ANALISIS SIFAT FISIK DAN MEKANIK BAHAN

ALUMINIUM PROFIL 30% DAN 70% PISTON BEKAS

UNTUK PEMBUATAN KERAJINAN VAS BUNGA

TUGAS AKHIR

Diajukan kepada Politeknik Muhammadiyah Yogyakarta untuk Memenuhi

Sebagian Persyaratan guna Memperoleh Gelar Ahli Madya D3

Program Studi Teknik Mesin

Oleh :

Jatmoko Sulistyawan

1103002

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

POLITEKNIK MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA

2014

ii

iii

iv

PERNYATAAN KEASLIAN

Yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : JATMOKO SULISTYAWAN

NIM : 1103002

Jurusan : Teknik Mesin

Judul : Analisis Sifat Fisik dan Mekanik Bahan Aluminium Profil 30%

dan 70% Piston Bekas Untuk Pembuatan Vas Bunga.

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tugas akhir ini tidak terdapat

karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar ahli madya atau gelar

lainya di suatu Perguruan Tinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak

terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis oleh orang lain, kecuali secara

tertulis diacu dalam naskah ini disebutkan dalam daftar pustaka.

Yogyakarta, 19 Desember 2014

Yang menyatakan,

JATMOKO SULISTYAWAN

NIM. 1103002

v

MOTTO

Semangat dan semangat adalah kunci dari kesuksesan dalam meraih cita-

cita

Jujur, jujur Dan jujur, karena mata uang dunia adalah KEJUJURAN

Kehidupan adalah Keseimbangan, Jika engakau melakukan kejahatan

pastilah dibalas dengan kejahatan pula dan jika engkau melakukan

KEBAIKAN maka kebaikan pasti juga akan menghampirimu.

Jalan lapang menuju kesuksesan adalah BEKERJA, BERUSAHA dan

BERDO’A. Sedangkan modal utama kesuksesan adalah PANTANG

MENYERAH, BERANI MENGAMBIL KEPUTUSAN dan

TIDAK TAKUT AKAN KEGAGALAN.

Pilihanku harus aku pertanggung jawabkan walaupun itu sulit tetapi harus

dijalani hingga cita-cita itu ter wujud

vi

PERSEMBAHAN

Proyek Akhir ini kupersembahkan kepada :

Tuhan yang maha Esa Yang Telah Melimpahkan Rahmatnya

Ayahanda, ibunda, kakakku yang tercinta untuk semua

pengorbannya

Temen-temen angkatan 2011, temen-temen angkatan tua Teknik

Otomotif & Manufaktur Politeknik Universitas Muhammadiyah

Yogyakarta.

Nusa bangsa dan untuk Kemajuan Ilmu Pengetahuan…

vii

INTISARI

ANALISIS SIFAT FISIK DAN MEKANIK BAHAN

ALUMINIUM PROFIL 30% DAN 70% PISTON BEKAS

UNTUK PEMBUATAN KERAJINAN VAS BUNGA

Oleh :

JATMOKO SULISTYAWAN

1103002

Aluminium merupakan logam ringan yang mempunyai sifat ketahanan korosi dan

mampu alir yang baik sehingga banyak digunakan dalm aplikasi alat-alat rumah tangga,

otomotif, maupun industri saat ini. Pada pembuatan kerajianan vas bunga ini akan menggunakan

bahan paduan aluminium profil dan piston bekas dengan metode cetakan pasir (sand casting)

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pengecoran aluminium ulang

terhadap kekuatan tarik dan kekerasan pada aluminium dan uji komposisi. Bahan yang

digunakan adalah aluminium profil 30% dan 70% piston bekas dengan menggunakan cetakan

pasir. Hasil pengecoran kemudian dibuat spesimen pengujian tarik menurut standart JIS Z 2201

No. 14 A untuk pengujian tarik dan spesimen pengujian kekerasan serta uji komposisi bahan.

Dari data hasil pengujian tarik dengan mesin uji tarik servopulser didapat tegangan tarik

pada spesimen uji rata-rata adalah165,47 Mpa dan regangan uji rata-rata adalah 4,95 % serta

nilai modulus elastisitas uji rat-rata adalah 3,38 Gpa . Dan data hasil uji kekerasan dengan satu

spesimen uji diuji sebanyak 5 titik didapat hasil nilai rata-rat yang dihasilkan adalah 288,63 Mpa

dan pada pengecoran ini di uji komposisi untuk mengetahui campuran dan hasil apa saja yang

terkandung dalam pengecoran pembuatan vas bunga dengan aluminium paduan dan didapat data

Al 89,82%, Si 4,89%.

Kata kunci: Cetakan pasir, Uji komposisi, Uji kekerasan, Uji tarik

viii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirobbil’alamin. Semoga puji syukur senantiasa penulis

panjatkan kehadirat Allah Subhanahu Wa Ta’ala yang tiada hentinya

mencurahkan rahmat dan hidayahnya, sehingga dengan segala karunia-Nya

penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul ” Analisis Sifat Fisik dan

Mekanik Bahan Aluminium Profil 30% dan 70% Piston Bekas Untuk

Pembuatan Kerajinan Vas Bunga”.”. Shalawat dan salam semoga selalu

tercurah kepada panutan kita Rosulullah Muhammad SAW.

Dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa hormat dan

terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dan memberikan

dorongan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, antara lain :

1. Sotya Anggoro, S.T., selaku Direktur Politeknik Muhammadiyah

Yogyakarta.

2. Ferriawan Yudhanto, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing, yang telah

memberikan bimbingan, pengarahan, dan masukan-masukan kepada

penulis untuk menyusun tugas akhir ini.

3. Andika Wisnujati, S.T., M.Eng., selaku Ketua Program Studi Jurusan

Teknik Mesin.

4. Segenap teman-teman se-Angkatan yang telah memberikan dukungan

dalam pembuatan Tugas Akhir.

ix

5. Segenap keluarga yang telah mendukung dan memberikan doa restu

dalam terselesainya Tugas Akhir ini.

6. Serta semua pihak yang telah memberikan bantuan serta dukungan dalam

penyusunan Tugas Akhir ini.

7. Serta tak lupa pihak-pihak yang terkait tentang kerja Tugas Akhir yang

tidak sempat dicantumkan namanya.

Dengan penuh kerendahan hati, penyusun menyadari akan

kekurangan dan keterbatasan pengetahuan yang penyusun miliki sehingga

tentu saja penyusunan tugas akhir ini jauh dari sempurna, untuk itu penyusun

mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari semua pihak demi

kemajuan penulis untuk masa yang akan datang.

Terakhir, dengan selesainya tugas akhir ini berarti selesai pula masa

studi penulis . Semoga dapat memberikan manfaat bagi penulis dan juga

kepada orang lain.

Yogyakarta, Desember 2014

Penulis

x

DAFTAR ISI

Halaman

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

HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................. ii

HALAMAN PENGESAHAN .............................................................. iii

SURAT PERNYATAAN ...................................................................... iv

HALAMAN MOTTO ........................................................................... v

HALAMAN PERSEMBAHAN ........................................................... vi

ABSTRAK ............................................................................................. vii

KATA PENGANTAR .......................................................................... viii

DAFTAR ISI ......................................................................................... x

DAFTAR TABEL ................................................................................. xiii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................ xiv

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................... xvi

BAB I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah ............................................................. 1

1.2. Rumusan Masalah ....................................................................... 2

1.3. Batasan Masalah ......................................................................... 2

1.4. Tujuan Penelitian ........................................................................ 3

1.4.1. Tujuan Umum ....................................................................... 3

1.4.2. Tujuan Khusus....................................................................... 3

1.5. Metode Penelitian ....................................................................... 4

1.6. Manfaat Penelitian ...................................................................... 4

1.7. Ruang Lingkup Penelitian ........................................................... 4

BAB II. KAJIAN PUSTAKA

2.1. Sejarah Aluminium ..................................................................... 6

2.2. Aluminium dan Paduannya ......................................................... 7

2.2.1 Paduan Aluminium-Si (Al-Si) ................................................ 7

2.2.2. Paduan Aluminium-Magnesium (Al-Mg) ............................. 9

2.2.3. Paduan Aluminium Tembaga (Al-Cu) ................................... 10

xi

2.3. Cetakan Pasir............................................................................... 11

2.4. Pasir Cetak ................................................................................. 13

2.5. Macam Pasir Cetak ..................................................................... 14

2.6. Pemeriksaan Coran ..................................................................... 16

2.7. Cacat Pada Paduan Aluminium ................................................... 18

2.8. Dros ............................................................................................. 19

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Bahan .......................................................................................... 20

3.2. Alat-Alat yang Digunakan .......................................................... 20

3.2.1. Alat-Alat dalam Pembentukan Cetakan Vas Bunga ............. 20

3.2.2. Alat-Alat dalam Proses Pengecoran ...................................... 20

3.2.3. Alat-Alat dalam Pembuatan Spesimen .................................. 21

3.2.4. Alat Pengujian yang digunakan ............................................ 21

3.3. Diagram Alir Penelitian .............................................................. 22

3.4. Persiapan Pengecoran .................................................................. 23

3.4.1. Persiapan Bahan Aluminium ................................................. 23

3.4.2. Persiapan Cetakan Pasir (Sand Casting) ............................... 23

3.5. Pembuatan Spesimen .................................................................. 24

3.5.1. Spesimen Uji Tarik................................................................ 24

3.5.2. Spesimen Uji Kekerasan dan Uji Komposisi ........................ 24

3.6. Proses Pengujian ......................................................................... 25

3.6.1. Pengujian Komposisi............................................................. 26

3.6.2. Pengujian Tarik ..................................................................... 27

3.6.2. Pengujian Kekerasan Brinell ................................................. 31

BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Proses Produksi Pembuatan Vas Bunga .................................... 36

