Kekuatan Pasir Cetak

79
KEKUATAN PASIR CETAK I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Dalam proses pengecoran logam pasir cetak, sangat perlu untuk mengetahui sifat-sifat fisis dan mekanis yang dimiliki oleh pasir cetak. Sifat fisis dan mekanis ini sangat mempengaruhi hasil coran. Baik atau tidaknya hasil coran sangat mempengaruhi sifat material cetakan. Pasir cetak yang baik memiliki permeabilitas yang baik dan juga kekuatan yang baik. Kekuatan pasir cetak sangat penting agar cetakan tidak rusak dan hasil coran yang dihasilkan juga memiliki kualitas yang baik. Sering terjadinya retakan atau patahan pada pasir cetak karena tidak memiliki kekuatan yang cukup. Itulah mengapa kekuatan pasir cetak tidak boleh disepelekan dalam pembuatan cetakan dari pasir cetak. Sifat mekanik dari pasir cetak harus memenuhi standart dari sifat yang telah di tentukan seperti LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Transcript of Kekuatan Pasir Cetak

Page 1: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Dalam proses pengecoran logam pasir cetak, sangat perlu untuk

mengetahui sifat-sifat fisis dan mekanis yang dimiliki oleh pasir cetak. Sifat

fisis dan mekanis ini sangat mempengaruhi hasil coran. Baik atau tidaknya

hasil coran sangat mempengaruhi sifat material cetakan.

Pasir cetak yang baik memiliki permeabilitas yang baik dan juga

kekuatan yang baik. Kekuatan pasir cetak sangat penting agar cetakan tidak

rusak dan hasil coran yang dihasilkan juga memiliki kualitas yang baik.

Sering terjadinya retakan atau patahan pada pasir cetak karena tidak

memiliki kekuatan yang cukup. Itulah mengapa kekuatan pasir cetak tidak

boleh disepelekan dalam pembuatan cetakan dari pasir cetak. Sifat mekanik

dari pasir cetak harus memenuhi standart dari sifat yang telah di tentukan

seperti kekuatan tekan pasir cetak, kekuatan geser pasir cetak, dan kekuatan

tarik pasir cetak agar hasil coran yang dihasilkan memiliki sifat mekanik yang

baik.

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 2: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

II. TEORI DASAR

A. Definisi Pasir Cetak

Pasir cetak adalah suatu pasir yang memiliki kemampuan bentuk untuk

digunakan sebagai bahan pembuat cetakan dalam pengecoran logam sehingga

memudahkan dalam pembuatan cetakan yang sesuai dengan bentuk yang kita

inginkan dan memiliki permeabilitas dan temperature yang cocok.

Kebanyakan pasir yang digunakan dalam pengecoran adalah pasir silika

(SiO2). Pasir merupakan produk dari hancurnya batu-batuan dalam jangka

waktu lama. Alasan pemakaian pasir sebagai bahan cetakan adalah karena

murah dan ketahanannya terhadap temperature tinggi. Ada dua jenis pasir

yang umum digunakan yaitu naturally bonded (banks sands) dan synthetic

(lake sands). Karena komposisinya mudah diatur, pasir sinetik lebih disukai

oleh banyak industri pengecoran.

Pemilihan jenis pasir untuk cetakan melibatkan beberapa factor penting

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

menghasilkan permukaan produk yang mulus/halus. Untuk membuat pasir

cetak selain dibutuhkan pasir juga pengikat (bentonit atau clay/lempung) dan

air. Ketiga Bahan tersebut diaduk dengan komposisi tertentu dan siap dipakai

sebagi bahan pembuat cetakan. Dalam membuat cetkan dengan pasir cetak

yang harus diperhatikan adalah kadar air dan permeabilitas. Hubungan antara

kadar air dan permeabilitas cukup erat, yaitu semakin tinggi kadar air maka

permeabilitas akan semakin meningkat akan tetapi peningkatan ini memiliki

titik optimum yang jika kandungan air ditambahkan terus menerus maka

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 3: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

permeabilitas menjadi menurun. Saat kandungan air terus menerus

ditingkatkan maka akan mempengaruhi daya ikat pengikat, kandungan air

yang terus ditambahkan akan membuat air yang ditambahkan menjadi air

bebas dan mengisi celah butir.

Berikutnya hubungan antara kadar air dengan kekuatan pasir cetak, kadar

air tentunya mempengaruhi pasir cetak dan pengaruhnya sejalan, maksudnya

yaitu apabila ditambahkan kadar air maka kekuatan akan meningkat juga

akan tetapi sama dengan permeabilitas, hubungan ini memiliki titik optimum

dimana apabila ditambahkan terus menerus air maka pasir cetak akan menjadi

pasta.

Jadi dapat disimpulkan bahwa fungsi dari air pada pasir cetak ialah

mengaktifkan daya ikat bentonit sehingga dapat digunakan untuk mengikat

pasir cetak.Di dalam literatur disebutkan standar kadar air berkisar sekitar

1,5% – 8%

Sumber : indo-mekanikal.blogspot.com/pengecoran-logam.html(2012)

B. Faktor yang Mempengaruhi Kekuatan

Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan pasir cetak.

1. Kadar Air

Fungsi air adalah untuk mencairkan lempung sebagai pelarut butiran

pasir, dengan meningkatnya ikatan antar butir pasir maka kekuatan pasir

akan meningkat. Bila kadar air bertambah maka kekuatan pasir akan

meningkat. Bila kadar air bertambah maka kekuatan akan terus meningkat

sampai titik maksimum kemudian turun bila kadar air terus ditambahkan.

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 4: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

Kadar air standart untuk pasir cetak adalah antara 1.5% - 8% tergantung

dari jenis cetakan dan logam yang di tuang {Richard W Heinc “principle

of metal casting”}.

2. Kadar Lempung

Lempung sebagai zat pelekat butiran pasir jika temperaturnya tepat dan

didukung oleh kandungan air yang tepat akan merekatkan butiran pasir

yang satu dengan yang lain. Dan dengan adanya daya ikat dari lempung

tadi maka butir pasir akan saling berkatan sehingga kekuatan pasir

meningkat. Sebaliknya jika lempung tidak dapat berfungsi dengan baik

maka ikatan antar butir pasir melemah akibatnya kekuatannya menurun.

Lempung atau tanah liat adalah partikel mineral berkerangka dasar silikat

yang berdiameter kurang dari 4 mikrometer. Lempung mengandung

leburan silika dan atau aluminium yang halus. Unsur-unsur ini, silikon,

oksigen, dan aluminum adalah unsur yang paling banyak menyusun kerak

bumi. Lempung terbentuk dari proses pelapukan batuan silika oleh asam

karbonat dan sebagian dihasilkan dari aktivitas panas bumi.

Kadar lempung untuk pasir cetak standart adalah 2 – 30% { Richard W

Heinc “principle of metal casting” 864}, ukuran butir tanah lempung

sekitar 0,005 mm – 0,02 mm {Tata surdia, Teknik pengecoran logam III}.

Lempung tersusun atas kuorlinit, monmorilonit, kuarsa fildpor, mika dan

kotoran lain { Richard W Heinc “principle of metal casting” 86}.

