Unimed-paper-28539-Laporan Praktek Kerja Lapangan Industri (Pkli), Akfadita Dika Parira, 509121004,...

LAPORAN

PRAKTEK KERJA LAPANGAN INDUSTRI (PKLI)

PEMBUATAN HANGER BEARING C/W BRONZE BUSHING

UNTUK SCREW CONVEYOR PABRIK KELAPA SAWIT

DENGAN PROSES PENGECORAN LOGAM

DI CV. KINABALU

Oleh:

AKFADITA DIKA PARIRA

509 121 004

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

JULI 2013

ii

KATA PENGANTAR

Dengan rasa syukur kehadirat Allah Yang Maha Esa atas segala rahmat dan

karunia-Nya, akhirnya Penulis dapat menyelesaikan kegiatan Praktek Kerja

Lapangan Industri (PKLI) dan membuat laporan kegiatan PKLI. Laporan PKLI

Penulis berjudul “Pembuatan Hanger Bearing C/W Bronze Bushing untuk Screw

Conveyor Pabrik Kelapa Sawit dengan Proses Pengecoran Logam di CV.

Kinabalu”.

Penulis menyadari bahwa terlaksananya kegiatan PKLI dan penulisan

Laporan PKLI ini dapat diselesaikan berkat dukungan dan bantuan dari berbagai

pihak. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada yang

terhormat:

1. Bapak Prof. Dr. Sumarno, M.Pd, selaku Pembantu Dekan I Fakultas Teknik

Universitas Negeri Medan.

2. Bapak Drs. Hidir Efendi, M.Pd, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.

3. Bapak Drs. Selamat Riadi, MT, selaku Ketua Program Studi Pendidikan

Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.

4. Bapak Ir. Riski Elpari Siregar, MT, selaku Pembimbing Praktek Kerja

Lapangan Industri.

5. Bapak Arifin, selaku Direktur CV. Kinabalu.

6. Seluruh Staf dan Karyawan CV. Kinabalu.

7. Teristimewa kepada Ayah, Ibu, dan Keluarga yang memberikan dukungan

materil dan moril.

Dalam Penulisan Laporan PKLI ini tentulah terdapat banyak kekurangan.

Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran dari para Dosen Penguji dan Pembaca

agar laporan ini layak sebagai sebuah karya tulis ilmiah.

Medan, Juli 2013

Penulis

iii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ i

KATA PENGANTAR .................................................................................... ii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... v

DAFTAR TABEL ........................................................................................... vii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... viii

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

A. Gambaran Proyek/Pekerjaan ..................................................... 1

1. Sejarah Singkat CV. Kinabalu .............................................. 1

2. Struktur Organisasi CV. Kinabalu ......................................... 2

3. Uraian Tugas dan Tanggung Jawab dari

Struktur Organisasi CV. Kinabalu ........................................ 3

4. Sistem Pengupahan dan Lainnya .......................................... 4

5. Lokasi Perusahaan ................................................................ 5

6. Fasilitas Produksi CV. Kinabalu ........................................... 5

B. Tujuan dan Manfaat Pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan

Industri (PKLI) .......................................................................... 5

1. Tujuan Pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan

Industri (PKLI) ..................................................................... 6

2. Manfaat Pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan

Industri (PKLI) .................................................................... 6

BAB II LANDASAN TEORI ..................................................................... 8

A. Hanger Bearing ......................................................................... 8

B. Bronze Bushing .......................................................................... 8

C. Screw Conveyor ......................................................................... 9

D. Besi Tuang ................................................................................. 10

E. Tembaga dan Paduannya ........................................................... 11

1. Kuningan (Brass) .................................................................. 13

2. Brons (Bronze) ...................................................................... 14

iv

F. Pengecoran Logam (Metal Casting) ........................................... 14

G. Pengecoran dengan Cetakan Pasir ............................................. 15

H. Faktor-faktor Penting dalam Pengecoran .................................. 20

I. Dapur Kupola ............................................................................ 22

J. Dapur Krusibel .......................................................................... 23

K. Cetakan Pasir ............................................................................. 24

L. Kokas ......................................................................................... 29

BAB III TEKNIK PELAKSANAAN .......................................................... 30

A. Kegiatan PKLI ........................................................................... 30

B. Metode Pengecoran Logam ....................................................... 32

1. Metode Pengecoran Besi Tuang (Hanger Bearing) .............. 32

2. Metode Pengecoran Bronze (Bronze Bushing) ..................... 37

C. Pembahasan Hasil PKLI ............................................................ 39

D. Refleksi Mahasiswa/Praktikan .................................................. 47

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................... 48

A. Kesimpulan ................................................................................ 48

B. Saran .......................................................................................... 48

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 50

LAMPIRAN .................................................................................................... 52

v

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1 Struktur organisasi CV. Kinabalu .............................................. 2

Gambar 2.1 Penggunaan Hanger Bearing pada Screw Conveyor ................. 8

Gambar 2.2 Bronze Bushing ......................................................................... 8

Gambar 2.3 Screw Conveyor ....................................................................... 10

Gambar 2.4 Screw Conveyor Coupling ......................................................... 10

Gambar 2.5 Diagram alur pembuatan besi tuang (Cast Iron) ....................... 11

Gambar 2.6 Diagram fasa Cu – Zn ............................................................... 13

Gambar 2.7 Penguat cetakan ......................................................................... 19

Gambar 2.8 Rangka cetakan kayu ................................................................. 19

Gambar 2.9 Rangka cetakan baja .................................................................. 19

Gambar 2.10 Penampang Dapur Kupola ........................................................ 22

Gambar 2.11 Tiga jenis dapur krusibel ........................................................... 24

Gambar 2.12 Bentuk butir-butir dari pasir cetak ............................................ 25

Gambar 2.13 Pengaruh kadar air dan kadar lempung pada pasir

diikat lempung ........................................................................... 26

Gambar 2.14 Hubungan antara kadar air, kekuatan dan permeabilitas

dari pasir dengan pengikat bentonit .......................................... 27

Gambar 2.15 Pemuaian panas dari bermacam macam pasir ........................... 27

Gambar 2.16 Distribusi muatan positif pada permukaan bentonit .................. 28

Gambar 2.17 Kokas Green Coke .................................................................... 29

Gambar 3.1 Proses pembuatan benda coran ................................................. 32

Gambar 3.2 Konstruksi dapur kupola ........................................................... 33

Gambar 3.3 Ladel .......................................................................................... 34

Gambar 3.4 Pola pejal jenis tunggal ............................................................. 35

Gambar 3.5 Pola pejal jenis belah ................................................................. 35

Gambar 3.6 Temperatur penuangan yang disarankan ................................... 36

Gambar 3.7 Dapur krusibel kedudukan tetap ................................................. 38

vi

DAFTAR GAMBAR (LANJUTAN)

Halaman

Gambar 3.8 Bahan Baku Pengecoran Besi Tuang Kelabu

di CV. Kinabalu ....................................................................... 39

Gambar 3.9 Dapur Kupola CV. Kinabalu .................................................... 40

Gambar 3.10 Kokas yang di Gunakan di CV. Kinabalu ................................ 41

Gambar 3.11 Ladel yang digunakan pada pengecoran besi tuang

di CV. Kinabalu ....................................................................... 41

Gambar 3.12 Pencampuran pasir laut dan bahan perekat .............................. 42

Gambar 3.13 Cetakan pasir produk hanger bearing ...................................... 42

Gambar 3.14 Pembuatan inti dengan hembusan CO2 .................................... 42

Gambar 3.15 Penuangan besi tuang produk hanger bearing ......................... 43

Gambar 3.16 Gambar produk hangerbearing c/w bronze bushing ................ 43

Gambar 3.17 Bahan baku pengecoran bronze di CV. Kinabalu .................... 44

Gambar 3.18 Dapur krusibel angkat .............................................................. 44

Gambar 3.19 Dapur krusibel tukik ................................................................. 44

Gambar 3.20 Oli bekas untuk bahan bakar dapur krusibel CV. Kinabalu ..... 45

Gambar 3.21 Pasir tanah liat untuk cetakan pengecoran bronze ................... 45

Gambar 3.22 Pembuatan cetakan Bronze Bushing ........................................ 46

Gambar 3.23 Penuangan bronze .................................................................... 46

Gambar 3.24 Produk bronze bushing hasil pengecoran bronze

di CV. Kinabalu ....................................................................... 46

vii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1.1 Fasilitas Produksi CV. Kinabalu .................................................... 5

Tabel 2.1 Paduan tembaga utama tempaan .................................................... 12

Tabel 2.2 Tambahan ukuran penyusutan ....................................................... 20

Tabel 2.3 Tambahan ukuran untuk benda tuangan besi

(casting iron) untuk penyelesaian mesin (machining) ................... 21

Tabel 2.4 Kemampuan absorpsi beberapa mineral ........................................ 28

viii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Gambar Objek yang dikerjakan ................................................ 53

Lampiran 2. Absensi PKLI ............................................................................ 54

Lampiran 3. Daftar Kegiatan PKLI ............................................................... 56

Lampiran 4. Dokumentasi Kegiatan PKLI .................................................... 58

Lampiran 5. Layout CV. Kinabalu ................................................................ 64

Lampiran 6. Kartu Konsultasi Dosen Pembimbing PKLI ............................. 65

Lampiran 7. Surat Penugasan Dosen Pembimbing PKLI .............................. 66

Lampiran 8. Surat Pengantar ke Perusahaan ................................................. 67

Lampiran 9. Surat Kesediaan dari Perusahaan .............................................. 68

Lampiran 10. Surat Keterangan Selesai PKLI dari Perusahaan ...................... 69

Lampiran 11. Surat Pengajuan Judul Laporan PKLI ....................................... 70

Lampiran 12. Surat Permohonan Ujian Seminar PKLI ................................... 71

Lampiran 13. DaftarPenilaian PKLI oleh Pembimbing Lapangan .................. 72

1

BAB I

PENDAHULUAN

C. Gambaran Umum Perusahaan

1. Sejarah Singkat CV. Kinabalu

CV. Kinabalu yang terletak di Jl. Tirtosari No. 120A Medan adalah

perusahaan yang bergerak dibidang pabrikasi logam. Pendiri perusahan ini adalah

Bapak Arifin. Jenis pengerjaan yang dilakukan pada dasarnya sesuai pesanan

konsumen serta disesuaikan dengan mesin-mesin yang ada.

