ANALISA PENGARUH PENAMBAHAN ABU SERBUK KAYU...

ANALISA PENGARUH PENAMBAHAN ABU SERBUK KAYU TERHADAP KARAKTERISTIK PASIR CETAK DAN CACAT POROSITAS HASIL PENGECORAN ALUMINIUM 6061

SIDANG TUGAS AKHIR

Latar belakang

Pengecoran logam Hasil pengecoran aluminium

Cacat coran

Pasir cetakAbu serbuk kayu

Permasalahan

Bagaimana pengaruh penambahan abu serbuk kayu ke dalam pasir cetak terhadap karakteristik pasir

cetak dan cacat porositas hasil pengecoran aluminium 6061.

Tujuan Penelitian

1• Mengetahui pengaruh penambahan abu

serbuk kayu terhadap kekuatan tekan dan permeabilitas dan ketahanan pasir cetak.

2• Mengetahui pengaruh penambahan abu

serbuk kayu terhadap cacat porositas hasilcoran.

Batasan masalah

1• Pasir cetak memiliki komposisi dan permeabilitas yang seragam (homogen).

2• Logam cair dianggap sebagai Newtonian Fluid.

3• Temperatur pada saat penuangan dianggap sama.

4• Temperatur pada ruangan dianggap konstan.

5• Waktu penuangan dianggap sama.

6• Sistem saluran dianggap optimal sesuai American Foundrymen’s Society

(AFS).

7• Logam cair tidak dilakukan proses degassing.

Manfaat Penelitian

Mengembangkan teori dan teknologi pasir cetak sehingga dapat digunakan

oleh industri pengecoran logam terutamayang berbahan baku logam aluminium.

Dasar Teori

Logam ringan

• Kekuatan mekanik kurang baik

Dipadukan dengan Cu, Si, Mg, Zn, Sn

• Pemberian kode

Aluminium

Aluminium 6061

- Mudah didapat dipasaran- Aplikasi luas: pesawat terbang,

kamera, komponen elektronik, hardware, dan katup

- Massa Jenis : 2.7 gr/cc- titik lebur : 652° C

Syarat pasir cetak:• Mempunyai sifat mampu bentuk yang

baik. • Permeabilitas yang cocok.• Distribusi besar butir yang cocok. • Tahan terhadap temperatur logam yang

dituang.• Mampu dipakai lagi dan murah

Berpengikat (Pengikat 10%-20% lempung)- Pasir gunung

Perlu pengikat tambahan- Pasir pantai- Pasir sungai- Pasir silika

Dasar Teori (lanjutan)

Pasir Cetak

Komposisi pasir cetak

Pengikat

Bahan tambahPelarut

Bahan baku pasir

- Pasir gunung- Pasir pantai- Pasir sungai- Pasir silika

Air

- Lempung- Bentonit- Semen- Furan/fenol

- Tetes tebu- Tepung kanji- Abu sekam- Fly ash


Sifat – Sifat Pasir

Sifat basah

Sifat kering

Sifat penguatan oleh udara

Sifat sisa

Pengaruh kadar air dan bentonit terhadapkekuatan dan permeabilitas pasir cetak


Abu serbuk kayu

Sifat-sifat dari hasil pembakaran serbuk kayu


Kerapatan 0,45 gr/cm3

Porositas 70%

Sifat-sifat kekuatan Kekuatan pemampatan 26 N/mm2

Kandungan karbon 80-90%

Tujuan penambahanMemperhalus

permukaan

Meningkatkan ketahanan pasir


Cacat Porositas

Penyebab:

1 • Temperatur penuangan yang rendah

2 • Penuangan yang terlalu lambat

3 • Permeabilitas yang kurang baik

4 • Cetakan yang kurang kering

5 • Ventilasi yang kurang memadai

Penelitian terdahulu

Penelitian Soejono Tjitro

Grafik pengaruh penambahan fly ash terhadap kekuatan tekan pasir cetak

Penambahan fly ash sebesar 2% dapat

meningkatkan kekuatan tekan pasir cetak sebesar 11,4%

PENGARUH FLY ASH TERHADAP KEKUATAN TEKANDAN KEKERASAN CETAKAN PASIR

Penelitian Tataram

Penambahan fly ash, coconut shell

dan tamarind powder sebesar 1% dapat meningkatkan

kekuatan tekan pasir cetak

Penelitian terdahulu (lanjutan)