Lempung membentuk gumpalan keras saat kering dan lengket apabila

basah terkena air. Sifat ini ditentukan oleh jenis mineral lempung yang

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 5: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

mendominasinya. Mineral lempung digolongkan berdasarkan susunan

lapisan oksida silikon dan oksida aluminium yang membentuk kristalnya.

Golongan 1:1 memiliki lapisan satu oksida silikon dan satu oksida

aluminium, sementara golongan 2:1 memiliki dua lapis golongan oksida

silikon yang mengapit satu lapis oksida aluminium. Mineral lempung

golongan 2:1 memiliki sifat elastis yang kuat, menyusut saat kering dan

memuai saat basah. Karena perilaku inilah beberapa jenis tanah dapat

membentuk kerutan-kerutan atau "pecah-pecah" bila kering.

3. Distribusi Pasir Cetak

Pasir yang heterogen kekuatannya lebih baik daripada yang homogen. Bila

butir pasir heterogen celah-celah diantara butir pasir diisi oleh butir pasir

yang lain yang ukurannya lebih kecil atau lebih besar. Sehingga jarak

antara butir pasir semakin rapat maka kekuatannya meningkat.

4. Bentuk dan ukuran Butir Pasir Cetak

Bentuk dan ukuran Butir Pasir Cetak adalah bulat, bersudut sebagian, dan

kristal. Jenis butir pasir bulat baik sebagai pasir cetak karena memerlukan

jumlah pengikat yang lebih sedikit untuk mendapatkan keuletan tertentu

sedangkan pasir berbutir kristal kurang baik untuk pasir cetak sebab akan

pecah menjadi butir yang kecil pada saat pencampuran selain itu juga

membutuhkan pengikat dalam jumlah besar. Dimensi ukuran butir pasir

yang kecil dengan demikian akan menghasilkan kekuatan yang lebih baik

dari pada butir yang berukuran besar.

Sumber : http://dwidebrina.blogspot.compengujian-kekuatan-pasir-cetak.html

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 6: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

C. Sifat Fisis dan Mekanik

1. Sifat Fisis

Sifat fisis adalah sifat yang dapat diukur dan diteliti tanpa mengubah

komposisi atau susunan dari zat tersebut. Sebagai contoh, kita dapat

mengukur titik leleh dari es dengan memanaskan sebuah balok es dan

mencatat pada suhu berapa es tersebut berubah menjadi air. Air dengan

es hanya berbeda dalam hal penampilan saja, bukan dalam komposisi,

jadi ini termasuk kedalam perubahan fisis. Demikian juga bila kita

membekukan air tersebut kembali menjadi es seperti mula-mula. Karena

itu, titik leleh dari suatu zat termasuk kedalam sifat fisisnya. Sama halnya

bila kita mengatakan Helium lebih ringan daripada udara, kita

mereferensikannya pada sifat fisis helium tersebut.

Berdasarkan Sifat Fisis atau Fisika, zat diidentifikasikan menjadi dua,

yaitu:

a. Sifat ekstensif merupakan sifat yang didasari atas jumlah dan

ukurannya atau sifat zat yang dapat dibedakan menurut jumlah dan

ukurannya. Misalnya panjang zat, volume zat, dan lain-lain. Jika

ukuran zat berubah maka panjangnya juga berubah, begitu pula

dengan volumenya.

b. Sifat intensif meruapkan Sifat yang tidak dipengaruhi oleh jumlah

dan ukurannya. Misalnya massa zat, jenis zat dan lain-lain. Sebesar

dan sebanyak berapapun zat itu, massanya tidak berubah, jenisnya

juga tidak berubah.

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 7: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

Perubahan Fisis

Perubahan fisis adalah perubahan yang merubah suatu zat dalam hal

bentuk, wujud atau ukuran, tetapi tidak merubah zat tersebut menjadi zat

baru. Contoh perubahan fisis :

a. Perubahan Wujud

Es balok yang mencair menjadi air.

Air menguap menjadi uap.

Kapur barus menyublim menjadi gas, dsb

b. Perubahan Bentuk

Gandum yang digiling menjadi tepung terigu.

Benang diubah menjadi kain.

Batang pohon dipotong-potong jadi kayu balok dan triplek, dll

c. Perubahan Rasa Berdasarkan Alat Indera

Perubahan suhu.

Perubahan rasa, dan lain sebagainya.

Sifat fisis Senyawa Ion, Senyawa kovalen, dan Logam :

a. Sifat fisis senyawa ion

Beberapa sifat fisis senyawa ion antara lain :

1. Memiliki titik didih dan titik leleh yang tinggi

Ion positif dan negatif dalam kristal senyawa ion tidak bebas

bergerak karena terikat oleh gaya elektrostatik yang kuat.

Diperlukan suhu yang tinggi agar ion-ion memperoleh energi

kinetik yang cukup untuk mengatasi gaya elektrostatik.

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 8: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

2. Keras tetapi rapuh

Bersifat keras karena ion-ion positif dan negatif terikat kuat ke

segala arah oleh gaya elektrostatik. Bersifat rapuh dikarenakan

lapisan-lapisan dapat bergeser jika dikenakan gaya luar, ion

sejenis dapat berada satu di atas yang lainnya sehingga timbul

tolak-menolak yang sangat kuat yang menyebabkan terjadinya

pemisahan.

3. Berupa padatan pada suhu ruang

4. Larut dalam pelarut air, tetapi umumnya tidak larut dalam

pelarut organik

5. Tidak menghantarkan listrik dalam fasa padat, tetapi

menghantarkan listrik dalam fasa cair. Zat dikatakan dapat

menghantarkan listrik apabila terdapat ion-ion yang dapat

bergerak bebas membawa muatan listrik.

b. Sifat fisis senyawa kovalen

Beberapa sifat fisis senyawa kovalen antara lain :

1. Berupa gas, cairan, atau padatan lunak pada suhu ruang

Dalam senyawa kovalen molekul-molekulnya terikat oleh gaya

antar-molekul yang lemah, sehingga molekul-molekul tersebut

dapat bergerak relatif bebas.

2. Bersifat lunak dan tidak rapuh

3. Mempunyai titik leleh dan titik didih yang rendah

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 9: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

4. Umumnya tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut

organik

5. Pada umumnya tidak menghantarkan listrik

Hal ini disebabkan senyawa kovalen tidak memiliki ion atau

elektron yang dapat bergerak bebas untuk membawa muatan

listrik. Beberapa senyawa kovalen polar yang larut dalam air,

ada yang dapat menghantarkan arus listrik karena dapat

terhidrolisis membentuk ion-ion.

c. Sifat fisis logam

Beberapa sifat fisis logam antara lain:

1. Berupa padatan pada suhu ruang

Atom-atom logam bergabung karena adanya ikatan logam yang

sangat kuat membentuk struktur kristal yang rapat. Hal itu

menyebabkan atom-atom tidak memiliki kebebasan untuk

bergerak. Pada umumnya logam pada suhu kamar berwujud

padat, kecuali raksa (Hg) berwujud cair.

2. Bersifat keras tetapi lentur/tidak mudah patah jika ditempa

Adanya elektron-elektron bebas menyebabkan logam bersifat

lentur. Hal ini dikarenakan elektron-elektron bebas akan

berpindah mengikuti ion-ion positif yang bergeser sewaktu

dikenakan gaya luar.