Awal mula perusahaan ini berdiri pada tahun 1976, dan pada awal tahun

1976, perusahaan ini hanya bekerja pada bidang pengelasan dan hanya memiliki

dua buah mesin bubut yang sekarang kondisi mesin tersebut telah rusak dan

berada di gudang. Dengan usaha dan kerja keras Bapak Arifin akhirnya

perusahaan ini berkembang pesat, dengan adanya penambahan mesin produksi

yang baru dan dibuatnya Dapur Kupola dan Dapur Krusibel tempat pengecoran

logam. Sehingga perusahaan ini menjadi lebih besar dari awal mula dibangun.

Perusahaan ini memiliki tiga bagian pengerjaan. Bagian pertama adalah

bagian pengelasan, pada pengerjaan pengelasan perusahaan ini memproduksi

peralatan pabrik khususnya untuk Pabrik Kelapa Sawit (PKS) seperti Lori,

Treaser, Screw Conveyor. Bagian kedua adalah bagian pemesinan, dibagian

pemesinan ini perusahaan memiliki 10 mesin produksi diantaranya 8 mesin bubut

dan 2 mesin skrap. Dibagian pemesinan perusahaan banyak membuat alat untuk

melengkapi bahan yang digunakan dalam bagiann pengelasan, seperti Bantalan

dan Bushing, As Roda dan Roda Lori.

Bagian Terakhir yaitu bagian pengecoran logam, pada bagian pengecoran logam,

perusahaan memiliki dua dapur peleburan logam yang berbeda untuk produksinya.

Dapur tersebut adalah dapur krusibel dan dapur kupola. Pada pengecoran logam CV.

Kinabalu memproduksi bantalan, pompa air dan minyak, roda lori, Bronze Bushing,

Fire Grate, dan Roster. Produk pengecoran logam di CV. Kinabalu akan selalu

mengalami perkembangan sesuai dengan produk pesanan konsumen dan mitra

perusahaan.

2

2. Struktur Organisasi CV. Kinabalu

Gambar 1.1 Struktur organisasi CV. Kinabalu

Supervisor pengelasan

Lesman

Direktur

Arifin

Pimpinan Lapangan

Edi Arifin/Atek

Pimpinan Administrasi

Windi

Kabag. Keuangan

Julia

Kabag. Persediaan Barang

Mulyadi

Kabag Pemasaran

Sausen

1. Bag. Pembelian Santi

2. Bag. Penjualan Ida

Bag. Pengelasan

Anggota: Budi, Iwan,

Abdilah, Wagirin

Supervisor Pemesinan

Nazaruddin

Supervisor Pengecoran Logam

Sudarto

Bag. Pemesinan

Anggota : Tarmin, Asrofi,

Ponidi, Junaidi,Yono,

Poniman, Hartono. Jumari

Bag. Finishing

Anggota : Alwi, Kurniawan,

Aji, Wara, Ahua

Bag. Pengecoran Logam

Anggota: Bambang,

Hermansyah, Jamin, Opti,

Saputra

3

3. Uraian Tugas dan Tanggung Jawab dari Sruktur Organisasi

CV. Kinabalu

a. Direktur

Direktur merupakan pemimpin tertinggi perusahaan juga sebagai pemilik

perusahaan dengan tugas mengembangkan perusahaan, pengadaan dan

pengeluaran modal, menentukan kebijakan perusahan. Selain itu Direktur juga

menyusun rencana jangka panjang perusahaan, dan memberikan persetujuan

pengangkatan kepala bagian.

b. Pimpinan Administrasi

Pimpinan administrasi bertugas menyusun program kerja perusahaan,

pengurusan administrasi perusahaan dan membuat laporan administrasi kepada

direktur.

c. Pimpinan Lapangan

Pimpinan lapangan bertugas mengawasi, mengevaluasi hasil kerja semua

kepala bagian dan karyawan yang ada diperusahaan.

d. Kepala Bagian Keuangan

Kepala bagian keuangan bertugas merencanakan anggaran belanja dan

penyaluran dana, mengkoordinasi seksi pembukuan dan kasir, dan bertanggung

jawab akan semua hal yang berhubungan dengan administrasi dan keuangan

perusahaan.

e. Kepala Bagian Persedian Barang

Kepala bagian persedian barang bertugas mengontrol semua kebutuhan

bahan baku untuk kegiatan produksi dan mengecek setiap ketersediaan produk

pesanan pelanggan perusahaan.

f. Kepala Bagian Pemasaran

Kepala bagian pemasaran bertugas menganalisis pasar, meneliti tingkat

persaingan, dan mengatur distribusi hasil produksi. Kemudian menganalisa

kebutuhan konsumen agar dapat menyesuaikan volume penjualan, melakukan

promosi, membuat kebijakan pemasaran, dan bertanggung jawab atas

pemasaran produk sampai kepada konsumen.

4

g. Bagian Pembelian

Bagian pembelian bertugas mencari tempat pembelian bahan baku

produksi, melakukan analisa harga, dan koordinasi dengan kepala bagian

administrasi.

h. Bagian Penjualan

Bagian penjualan bertugas melakukan kontrol terhadap barang yang akan

dikirim kepada konsumen dan koordinasi dengan kepala bagian pemasaran.

i. Supervisor Pengelasan

Supervisor Pengelasan bertugas mengawasi dan menjelaskan kepada

mekanik pengelasan mengenai produk yang akan dikerjakan dan membantu

mekanik dalam menyesaikan berbagai masalah yang timbul selama proses

produksi.

j. Supervisor Pemesinan

Supervisor Pemesinan bertugas mengawasi dan menjelaskan kepada

mekanik pemesinan mengenai produk yang akan dikerjakan dan membantu

mekanik dalam menyesaikan berbagai masalah yang timbul selama proses

produksi.

k. Supervisor Pengecoran Logam

Supervisor Pengecoran bertugas mengawasi dan menjelaskan kepada

mekanik pengecoran logam mengenai produk yang akan dikerjakan dan

membantu mekanik dalam menyesaikan berbagai masalah yang timbul selama

proses produksi.

l. Mekanik

Mekanik bertugas membuat berbagai produk pemesinan sesuai dengan

kompetensi masing-masing mekanik dan berkoordinasi dengan Supervisor.

4. Sistem Pengupahan dan Lainnya

Pembayaran upah di CV. Kinabalu dilakukan per bulan atau setiap bulan

Karyawan CV. Kinabalu dapat melakukan pinjaman setiap minggunya jika

mereka memerlukan dan pinjaman tersebut dibayar setelah gajian setiap bulannya.

Selain upah pokok yang diterima oleh karyawan, perusahaan juga memberikan

jaminan sosial dan tunjangan kepada karyawan dengan menyediakan fasilitas-

fasilitas yang diberikan untuk meningkatkan kesejahteraan karyawan. Fasilitas

5

tersebut seperti pemberian tunjangan hari raya, bonus tahunan, tunjangan uang

kebersihan dan kerajinan. Selain itu karyawan mendapat jaminan kecelakaan kerja

dari perusahaan.

5. Lokasi Perusahaan

CV. Kinabalu berlokasi di Jl. Tirtosari No. 120A Medan Tembung, Medan,

Sumatera Utara, Indonesia.

6. Fasilitas Produksi CV. Kinabalu

Dalam memenuhi pesanan produk pemesinan para pelanggan, CV. Kinabalu

memiliki fasilitas produksi pemesinan sebagai berikut,

Tabel. 1.1 Fasilitas Produksi CV. Kinabalu

Nomor Nama Mesin Jumlah (Unit) Keterangan

1 Mesin Bubut 8

2 Mesin Skrap 2

3 Bor Radial 1

4 Pres Hidrolik 2

5 Gurdi 4

6 Mesin Las 15

7 Dapur Kupola 1

8 Dapur Krusibel 3

9 Overhead Traveling Crane 1

10 Gerinda Bangku 2

11 Gerinda Tangan 9

12 Mesin Pon 2

13 Generator 2

(Sumber: CV. Kinabalu)

B. Tujuan dan Manfaat Pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan Industri (PKLI)

Berdasarkan buku bimbingan Praktek Kerja Lapangan Industri (PKLI)

menjelaskan bahwa Praktek Kerja Lapangan Industri merupakan mata kuliah wajib

yang harus diselesaikan oleh mahasiswa dengan melakukan praktek, atau observasi

di industri. Rasional dari pelaksanaan PKLI adalah untuk mengikuti perkembangan

6

teknologi yang ada di industri. Hal tersebut dikarenakan perkembangan teknologi di

industri selalu lebih cepat dari pada di Perguruan Tinggi. Perkembangan teknologi

yang demikian pesat tidak dapat diikuti oleh Perguruan Tinggi dikarenakan fasilitas

yang kurang memadai seperti sarana praktek, buku teks dan hal lainnya. Dari itu

mahasiswa perlu diperkenalkan dengan perkembangan teknologi yang ada di industri

melalui mata kuliah PKLI.

