material yang digunakan pada

penelitian ini adalah kuningan dengan kandungan 46,95% Zn termasuk kuningan

tipe α + β dengan titik cair (liquid) sekitar 900 oC. Dalam penelitian ini bentuk

struktur mikro belum menunjukkan struktur columnar dendrite dengan orintesi

butir searah serta kekerasan material adalah 35,4 HRB.

Penelitian yang dilakukan oleh Purwono (2005) dalam penelitiannya

yang berjudul “pengaruh variasi campuran kadar air pada pasir cetak basah

dengan bahan pengikat bentonit terhadap permeabilitas dan kekuatan tekan”,

menyatakan bahwa hasil pengukuran dari pemberian variasi campuran kadar air

sebesar 10%, 11%, 12% dan 13% pada pasir cetak basah dengan bahan pengikat

bentonit menghasilkan nilai kemampuan alir gas (permeabilitas) dan kekuatan

tekan yang berbeda-beda. Hal ini telah dibuktikan pada hasil penelitian dimana

semakin bertambah campuran kadar air yang dicampurkan pada bahan pengikat

bentonit, nilai kemampuan alir gas (permeabilitas) dan nilai kekuatan tekannya

35

terus menurun.

Penelitian yang dilakukan oleh Loto dan Adebayo (1990) dalam

penelitiannya yang berjudul “effects of variation in water content, clay fraction

and sodium carbonate additions on the synthetic moulding properties of

Igbokoda clay and silica sand”, penelitian ini bertujuan untuk memberikan hasil

analisis saringan (AFS standar) dari pasir silika dasar yang digunakan untuk

cetakan pasir sintetis. Pengayakan dilakukan untuk menentukan jumlah

kehalusan butiran pasir. Jumlah kehalusan pada dasarnya adalah ukuran butir

rata-rata pasir silika dan itu sesuai dengan jumlah saringan pada bukaan yang

hanya bisa membiarkan semua butiran pasir masuk dengan ukuran yang sama.

Rata-rata kehalusan butir ditentukan dengan membagi jumlah total produk

tersebut dengan total persentase butiran pasir dipertahankan dalam saringan

pengaturan serta pasir lempung jenuh memiliki sekitar kekuatan tekan yang

sama seperti tanah liat dengan sendirinya. Persentase spesifik tanah liat

diperlukan untuk saturasi tergantung pada kemurnian dan jenis tanah liat, pasir

dasar, dan pada aditif. Hal ini diketahui bahwa dalam kebanyakan kasus tentang

8-12% berat bentonit (baik natrium atau kalsium bentonit) dan sekitar 20-25%

berat dari tanah liat api yang cukup untuk menghasilkan campuran jenuh dengan

kehalusan pasir maksimal.

Penelitian yang dilakukan oleh Taha et al., (2012) yang berjudul

“machinability characteristics of lead free-silicon brass alloys as correlated

with microstructure and mechanical properties” menyatakan bahwa paduan

kuningan Si dengan 1-4% berat Si dan 0,5% Al, berkorelasi dengan kekuatan

36

paduan dan dengan fase hadir dalam struktur mikro, pembentukan fase b dalam

1 wt% Si alloy mengakibatkan kekuatan tarik utama bekerja maksimum.

Penelitian yang dilakukan oleh Ayoola et al., (2012) yang berjudul

“effect of casting mould on mechanical properties of 6063 aluminum alloy”

menyatakan bahwa kekuatan cor 6063 paduan aluminium tidak tergantung pada

bahan cetakan pada ketegangan kecil (≤ 0,02). Tingkat yang lambat panas yang

hilang dalam cetakan pasir berikat secara alami dapat dimanfaatkan untuk

mendapatkan meningkatkan kekuatan dalam paduan aluminium ini. Nilai-nilai

kekerasan tinggi diamati pada sampel yang dibuat dalam logam dan CO2 cetakan

adalah karena efek dingin dari cetakan pada pemadat 6063 paduan aluminium.

Permukaan akhir sampel cor tergantung pada sifat bahan cetakan dan fisik.

C. Kerangka Pikir Penelitian

Proses pengecoran kuningan yang mempadukan antara pasir silika dan

bentonit yang dikembangkan oleh peneliti, selama ini belum ada yang

menganalisis pengaruh cetakan pasir silika dan zat pengikat bentonit pada proses

pengecoran kuningan maka dalam menindaklanjuti hal tersebut, peneliti

berpendapat perlu adanya analisis yang membahas tentang paduan pasir silika

dan bentonit sebagai tindak lanjut agar hasil dari proses pengecoran kuningan

yang diperoleh maksimal. Kuningan merupakan logam non ferro yang memiliki

titik cair yang lumayan tinggi, bobotnya ringan, tahan terhadap korosi, serta

sebagai konduktor panas dan listrik yang baik. Cetakan pasir mempunyai sifat

mampu untuk dibentuk, tahan panas terhadap temperatur logam yang

37

dituangkan. Akan tetapi pada setiap proses pengecoran menggunakan pasir cetak

hampir dapat dipastikan ada cacat cor yang terjadi pada benda hasil coran.