3. Mempunyai permukaan yang mengkilap

4. Mempunyai titik leleh dan titik didih yang tinggi

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 10: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

Diperlukan energi dalam jumlah besar untuk memutuskan ikatan

logam yang sangat kuat pada atom-atom logam.

5. Penghantar listrik yang baik

Hal ini disebabkan terdapat elektron-elektron bebas yang dapat

membawa muatan listrik jika diberi suatu beda potensial.

6. Memberi efek foto listrik dan efek termionik

Apabila elektron bebas pada ikatan logam memperoleh energi

yang cukup dari luar, maka akan dapat menyebabkan

terlepasnya elektron pada permukaan logam tersebut. Jika energi

yang datang berasal dari berkas cahaya maka disebut efek foto

listrik, tetapi jika dari pemanasan maka disebut efek termionik.

Sumber : http://budisma.web.id/sifat-fisis-senyawa-ionsenyawakovalenlogam

2. Sifat Mekanik

Sifat mekanik adalah salah satu sifat yang terpenting, karena sifat

mekanik menyatakan kemampuan suatu bahan (seperti komponen yang

terbuat dari bahan tersebut) untuk menerima beban / gaya / energi tanpa

menimbulkan kerusakan pada bahan / komponen tersebut. Seringkali bila

suatu bahan mempunya sifat mekanik yang baik tetapi kurang baik pada

sifat yang lain, maka diambil langkah untuk mengatasi kekurangan

tersebut dengan berbagai cara yang diperlukan.

Misalkan saja baja yang sering digunakan sebagai bahan dasar pemilihan

bahan. Baja mempunyai sifat mekanik yang cukup baik, dimana baja

memenuhi syarat untuk suatu pemakaian tetapi mempunyai sifat tahan

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 11: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

terhadap korosi yang kurang baik. Untuk mengatasi hal itu seringkali

dilakukan sifat yang kurang tahan terhadap korosi tersebut diperbaiki

dengan cara pengecatan atau galvanising, dan cara lainnya. Jadi tidak

harus mencari bahan lain seperti selain kuat juga harus tahan korosi,

tetapi cukup mencari bahan yang syarat pada sifat mekaniknya sudah

terpenuhi namun sifat kimianya kurang terpenuhi.

Beberapa sifat mekanik diatas juga dapat dibedakan menurut cara

pembebanannya, yaitu :

Sifat mekanik statis, yaitu sifat mekanik bahan terhadap beban statis

yang besarnya tetap atau bebannya mengalami perubahan yang

lambat.

Sifat mekanik dinamis, yaitu sifat mekanik bahan terhadap beban

dinamis yang besar berubah – ubah, atau dapat juga dikatakan

mengejut.

Berikut adalah beberapa sifat mekanik yang penting untuk diketahui :

a. Elastis (elasticity)

Elastis menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan

tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk yang permanen

setelah tegangan dihilangkan. Bila suatu benda mengalami tegangan

maka akan terjadi perubahan bentuk. Apabila tegangan yang bekerja

besarnya tidak melewati batas tertentu maka perubahan bentuk yang

terjadi hanya bersifat sementara, perubahan bentuk tersebut akan

hilang bersama dengan hilangnya tegangan yang diberikan. Akan

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 12: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

tetapi apabila tegangan yang bekerja telah melewati batas

kemampuannya, maka sebagian dari perubahan bentuk tersebut akan

tetap ada walaupun tegangan yang diberikan telah dihilangkan.

Kekenyalan juga menyatakan seberapa banyak perubahan bentuk

elastis yang dapat terjadi sebelum perubahan bentuk yang permanen

mulai terjadi, atau dapat dikatakan dengan kata lain adalah

kekenyalan menyatakan kemampuan bahan untuk kembali ke bentuk

dan ukuran semula setelah menerima bebang yang menimbulkan

deformasi.

b. Kekuatan (strength)

Kekuatan menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan

tanpa menyebabkan bahan menjadi patah. Kekuatan ini ada beberapa

macam, tergantung pada jenis beban yang bekerja atau mengenainya.

Contoh kekuatan tarik, kekuatan geser, kekuatan tekan, kekuatan

torsi, dan kekuatan lengkung.

c. Kekerasan (hardness)

Kekerasan dapat didefenisikan sebagai kemampuan suatu bahan

untuk tahan terhadap penggoresan, pengikisan (abrasi), identasi atau

penetrasi. Sifat ini berkaitan dengan sifat tahan aus (wear resistance).

Kekerasan juga mempunya korelasi dengan kekuatan.

d. Kekakuan (stiffness)

Kekakuan menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan

atau beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 13: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

(deformasi) atau defleksi. Dalam beberapa hal kekakuan ini lebih

penting daripada kekuatan. Sifat bahan yang mampu renggang pada

tegangan tinggi tanpa diikuti regangan yang besar. Ini merupakan

ketahanan terhadap deformasi. Kekakuan bahan merupakan fungsi

dari Modulus elastisitas E. Sebuah material yang mempunyai nilai E

tinggi seperti baja, E = 207.000 Mpa, akan berdeformasi lebih kecil

terhadap beban (sehingga kekuatannya lebih tinggi) daripada

material dengan nilai E lebih rendah, misalnya kayu dengan E =

7000 Mpa atau kurang.

e. Plastisitas (plasticity)

Plastis menyatakan kemampuan bahan untuk mengalami sejumlah

deformasi plastik (permanen) tanpa mengakibatkan terjadinya

kerusakan. Sifat ini sangat diperlukan bagi bahan yang akan diproses

dengan berbagai macam pembentukan seperti forging, rolling,

extruding dan lain sebagainya. Sifat ini juga sering disebut sebagai

keuletan (ductility). Bahan yang mampu mengalami deformasi

plastik cukup besar dikatakan sebagai bahan yang memiliki keuletan

tinggi, bahan yang ulet (ductile). Sebaliknya bahan yang tidak

menunjukkan terjadinya deformasi plastik dikatakan sebagai bahan

yang mempunyai keuletan rendah atau getas (brittle).

f. Ketangguhan (toughness)

Ketangguhan menyatakan kemampuan bahan untuk menyerap

sejumlah energi tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan. Juga

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 14: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

dapat dikatakan sebagai ukuran banyaknya energi yang diperlukan

untuk mematahkan suatu benda kerja, pada suatu kondisi tertentu.

Sifat ini dipengaruhi oleh banyak faktor, sehingga sifat ini sulit

diukur dan mampu menahan beban impack tinggi atau beban kejut.

Jika sebuah benda mendapat beban impack, maka sebagian energi

diserap dan sebagian energi dipindahkan. Pengukuran ketangguhan =

luasan di bawah kurva tegangan-regangan dari titik asal ke titik

patah.

g. Keuletan (Ductility)

Sifat bahan yang mampu deformasi terhadap beban tarik sebelum

benar-benar patah (rupture). Material ulet adalah material yang dapat

ditarik menjadi kawat tipis panjang dengan gaya tarik tanpa rusak.