1. Tujuan Pelaksanaan PKLI

Adapun tujuan dari kegiatan Praktek Kerja Lapangan Industri (PKLI) ini

adalah:

a. Memberi pengalaman bagi mahasiswa dalam hal penerapan IPTEK di dunia

industri.

b. Memberi pengalaman bagi mahasiswa menemukan IPTEK di dunia industri.

c. Memberi pengalaman bagi mahasiswa membuat suasana kerja praktek

industri yang harmonis di dunia usaha dan dunia industri.

d. Memberi pengalaman bagi mahasiswa membuat laporan kegiatan Praktek

Kerja Lapangan Industri.

e. Sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi dilingkungan Jurusan

Teknik Mesin FT Unimed.

Adapun tujuan ketika melaksanakan PKLI adalah:

a. Memahami dan mengetahui manajemen perusahaan yaitu meliputi struktur

organisasi perusahaan, tugas dan fungsinya dan tata letak perusahaan.

b. Mengetahui dan mempelajari proses produksi industri.

c. Memahami teknik pengendalian mutu kerja.

d. Memahami pekerja industri yang memenuhi standar perusahaan.

2. Manfaat Pelaksanaan PKLI

a. Manfaat Bagi Mahasiswa

1) Mahasiswa dapat memahami dan mengaplikasikan pengetahuan yang

didapat dalam perkuliahan ke dunia industri.

2) Mahasiswa dapat menambah pengetahuan dan pengalaman dunia industri

dengan melakukan observasi langsung ke industri.

3) Mahasiswa dapat memahami proses industri dengan teori dan praktek

yang didapat dalam perkuliahan serta mampu dalam praktek.

7

4) Mahasiswa dapat memperoleh kesempatan untuk melatih kemampuan

dalam melakukan pekerjaan atau kegiatan lapangan.

5) Mahasiswa dapat memahami proses kerja yang sebenarnya secara

langsung pada dunia industri.

b. Manfaat Bagi Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Negeri

Medan

1) Dapat terjalin kerjasama antara Fakultas Teknik UNIMED dengan dunia

industri.

2) Fakultas Teknik dapat meningkatkan mutu lulusannya dengan

memadukan pengetahuan dalam kampus dengan dunia industri.

3) Dapat mengetahui keberadaan perusahaan dari sudut pandang mahasiswa

yang melakukan Praktek Kerja Lapangan Industri di perusahaan tersebut.

c. Manfaat Bagi Perusahaan

1) Ikut serta dalam mencerdaskan kehidupan bangsa dan dapat

meningkatkan kualitas manusia yang mengarahkan pada peningkatan

intelektual dan profesionalisme.

2) Terjalinnya hubungan baik antara masyarakat perusahaan dengan

masyarakat sekitarnya pada bidang-bidang pendidikan, seperti

mahasiswa.

3) Sebagai bahan masukan bagi perusahaan dalam rangka memajukan

pembangunan di bidang pendidikan.

\

8

BAB II

KAJIAN TEORITIK

M. Hanger Bearing

Hanger Bearing merupakan komponen yang berfungsi sebagai gantungan atau

sambungan Screw Conveyor pada Pabrik Kelapa sawit. Komponen ini berpasangan

dengan Bronze Bushing untuk menumpu beban dari Screw Conveyor agar berputar

dengan baik.

Gambar 2.1 Penggunaan Hanger Bearing pada Screw Conveyor

(Sumber: http://www.honeyvillemetal.com/products/117/U-Trough-Augers)

N. Bronze Bushing

Bushing atau yang dikenal sebagai bantalan merupakan elemen atau bagian

dari peralatan mesin yang dirancang agar dapat menahan beban yang diterimanya,

khususnya beban yang bergerak seperti poros sehingga putaran atau gerak bolak –

baliknya dapat berlangsung secara halus dan aman (J.J.M.Hangendorm,1989 dalam

Wijaya, 2010).

Gambar 2.2 Bronze Bushing

(Sumber: Wijaya, 2010)

Dalam memilih bahan bushing yang perlu diperhatikan adalah :

1. Dapat menahan beban tanpa mengalami patah atau perubahan bentuk, tahan

terhadap beban yang berubah – ubah dan tahan terhadap temperatur tinggi.

2. Tahan gesekan dan tahan aus.

9

3. Tahan terhadap korosi.

4. Dapat menghantar panas.

5. Pelekatan yang baik untuk bidang luncur yang di cor.

6. Koefisien muai kecil.

7. Sifat dapat dikerjakan (mampu tempa) yang baik.

Pemakaian bushing ini, antara lain bushing pada poros engkol, bushing pada

mesin perkakas, bushing pada roda kereta api, bushing untuk penggunaan umum,

bushing pada mesin-mesin pabrik. Bahan baku yang sering dipergunakan dalam

pembuatan bushing adalah paduan logam CuPbSn (Bronze). Bahan baku ini

termasuk kepada kelompok copper – base alloys, yang artinya tembaga merupakan

logam dasar untuk perunggu tuang atau disebut juga sebagai paduan tembaga

(Wijaya, 2010).

C. Screw Conveyor

Jenis konveyor yang paling tepat untuk mengangkut bahan padat berbentuk

halus atau bubur adalah konveyor sekrup (screw conveyor). Alat ini pada dasarnya

terbuat dari pisau yang berpilin mengelilingi suatu sumbu sehingga bentuknya mirip

sekrup. Pisau berpilin ini disebut flight. Macam-macam flight adalah (Ginting, 2008):

1. Sectional flight

2. Helicoid flight

3. Special flight, terbagi: cast iron flight, ribbon flight, dan cut flight

Untuk mendapatkan konveyor panjang yang lebih sederhana dan murah,

biasanya konveyor tersebut itu disusun dari konveyor-konveyor pendek. Sepasang

konveyor pendek disatukan dengan sebuah penahan yang disebut hanger dan

disesuaikan pasangan pilinannya.

10

Tiap konveyor pendek mempunyai standar tertentu sehingga dapat dipasang

dengan konveyor pendek lainnya, yaitu dengan cara memasukkan salah satu poros

sebuah konveyor ke lubang yang terdapat pada poros konveyor lainnya.

Gambar 2.3 Screw Conveyor : a. Sectional ; b. Helicoid; c. Cast Iron; d.

Riboon ; e. Cut Flight

(Sumber: Ginting, 2008)

Gambar 2.4 Screw Conveyor Coupling

(Sumber: Ginting, 2008)

D. Besi Tuang

Besi tuang atau Besi Cor (cast Iron) dapat didefinisikan sebagai paduan dari

besi dengan lebih dari 1,7 % karbon, biasanya kadar karbon ini berada pada kisaran

antara 2,4 hingga 4 %, merupakan bahan yang relatif mahal, dimana bahan ini

diproduksi dari besi mentah cair, atau besi/baja tua, ini merupakan produk besi tuang

yang memiliki fungsi mekanis sangat penting dan diproduksi dalam jumlah besar.

Prosesnya sering dilakukan dengan cara menambahkan unsur graphite ke dalam

ladle sebagai pengendali pada saat proses pengecoran logam (Sudjana, 2008: 94).

Produk-produk seperti crankshaf, conecting rod dan element dari bagian-

bagian mesin sebelumnya dibuat dari baja tempa (steel forgings), sekarang lebih

banyak menggunakan high-duty alloy iron casting. Benda-benda tuangan dapat

11

membentuk bagian bentuk yang rumit dibandingkan dengan bentuk-bentuk benda

hasil tempa (wrought) kendati diperlukan proses pemesinan, akan tetapi dapat

diminimalisir dengan memberikan kelebihan ukuran sekecil mungkin dari bentuk

yang dikehendaki (smaller allowance), oleh karena itu produk penuangan relatif

lebih sedikit dibanding dengan produk tempa (Sudjana, 2008: 94).

Gambar 2.5 Diagram alur pembuatan besi tuang (Cast Iron)

(Sumber: Sudjana, 2008: 95)

Besi cor dikelompokkan menjadi besi cor kelabu, besi cor kelas tinggi, besi

cor kelabu paduan, besi cor bergrafit bulat, besi cor mampu tempa, dan besi cor cil.

Struktur besi cor terdiri dari ferit atau perlit dan serpih karbon bebas. Karbon dan

silisium ternyata mempengaruhi struktur mikro, ukuran serta bentuk dari karbon

bebas dan keadaan struktur dasar berubah sesuai dengan mutu dan kuantitasnya. Besi

cor kelabu memiliki kekuatan tarik kira-kira 10-30 kgf/mm2, titik cairnya kira-kira

1200 oC, namun besi cor ini bersifat getas. Besi cor kelabu memiliki mampu cor

yang sangat baik serta murah dan paling banyak digunakan untuk benda-benda coran

(Fadlika, 2008).

E. Tembaga dan Paduannya

Dalam dunia industri sebagian besar penggunaan tembaga adalah untuk

kawat atau bahan untuk menghantarkan panas dalam memanfaatkan hantaran listrik

12

dan panasnya yang baik. Tembaga murni untuk keperluan industri dicairkan dengan

proses elektrolisa, dan diklasifikasikan menjadi tiga macam menurut kadar oksigen

dan cara deoksidasi, yaitu tembaga ulet, tembaga deoksidasi dan tembaga bebas

oksidasi. Kalau Oksigen (O) terkandung dalam tembaga, unsur-unsur pengotor dapat

mengendap sebagai oksidasi maka jumlah larutan padat untuk menaikan hantaran

lisrtik menjadi berkurang. Dengan oksida yang banyak pada temperatur tinggi dapat

menyebabkan kegetasan hydrogen, untuk mencegah ini dipergunakan tembaga

deoksidasi atau tembaga bebas oksigen (Hakim, 2010).

Tembaga membentuk larutan padat dengan unsur-unsur logam lain dalam

daerah yang luas, dan dipergunakan untuk berbagai keperluan. Paduan tembaga

untuk coran hampir mempunyai komposisi kimia yang sama tetapi untuk

memperbaiki mampu cornya dan mampu mesinnya, komposisi kimianya berbeda

dalam beberapa komponen (Hakim, 2010) .