Effect of Variation of Different Additives on Green sand MoldProperties for Olivine sand

Penambahan coconut shell dan tamar ind

powder sebesar 0,6% dapat meningkatkan permeabilitas hingga

batas tertentu

Penelitian Tataram (lanjutan)


Penelitian Tataram (lanjutan)

Penambahan zat aditif dapat

menurunkan mampu ambruk pasir cetak

(collapsibility)


Penelitian Bayu Aditya


1• Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kadar air

terhadap permeabilitas pasir cetak dan cacat porositas hasil pengecoran alumunium.

2• Pasir yang digunakan adalah jenis pasir silika dengan pengikat

bentonit variasi kadar air sebesar 4,5% dan 3,5%.

3

• Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi kadar air pada cetakan pasir dengan pengikat bentonit akan menurunkan nilai permeabilitas pasir cetak dan meninkatkan persentase yaitu porositas pada aluminium hasil pengecoran

Studi Eksperimen Pengaruh Komposisi Pasir Cetak Pada Aluminium Sand Casting Terhadap Porositas Produk Toroidal Piston

Metodologi Percobaan

Flowchart

MULAI

Perumusan masalah

Studi literatur

Pasir cetak A88% pasir silika

8% bentonit4% air

(tanpa abu kayu)

Pasir cetak B87% pasir silika

8% bentonit4% air

1% abu kayu

Pasir cetak C86% pasir silika

8% bentonit4% air

2% abu kayu

Pasir cetak D85% pasir silika

8% bentonit4% air

3 % abu kayu

Pasir cetak E84% pasir silika

8% bentonit4% air

4% abu kayu

A

Pengujian permeabilitas pasir cetak

Perencanaan dan pembuatan sistem saluran

Pembuatan pola

Pengujian kekuatan tekan pasir cetak

Data hasil pengujian permeabilitas dan kekuatan tekan pasir cetak

Pasir cetak F83% pasir silika

8% bentonit4% air

5% abu kayu

Pasir cetak G82% pasir silika

8% bentonit4% air

6% abu kayu

Pasir cetak H81% pasir silika

8% bentonit4% air

7% abu kayu

Pasir cetak I80% pasir silika

8% bentonit4% air

8% abu kayu

Metodologi percobaan (lanjutan)

Flowchart

Analisa data

SELESAI

Kesimpulan dan saran

A

Pembuatan cetakan pasir 1

Pasir cetak tanpa penambahan abu

kayu


Pasir cetak dengan nilai permeabilitas

terendah


pasir cetak dengan nilai permeabilitas

tertinggi

Pengecoran

Pengujian porositas

Data hasil pengujian porositas

Hasil coran

Pengamatan pasir sisa pengecoran

Neraca ohaus

Universal sand strength machine

Timbangan digital Cetakan

Permeability meter Tungku peleburan

Peralatan


Mesin bubutGelas ukur

Peralatan (lanjutan)


Tabel komposisi pasir cetak


Tabel komposisi pasir cetak (lanjutan)

Spesimen uji kekuatan tekan dan permeabilitas pasir cetak


American Foundrymen’s Society (AFS)

Pembuatan Spesimen Uji Tekan dan Permeabilitas Pasir Cetak


Pembuatan cetakan pasir

Pola Cetakan drag Pembalikan drag

Pengeringan cetakanPembuatan pouring basin Pembuatan kup


Proses pengecoran dan uji porositas

Peleburan aluminium Penuangan Cetakan yang telah dituang

Pengukuran volume spesimen

Pengukuran massa spesimen

Pengamatan pasir cetak sisa pengecoran


Tabel hasil pengujian permeabilitas dan porositas pasir cetak

Tabel hasil pengujian permeabilitas dan porositas pasir cetak (lanjutan)

