TUGAS AKHIR

PENGARUH PERBEDAAN JUMLAH DAN POSISI SALURAN

MASUK (INGATE) TERHADAP HASIL CORAN PRODUK

CONNECTING ROD DARI BAHAN ALUMINIUM

Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun oleh :

OKTAFIAN SETYO NUGROHO

NIM : D.200.120.135

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2016

ii

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir dengan judul

“PENGARUH PERBEDAAN JUMLAH DAN POSISI SALURAN MASUK

(INGATE) TERHADAP HASIL CORAN PRODUK CONNECTING ROD

DARI BAHAN ALUMINIUM” yang dibuat untuk memenuhi sebagai syarat

memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas

Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui

bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah

dipublikasikan dan/atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar

kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau

instansi manapun, kecuali bagian yang informasinya saya cantumkan

sebagaimana mestinya.

Surakarta, 07 Desember 2016

Yang menyatakan

OKTAFIAN SETYO NUGROHO

D200120135

iii

HALAMAN PERSETUJUAN

Tugas Akhir ini berjudul ” PENGARUH PERBEDAAN JUMLAH DAN

POSISI SALURAN MASUK (INGATE) TERHADAP HASIL CORAN

PRODUK CONNECTING ROD DARI BAHAN ALUMINIUM”, telah

disetujui oleh Pembimbing untuk memenuhi sebagai persyaratan

memperoleh derajat Sarjana (Strata 1) Teknik Mesin Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan oleh :

Nama : Oktafian Setyo Nugroho

NIM : D.200.120.135

Disetujui pada

Hari : Rabu

Tanggal : 07 Desember 2016

Pembimbing Utama

(Patna Partono, ST, MT)

iv

HALAMAN PENGESAHAN

Tugas Akhir ini berjudul ”PENGARUH PERBEDAAN JUMLAH DAN

POSISI SALURAN MASUK (INGATE) TERHADAP HASIL CORAN

PRODUK CONNECTING ROD DARI BAHAN ALUMINIUM”, telah

dipertahankan dihadapan dewan penguji dan disahkan sebagai syarat

untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan oleh :

Nama : Oktafian Setyo Nugroho

NIM : D.200.120.135

Disetujui pada

Hari : Rabu

Tanggal : 07 Desember 2016

Tim Penguji

Ketua : Patna Partono,ST, MT ( )

Anggota 1 : Masyrukan, ST, MT. ( )

Anggota 2 : Ngafwan, Ir, MT. ( )

Mengetahui,

Dekan, Ketua Jurusan

Tri Widodo Besar R,ST. MSc.Ph.D

v

LEMBAR SOAL

vi

MOTTO

“Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan.

Sesungguhnya Sesudah kesulitan itu ada kemudahan”

(Alam Nasyroh 5-6)

“Sabar bukanlah sifat pasif, sabar adalah berusaha dengan penuh

kesungguhan dengan segala upaya mengharap ridha Allah semata.

Apabila kegagalan yang datang, bukanlah Allah tempat segala

kesalahan dilemparkan, tetapi segala koreksi diri, dan mencari jalan lain

dengan tetap dijalan Allah.”

(Ali bin Abi Thalib)

vii

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh perbedaan jumlah

dan posisi saluran masuk terhadap penyusutan,cacat porositas,kekerasan

dan foto mikro. Bahan baku penelitian ini adalah aluminium bekas atau

rosok dari berbagai komponen yang dicor ulang.

Pada penelitian ini akan dikaji jumlah dan posisi saluran masuk

satu,dua, dan tiga. Pengujian yang akan dilakukan antaralain uji komposisi

kimia, uji penyusutan, uji density, uji kekerasan brinell (standar ASTM E

10), dan uji foto mikro (standar ASTM E 3).

Hasil penelitian menunjukkan bahwa hasil komposisi kimia ditemukan

unsur kimia (Al) 91.60%, Silikon (Si) 2.51%. Sehingga dari unsur yang ada

material ini termasuk logam alumunium paduan Silikon (Al-Si). Hasil rata-

rata penyusutan tertinggi terdapat pada letak saluran masuk (Ingate) satu

sebesar 2,52%, sedangkan saluran masuk (Ingate) dua 1,82%, dan saluran

masuk (Ingate) tiga 2,08%.Hasil density tertinggi terdapat pada (Ingate)

dua sebesar 2,38, sedangkan (Ingate) satu 2,35, dan (Ingate) tiga 2,36.

Harga kekerasan tertinggi terdapat pada (Ingate) dua 70,34 (HBN),

sedangkan (Ingate) satu 69,04 (HBN), dan (Ingate) tiga 69,81(HBN).