Keliatan ditandai dengan persen perpanjangan panjang ukur

spesimen selama uji tarik dan persen pengurangan luas penampang.

Besar keuletan dapat dinyatakan dengan pernyataan sebagai berikut :

% Pertambahan = (pertambahan panjang ukur : panjang ukur awal) x

100%

% Pengurangan luas = ((luas awal - luas akhir): Luas awal) x 100%

h. Kelelahan (fatigue)

Kelelahan merupakan kecendrungan dari logam untuk patah bila

menerima tegangan berulang – ulang (cyclic stress) yang besarnya

masih jauh dibawah batas kekuatan elastiknya. Sebagian besar dari

kerusakan yang terjadi pada komponen mesin disebabkan oleh

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 15: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

kelelahan ini. Karenanya kelelahan merupakan sifat yang sangat

penting, tetapi sifat ini juga sulit diukur karena sangat banyak faktor

yang mempengaruhinya.

i. Melar (Creep)

Melar merupakan kecenderungan suatu logam untuk mengalami

deformasi plastik yang besarnya berubah sesuai dengan fungsi

waktu, pada saat bahan atau komponen tersebut tadi menerima beban

yang besarnya relatif tetap.

j. Kelunakan (Malleability)

Sifat bahan yang mengalami deformasi plastis terhadap beban tekan

yang bekerja sebelum benar-benar patah. Kebanyakan material yang

sangat liat adalah juga cukup lunak.

k. Kegetasan (Brittleness)

Kegetasan Menunjukkan tidak adanya deformasi plastis sebelum

rusak. Material yang getas akan tiba-tiba rusak tanpa adanya tanda

terlebih dahulu. Material getas tidak mempunyai titik mulur atau

proses pengecilan penampang (necking down process) dan kekuatan

patah = kekuatan maksimum. Material getas, misalnya : Besi cor,

batu, dan semen cor, yang umumnya lemah dalam uji tarik, sehingga

penentuan kekuatan dengan menggunakan uji tekan.

l. Kelenturan (Resilience)

Sifat material yang mampu menerima beban impack tinggi tanpa

menimbulkan tegangan lebih pada batas elastis. Ini menunjukkan

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 16: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

bahwa energi yang diserap selama pembebanan disimpan dan

dikeluarkan jika material tidak dibebani. Pengukuran kelenturan

sama dengan pengukuran ketangguhan.

Sumber : http://mustazamaa.wordpress.comsifatmekanik-bahan

D. Kekuatan Tekan, Geser, dan Retak

1. Kekuatan Tekan

Pengujian kekuatan tekan untuk mengetahui kemampuan pasir cetak

dalam menahan tekanan yang dihasilkan logam cair yang terjadi pada

dinding cetakan dan inti. Standar kekuatan tekanan basah yang

diinginkan adalah (5-22 Psi) (Principle of Metal Casting) sedangkan

untuk kekuatan tekan keringnya (22-250 Psi).

Tegangan kekuatan tekan kering dari pasir dengan pengikat lempung

mempunyai hubungan dengan cacat yang terjadi pada waktu penuangan

logam. Kekuatan tekan kering yang rendah cenderung menyebabkan

cacat terpotong. Sedangkan kekuatan tekan yang berlebihan membuat

pembuatan yang susah.

Sedangkan pada kekuatan tekan basah pasir cetak dengan tanah lempung

atau bentonit sebagai pengikat menunjukkan berbagai sifat sama dengan

kadar air. Karena itu kadar air adalah factor yang sangat penting dalam

pembuatan pasir cetak. Jika kadar lempung dibuat tetap dan kadar air

ditambah maka kekuatan beransur-angsur bertambah sampai titik

maksimum dan seterusnya namun kecenderungannya serupa timbul jika

kadar air dibuat tetap dan kadar lempung ditambah. Titik maksimum dari

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 17: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

kekuatan dan permeabilitas adalah keadaan dimana butir pasir dikelilingi

oleh ketebalan tertentu dan campuran lempung dan air dengan kelebihan

kadar air kekuatan dan permeabilitas turun.

Karena ruangan antar butir - butir pasir ditempati oleh lempung yang

berlebihan air. Air yang tidak cukup akan menurunkan kekuatan karena

kurang lewkatnya lempung, selanjutnyua tanah lempung yang berbutir

menempati ruangan antar butir pasir grafik bibawah ini kadar air yang

diturunkan dalam pembuatan cetakan pasir adalah antara 8-17 % dan

kadar lempungnya 8-16 % . Secara umum pasir cetak dalam keadaan

basah memiliki kekuatan yang lebih rendah daripada pasir dalam keadaan

kering. Hal ini disebabkan karena kadar air yang absorsi pada waktu

permukaan lempung telah hilang kekuatan pasir tersebut dalam keadaan

kering sehingga kekuatannya lebih meningkat. Dengan mengetahui

angka kekuatan pasir cetak geser yanmg terjadi pada inti timbul tekanan

yang diberikan oleh logam cair. Sehingga terjadi pergeseran inti

sebanyak kekuatan geser yang diinginkan adalah (1,5-7 Psi).

2. Kekuatan Geser

Pengujian kekuatan geser bertujuan untuk mengetahui kemampuan pasir

cetak dalam menahan kekuatan geser yang ditimbulkan oleh logam cair

pada saat dituangkan ke dalam cetakan.

3. Kekuatan Retak

Pengujian Kekuatan tekan bertujuan untuk mengetahui kemapuan pasir

cetak dalam menahan distribusi retakan yang terjadi akibat tekanan yang

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 18: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

timbul oleh logam cair dengan volume yang penuh, penuhnya volume

penuangan logam cair dapat menyebabkan retak pada produk cetakan.

Hal ini disebabkan karena distribusi tekanan pada saat penuangan logam

cair yang telah penuh dapat menekan cetakan dari segala arah sehingga

cetakan pasir cetak harus mampu menahan volume penuangan dengan

temperatur yang tinggi.

Sumber : http://mustazamaa.wordpress.comsifatmekanik-bahan

E. Diagram Fasa Fe3C

Gambar 1. Diagram kesetimbangan Fe3CSumber : http://www.steelindonesia.com/article/02-heat_treatment.htm

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 19: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

1. Struktur mikro/fasa utama

a. Ferrite ialah suatu komposisi logam yang mempunyai batas

maksimum kelarutan Carbon 0,025%C pada temperature 723 Derajat

Celcius, struktur kristalnya BCC (Body Center Cubic) dan pada

temperature kamar mempunyai batas kelarutan Carbon 0,008%C.

b. Austenite ialah suatu larutan padat yang mempunyai batas

maksimum kelarutan Carbon 2%C pada temperature 1130 Derajat

Celcius, struktur kristalnya FCC (Face Center Cubic).

c. Cementit ialah suatu senyawa yang terdiri dari unsur Fe dan C

dengan perbandingan tertentu (mempunyai rumus empiris) dan

struktur kristalnya Orthohombic.

d. Lediburite ialah campuran Eutectic antara besi Gamma dengan

Cementid yang dibentuk pada temperature 1130 Derajat Celcius

dengan kandungan Carbon 4,3%C.

e. Pearlite ialah campuran Eutectoid antara Ferrite dengan Cementid

yang dibentuk pada temperature 723 Derajat Celcius dengan

kandungan Carbon 0,83%C.