Tabel 2.1 Paduan tembaga utama tempaan

(Sumber: Hakim, 2010)

13

1. Kuningan

Kuningan adalah logam paduan Tembaga (70%) dan Seng (30%). Dalam

diagram fasa Tembaga (Cu) dengan Seng (Zn) terdapat 6 fasa yaitu: α, β, γ, δ, ε,

dan η. Dari semua fasa itu yang penting secara industri adalah dua, yaitu α dan β.

Α mempunyai struktur fcc dan β mempunyai struktur bcc. Ada juga fasa β dengan

kisi super. Seperti telah diketahui dari diagram fasa untuk kuningan 70-30, fasa α

merupakan fasa yang lunak dan mudah dikerjakan. Sedangkan kuningan 60-40,

adalah fasa α+ β yang mempunyai kekuatan tinggi. Paduan dengan kira-kira

45%Zn mempunyai kekuatan yang paling tinggi akan tetapi tidak dikerjakan, jadi

hanya dipergunakan untuk paduan coran (Hakim, 2010).

Gambar 2.6 Diagram fasa Cu – Zn

(Sumber: Hakim, 2010)

Kuningan yang dicampur unsur ketiga untuk memperbaiki ketahanan korosi,

ketahanan aus, mampu mesin, dsb, disebut kuningan khusus khusus. Unsur-unsur

yang dipadukan terutama Mn, Sn, Fe, Al, Ni, Pb. Unsur-unsur ini larut padat

dalam α dan β, sehingga tidak membentuk fasa baru hanya mengubah

perbandingan antara fasa α dan β. Pb larut padat dalam kuningan hanya sampai

0,4%, dan kelebihannya mengendap dalam batas butir dan di dalam butir

terdipersikan secara halus. Hal ini memperbaiki mampu mesin dan membuat

14

permukaan yang halus. Dari itu bahan ini dipergunakan untuk roda gigi pada jam

yang dibebani secara ringan.

Sn memperbaiki ketahanan korosi dan sifat-sifat mekaniknya kalau

ditambahkan dalam daerah larutan padat. Al adalah efektif untuk memperhalus

butir kristal dan memperbaiki ketahanan korosi terhadap air laut jadi paduan

ditambah 1,5 sampai 2,5% Al dapat dipergunakan untuk pipa kondensor (Hakim,

2010).

2. Brons (Bronze)

Paduan ini dikenal oleh manusia sejak lama sekali. Perunggu (Brons)

merupakan paduan antara Cu dan Sn dalam arti yang sempit. Tetapi dalam arti

yang luas perunggu berarti paduan Cu dengan unsur logam lainnya selain dari Sn.

Dibandingkan dengan tembaga murni dan kuningan, perunggu merupakan paduan

yang mudah dicor dan mempunyai kekuatan yang lebih tinggi. Demikian juga

ketahanan aus dan ketahanan korosinya. Oleh karena itu banyak dipergunakan

untuk berbagai komponen mesin, bantalan, pegas, coran artistik (Hakim, 2010).

Perunggu posfor (brons posfor) Pada paduan tembaga posfor berguna

sebagai penghilang oksida, oleh karena itu penambahan posfor 0,05% - 0,5% pada

paduan memberikan kecairan logam yang lebih baik. Brons posfor mempunyai

sifat-sifat lebih baik keelastisannya, kekuatan dan ketahanan terhadap aus. Ada

tiga macam brons posfor yang dipergunakan dalam industri yaitu brons biasa yang

tidak mempunyai kelebihan P yang dipakai dalam proses menghilangkan oksida,

brons posfor untuk pegas dengan kadar 0,05% - 0,15% yang ditambahkan kepada

brons yang mengandung Sn kurang dari 10% dan brons posfor untuk bantalan

yang mengandung 0,3% - 1,5%P ditambahkan kepada brons yang mengandung

lebih dari 10%Sn (Hakim, 2010).

F. Pengecoran Logam (Metal Casting)

Pengecoran atau penuangan (casting) merupakan salah satu proses

pembentukan bahan baku/bahan benda kerja yang relatif mahal dimana pengendalian

kualitas benda kerja dimulai sejak bahan masih dalam keadaan mentah. Komposisi

unsur serta kadarnya dianalisis agar diperoleh suatu sifat bahan sesuai dengan

kebutuhan sifat produk yang direncanakan namun dengan komposisi yang homogen

serta larut dalam keadaan padat (Sudjana, 2008: 144).

15

Proses penuangan juga merupakan seni pengolahan logam menjadi bentuk

benda kerja yang paling tua dan mungkin sebelum pembentukan dengan panyayatan

(chipping) dilakukan. Sebagai mana ditemukan dalam artifak kuno menunjukkan

bukti keterampilan yang luar biasa dalam pembentukan benda dari bahan logam

dengan menuangkan logam yang telah dicairkan (molten metals) kedalam cetakan

pasir khusus menjadi bentuk tertentu (Sudjana, 2008: 144).

Pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir juga merupakan teknologi

yang menuangkan larutan cair dari logam secara hati-hati kedalam cetakan pasir

yang sudah dipersiapkan dengan hasil yang mendekati sempurna. Oleh karena itu

proses pembentukan melalui teknik penuangan ini juga digunakan pada level

kebangsawanan seperti pembuatan benda-benda seni seperti ornamen alam dan alat

memasak dan lain-lain. Koin kuno yang terbuat dari emas (gold), perak (silver), dan

bronze dipertahankan dan dipamerkan di museum prajurit dan dinyatakan sebagai

koleksi karya seni yang luar biasa dari tingkat keterampilan (skill) pada masa itu,

demikian pula dengan gambar serta lukisan kuno yang sangat detail dari seorang raja

sebagai bukti kekuasaannya (Sudjana, 2008: 144).

Dalam perkembangannya pembentukan benda kerja melalui penuangan ini

tidak hanya pada lingkup seni dan konsumsi kalangan artisocrat semata, namun juga

pada pengembangan teknologi penuangan itu sendiri termasuk pengembangan

peralatan dan mesin-mesin perkakas moderen sebagaimana yang kita gunakan pada

saat ini, sehingga metoda penuangan dengan cetakan pasir (sand casting) menjadi

salah satu metoda penuangan. Dimana berbagai metoda penuangan tersebut antara

lain meliputi : Sand casting (penuangan dengan cetakan pasir), Die casting

(penuangan dengan cetakan matres), Centrifugal casting (penuangan dengan cetakan

putar), Continuous casting, Shell moulding, dan Investment casting (Sudjana, 2008:

145).

G. Pengecoran dengan Cetakan Pasir (Sand Casting)

Proses pembentukan benda kerja dengan metoda pengecoran (penuangan)

logam cair kedalam cetakan pasir (sand casting), secara sederhana cetakan pasir ini

dapat diartikan sebagai rongga hasil pembentukan dengan cara mengikis berbagai

bentuk benda pada bongkahan dari pasir yang kemudian rongga tersebut diisi dengan

logam yang telah dicairkan melalui pemanasan (molten metals) (Sudjana, 2008: 145).

16

Cetakan pasir untuk pembentukan benda tuangan melalui pengecoran harus

dibuat dan dikerjakan sedemikian rupa dengan bagian- bagian yang lengkap sesuai

dengan bentuk benda kerja sehingga diperoleh bentuk yang sempurna sesuai dengan

yang kita kehendaki. Bagian-bagian dari cetakan pasir ini antara lain meliputi

(Sudjana, 2008: 148):

1. Pola, mal atau model (pattern), yaitu sebuah bentuk dan ukuran benda yang

sama dengan bentuk asli benda yang dikehendaki, pola ini dapat dibuat dari

kayu atau plastik yang nantinya akan dibentuk pada cetakan pasir dalam bentuk

rongga atau yang disebut mold jika model ini dikeluarkan yang kedalamnya

akan dituangkan logam cair.

2. Inti (core), inti ini merupakan bagian khusus untuk yang berfungsi sebagai

bingkai untuk melindungi struktur model yang akan dibentuk, dengan demikian

keadaan ketebalan dinding, lubang dan bentuk-bentuk khusus dari benda

tuangan (casting) tidak akan terjadi perubahan.

3. Cope, yaitu setengah bagian dari bagian atas dari cetakan pasir.

4. Drag, yakni setengah bagian bawah dari cetakan pasir tersebut.

5. Gate ialah lubang terbuka dimana dituangkannya logam cair kedalam cetakan

diatara core dan drag.

6. Riser ialah lubang pengeluaran yang disediakan untuk mengalirnya sisa lelehan

logam cair dari dalam cetakan serta sedikit reserve larutan logam cair.

Komponen-komponen utama untuk pembuatan cetakan tersebut diatas

merupakan komponen utama yang digunakan dalam pembuatan cetakan untuk

pengecoran logam. Kelengkapan lainnya adalah Chaplet, yakni kelengkapan

pendukung Cores, walaupun pemakaian pendukung cores ini dianggap kurang

praktis, dan beberapa peralatan yang lain tidak ada dalam perdagangan.

7. Pasir cetakan

Cetakan dan teras merupakan bagian yang akan bekerja menerima panas dan

tekanan dari logam cair yang dituang sebagai bahan produk, oleh karena itu

pasir sebagai bahan cetakan harus dipilih sesuai dengan kualifikasi kebutuhan

bahan yang akan dicetak baik sifat penuangannya maupun ukuran benda yang

akan dibentuk dalam penuangan ini. Dimana semakin besar benda tuangan

maka tekanan yang disebut tekanan metallostatik akan semakin besar dimana

17

cetakan maupun teras harus memiliki kestabilan mekanis yang terandalkan.