Cacat coran dapat disebabkan karena beberapa hal seperti

terperangkapnya gelambung udara dalam cetakan yang nantinya dapat

menimbulkan cacat secara fisik maupun struktur logam tersebut. Resiko cacat

ini yang seharusnya dihindari dalam proses pengecoran. Hal yang sangat

terpengaruh dari adanya cacat ini salah satunya adalah kualitas hasil coran

tersebut. Kualitas hasil coran masih sebatas pengujian cacat pada permukaan

luar, cacat yang akan diteliti dalam penelitian ini adalah cacat porositas, cacat

lubang jarum, rongga udara dan cacat ekor tikus, keempat cacat tersebut dapat

mempengaruhi struktur mikro dan kekerasan pada hasil coran.

Dalam penelitian ini menggunakan cetakan pasir silika yang

memvariasikan bentonit dengan persentase yang berbeda-beda, kemudian untuk

mengetahui sifat fisis dan mekanis, hasil coran akan diuji dengan uji struktur

mikro dan uji kekerasan. Hasil dari kedua uji tersebut akan dianalisis dan akan

didapatkan pembahasan tentang seberapa besar pengaruh bentonit terhadap sifat

fisis dan mekanis hasil coran menggunakan logam kuningan dengan cetakan

pasir silika.

76

BAB V

PENUTUP

A. Simpulan

Berdasarkan hasil pengujian dan analisis dalam penelitian ini dapat

disimpulkan sebagai berikut :

1. Ada pengaruh zat pengikat bentonit terhadap cacat benda hasil pengecoran

kuningan. Berdasarkan hasil pengujian analisis cacat atau visual yang telah

dilakukan pada variasi bentonit 6%, 8%, dan 10%, ada penurunan tingkat

kecacatan yang terjadi pada spesimen variasi bentonit 6%. Hal tersebut

dibuktikan oleh spesimen dengan variasi bentonit 6% pada cetakan pasir

silika yang mempunyai kecacatan lebih sedikit dibandingkan dengan

spesimen dengan variasi bentonit 8% dan variasi bentonit 10%.

2. Ada pengaruh zat pengikat bentonit terhadap struktur mikro benda hasil

pengecoran kuningan. Berdasarkan analisis struktur mikro pada variasi

bentonit 6%, 8%, dan 10%, terdapat struktur pembentukan fasa alfa + betha

yang penyebarannya lebih merata seperti yang dimiliki spesimen dengan

variasi bentonit 6% dibandingkan spesimen variasi bentonit yang lain.

3. Ada pengaruh zat pengikat bentonit terhadap kekerasan benda hasil

pengecoran kuningan. Berdasarkan hasil pengujian kekerasan yang telah

dilakukan, ada perbedaan nilai kekerasan hasil pengecoran logam kuningan

menggunakan cetakan pasir silika dengan zat pengikat bentonit. Pada variasi

bentonit 6% nilai kekerasan yang dimiliki lebih tinggi dibandingkan variasi

77

bentonit 8%, dan variasi bentonit 10%. Hal tersebut dibuktikan dengan nilai

kekerasan rata-rata pervariasi bentonit.

B. Saran

Berdasarkan simpulan di atas, maka saran yang dapat diberikan peneliti

adalah sebagai berikut :

1. Sebaiknya menggunakan cetakan dengan variasi bentonit 6% untuk

memperoleh hasil cetakan yang lebih bagus.

2. Perlu dilakukannya penelitian lebih lanjut untuk variasi bentonit dibawah

kadar 6%.

3. Bagi penelitian yang akan datang sebaiknya diukur butir kehalusan pasir

terdahulu sehingga minimalisir terjadinya cacat coran pada pengecoran.

4. Untuk memperkaya hasil penelitian pengujian cacat perlu dilakukannya

pengujian dengan metode lain seperti penetrant testing, ultrasonic testing,

radiogrphic testing dan lain-lain.

5. Sebelum melakukan penelitian alangkah baiknya mengukur kandungan

material penelitian.

6. Untuk mendapatkan hasil yang lebih baik perlu ditambahkanya variasi

pendinginan secara cepat pada pengecoran kuningan.