2. Penjelasan diagram:

a. Pada kandungan karbon mencapai 6.67% terbentuk struktur mikro

dinamakan Sementit Fe3C (dapat dilihat pada garis vertical paling

kanan). Sifat – sifat cementitte: sangat keras dan sangat getas

b. Pada sisi kiri diagram dimana pada kandungan karbon yang sangat

rendah, pada suhu kamar terbentuk struktur mikro ferit. 

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 20: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

c. Pada baja dengan kadar karbon 0.83%, struktur mikro yang

terbentuk adalah Perlit, kondisi suhu dan kadar karbon ini

dinamakan titik Eutectoid. 

d. Pada baja dengan kandungan karbon rendah sampai dengan titik

eutectoid, struktur mikro yang terbentuk adalah campuran antara

ferit dan perlit. 

e. Pada baja dengan kandungan titik eutectoid sampai dengan 6.67%,

struktur mikro yang terbentuk adalah campuran antara perlit dan

sementit. 

f. Pada saat pendinginan dari suhu leleh baja dengan kadar karbon

rendah, akan terbentuk struktur mikro Ferit Delta lalu menjadi

struktur mikro Austenit. 

g. Pada baja dengan kadar karbon yang lebih tinggi, suhu leleh turun

dengan naiknya kadar karbon, peralihan bentuk langsung dari leleh

menjadi Austenit.

Dari diagram diatas dapat kita lihat bahwa pada proses    pendinginan

perubahan – perubahan pada struktur kristal dan  struktur mikro sangat

bergantung pada komposisi kimia

3. Penekanan terletak pada Struktur mikro, garis-garis dan Kandungan

Carbon.

1. Kandungan Carbon

0,008 % C = Batas kelarutan maksimum Carbon pada Ferrite

pada temperature kamar.

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 21: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

0,025 % C = Batas kelarutan maksimum Carbon pada Ferrite

pada temperature 723Derajat Celcius

0,83 % C = Titik Eutectoid

2 % C = Batas kelarutan Carbon pada besi Gamma pada

temperature 1130 Derajat Celcius

4,3 % C = Titik Eutectic

0,1 % C = Batas kelarutan Carbon pada besi Delta pada

temperature 1493 Derajat Celcius

2. Garis – Garis

Solidus adalah garis yang menunjukkan temperatur di mana zat

tersebut stabil dalam keadaan padat

Likuidus adalah garis yang menunjukkan temperatur di mana zat

tersebut stabil dalam keadaan cair

Garis Solvus ialah garis yang menunjukan batas antara fasa

padat denga fasa padat atau solid solution dengan solid solution

Garis Acm = garis kelarutan Carbon pada besi Gamma

(Austenite)

Garis A3 = garis temperature dimana terjadi perubahan Ferrit

menjadi Autenite (Gamma) pada pemanasan.

Garis A1 = garis temperature dimana terjadi perubahan

Austenite (Gamma) menjadi Ferrit pada pendinginan.

Garis A0 = Garis temperature dimana terjadi transformasi

magnetic pada Cementid.

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 22: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

Garis A2 = Garis temperature dimana terjadi transformasi

magnetic pada Ferrite.

Sumber : http://www.steelindonesia.com/article/02-heat_treatment.htm

F. Diagram Tegangan Regangan

Gambar 2. Diagram Tegangan ReganganSumber : http://www.steelindonesia.com/article/02-heat_treatment.htm

Keterangan :

1. Daerah Elastis merupakan kondisi bahan dimana bahan mengalami

perubahan bentuk atau deformasi akibat adanya tegangan yang di berikan

pada bahan tersebut dan apabila tegangan tersebut di hilangkan maka

bahan tersebut kembali ke bentuk semula.

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 23: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

2. Titik Proporsional merupakan titik dimana berlakunya Hukum Hooke.

Bunyi hukum hooke yaitu hubungan antara beban atau gaya yang

diberikan berbanding lurus dengan perubahan panjang bahan tersebut. Ini

disebut daerah linier atau linear zone. Ini terjadi untuk hampir semua

logam, pada tahap sangat awal dari uji tarik.

3. Titik Yield merupakan titik dimana mulur mulai terjadi deformasi plastis,

perpanjangan dan pengecilan luas penampang. Mulur adalah suatu proses

aliran palstik bila logam dipengaruhi oleh tegangan konstan untuk jangka

waktu yang cukup lama.

4. Daerah Plastis merupakan kondisi bahan dimana bahan mengalami

perubahan bentuk atau deformasi akibat adanya tegangan yang di berikan

pada bahan tersebut dan apabila tegangan tersebut di hilangkan maka

bahan tersebut tidak dapat kembali ke bentuk semula.

5. Titik ultimate merupakan titik dimana terjadi tegangan maksimum yang

terjadi pada bahan yang ditarik. Dapat pula disebut tegangan tarik

maksimum yang dapat diterima oleh bahan, yang merupakan awal

terjadinya necking. Necking adalah penyempitan luas permukaan

specimen pada saat ditarik atau pada saat perpanjangan dan terjadi

distribusi tegangan pada daerah penyempitan setempat pada uji tarik

menimbulkan keadaan tegangan tiga sumbu pada daerah penyempitan.

6. Titik Break merupakan titik dimana bahan telah putus akibat diberikan

tegangan atau beban secara terus menerus.

Sumber : http://iwansugiyarto.blogspot.com/2011/11/puntiran.html

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 24: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

G. Diagram Tegangan Regangan Berbagai Jenis Material

Pada gambar di bawah dapat dilihat bahwa jenis-jenis material itu

memperlihatkan perbedaan kurva-kurva tariknya satu dengan yang lainnya.

Umpamanya pada besi tuang dapat dilihat bahwa kurvanya tidak mengikuti

hukum Hooke itu berarti bahwa kurva tariknya tidak memperlihatkan garis

modulus yang lurus. Selain itu pada kurva tersebut kita melihat bahwa besi

tuang adalah sangat getas. Oleh karena itu hampir tidak memiliki regangan,

sebaliknya tembaga mempunyai regangan yang sangat tinggi jadi sangat ulet.

1. Bahan Tidak ulet

Pada bahan tidak ulet, dapat kita lihat pada grafik dimana grafik

menunjukkan tidak ada deformasi plastik yang terjadi pada material.

Contoh : Besi Cor

Gambar 3. Diagram Bahan tidak uletSumber : http://www.steelindonesia.com/article/02-heat_treatment.htm

2. Bahan Ulet dengan titik Luluh

Pada bahan ulet terjadi titik luluh. Dimana pada grafik ini terlihat

beberapa titik yang berubah akibat pemberian tekanan secara terus

menerus.

Contoh : Baja karbon rendah.

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 25: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

Gambar 4. Diagram Bahan Sumber : http://www.steelindonesia.com/article/02-heat_treatment.htm

3. Bahan Ulet Tanpa Titik Luluh yang Jelas

Pada grafik ini terlihat hubungan antara tegangan dan regangan yang

tidak jelas dengan nilai dari titik luluhnya, dimana akibat di berikan

tegangan maka bahan ini akan terus mengalami perpanjangan dilanjutkan

dengan pengecilan penampang dan mengalami perpatahan.