Beberapa jenis bahan cetakan dan teras yang sering digunakan antara lain :

a. Pasir tanah liat

Pasir tanah liat ialah pasir yang komposisinya terdiri atas campuran

pasir-kwarsa dengan tanah liat yang berfungsi sebagai pengikat. Pasir tanah liat

ini dapat dibedakan menjadi dua macam menurut cara pemakaiannya yaitu :

1) Pasir kering yaitu jenis pasir tanah liat dimana setelah dibentuk menjadi

cetakan harus dikeringkan terlebih dahulu. Pasir ini sangat cocok

digunakan untuk pengecoran benda-benda yang kecil maupun yang

besar.

2) Pasir basah ialah jenis pasir tanah liat yang telah dibentuk menjadi

cetakan tidak perlu dilakukan pengeringan. Pasir ini hanya digunakan

untuk pengecoran benda-benda yang kecil.

Dalam proses pembentukan bahan cetakan pasir cetakan dicampur

dengan bubuk batu bara untuk menhindari terbakarnya butiran pasir ini

terutama bagian yang berhubungan langsung dengan sumber panas dan

pengerjaan lanjutan atau penyelesaian setelah cetakan ini terbentuk, permukaan

bentuk benda kerja diperhalus dengan cara memolesnya dengan larutan

graphite atau yang disebut penghitaman dan digunakan pada cetakan yang

menggunakan pasir kering. Tetapi untuk cetakan yang pasir basah biasanya

penghitaman diberikan dengan menyemprotkan tepung batu bara tersebut,

melalui proses ini juga akan diperoleh benda tuangan yang memilki permukaan

yang halus. Dalam keadaan padat cetakan ini juga harus dilubangi (lubang

kecil) sehinga dapat membuang gas yang terbentuk akibat pemanasan, untuk

tujuan ini biasanya dimasukan jerami.

b. Pasir minyak

Pasir minyak ialah pasir kwarsa yang dalam pemakaiannya dicampur

dengan minyak sebagai bahan pengikatnya, sifatnya yang sangat baik dan

cocok digunakan dalam pembuatan teras (bahan cetakan) baik ukuran kecil

maupun besar, setelah pembentukan, teras dikeringkan dan dipoles dengan

cairan serbuk batu bara. Teras dengan bahan pasir minyak ini dimana

18

pengikatnya adalah minyak setelah penuangan minyak akan terbakar sehingga

teras mudah untuk dikeluarkan.

c. Pasir dammar buatan (Resinoid)

Pasir dammar buatan ialah pasir cetak dengan komposisi yang terdiri dari

pasir kwarsa dengan 2% dammar buatan. Pasir jenis ini hampir tidak perlu

ditumbuk dalam pemadatannya. Pasir ini juga memiliki sifat yang baik setelah

mengeras dan pengerasannya dapat diatur dengan sempurna serta cocok

digunakan untuk membentuk benda-benda dengan ukuran yang cukup besar.

Proses penghitaman masih harus dilakukan seperti penggunaan pasir-pasir

yang lainnya.

d. Pasir air kaca

Pasir air kaca merupakan komposisi dari pasir kwarsa dengan kurang

lebih 4% air kaca Pemadatannya hampir tidak perlu ditumbuk dan sifatnya

sangat baik setelah dikeraskan melalui pemasukan gas CO dan dihitamkan.

Pasir kaca ini digunakan sebagai bahan cetakan atau teras dengan ukuran

sedang.

e. Pasir semen

Pasir semen merupakan campuran pasir kwarsa dengan kurang lebih 9%

semen serta air kurang lebih 6 %. Pemadatannya tidak perlu ditumbuk dan

sifatnya sangat baik setelah mengeras walupun proses pengerasannya lambat.

Setelah kering juga dihitamkan. Pasir ini digunakan sebagai bahan teras dan

cetakan yang berat.

Pada pekerjaan penuangan (pengecoran) benda-benda yang besar

diperlukan cetakan yang besar pula serta dengan ukuran dinding cetakan yang

tebal dimana cetakan harus mampu menahan tekanan metallostatic yang besar.

Untuk itu kita tidak mungkin mengandalkan kekuatan perekat-perekat

sebagaimana disebutkan pada unsur perekat pada pasir tuang. Dari itu

penulangan sangat penting sebagai unsur penguatan.

19

Bahan penulangan ini biasanya dibuat dari baja dengan bentuk seperti

terlihat pada gambar di bawah ini

(a) Penguatan pasir cetakan (b) Pendukung teras

Gambar 2.7 Penguat cetakan


8. Rangka cetakan (frame)

Rangka cetakan (frame) berfungsi sebagai bingkai yang dibuat dari baja

atau besi tuang, dimana rangka cetakan (frame) ini harus dapat mempertahankan

bentuk cetakan apabila cetakan menerima pembebanan yang diberikan oleh

bahan tuangan tersebut. Akan tetapi terdapat pula rangka cetakan yang dibuat

dari kayu yang dibuat sedemikian rupa sehingga mudah untuk memegang atau

mengangkat cetakan tersebut (Sudjana, 2008: 151).

Gambar 2.8 Rangka cetakan kayu Gambar 2.9 Rangka cetakan baja

20

H. Faktor-faktor Penting dalam Pengecoran

Dalam pembuatan produk dengan proses pengecoran atau penuangan

beberapa faktor penting yang harus diperhatikan antara lain adalah perubahan

temperatur pada bahan produk penuangan tersebut akan mengakibatkan pula

perubahan terhadap bentuk dari produk itu sendiri. Dengan keragaman dimensional

produk akan terjadi perbedaan ketebalan bahan sehingga proses pendinginan pun

tidak akan merata, dengan demikian maka akan terjadi tegangan yang tidak merata

pula, maka deformasi pun tidak dapat dihindari. Akibatnya benda kerja akan

mengalami perubahan bentuk secara permanen, disamping dapat merugikan sifat

mekanis dari bahan tersebut. Untuk mengatasi masalah tersebut harus dilakukan

tindakan preventif, yaitu (Sudjana, 2008: 199):

1. Tambahan penyusutan

Tambahan ukuran bahan diberikan pada saat pembuatan cetakan yang

direncanakan sejak pembuatan model (pattern), walaupun tidak sangat akurat

penambahan ukuran ini dapat dianalisis dari bentuk dimensi produk tersebut

melalui bentuk model yang kita buat dapat ditentukan besarnya kelebihan ukuran

yang harus dilebihkan. Dimana penyusutan pada bahan yang tipis akan berbeda

dengan penyusutan bahan yang lebih tebal. Untuk itu tabel berikut dapatlah

kiranya dijadikan acuan dalam menentukan kelebihan ukuran (Allowance)

terhadap kemungkinan terjadi penyusutan.

Tabel 2.2 Tambahan ukuran penyusutan


21

2. Tambahan penyelesaian mesin

Pada beberapa produk bagian tertentu dari produk penuangan diperlukan

permukaan dengan kualitas tertentu sehingga dipersyaratkan penyelesaian dengan

pekerjaan pemesinan (machining). Benda yang demikian ini biasanya merupakan

bagian dari konsruksi rakitan sehingga masing-masing komponen akan terpasang

secara baik, misalnya Hanger Bearing dengan pasangannya yaitu Bronze Bushing.

Dari itu penambahan ukuran untuk benda tuangan harus diberikan, sehingga

setelah dilakukan proses pemesinan ukuran benda sesuai spesifikasi yang

dikehendaki, sebab itu analisis terhadap gambar kerja menjadi sangat penting .

Tabel 2.3 Tambahan ukuran untuk benda tuangan besi (casting iron) untuk

penyelesaian mesin


3. Tambahan deformasi atau distorsi

Distorsi bahan dalam pekerjaan panas tidak dapat dihilangkan, oleh karena

itu upaya untuk meminimalkannya harus selalu dilakukan. Hal ini merupakan

keterampilan yang berkembang sesuai dengan pengalaman sehingga dapat

memperkirakan kemungkinan arah pelengkungan yang terjadi. Pada beberapa

bentuk coran dapat dilakukan dengan memberikan penguatan, seperti penulangan

dengan rusuk-rusuk sehingga membentuk profil penguat, namun penguatan ini

tidak mungkin dilakukan untuk benda dengan bentuk dan kebutuhan tertentu.

Cara lain dengan menambah/merubah bentuk atau ukuran sehingga apabila terjadi

pelengkungan, maka pelengkungan itu akan berada pada posisi bentuk yang

diinginkan (Sudjana, 2008: 201).

22

I. Dapur Kupola

Peralatan utama yang sangat dibutuhkan dalam proses peleburan besi adalah

dapur kupola yang umum digunakan oleh industri pengecoran logam skala kecil-

menengah. Konstruksi kupola cukup sederhana, berbentuk silinder tegak terbuat dari

plat baja dilapisi bata api yang banyak digunakan dalam proses peleburan besi secara

kontinyu, karena pengoperasian mudah dan pengontrolan komposisi kimia dalam

daerah rentang luas. Gambar 2.10 menunjukkan penampang kupola yang terbagi

menjadi 5 zona (Rahardjo, 2010), yaitu:

1. Zona pemanasan awal, dimulai dari pintu pengisian sampai tempat besi

mencair.

2. Zona peleburan merupakan bagian atas alas kokas dimana besi mencair.

3. Zona pemanasan lanjut, dimulai dari bagian bawah zona peleburan sampai rata

tuyere dimana besi cair selama dipanaskan turun.

4. Zona oksidasi, dimulai dari tuyere sampai rata-rata tengah alas kokas.

5. Zona reduksi merupakan zona bagian atas dari zona oksidasi dimana gas CO2

yang terjadi di zona oksidasi akan mereduksi kokas.

6. Krus adalah bagian dari tuyere sampai dasar kupola dimana besi cair dan terak

ditampung.

Gambar 2.10 Penampang Dapur Kupola

(Sumber: Rahardjo, 2010)

Proses peleburan besi di dalam kupola terjadi oleh karena panas reaksi

eksotermis antara oksigen (udara) yang ditiupkan terhadap kokas (karbon), dimana

panas ini yang akan mencairkan besi dan mereduksi oksida besi (Rahardjo, 2010).