Kata kunci : Saluran masuk, Paduan Aluminium , penyusutan,

porositas, Kekerasan.

viii

Abstract

This study aims to determine the effect of differences in the number

and position of the inlet to the shrinkage, defects porosity, hardness and

micro photograph. The raw material of this study is aluminum used or rosok

of various components of the re-casted.

This research examined the number and position of the inlet one,

two, and three. Testing will be done antaralain chemical composition test,

test shrinkage, density test, Brinell hardness test (ASTM standard E 10),

and a micro photograph test (ASTM standard E 3).

The results showed that the results of chemical composition found

chemical elements (Al) 91.60%, silicon (Si) 2:51%. So from the elements

present this material include metal aluminum silicon alloy (Al-Si). The

average yield is highest shrinkage in the location of the inlet (ingate) one at

2.52%, while the inlet (ingate) two 1.82%, and the inlet (ingate) 2.08% The

results of the three highest density found in (ingate) two amounted to 2.38,

while the (ingate) of 2.35, and (ingate) three 2.36. Prices are at the highest

hardness (ingate) two 70.34 (HBN), whereas (ingate) a 69.04 (HBN), and

(ingate) three 69.81 (HBN).

Key Words : Ingate, Aluminium Alloy, Shrinkage, Porosity, Hardness.

ix

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat

dan karunia- Nya yang telah terlimpahkan kepada penulis, sehingga

Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik.

Tugas Akhir berjudul “PENGARUH PERBEDAAN JUMLAH

DAN POSISI SALURAN MASUK (INGATE) TERHADAP HASIL

CORAN PRODUK CONNECTING ROD DARI BAHAN ALUMINIUM”

dapat terselesaikan atas dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu

dalam kesempatan ini penulis dengan segala hormat ketulusan hati

ingin menyampaikan rasa terimakasih dan penghargaan sebesar-

besarnya kepada :

1. Bapak Dr. H. Sri Sunarjono MT. Ph.D selaku Dekan Fakultas

Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Tri Widodo BR. ST. MSc., Ph.D selaku Ketua Jurusan

Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah

Surakarta.

3. Bapak Patna Partono,ST, MT. selaku Dosen Pembimbing I

yang telah membimbing, mengarahkan, memberi petunjuk dalam

penyusunan Tugas Akhir ini.

4. Bapak Sutarno dan Ibu Ninik Weryanti selaku orangtua

saya yang selalu mendoakan,memberikan arahan,dan

kasih sayang.

5. Bapak Bambang Waluyo,ST, MT. selaku Pembimbing Akademi.

x

6. Dosen jurusan Teknik Mesin beserta Staff Tata Usaha Fakultas

Teknik

7. Rekan setim skripsi Adam Hananto selaku pemilik CV. Karya

Logam yang telah bersedia menyediakan tempat dan banyak

merepoti untuk mengerjakan tugas akhiryang saya kerjakan dan

Dhimas Wicaksono yang menjadi rekan setim pengerjaan tugas

akhir ini.

8. Teman angkatan 2012 yang sudah banyak membantu

saya dan mendukung saya dalam perkuliahan selama di

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Akhir kata, penulis mohon maaf sebelum dan sesudahnya, jika

sekiranya terdapat kesalahan dan kekurangan dalam penulisan

Tugas Akhir ini, yang disebabkan adanya keterbatasan-keterbatasan

antara lain waktu, dana, literatur yang ada, dan pengetahuan yang

penulis miliki. Harapan penulis semoga laporan ini bermanfaat untuk

pembaca.

Tugas Akhir ini semoga dapat bermanfaat khususnya bagi

penulis dan pihak lain yang membutuhkan, Amin ya Robbaallamin.

Surakarta, 07 Desember 2016

Penulis

Oktafian Setyo Nugroho

xi

DAFTAR PUSTAKA

Halaman judul ..................................................................................... i

Halaman Pernyataan Keaslian Tugas Akhir ........................................ ii

Halaman Persetujuan ......................................................................... iii

Halaman Pengesahan ........................................................................ iv

Lembar Soal Tugas Akhir ................................................................... v

Halaman Motto ................................................................................... vi

Abstraksi ............................................................................................. vii

Kata Pengantar ................................................................................... ix

Daftar Isi ............................................................................................. xi

Daftar Gambar .................................................................................... xv

Daftar Tabel ........................................................................................ xviii

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2 Perumusan Masalah .......................................................... 3

1.3 Batasan Masalah .............................................................. 3

1.4 Tujuan Penelitian ............................................................... 4

1.5 Manfaat Penelitian ............................................................. 4

1.6 Sistematika Penulisan ....................................................... 5

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka ............................................................... 7