Contoh : Aluminium

Gambar 5. Diagram Bahan Ulet Sumber : http://www.steelindonesia.com/article/02-heat_treatment.htm

4. Kurva tegangan dan regangan yang sesungguhnya, regangan dan

tegangan nominal.

Pada grafik ini terlihat hubungan antara tegangan dan regangan yang

memiliki 2 garis akhir.

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 26: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

Gambar 6. Diagram SesungguhnyaSumber : http://www.steelindonesia.com/article/02-heat_treatment.htm

Keterangan : Sb : Kekuatan Patah

St : Kekuatan tarik

SL : Kekuatan luluh

Ef : Perpanjangan / elongasi sebelum patah.

X : titik patah

Yp : titik luluh

Sumber :http://yefrichan.wordpress.com/2010/05/20/tegangan-dan-regangan/

H. Bentuk Butir Pasir Cetak

Bentuk butir pasir cetak digolongkan menjadi beberapa jenis yang

ditunjukkan pada gambar. Jenis butir pasir bulat baik sebagai pasir cetak

karena memerlukan jumlah pengikat yang lebih sedikit untuk mendapatkan

kekuatan dan permeabilitas tertentu, serta mampu alirnya baik sekali. Pasir

bentuk Kristal kurang baik untuk pasir cetak karena akan pecah menjadi

butir-butir kecil pada pencampuran serta memberikan permeabilitas pengikat

dalam jumlah banyak.

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 27: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

1. Butir Pasir Bulat (Round Grain)

Gambar 7. Butir Pasir BulatSumber : http://memedcupu.blogspot.com/ distribusi-besar-butir.

Butiran ini mempunyai hubungan yang paling sedikit antara butiran

yang satu dengan yang lainnya dalam jumlah yang diperlukan sehingga

membuat permeabilitas menjadi tinggi. Butiran bulat terbentuk karena

butir butir sedang bergesekan berulang-ulang akibat adanya angin,

gelombang atau aliaran air sehingga menghasilkan bentuk bulat. Jenis butir

ini umumnya tebentuk membulatdan hamper tidak ada yang membentuk

sudut.

Kelebihan :

a. Permeabilitasnya tinggi karena luas bidang kontak anta butir sedikit

sehingga rongga yang tebentuk besar

b. Sedikit memerlukan jumlah pengikat

Kekurangan :

a. Kekuatannya rendah karena luas bidang kontaknya kecil sehingga

banyak tedapat rongga-rongga.

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 28: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

2. Butir Pasir Sebagian Bersudut (Sub Angular Grain)

Gambar 8. Butir Pasir Sebagian Sumber : http://memedcupu.blogspot.com/ distribusi-besar-butir.

Butiran ini mempunyai kemampuan permeabilitas yang sedikit

dibawah butiran bundar dan kekuatannya melebihi butiran bundar. Butiran

sebagian bersudut terjadi karena butiran besudut saling begerak dan

bertumbukan sehingga sudutnya pecah dan membentuk sub angular grain.

Permeabilitas butian ini lebih rendah daripada butir pasir bulat, disebabkan

oleh lebih banyaknya luas bidang kontak sehingga ronga-rongga yang ada

lebih sempit. Namun kekuatannya lebih tinggi daripada buti pasir bulat.

Hal ini dikarenakan oleh lebih banyaknya luas bidang kontak, sehingga

kerapatan antar butir tinggi dan rongga-rongganya lebih sempit.

Kelebihan :

a. Kekuatannya lebih tinggi karena luas bidang kontaknya lebih besar

sehingga rongga-rongga antar butir lebih sempit

Kekurangan :

a. Memerlukan jumlah pengikat agak banyak.

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 29: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

b. Permeabilitasnya lebih rendah, karena luas bidang kontak antar butir

lebih besar sehingga rongga-rongga antar butir lebih sempit untuk

dialiri udara

3. Butir Pasir Bersudut (Angular Grain)

Gambar 9. Butir Pasir BersudutSumber : http://memedcupu.blogspot.com/ distribusi-besar-butir.

Bentuk butinya mayoritas bersudut, namun sudut yang terbentuk

belum terlalu runcing. Butiran bersudut terbentuk oleh dekomposisi bahan

tanpa ada gesekan. Butiran ini memiliki permeabilitas rendah disbanding

dengan butir pasir sebagian bersudut dan butir pasir bulat dikarenakan luas

bidang kontaknya lebih besar, sehingga rongga-rongga yang ada sempit.

Akan tetapi, butiran bersudut ini memberikan kekuatan yang lebih tinggi

dibandingkan butiran sebagian bersudut, dikarenakan luas bidang

kontaknya yang lebih besar dan rongga-rongga yang ada sempit, sehingga

kerapatannya tinggi.

Kekurangan :

a. Memerlukan pengikat dalam jumlah yang banyak

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 30: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

b. Permeabilitasnya lebih rendah dibandingkan dengan buti bulat dan buti

sebagian bersudut, dikarenakan luas bidang kontaknya yang lebih besar,

sehingga rongga-rongga antar butirnya lebih sempit Butiran ini

menyebabkan kekuata yang tinggi dan permeabilitas rendah dari butiran

sudut sebagian. Karena bersudut sehingga menutup rongga-rongga

untuk partikel atau lebih padat.

Kelebihan :

a. Kekuatannya lebih tinggi daripada butirr bulat dan butir sebagian

besudut, karena luas bidang kontaknya lebih besar dan rongga-rongga

yang ada kecil, sehingga kerapatannya tinggi

4. Butir Pasir Kristal

Gambar 10. Butir Pasir KristalSumber : http://memedcupu.blogspot.com/ distribusi-besar-butir.

Bentuk butir dari pasir ini memiliki sudut yang kurang pada ujung-

ujungnya. Butiran ini memiliki permeabilitas yang rendah sekali

dikarenakan luas bidang kontaknya lebih besar akibat butir kristal yang

pecah menjadi kecil-kecil dan mengisi rongga-rongga. Namun memiliki

kekuatan yang besar dikarenakan luas bidang kontak yang ada lebih besar

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 31: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

akibat butir kristal pecah menjadi kecil-kecil dan mengisi rongga-rongga

antar butir, sehingga kerapatannya tinggi.

Kelebihan :

a. Luas bidang kontaknya lebih besar akibat kristal yang pecah dan

mengisi rongga-rongga antar butir sehingga kerapatannya tinggi

b. Kekuatannya lebih tinggi daripada jenis butir lain

Kekurangan :

a. Memerlukan pengikat yang sangat banyak

b. Permeabilitas lebih rendah daripada buti lainnya dikarenakan luas

bidang kontaknya lebih besar akibat butir Kristal yang pecah dan

mengisi rongga-rongga sehingga udara yang mengalir sedikit.

Kesimpulannya Jenis butir pasir bulat baik sebagai pasir cetak, karena

memerlukan jumlah pengikat yang lebih sedikit untuk mendapatkan

kekuatan dan permeabilitas tertentu, serta mampu alirnya baik. Pasir butir

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

kecil pada pencampuran serta memberikan ketahanan api dan pemeabilitas

buruk pada cetakan dan selanjutnya membutuhnkan pengikat dalam

jumlah banyak.