4.1.1. Pembuatan Cetakan Bagian Luar ......................................... 36

4.1.2. Proses Pembuatan Cetakan Bagian Tengah ......................... 40

4.1.3 Proses Pengecoran ................................................................ 43

4.1.4 Proses Pembongkaran Hasil Pengecoran ............................. 46

4.3 Uji Kekerasan ............................................................................. 49

xii

4.3.1. Perhitungan Uji Kekrasan Brinell ....................................... 51

4.4. Uji Tarik ..................................................................................... 53

4.4.1. Perhitungan Uji Tarik Pada Aluminium paduan ................. 56

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan .................................................................................. 60

5.2 Saran............................................................................................. 61

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................ 62

LAMPIRAN

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Macam-Macam Temperatur Penuangan Logam cair ............ 14

Tabel 3.1 Diameter dan Beban untuk Kekerasan Brinell ...................... 32

Tabel 3.2 Harga Nilai kisaran kekerasan Brinell pada Berbagai Bahan. 32

Tabel 4.1 Data hasil Uji Komposisi Al paduan ...................................... 47

Tabel 4.2 Hasil Uji Kekerasan Brinell .................................................... 48

Tabel 4.3 Hasil Uji Tarik ........................................................................ 52

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Fasa Keseimbangan Paduan Al-Si ................................. 8

Gambar 2.2 Diagram Fasa Paduan Al-Mg ....................................................... 10

Gambar 2.3 Grafik diagram fase keseimbangan paduan Al-Cu ....................... 11

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ................................................................ 21

Gambar 3.2 Dimensi Spesimen Uji Tarik ......................................................... 23

Gambar 3.3 Skema Spesimen Uji Kekerasan dan Uji Komposisi .................... 24

Gambar 3.4 Kurva Tegangan-Regangan .......................................................... 27

Gambar 3.5 Batas Elastis dan Tegangan Luluh 0,2 % ..................................... 29

Gambar 3.6 Alat Uji Tarik ................................................................................ 29

Gambar 3.7 Alat Uji Kekerasan Brinell ........................................................... 31

Gambar 4.1 Pasir Kuarsa dan Proses Pencampuran Pasir dengan Waterglass . 35

Gambar 4.2 Proses Pencampuran Pasir dan Waterglass .................................. 36

Gambar 4.3 Persiapan Cetakan dan Pelapisan Cetakan .................................... 36

Gambar 4.4 Pengerasan Pasir dengan gas CO2 ................................................ 37

Gambar 4.5 Proses Pelapisan Cetakan penuh dan Pelapisan bawah ................ 37

Gambar 4.6 Proses Pembelahan Cetakan Samping dan bawah ........................ 38

Gambar 4.7 Gambar Butseerwas dan Proses Pembentukannya ....................... 39

Gambar 4.8 Proses penempelan Butseerwas dan Hasil Penempelan ............... 39

Gambar 4.9 Proses Pemberian Pasir pada Cetakan tengah ............................... 40

Gambar 4.10 Proses Pemberian Pasir pada Cetakan tengah ............................. 40

Gambar 4.11 Proses Penghalusan bubuk kapur pada Butseerwas ................... 41

Gambar 4.12 Proses Pembongkaran dan Pembenahan Cetakan tengah ........... 41

Gambar 4.13 Cetakan Vas bunga siap untuk Pengecoran ................................ 42

xv

Gambar 4.14 Proses Peleburan dalam tungku ................................................. 42

Gambar 4.15 Proses Pemasukan Cetakan ke acetakan kayu (cup drag) .......... 43

Gambar 4.16 Gambar Cetakan siap di cor ........................................................ 43

Gambar 4.17 Proses Penuangan cor ................................................................. 44

Gambar 4.18 Gambar hasil Penuangan cor ...................................................... 44

Gambar 4.19 Proses Pelepasan Cetakan Pasir luar ........................................... 45

Gambar 4.20 Pengangkatan dan pelepasan Pengikat Cetakan pasir ................. 45

Gambar 4.21 Hasil Akhir Pengecoran Proses Pengecoran Vas Bunga ............ 47

Gambar 4.22 Hasil Akhir Pengecoran ............................................................. 47

Gambar 4.23 Spesimen Hasil Uji komposisi .................................................... 48

Gambar 4.24 Grafik Nilai Uji Kekerasan pada Aluminium paduan................. 50

Gambar 4.25 Hasil Uji Kekrasan Brinell .......................................................... 50

Gambar 4.26 Grafik Kekuatan Hasi Uji tarik pada Aluminium ...................... 53

Gambar 4.27 Garfik Regangan Hasil Uji tarik pada Aluminium ................... 54

Gambar 4.28 Garfik Modulus Elastisitas hasil Uji tarik pada Aluminium ....... 55

Gambar 4.29 Spesimen Hasil Uji tarik ............................................................. 55

Gambar 4.30 Garfik Hasil Uji tarik .................................................................. 56

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Foto Alat dan Bahan yang digunakan dalam pembuatan kerajianan

Vas bunga

Lampiran 2. Data hasil uji tarik

Lampiran 3. Data hasil uji komposisi