2.2 Landasan Teori ................................................................. 9

2.2.1. Aluminium.............................................................. 9

xii

2.2.2. Harga Kekerasan Aluminium ................................. 11

2.2.3. Paduan Aluminium ............................................... 19

2.2.4. Jenis-jenis Aluminium Paduan ............................... 23

2.2.5. Proses Pengecoran .............................................. 32

2.2.6. Pola ...................................................................... 32

2.2.7. Sistem Saluran ..................................................... 33

2.2.8. Pembekuan Coran ................................................ 37

2.2.9. Pasir Cetak ........................................................... 39

2.2.10. Cetakan ............................................................... 39

2.2.11. Macam-macam Cacat Coran dan Sifat-sifatnya .. 40

2.2.12. Cacat Pada Coran ............................................... 41

2.3 Sifat Fisis dan Mekanis .................................................... 46

2.3.1 Komposis Kimia ...................................................... 46

2.3.2 Struktur Mikro ......................................................... 46

2.3.3 Kekerasan (Hardness) ............................................ 47

2.3.4 Hipotesis ................................................................. 48

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Diagram Alir Penelitian ..................................................... 49

3.2 Tempat Penelitian............................................................. 50

3.3 Bahan dan Alat ................................................................ 50

3.3.1. Bahan .................................................................... 50

3.3.2. Alat ........................................................................ 51

xiii

3.4 Prosedur Penelitian Prosedur Penelitian ......................... 57

3.4.1 Pembuatan Proses Pengecoran .............................. 57

3.4.2 Persiapan Pola ........................................................ 58

3.4.3. Pembuatan Pasir Cetakan ..................................... 59

3.4.4. Pembuatan Cetakan Pasir ..................................... 60

3.4.5. Peleburan Logam .................................................. 64

3.4.6. Penuangan Logam Cair .......................................... 65

3.4.7. Pembongkaran Cetakan Pasir ................................ 65

3.4.8. Pengujian Cacat Penyusutan .................................. 66

3.4.9. Pengujian Cacat Porositas ...................................... 67

3.4.10. Pengamatan Struktur Mikro .................................. 67

3.4.11. Analisa Data ......................................................... 68

3.4.12. Pengujian Komposisi Kimia .................................. 68

3.4.13. Pengamatan dengan SEM,HRSEM, dan EDS ...... 69

3.4.14. Pengujian Kekerasan ............................................ 70

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengujian Komposisi Kimia ..................................... 72

4.2 Hasil Pengujian Cacat Penyusutan .................................. 73

4.3 Hasil Perhitungan Density ................................................ 76

4.4 Hasil Uji Kekerasan Brinell ............................................... 80

4.5 Hasil Uji Foto Mikro ......................................................... 83

BAB V RANCANGAN ANGGARAN BIAYA

5.1 Rancangan Anggaran Biaya dan Analisa Usaha Dalam

Satu Hari ......................................................................... 86

xiv

BAB VI PENUTUP

6.1. Kesimpulan ....................................................................... 88

6.2. Saran ................................................................................ 89

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Pengujian kekerasan brinell…………………………………………... 14

Gambar 2.2 Kekerasan vikres…………………………………………………......... 15

Gambar 2.3 Kekerasan Rockwell………………………………………………….... 17

Gambar 2.4 Diagram Fasa Al-Cu………………………………………………….... 24

Gambar 2.5 Diagram Fasa Al-Mn………………………………………….............. 25

Gambar 2.6 Diagram Fasa Al-Si………………………………………………......... 25

Gambar 2.7 Diagram Fasa AL-Mg…………………………………………............. 26

Gambar 2.8 Struktur Mikro Paduan Al-Mg………………………………………..... 27

Gambar 2.9 Diagram Fasa Al-Si-Mg……………………………………………...... 27

Gambar 2.10 Struktur Mikro Paduan Al-Si-Mg…………………………………….... 28

Gambar 2.11 Diagram Fasa Al-Zn………………………………………................... 29

Gambar 2.12 Diagram Fasa Al-Mg-Zn …………………………………………….... 29

Gambar 2.13 Struktur Mikro paduan Al-Mg-Zn……………………………………... 30

Gambar 2.14 Struktur Mikro Paduan Al-Si-Cu…………………………………….... 31

Gambar 2.15 Sistem Saluran…………………………………………...................... 33

Gambar 2.16 Ukuran Basin……………………………………................................. 34

Gambar 2.17 Sprue runcing…………………………………………......................... 35

Gambar 2.18 Penampang Saluran Mengalir…………….…………………............. 35

Gambar 2.19 Bentuk Penampang Saluran Masuk…………………....................... 36

Gambar 2.20 Bagian-BAgian Sistem Saluran……………………………………….. 37

Gambar 2.21 Struktur Mikro Pembekuan Logam…………………………………… 37

Gambar 2.22 Cacat Porositas Pada Penampang Potong Produk Cor…………… 42

Gambar 2.23 Bentuk Cacat shrinkage ………………………………....................... 43

Gambar 2.24 Cacat Salah Alir…………………………........................................... 44

xvi

Gambar 2.25 Cacat Retakan................................................................................. 45