Butiran abu kayu yang lebih

kecil dibandingkan butiran pasir

silika

Hasil Percobaan

Penambahan abu kayu menurunkan permeabilitas pasir cetak

Penambahan abu kayu terhadap kekuatan pasir cetak

Butiran abu kayu yang lebih kecil

dibandingkan butiran pasir

silika

Kandungan abu kayu yang serupa dengan

bentonit

Hasil Percobaan

Ketebalan Pasir yang Terpengaruh Panas Logam Cair

Pasir cetak 0% abu kayu Pasir cetak 1% abu kayu Pasir cetak 8% abu kayu

Hasil Percobaan

Tabel uji hasil uji porositas

No Komposisi cetakanPengukuran porositas

Volume spesimen(cm3)

Massaspesimen(gr)

P(%)

1

Cetakan Pasir 190% pasir silika

8% bentonit4% air

32,2 86,08 0,99

2

Cetakan Pasir 2Cetakan dengan

nilai permeabilitas tertinggi

(1% abu kayu)

35,8 86,59 1,04

3

Cetakan pasir 3 Cetakan dengan

nilai permeabilitas paling rendah (8%

abu kayu)

38,6 87,51 1,60

Hasil Percobaan

139,33 (cm3/menit)

112,67 (cm3/menit)

53,33 (cm3/menit)

Letak cacat porositas dan cacat inklusi spesimen tanpa penambahan abu bubuk kayu

Tampak atas Tampak bawah Tampak samping

Hasil Percobaan

`

Letak cacat porositas dan cacat inklusi spesimen dengan penambahan 1% penambahan abu bubuk kayu


Hasil Percobaan

Letak cacat porositas dan cacat inklusi spesimen dengan penambahan 8% penambahan abu bubuk kayu


Hasil Percobaan

• Nilai permeabilitas paling tinggi terdapat pada komposisi pasir cetak tanpa penambahan abu serbuk kayu yaitu sebesar 139,33 cm3/menit dan permeabilitas paling rendah terdapat pada penambahan 8% abu serbuk kayu yaitu sebesar 53,33 cm3/menit.

• Pasir cetak dengan kekuatan tekan paling tinggi terdapat pada komposisi pasir cetak dengan penambahan 8% abu serbuk kayu yaitu mencapai 468,33 kN/m2, sedangkan pasir cetak yang mempunyai kekuatan tekan paling rendah terdapat pada komposisi pasir cetak tanpa penambahan abu serbuk kayu yaitu sebesar 366,67 kN/ m2

• Pasir cetak yang mempunyai ketahanan paling rendah terdapat pada komposisi pasir cetak tanpa penambahan abu kayu. Ketahanan pasir paling tinggi adalah pada penambahan 8% abu serbuk kayu dimana daerah yang terpengaruh panas setebal 2,5 mm dari permukaan logam hasil pengecoran.

Kesimpulan

• Persentase cacat porositas paling tinggi terdapat pada benda hasilcoran dengan komposisi pasir cetak dengan penambahan 8% abuserbuk kayu yaitu sebesar 1,6% dan porositas paling rendah padapasir cetak tanpa penambah abu kayu yaitu sebesar 0,99%.

• Penambahan abu kayu paling optimal yaitu sebesar 1% dan 2%.Pada penambahan ini permeabilitas pasir cetak paling sesuai danhasil benda hasil coran pada penambahan 1% abu kayumempunyai permukaan paling halus dan persentase cacatporositas yang relatif kecil yaitu sebesar 1,04%.

Kesimpulan

Saran

• Dilakukan uji kandungan air terlebih dahulu pada spesimen pasir cetak dengan pasir yang terdapat dalam cetakan. Sehingga dapat diketahui kandungan air dari masing-masing komposisi pasir cetak.

• Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai sifat mekanik benda hasil coran dengan menggunakan pasir cetak yang telah ditambahkan abu serbuk kayu.

Terima kasih

Mohon kritik dan saran

ANALISA PENGARUH PENAMBAHAN ABU SERBUK KAYU...

Documents

Transcript of ANALISA PENGARUH PENAMBAHAN ABU SERBUK KAYU...