C + O2 →CO2 (reaksi eksotermis)

Reaksi eksotermis ini terjadi di daerah tuyere yang merupakan daerah suhu

tertinggi dalam kupola, bagian atas daerah ini terjadi reaksi reduksi dimana CO2 yang

terjadi di daerah oksidasi sebagian dirubah menjadi CO (Rahardjo, 2010).

CO2 + C → 2 CO (reaksi endotermis)

23

Reaksi endotermis ini dipercepat dengan menurunnya suhu gas. Hasil

samping yang berupa terak terdiri dari flux, abu kokas dan oksida besi perlu segera

dibuang karena sangat reaktif terhadap besi cair yang berpengaruh terhadap

fluktualitas mutu hasil tuangan. Waktu yang diperlukan mulai dari pemanasan awal

sampai keluar terak ± 45 menit.

Penaburan abu jerami atau tepung gelas di atas permukaan cairan besi perlu

dilakukan untuk mencegah penurunan suhu dan memudahkan pembuangan terak.

Suhu penuangan besi cair ke dalam cetakan sangat mempengaruhi mutu benda tuang

yang dihasilkan, jika suhu terlalu rendah akan mempercepat waktu pembekuan besi

cair sehingga menimbulkan cacat benda tuang (Rahardjo, 2010).

J. Dapur Krusibel

Dapur krusibel (Crussible Furnace) digunakan untuk peleburan logam non-

besi seperti perunggu, kuningan, paduan seng dan aluminium. Kapasitas dapur ini

umumnya terbatas hanya beberapa ratus pound saja. Dapur krusibel adalah dapur

yang paling tua yang digunakan dalam peleburan logam dan mempunyai konstruksi

paling sederhana. Dapur ini ada yang menggunakan kedudukan tetap dimana

pengambilan logam cair dengan memakai gayung. Dapur ini sangat fleksibel dan

serba guna untuk peleburan yang skala kecil dan sedang.

Bahan bakar dapur krusibel ini adalah gas atau bahan bakar minyak karena

akan mudah mengawasi operasinya. Ada pula dapur yang dapat dimiringkan

sehingga pengambilan logam dengan menampung dibawahnya.

24

Dapur krusibel melebur logam tanpa berhubungan langsung dengan bahan

pembakaran (indirect fuel-fired furnance) (Padang, 2011).

Gambar 2.11 Tiga jenis dapur krusibel (a. Krusibel angkat (lift-out crucible), b. Pot

tetap (stationary pot), dan c. Dapur tukik (tilting-pot furnance))

(Sumber: Mikell P.Groover, 2000 dalam Padang, 2011)

Krusibel angkat yaitu Krusibel ditempatkan didalam dapur dan dipanaskan

hingga logam mencair. Sebagai bahan bakar digunakan minyak, gas, dan serbuk batu

bata. Bila logam telah melebur, krusibel diangkat dari dapur dan digunakan sebagai

ladel penuangan. Dapur pot tetap, dapur tidak dapat dipindah, logam cair diambil

dari kontainer dengan ladel. Dapur tukik Dapat ditukik untuk menuangkan logam

cair (Mikell P.Groover, 2000 dalam Padang, 2011).

K. Cetakan Pasir

1. Pengertian Cetakan Pasir

Cetakan pasir adalah cetakan yang terbuat dari pasir yang diberi bahan

pengikat. Pasir silika adalah pasir yang paling banyak digunakan, baik pasir silika

dari alam maupun pasir silika buatan dari kwarsit. Sedangkan bahan pengikat

yang paling banyak digunakan adalah bentonit (Astika, 2010).

2. Gambaran Umum Pasir Cetak

Pasir dapat didefinisikan sebagai butiran-butiran yang terjadi akibat

penghancuran batu-batuan. Ukuran dari butir-butir pasir adalah tidak lebih besar

dari 1/12 in dan tidak lebih kecil dari 1/400 in. Pasir dapat digunakan untuk

pengecoran logam ferrous dan non ferrous, dari itu pasir merupakan bahan yang

palng banyak digunakan untuk membuat cetakan. Bahan baku pembuatan cetakan

pasir dapat dibagi menjadi dua golongan yaitu (Astika, 2010):

25

Bahan utama pembentuk cetakan pasir, yaitu bahan yang mesti ada dalam

pembuatan cetakan, yang terdiri dari pasir, zat pengikat dan air.

Bahan tambahan, yaitu bahan yang bisa ditambahkan pada pembuatan

cetakan, misalnya grafit, bubuk arang, tepung ataupun minyak nabati.

Bahan-bahan tersebut dimaksudkan untuk memperbaiki sifat-sifat

mekanis maupun sifat fisis cetakan.

a. Bentuk Butir Pasir Cetak

Pasir cetak memiliki berbagai bentuk yang dapat digolongkan menjadi

beberapa jenis yaitu, butir pasir bundar, butir pasir sebagian bersudut, butir

pasir bersudut, butir pasir kristal.

Gambar 2.12 Bentuk butir-butir dari pasir cetak

(Sumber : Surdia, 2000: 110)

b. Syarat-syarat Pasir Cetak

Pasir cetak memerlukan sifat-sifat yang memenuhi persyaratan untuk

dapat menghasilkan benda tuang yang baik, diantaranya sebagai berikut

(Astika, 2010) :

1) Mempunyai sifat mampu bentuk yang baik. Pasir cetak harus dengan

mudah dapat dibentuk menjadi bentuk-bentuk cetakan yang

diharapkan, baik cetakan berukuran besar maupun cetakan berukuran

kecil.

2) Permeabilitas yang cocok. Permeabilitas dapat diartikan sebagai

kemampuan cetakan untuk mengalirkan gas-gas dan uap air yang ada

di dalamnya keluar dari cetakan.

3) Distribusi besar butir pasir yang cocok. Butiran pasir yang terlalu

halus akan mengurangi permeabilitas cetakan, sedangkan butiran yang

terlalu kasar akan meningkatkan permeabilitas cetakan. Untuk itu

distribusi besar butir yang cocok perlu dipertimbangkan.

4) Tahan terhadap temperatur tinggi. Butir pasir dan pengikat harus

mempunyai derajat tahan api tertentu terhadap temperature tinggi

kalau logam cair dengan temperatur tinggi ini dituang ke dalam

cetakan.

26

5) Mampu dipakai lagi. Setelah proses pengecoran selesai, cetakan harus

dapat dibongkar dengan mudah dan pasirnya dapat dipakai berulang-

ulang supaya ekonomis.

6) Mempunyai kekuatan yang baik. Cetakan harus mempunyai kekuatan

yang cukup agar tidak mudah ambruk baik pada saat penuangan,

pengangkutan maupun pemindahan.

3. Sifat-sifat Pasir Cetak

a. Sifat-sifat Basah

Pasir cetak yang menggunakan bentonit atau tanah lempung dengan

tanah lempung sebagai bahan pengikat, memperlihatkan berbagai sifat sesuai

dengan kadar air. Gambar 2.13 menunjukkan hubungan antara kadar air dengan

berbagai sifat pasir dengan pengikat tanah lempung. Karena kadar lempung

dibuat tetap dan kadar air ditambah, maka kekuatan berangsur-angsur

bertambah sampai titik maksimum dan seterusnya menurun. Kecenderungan

serupa timbul kalau kadar air dibuat tetap dan kadar lempung ditambah.

Dengan kelebihan kadar air kekuatan dan permeabilitas akan menurun karena

ruangan antara butir-butir pasir ditempati oleh lempung yang kelebihan air.

Gambar. 2.13 Pengaruh kadar air dan kadar lempung pada pasir diikat lempung


b. Sifat-sifat Kering

Pasir dengan pengikat tanah lempung atau bentonit yang dikeringkan

mempunyai permeabilitas dan kekuatan tekan yang meningkat dibandingkan

dalam keadaan basah, karena air yang diabsorpsi pada permukaan butir tanah

27

lempung dan bentonit dihilangkan. Seperti ditunjukkan gambar 2.13 dan

gambar 2.14 kekuatan tekan kering lebih tinggi kalau kadar air mula lebih

besar.

Gambar. 2.14 Hubungan antara kadar air, kekuatan dan permeabilitas dari pasir

dengan pengikat bentonit


c. Sifat-sifat Panas

Cetakan mengalami temperatur tinggi dan tekanan tinggi dari logam cair

pada waktu penuangan, sehingga kekuatan panas, pemuaian panas, dan

sebagainya harus diketahui sebelumnya. Pemuaian panas berubah sesuai

dengan jenis pasir cetak seperti yang ditunjukkan data gambar 2.15 pasir pantai

dan pasir gunung mempunyai pemuaian panas yang lebih kecil dibandingkan

dengan pasir silika, sedangkan pasir olivin dan pasir sirkon mempunyai

pemuaian panas sangat kecil. Pemuaian panas bertambah sebanding dengan

kadar air dari pasir dan menurun kalau kadar yang dapat terbakar bertambah.

Gambar 2.15 Pemuaian panas dari bermacam macam pasir


4. Bentonit

Bentonit merupakan satu jenis dari tanah lempung. Bentonit terdiri dari

butir-butir halus dibawah 10μ yang fasa penyusun utamanya adalah

monmorillonite (Al2O3.4SiO2.H2O) (Astika, 2010).

28

Bentonit digunakan sebagai bahan pengikat pada pembuatan cetakan pasir

karena mempunyai sifat-sifat yang diperlukan yaitu :

a. Menghasilkan daya ikat yang tinggi.

b. Menjadi liat bila basah, sehingga akan memudahkan dalam pembentukan

pada proses pembuatan cetakan.

c. menjadi keras setelah dikeringkan.