Gambar 2.26 Proses pengamatan pada Struktur Mikro........................................ 47

Gambar 2.27 Bekas injakan Penetrasi Uji Kekerasan Brinel................................. 47

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian……………………………………………....... 49

Gambar 3.2 Aluminium Bekas……………………………………………………….. 50

Gambar 3.3 Tungku………………………………………………………................. 51

Gambar 3.4 Arang Kayu……………………………………………………………... 52

Gambar 3.5 Blower……………………………………………………………........... 53

Gambar 3.6 Alat Penuang………………………………………………………….... 53

Gambar 3.7 Serbuk Karbon………………………………………………………….. 54

Gambar 3.8 Penumbuk………………………………………………………………. 54

Gambar 3.9 Cetakan Kayu…………………………………………………….......... 54

Gambar 3.10 Timbangan Digital……………………………………………………... 55

Gambar 3.11 Gelas Ukur………………………………………………..................... 55

Gambar 3.12 Alat Uji SEM………………………………………………………....... 56

Gambar 3.13 Microskop Optik…………………………………................................ 56

Gambar 3.14 Diagram Proses Pengecoran…………………………………………. 57

Gambar 3.15 Pola Sistem Saluran connecting rod…………………………………. 58

Gambar 3.16 Saluran Turun………………………………………………................. 58

Gambar 3.17 Saluran Masuk……………………………………............................... 59

Gambar 3.18 Connecting Rod……………………………………………………….... 59

Gambar 3.19 Pasir Cetak………………………………………………………........... 59

Gambar 3.20 Kerangka Cetak…………………………………………………........... 60

Gambar 3.21 Papan Cetakan Bawah……………………………………….............. 60

Gambar 3.22 Mengoleskan Calsium Carbonat……………………………………… 60

xvii

Gambar 3.23 Persiapan Pencetakan………………………………………………… 61

Gambar 3.24 Penuangan Pasir……………………………………………………….. 61

Gambar 3.25 Pola Bawah……………………………………………......................... 62

Gambar 3.26 Mengoleskan Calsium Carbonat………………………………........... 62

Gambar 3.27 Pemasangan Cetakan dan Saluran Turun…………………………... 62

Gambar 3.28 Pembuatan Saluran Turun…………………………………................ 63

Gambar 3.29 Pembuatan Lubang Masuk……………………………………………. 63

Gambar 3.30 Pengambilan Spesimen……………………………………………….. 64

Gambar 3.31 Pola yang sudah jadi………………………………………………....... 64

Gambar 3.32 Penuangan…………………............................................................. 65

Gambar 3.33 Hasil Benda Setelah Pembongkaran……………………………….... 65

Gambar 3.34 Pengukuran Hasil Coran……………………………………………..... 66

Gambar 3.35 Carbon Coating……………………………………………………........ 69

Gambar 3.36 Alat UJi SEM ……………………………………………….................. 69

Gambar 3.37 Spesimen Uji Kekerasan……………………………………............... 70

Gambar 3.38 Alat Uji Kekerasan Brinell................................................................ 71

Gambar 4.1 Pengukuran Spesimen……………………….................................... 73

Gambar 4.2 Presentasi Penyusutan Variasi Saluran Masuk Ingate…………….. 75

Gambar 4.3 Grafik HAsil Uji Density………………………………......................... 77

Gambar 4.4 Hasil Foto Makro Porositas…………………………………............... 79

Gambar 4.5 Grafik Hasil Uji Kekerasan…………………………………………….. 81

Gambar 4.6 Struktur MIkro Saluran Masuk (Ingate) satu………………………… 83

Gambar 4.7 Struktur MIkro Saluran Masuk (Ingate) dua…………………………. 83

Gambar 4.8 Struktur MIkro Saluran Masuk (Ingate) tiga…………………………. 84

xviii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Karakteristik dan sifat Aluminium………………………………………. 9

Tabel 2.2 Standart uji brinell…………………………………………………………. 12

Tabel 2.3 Nilai kekerasan Brinell……………………………………………………. 13

Tabel 2.4 Gaya maksimal masing-masing diameter penetrator…………………. 13

Tabel 2.5 Skala kekerasan Rokwell………………………………………………… 18

Tabel 2.6 Aluminium dan paduan serta kode penamaan ………………………... 20

Tabel 4.1 Hasil Komposisi kimia…………………………………………………….. 72

Tabel 4.2 Hasil pengukuran specimen asli dan hasil coran ……………………... 74

Tabel 4.3 Presentase penyusutan dalam persen…………………………………. 74

Tabel 4.4 Hasil perhitungan density………………………………………………… 76

Tabel 4.5 Hasil Uji kekerasan Brinell……………………………………………….. 80