Pasir cetak biasanya kumpulan dari butir-butir yang berukuran bermacam-

macam. Tetapi kadang-kadang terdiri dari butir-butir tesaring yang

mempunyai ukuran seagam. Besar butir yang diinginkan adalah dari tiga

mesh yang berurutan dan sisanya dari ukuran mesh berikutnya.

(Tata Surdia. “Teknik Pengecoran Logam”. Hal 111)

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 32: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

I. Syarat – Syarat Pasir Cetak

Pasir cetak memerlukan sifat-sifat yang memenuhi persyaratan sebagai

berikut:

1. Mempunyai sifat mampu bentuk yang baik

Pasir cetak harus mempunyai sifat ini karena untuk menyesuaikan pola dan

cetakan yang dihasilkan harus kuat, sehingga tidak mudah usak karena

dipindah-pindahkan dan mampu menahan logam cair ketika dibuang ke

dalam cetakan.

2. Permeabilitas yang cocok

Permeabilitas adalah kemampuan suatu pasir cetak untuk dialiri suatu

fluida (yang dimaksud adalah udara). Pasir cetak harus memiliki sifat ini

agar dapat menyerap udaa yang terjebak. Permeabilitasnya harus cocok

karena jika pemeabilitasnya kurang maka kemampuan alir udara juga

kurang sehingga dapat menyebabkan udara terjebak dan jika

permeabilitasnya terlalu tinggi maka akan mengalami cacat permukaan.

3. Distribusi besar butir yang cocok

Distribusi besar butir harus cocok karena akan bepengaruh terhadap hasil

coran. Apabila distribusi besar butir kurang baik, maksudnya butir pasir

satu dengan lainnya terlalu padat, sehingga udara atau gas yang timbul

dalam rongga cetakan akan sulit keluar dan akan menimbulkan cacat.

Namun jika distribusi besar buti cocok, maka hasil coran akan baik.

Karena dalam distribusi besar butir yang baik/cocok, permeabilitas juga

akan baik sehingga berpengaruh juga pada hasil coran, yaitu coang yang

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 33: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

baik dengan kekuatan yang baik pula. Pasir cetak biasanya kumpulan dari

butir-butir yang berukuran bermacam-macam. Tetapi kadang-kadang

terdiri dari butir-butir tesaring yang mempunyai ukuran seagam. Besar

butir yang diinginkan adalah sedemikian sehingga 2/3 dari buti-butir pasir

mempunyai ukuran dari 3 mesh yang berurutan dan sisanya dari ukuran

mesh berikutnya. Jadi lebih baik tidak mempunyai besar butir yang

seragam. (Tata Surdia. “Teknik Pengecoran Logam”. Hal 111)

4. Tahan terhadap logam yang dituangkan (temperature tinggi)

Butir pasir dan pengikat harus mempunyai derajat tahan api tertentu

terhadap temperatur tinggi pada saat logam cair dengan tempeatu tinggi

dituangkan ke dalam cetakan. Karena logam cair dengan temperatur tinggi

mempunyai daya tumbuk yang membuat kecepatan alir tinggi, maka dari

itu pasir cetak harus tahan temperatur tinggi.

5. Komposisi yang cocok

Dalam pembuatan pasir cetak, komposisi antara air, pasir, dan lempung

harus cocok. Air sebagai activator yang dapat mengaktifkan daya ikat pada

lempung, sehingga buti pasir satu dengan lainnya akan terikat karena

lempung dapat terktivasi secara baik.

6. Mampu dipakai berulang kali, pasir harus dapat dipakai berulang-ulang

supaya ekonomis.

7. Pasir cetak harus murah dan mudah di dapat.

Sumber : http://memedcupu.blogspot.com/2012/06/pengujian-distribusi-besar-butir.html(2012)

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 34: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

J. Jenis – Jenis Cacat

1. Blow

Gambar 11. BlowSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html

Blow yaitu rongga bulat besar yang disebabkan gas karena menempati

daerah logam cair pada permukaan kop. Blow biasanya terjadi pada

permukaan coran yang cembung.

2. Scar

Gambar 12. ScarSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html

Scar yaitu blow yang dangkal yang biasanya dijumpai pada permukaan

coran yang rata.

3. Blister

Gambar 13. BlisterSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html

Blister adalah scar yang tertutup oleh lapisan tipis logam.

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 35: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

4. Gas holes

Gambar 14. Gas HolesSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html

Gas holes (lobang gas) yaitu gelembung gas yang terperangkap yang

mempunyai bentuk bola dan terjadi ketika sejumlah gas larut dalam logam

cair.

5. Pin holes

Gambar 15. Pin HolesSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html

Pin holes adalah lobang blow yang sangat kecil dan terjadi pada atau

dibawah permukaan coran.

6. Porosity

Gambar 16. PorositySumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html

Porosity (porositas) adalah lobang sangat kecil yang tersebar merata

diseluruh coran.

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 36: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

7. Drop

Gambar 17. DropSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html

Drop adalah Tonjolan pada permukaan kop yang disebabkan karena

jatuhnya pasir dari kop.

Inclusion

Gambar 18. InclusionSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html

Inclusion (inklusi) adalah adanya partikel non logam yang ada pada logam

induk.

8. Dross

Gambar 19. DrossSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html

Dross adalah impuritas ringan yang berada pada permukaan coran.

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 37: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

9. Dirt

Gambar 20. DirtSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html

Dirt adalah lobang kecil pada permukaan kop karena jatuhnya pasir ke

benda coran. ketika pasir dilepaskan akan meninggalkan lobang kecil.

10. Wash

Gambar 21. WashSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html

Wash adalah tonjolan pada permukaan drag yang timbul di dekat saluran

masuk, hal ini disebabkan oleh erosi pada pasir karena kecepatan logam

cair yang tinggi memasuki dasar saluran masuk.

11. Buckle

Gambar 22. BuckleSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html

Buckle adalah bentuk V yang panjang, dangkal dan lebar yang terbentuk

pada permukaan rata coran karena suhu tinggi logam.

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 38: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

12. Scab

Gambar 23. ScrabSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html

Scab adalah lapisan tipis logam, kasar yang menonjol diatas permukaan

coran, pada puncak lapisan tipis pasir.

13. Rat tail

Gambar 24. Rat tailSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html

Rat tail yaitu penurunan angular, dangkal dan panjang yang biasanya

ditemukan pada pengecoran tipis.

14. Penetration

Gambar 25. PenetrationSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html

Penetration yaitu tonjolan berongga, kasar karena cairan logam mengalir

diantara partikel pasir dikarenakan permukaan cetakan begitu lunak dan

berongga.

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 39: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

15. Cold shut

Gambar 26. Cold shutSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html

Cold shut adalah terjadinya misrun pada tengah coran karena pengecoran

dilakukan dengan saluran masuk di dua sisi.

16. Swell

Gambar 27. SwellSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html

Swell adalah cacat yang dijumpai pada permukaan vertikal pengecoran

jika pasir cetakan berdeformasi karena tekanan hidrostatik yang

disebabkan kandungan uap air yang tinggi didalam pasir.