Gambar 2.16. berikut menunjukkan terjadinya daya ikat pada bentonit akibat

adanya perbedaan distribusi muatan positif dan negatif pada permukaan

bentonit.

Gambar. 2.16 Distribusi muatan positif pada permukaan bentonit

(Sumber : Dieter, George E. 1992 dalam Astika, 2010)

Kemampuan daya serap (absorpsi) beberapa mineral lempung terhadap muatan

positif (cations) ternyata berbeda-beda sebagaimana tertera pada tabel di bawah

ini.

Tabel 2.4 Kemampuan absorpsi beberapa mineral

(Sumber : Dieter, George E, 1992 dalam Astika, 2010)

L. Kokas

Batubara adalah bahan bakar padat, terbentuk dari sisa tumbuhan purba yang

mengendap yang selanjutnya berubah bentuk akibat proses fisika dan kimia yang

berlangsung selama jutaan tahun. Sementara kokas adalah hasil karbonasi dari

batubara atau lebih mudahnya adalah arangnya batubara. Proses pengarangan

29

batubara disebut karbonasi yang bertujuan untuk meningkatkan kualitas batubara

(Subroto, 2007). Jenis yang sering digunakan untuk pengecoran logam adalah Green

coke yaitu kokas yang memiliki wujud masih bongkahan seperti batu.

Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi pembakaran batubara antara lain:

1. Kecepatan aliran udara

2. Ukuran partikel

3. Jumlah udara pembakaran

4. Temperatur udara pembakaran

5. Karakteristik bahan bakar padat yang terdiri dari:

• Kadar karbon

• Kadar air (moisture)

• Zat-zat yang mudah menguap (Volatile matter)

• Kadar abu (ash)

• Nilai kalori

Gambar 2.17 Kokas Green Coke

(Sumber : Subroto, 2007)

30

BAB III

TEKNIK PELAKSANAAN

A. Kegiatan PKLI

Dalam pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan Industri (PKLI) Penulis terlibat

langsung dalam pelaksanaan pengecoran logam di CV. Kinabalu. Adapun kegiatan

yang penulis lakukan selama PKLI secara garis besar adalah seperti berikut dan

penulis bahas pada sub bab selanjutnya,

1. Senin, 10 Juni 2013

a. Orientasi lapangan oleh Supervisor Pemesinan.

b. Perkenalan dengan Karyawan CV Kinabalu.

c. Mengangkat kokas untuk persiapan pengecoran besi tuang.

2. Selasa, 11 Juni 2013

Membantu memperbaiki dapur kupola untuk pengecoran Bronze.

3. Rabu, 12 Juni 2013

Membuat cetakan pasir untuk produk Bronze Bushing

4. Kamis, 13 Juni 2013

Membantu persiapan pengecoran Bronze.

5. Jumat, 14 Juni 2013

Mengikuti pengecoran Bronze.

6. Sabtu, 15 Juni 2013

Mengikuti pembongkaran hasil pengecoran Bronze.

7. Senin, 17 Juni 2013

Persiapan pengecoran besi tuang.


Mengikuti pengecoran besi tuang.

9. Rabu, 19 Juni 2013

Izin untuk mengikuti seminar proposal penelitian di Kampus.

10. Kamis, 20 Juni 2013

Membuat cetakan pasir untuk produk Roster.

31

11. Jumat, 21 Juni 2013

Izin untuk mengikuti seminar proposal penelitian di Kampus.

12. Sabtu, 22 Juni 2013 dan Senin, 24 Juni 2013

Membuat cetakan pasir untuk produk besi tuang.


Izin untuk mendaftar seminar proposal penelitian.

14. Rabu, 26 Juni 2013, Kamis, 27 Juni 2013, Sabtu, 29 Juni 2013, dan Senin, 01

Juli 2013

Membuat cetakan pasir untuk produk Hanger Bearing.

15. Jumat, 28 Juni 2013

Izin untuk melaksanakan seminar penelitian di Kampus.

16. Selasa, 02 Juli 2013

Membuat cetakan pasir untuk produk Bronze Bushing.

17. Rabu, 03 Juli 2013 sampai Selasa, 09 Juli 2013

Membuat cetakan pasir untuk produk besi tuang.

18. Rabu, 10 Juli 2013

Membantu persiapan pengecoran Bronze (Memperbaiki Dapur Kupola).

Penyelesaian surat-menyurat PKLI.

19. Kamis, 11 Juli 2013

Perpisahan PKLI

32

B. Metode Pengecoran Logam

1. Metode Pengecoran Besi Tuang (Hanger Bearing)

Pengecoran adalah suatu proses manufaktur yang menggunakan logam cair

dan cetakan untuk menghasilkan produk dengan bentuk yang mendekati bentuk

geometri akhir produk jadi. Untuk membuat produk pengecoran seperti Hanger

Bearing maka proses yang harus dilakukan terlihat seperti gambar di bawah ini

Gambar 3.1 Proses pembuatan benda coran

(Sumber: Surdia, 2000: 3)

a. Bahan baku

Bahan baku pengecoran besi tuang kelabu dapat berasal dari bijih besi halus

seperti pada penelitian Jamali (2006). Bahan baku yang berupa bijih besi

menghasilkan pig iron atau besi kasar (Jamali, 2006). Untuk pembuatan produk

seperti Hanger Bearing dapat digunakan bahan baku produk baja rongsokan (besi

tuang kelabu) seperti blok mesin, pompa air, dan produk-produk besi tuang yang

sudah rusak dan akan dilebur kembali.

Hanger Bearing dengan bahan baku besi tuang kelabu memiliki berat jenis

6,9 g/mm3, koefisien kekentalan 0,00230 cm

2/det dapat mencair dengan suhu

pemanasan antara 1200oC sampai 1600

oC (Sudjana, 2008: 179).

b. Dapur kupola

Proses peleburan bahan tuangan dapat dilakukan dengan pamanasan didalam

dapur kupola. Peleburan dengan dapur Kupola (Cupola Furnace) merupakan cara

peleburan yang paling banyak digunakan dibanding dengan pemakaian dapur

listrik dan dapur-dapur lainnya karena memiliki beberapa keunggulan, antara lain

(Sudjana, 2008: 179):

33

1) Dapur kupola memiliki konstruksi sangat sederhana dan dapat dioperasikan

dengan mudah.

2) Biaya operasional relatif rendah.

3) Kapasitas relatif besar.

4) Komposisi kimia mudah dikendalikan.

5) Peleburan dapa dilakukan terus-menerus.

Gambar 3.2 Konstruksi Dapur Kupola


c. Bahan bakar

Bahan bakar yang digunakan untuk mencairkan logam pada dapur kupola

adalah kokas. Pemakaian kokas untuk kupola dengan double tuyer sangat efisien

menggunakan kokas briket dengan perbandingan 1 kg briket kokas dapat

mencairkan besi 14 kg (1 :14) (Supriyanto, 2007).

34

d. Ladel

Panci tuangan atau ladle digunakan untuk mengankut logam cair dari dapur

kupola menuju cetakan. Ladel dibuat dari plat baja dengan lapisan tahan panas

bagian dalamnya (Sudjana, 2008: 153).

Gambar 3.3 Ladel, a. ladel tangan, b. ladel pikul


e. Pembuatan cetakan (pola)

1) Bahan pembuatan pola

Pola yang dipergunakan untuk membuat cetakan benda coran dapat

digolongkan menjadi pola logam dan pola kayu. Pola logam dipergunakan

agar dapat menjaga ketelitian ukuran benda coran, terutama dalam masa

produksi, sehingga unsur pola bisa lebih lama dan produktifitasnya tinggi.

Pola kayu dibuat dari kayu, murah, cepat dibuatnya dan mudah diolahnya

dibanding dengan pola logam. Oleh karena itu pola kayu umumnya dipakai

untuk cetakan pasir, sering permukaannnya diperkuat dengan lapisan plastik

(Fadlika, 2008).

Kayu yang dipakai adalah kayu saru, kayu aras, kayu pinus, kayu

mahoni, kayu jati dan lain-lain. Kayu yang kadar airnya lebih 14% tidak

dapat dipakai karena akan terjadi pelentingan. Bahan lain untuk pola yaitu

resin sintesis, dari berbagai macam resin sintetis, hanya resin Epoksi-lah yang

banyak dipakai. Ia memiliki sifat-sifat : penyusutan yang kecil pada waktu

mengeras, tahan aus yang tinggi, memberikan pengaruh yang lebih baik

dengan menambah pengencer. Selanjutnya bahan logam untuk pola yang

lazim digunakan adalah besi cor. Biasanya dipakai besi cor kelabu karena

sangat tahan aus, tahan panas, dan tidak mahal. Baja khusus dipakai untuk

35

pena atau pegas sebagai bagian dari pola yang memerlukan keuletan (Fadlika,

2008).

Hal pertama yang harus dilakukan pada pembuatan pola adalah

mengubah gambar perencanaan menjadi gambar untuk pengecoran.

Selanjutnya menetapkan tambahan penyusutan, tambahan untuk penyelesain

dengan mesin, kemiringan pola, dan dibuat gambar untuk pengecoran yang

kemudian diserahkan kepada pembuat pola. Untuk mendapatkan hasil coran

yang baik adalah dalam penentuan kup, drag, dan permukaan pisah yang

memiliki ketentuan-ketentuan yaitu Pola harus mudah dikeluarkan dari

cetakan, Sistem saluran harus dibuat sempurna untuk mendapatkan aliran

logarn cair yang optimum, dan Permukaan pisah lebih baik hanya satu

bidang saja, karena permukaaan pisah yang terIalu banyak akan

menghabiskan terlalu banyak waktu dalam proses pembuatan cetakan pasir

(Fadlika, 2008).

2) Macam-macam pola

Pola memiliki berbagai macam bentuk dan dalam pemilihan pola harus

diperhatikan produktifitas, kualitas coran, dan harga pola (Fadlika, 2008).