78

DAFTAR PUSTAKA

Ammen, C. W. 1997. The Complete Handbook Of Sand Casting. New York San:

Division of McGraw-Hill.

Amstead, B. H. 1979. Teknologi Mekanik. Translade by Djaprie, S. 1990. Jakarta:

PT. Gelora Aksara Pratama.

ASM. 1998. Elkem Metals Company Volume 15. ASM Handbook The Materials

Information Company, ASM International.

Astika I.M, Negara D.P dan Susantika M.A. 2010. Pengaruh Jenis Pasir Cetak

dengan Zat Pengikat Bentonit Terhadap Sifat Permeabilitas dan Kekuatan

Tekan Basah Cetakan Pasir (Sand Casting). Jurnal Ilmiah Teknik Mesin Cakra M, Vol. 4, No.2: 132-138.

ASTM E 92. 1997. Standart Test Method for Vikers Hardness of Metallic Materials. West Conshohocken: American Society for Testing and

Material.

Ayoola, W.A. et al. 2012. Effect Of Casting Mould On Mechanical Properties Of

6063 Aluminum Alloy. Journal of Engineering Science and Technology,

Vol. 7, No. 1: 89 – 96.

Callister, W. D. 2007. Materials Science and Engineering. New York: John Wiley

& Sons, Inc.

Dieter, G. E. 1986. Metalurgi Mekanik. Translade by Djaprie, S. 1993. Jakarta: PT.

Gelora Aksara Pratama.

Henkel, D dan Pense, A. 2002. Structure and Properties of Engineering Materials.

New York: McGraw-Hill.

Loto, C. A dan Adebayo, H. 1990. Effects Of Variation In Water Content, Clay

Fraction And Sodium Carbonate Additions On The Synthetic Moulding

Properties Of Igbokoda Clay And Silica Sand. Applied Clay Science, Vol 5:

165-181.

Purwobo, T. 2003. Studi Penambahan Gula Tetes Pada Cetakan Pasir Terhadap

Kuantitas Cacat Blow-hole. Jurnal Teknik Mesin Vol 5, No. 2: 43 – 47.

Purwono, A. 2005. Pengaruh Variasi Campuran Kadar Air Pada Pasir Cetak Basah Dengan Bahan Pengikat Bentonit Terhadap Permeabilitas Dan Kekuatan Tekan. Semarang: Skripsi.

Puspitasari P, Turwoso dan Aristiyanto E. 2015. Pengaruh Penggunaan Pasir

Gunung Terhadap Kualitas dan Fluiditas Hasil Pengecoran Logam Paduan

Al-Si. Jurnal Teknik Mesin, Vol. 1, No. 1: 21-27.

79

Setiawan, H. 2013. Pengujian Kekuatan Tarik, Kekerasan, dan Struktur Mikro

Produk Cor Propeler Kuningan. Jurnal Simetris, Vol 3, No 1: 71-79.

Sudjana, H. 2008. Teknik Pengecoran Logam. Jakarta: Direktorat Pembinaan

Sekolah Menengah Kejuruan.

Sugiyono. 2014. Metode Penelitian Pendidikan. Bandung: Alfabeta.

Supriyanto. 2010. Analisis Coran Kuningan dari Limbah Rosokan dan Gram-Gram

Sisa Permesinan untuk Komponen Permesinan. Jurnal Kompetensi Teknik,

Vol.1, No. 2: 49-56.

Surdia, T dan Chijiiwa, K. 2013. Teknik Pengecoran Logam. Jakarta Timur: PT

Balai Pustaka (Persero).

Surdia, T dan Saito, S. 1999. Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta: PT Pradnya

Paramita.

Susilawati. 2014. Adsorpsi Zat Warna Biru Metilena Oleh Lempung Bentonit Aktif.

J. Ris. Kim, Vol. 7, No. 2: 169-173.

Taha, A.M. et al. 2012. Machinability Characteristics Of Lead Free-Silicon Brass

Alloys As Correlated With Microstructure And Mechanical Properties. Ain Shams Engineering Journal, Vol. 4, No. 3: 383–392.

Tarkono, Harnowo S dan Sewandono D. 2013. Pengaruh Variasi Abu Sekam dan

Bentonit Pada Cetakan Pasir Terhadap Kekerasan dan Struktur Mikro Hasil

Coran Alumunium AA 1100. Jurnal Fema, Volume 1, Nomor 3.

Vliet, V. dan Both, W. 1984. Teknologi Untuk Bangunan Mesin Bahan-Bahan 1.

Jakarta Pusat: Erlangga.

Widodo, R. 2012. Praktek Peleburan 1. Klaten: Politeknik Manufaktur Ceper.