17. Hot tear

Gambar 3328. Hot tearSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html

Hot tear adalah retak yang terjadi karena tegangan sisa yang tinggi.

18. Misrun

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 40: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

Gambar 29. MisrunSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html

Misrun terjadi adanya rongga yang terjadi apabila karena tidak cukup

pemanasan logam cair mulai membeku sebelum mencapai titik terjauh

dari rongga cetakan.

19. Shrinkage cavity

Gambar 30. Shrinkage cavitySumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html

Shrinkage cavity (rongga penyusutan) adalah rongga karena terjadinya

penyusutan pada logam ketika membeku dimana saluran penambah tidak

bisa mengisinya.

20. Shift

Gambar 31. ShiftSumber http://dialerbisnis.blogspot.com.proses-pengecoran.html

Shift adalah ketidaklurusan antara kedua bagian cetakan atau inti.

3.2.3 Data Hasil Pengujian dan Perhitungan

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 41: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

Tabel 1.1 Data Hasil Pengujian Kadar Air

NoKekuatas Tekan Kekuatas Geser Kekuatas Retak

( σ tekan ) ( N / cm² ) ( σ geser ) ( N / cm² ) ( σ retak ) ( N / cm² )

1 7 1.4 1.8

2 8 1.5 2

3 8.3 1.9 2.2

∑ 23.3 4.8 6

x 7.766666667 1.6 2

TabeTabel 1.2 Hasil Perhitungan Pengujian Kekuatan Tekan Pasir Cetak

No. ( σ tekan ) ( X ) ( X - Ẍ ) ( X - Ẍ )² x

1 7 -0.766666667 0.587777778 7.766666667

2 8 0.233333333 0.054444444 7.766666667

3 8.3 0.533333333 0.284444444 7.766666667

Tabel 1.3 Hasil Perhitungan Pengujian Kekuatan Tekan Pasir Cetak

No. ( σ geser ) ( X ) ( Y - Ȳ ) ( Y - Ȳ )² x

1 1.4 -0.2 0.04 1.6

2 1.5 -0.1 0.01 1.6

3 1.9 0.3 0.09 1.6

Tabel 1.4 Hasil Perhitungan Pengujian Kekuatan Tekan Pasir Cetak

No. ( σ retak ) ( X ) ( Z - Ẑ ) ( Z - Ẑ )² x

1 1.8 -0.2 0.04 2

2 2 0 0 2

3 2.2 0.2 0.04 2

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 42: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

1. Data Hasil Pengujian dan Perhitungan

Perhitungan Statistika

a. Kekuatan Tekan Pasir Cetak

1. P (rata-rata)

P =∑ p

n

= P 1+P 2+P 3n

= 7+8+8,3

3

= 7,766666667

2. Simpangan Baku :

δ =√∑ ( P−P )2

n−1

=√ 0 . 9266666n−1

=0,92666662

= 0,463333

3. Simpangan Baku rata-rata :

σ= δ

√n

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 43: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

=0,4633333

√3

= 0,267505

4. Kesalahan Relatif :

Kr= δP

=0,4633337,766666667

= 0,0596566

5. Interval kesalahan

X = { ± (α / 2 – db ) δ } < n < X + { ± ( α / 2 . db ) δ }

X - { ± ( α / 2 . db ) δ } < n < X + { ± ( α / 2 . db ) δ }

23,3 – { 4,303 . 0,463333}< n < 23,3 + { 4,303 . 0,463333}

( 23,3 – 1,993721 ) < n < ( 23,3 + 1,993721 )

21,3062 < n < 25,2937

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 44: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

b. Kekuatan Geser Pasir Cetak

1. P (rata-rata)

P =∑ p

n

= P 1+P 2+P 3n

= 1,4+1,5+1,9

3

= 1,6

2. Simpangan Baku :

δ =√∑ ( P−P )2

n−1

=√ 0 .14n−1

=0,142

= 0,7

3. Simpangan Baku rata-rata :

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 45: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

σ= δ

√n

=0,7

√3

= 0,404145

4. Kesalahan Relatif :

Kr= δP

=0,71,6

= 0,4375

5. Interval kesalahan

X = { ± (α / 2 – db ) δ } < n < X + { ± ( α / 2 . db ) δ }

X - { ± ( α / 2 . db ) δ } < n < X + { ± ( α / 2 . db ) δ }

4,8 – { 4,303 . 0,7 }< n < 4,8 + { 4,303 . 0,7 }

( 4,8 – 3,0121 ) < n < ( 4,8 + 3,0121 )

1,7879 < n < 7,8121

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 46: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

c. Kekuatan Retak Pasir Cetak

1. P (rata-rata)

P =∑ p

n

= P 1+P 2+P 3n

= 2+1,8+2,2

3

= 2

2. Simpangan Baku :

δ =√∑ ( P−P )2

n−1

=√ 0 .08n−1

=0,082

= 0,04

3. Simpangan Baku rata-rata :

σ= δ

√n

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 47: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

=0,04

√3

= 0,02309

4. Kesalahan Relatif :

Kr= δP

=0,042

= 0,02

6. Interval kesalahan

X = { ± (α / 2 – db ) δ } < n < X + { ± ( α / 2 . db ) δ }

X - { ± ( α / 2 . db ) δ } < n < X + { ± ( α / 2 . db ) δ }

6 – { 4,303 . 0,04 }< n < 6 + { 4,303 . 0,04 }

( 6 – 0,17212 ) < n < ( 6 + 0,17212 )

5,82788 < n < 6,17212

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 48: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

GRAFIK

6.8 7 7.2 7.4 7.6 7.8 8 8.2 8.40

0.5

1

1.5

2

2.5

Tekan vs Retak

Tekan vs Retak

Tekan

Reta

k

6.8 7 7.2 7.4 7.6 7.8 8 8.2 8.40

0.20.40.60.8

11.21.41.61.8

2

Tekan vs Geser

Tekan vs Geser

Tekan

Gese

r

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 49: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 20

0.5

1

1.5

2

2.5

Geser vs Retak

Geser vs Retak

Geser

Reta

k

6.8 7 7.2 7.4 7.6 7.8 8 8.2 8.4

-1-0.8-0.6-0.4-0.2

00.20.40.60.8

Tekan vs ( X - X )

Tekan vs ( X - X )

Tekan

( X -

X )

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 50: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

Geser vs ( X - X )

Geser vs ( X - X )

Geser

( X -

X )

1.75 1.8 1.85 1.9 1.95 2 2.05 2.1 2.15 2.2 2.25

-0.25-0.2

-0.15-0.1

-0.050

0.050.1

0.150.2

0.25

Retak vs ( X - X )

Retak vs ( X - X )

Retak

( X -

X )

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM

Page 51: Kekuatan Pasir Cetak

KEKUATAN PASIR CETAK

6.8 7 7.2 7.4 7.6 7.8 8 8.2 8.40

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Tekan vs ( X - X )2

Tekan vs ( X - X )2

Tekan

( X -

X )2

1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 20

0.010.020.030.040.050.060.070.080.09

0.1

Geser vs ( X - X )2

Geser vs ( X - X )2

Geser

( X -

X )2

LABORATORIUM PENGECORAN LOGAM