1) Pola pejal

Pola pejal adalah pola yang biasa dipakai yang bentuknya hampir

serupa dengan bentuk coran.

Gambar 3. 4 Pola pejal jenis tunggal Gambar 3.5 Pola pejal jenis belah

2) Pola Pelat Pasangan

Pola ini merupakan pelat dimana pada kedua belahnya ditempelkan

pola demikian juga saluran turun, pengalir, saluran masuk, dan penambah.

Pola biasanya dibuat dari logam atau plastik.

36

f. Cetakan

Penuangan produk besi tuang seperti hanger bearing menggunakan cetakan

pasir. Pasir yang digunkan adalah pasir silika atau pasir laut.

g. Penuangan

Cairan baja yang dikeluarkan dari tanur diterima dalam ladel dan

dituangkan kedalam cetakan. Ladel mempunyai irisan berupa lingkaran dimana

diameternya hampir sama dengan tingginya. Ladel harus sama sekali kering yang

dikeringkan lebih dahulu oleh burner minyak residu sebelum dipakai (Fadlika,

2008).

Dalam proses penuangan diperlukan pengaturan temperatur penuangan,

kecepatan penuangan dan cara-cara penuangan. Temperatur penuangan berubah

menurut kadar karbon dalam cairan baja seperti ditunjukkan pada grafik berikut

.

Gambar 3.6 Temperatur penuangan yang disarankan

(Fadlika, 2008)

Kecepatan penuangan umumnya diambil sedemikian sehingga terjadi

penuangan yang tenang agar mencegah cacat coran seperti retak–retak dan

sebagainya, Kecepatan penuangan yang rendah menyebabkan kecairan yang

buruk, kandungan gas, oksidasi karena udara, dan ketelitian permukaan yang

buruk. Oleh karena itu kecepatan penuangan yang cocok harus ditentukan

mengingat macam cairan, ukuran coran, dan cetakan.

Cara penuangan secara kasar digolongkan menjadi dua yaitu penuangan atas

dan penuangan bawah. Penuangan bawah memberikan kecepatan naik yang kecil

37

dari cairan baja dengan aliran yang tenang. Penuangan atas menyebabkan

kecepatan tuang yang tinggi dan menghasilkan permukaan kasar karena cipratan.

h. Pembongkaran

Setelah proses pengecoran selesai, pasir harus disingkirkan dari rangka

cetakan dan dari produk coran. Kemudian saluran turun, saluran masuk,

penambah dipisahkan dari coran dan akhirnya sirip-sirip dipangkas serta

permukaan coran dibersihkan. Proses pengerjaan akhir dibagi menjadi dua

macam, pertama menyingkirkan pasir cetak dan pasir inti sebanyak mungkin dari

coran dan dari cetakan. Kedua adalah proses pemahatan untuk menyingkirkan

sirip-sirip dan pasir yang melekat pada coran (Fadlika, 2008).

i. Pemeriksaan

pemeriksaan produk hasil pengecoran dilakukan setelah langakah

pembongkaran selesai. Pemeriksaan dilakukan untuk melihat apakah produk

memiliki ukuran yang cukup untuk selanjutnya dikerjakan di mesin. Kemudian

untuk mengetahui apakah terjadi cacat pengecoran pada produk.

j. Benda kerja

Benda kerja atau produk pengecoran menggunakan dapur kupola dalam

kajian ini adalah besi tuang kelabu. Adapun berbagai produk yang terbuat dari

besi tuang kelabu yaitu Hanger Bearing, Fire Grate, Roster yang kesemuannya

merupakan spart part Pabrik kelapa Sawit.

2. Metode Pengecoran Bronze (Bronze Bushing)

Pengecoran bronze tidak jauh berbeda hal dengan pengecoran besi tuang.

Beberapa hal yang berbeda antara pengecoran besi tuang dan bronze diantaranya

bahan baku, dapur peleburan yang di gunakan, bahan bakar dapur peleburan,

cetakan, dan benda kerja atau produk hasil penuangan.

a. Bahan baku

Bahan baku yang digunakan dalam peleburan bronze dalam dapur krusibel

adalah kuningan, tembaga, dan babet yang dapt diperoleh dari para pengumpul

barang bekas.

38

b. Dapur krusibel

Dapur peleburan Bronze digunakan dapur krusibel, dapur ini sangat

sederhana konstruksinya, fleksibel, dan serbaguna untuk peleburan skala kecil dan

sedang.

Gambar 3.7 Dapur krusibel kedudukan tetap

(Sumber: Mikell P.Groover, 2000 dalam Padang, 2011)

c. Bahan bakar

Bahan bakar yang di gunakan dalam proses peleburan bronze pada dapur

kupola yaitu campuran oli bekas dan minyak tanah, kemudian diinjeksikan

kedalam atomizing burner. Panas yang dihasilkan oleh burner dengan variasi

campuran minyak tanah 10% sampai 40% berkisar antara 1000oC sampai dengan

1400oC. hal ini memungkinkan untuk menggunakan bahan bakar tersebut untuk

melebur bronze pada temperatur leburnya sekitar 1100oC.

d. Cetakan

Cetakan yang digunakan adalah cetakan pasir, dalam proses pekerjaan

penuangan yang paling sulit adalah dalam pembuatan cetakan itu sendiri

(Sudjana, 2008: 147). Cetakan dirancang dengan mempertimbangkan tingkat

kerumitan dari produk pengecoran yang direncanakan. Cetakan yang

direncanakan harus sesederhana mungkin agar tidak menyulitkan pada saat

penuangannya dan cairan logam dapat terdistribusi keseluruh rongga cetakan yang

merupakan bentuk dari produk penuangan. Demikian pula dengan rancangan

saluran-saluran tambahan, seperti saluran pengisap atau pengeluaran gas yang

ditimbulkan oleh pemanasan dari logam cair (Molten metal) terhadap kelembaban

cetakan atau karena terdapat udara yang terjebak didalam rongga cetakan, hal ini

39

akan mengakibatkan keroposnya (porous) benda kerja hasil penuangan (Sudjana,

2008: 154).

e. Benda kerja

Proses pengecoran bronze menggunakan dapur krusibel dapat membuat

berbagai produk seperti bushing, baling-baling kapal, pompa dan produk lain yang

berbahan baku bronze.

C. Pembahasan Hasil PKLI

1. Pengecoran Besi Tuang (Hanger Bearing) di CV Kinabalu

Pembuatan produk-produk melalui pengecoran logam di CV. Kinabalu melalui

beberapa proses. Dalam proses pengecoran tersebut penulis terlibat langsung dari

persipan pengecoran sampai pemeriksaan hasil pengecoran.

Pembahasan penulis lakukan untuk membandingkan atau melihat kesesuaiaan

metode pengecoran di CV. Kinabalu dengan kajian teoritik dan metode pengecoran

pada kajian literatur.

a. Bahan baku

Bahan baku yang di gunakan pada proses pengecoran besi tuang kelabu di CV.

Kinabalu adalah besi rongsokan seperti Blok mesin, pompa air, dan produk besi

tuang lainnya. Pada saat pengecoran berlansung untuk mengurangi kekerasan hasil

coran maka ditambahakan Silikon seberat 1Kg untuk 150Kg besi tuang. Hal

demikian dilakukan agar produk mampu dikerjakan di pemesinan. Penambahan batu

kapur juag dilakukan.

Gambar 3.8 Bahan Baku Pengecoran Besi Tuang Kelabu di CV. Kinabalu


40

b. Dapur kupola

Dapur kupola yang digunakan CV. Kinabalu berdiameter 1300mm, tinggi

4000mm dengan empat lubang tuyer. Blower yang digunakan berdiameter 1000mm

diputar motor 75 HP. Dapur kupola ini memiliki 4 tuyer (lubang hembus), desain

seperti ini agar udara dari blower dapat merata di dalam dapur. Dari lubang hembus

dapat juga melihat apakah kokas sudah terbakar sempurna, jika belum pembakaran

kokas dibantu dengan arang kayu yang dimasukkan dari lubang hembus.

Gambar 3.9 Dapur Kupola CV. Kinabalu


c. Bahan bakar

Bahan bakar yang digunakan pada proses pengecoran besi tuang adalah

kokas. Kokas yang digunakan CV. Kinabalu adalah kokas yang diimpor dari

China. Ukuran kokas yang dikirim ke CV. Kinabalu masih berukuran besar,

memiliki berat sekitar 5-8 Kg. Kokas yang akan digunakan untuk pengecoran

harus lebih kecil, dari itu pada saat persiapan pengecoran, kokas di pecah-pecah

sampai memiliki berat sekitar 0,5-1,5 Kg. hal ini dilakukan agar pembakaran

kokas di dalam dapur kupola lebih cepat, selain itu dengan kokas berukuran kecil,

maka di dalam dapur kupola tidak terlalu banyak rongga. Rongga-rongga di dalam

dapur kupola yang terlalu besar akan mengakibatkan pembakaran tidak efisien

dan logam lama mencair.

Penggunaan kokas untuk peleburan besi tuang di CV. Kinabalu 580 Kg

untuk melebur besi tuang sebanyak 3000Kg. Artinya 1Kg kokas mampu

mencairkan 5Kg logam. Hal ini berbeda dengan penelitian Supriyanto (2007)

41

yang menggunakan kokas briket pada kupola double tuyer menghasilkan

perbandingan 1Kg kokas mampu mencairkan besi 14Kg. keadaan yang berbeda

dikarenakan kokas yang digunakan di CV. Kinabalu bukan berbentuk briket

walaupun tuyer pada dapur kupola berjumlah empat buah.

Pada saat peleburan logam, pembakaran kokas pertama berjumlah 200 Kg

setelah kokas sudah menjadi bara api dimasukkan logam 150 Kg. siklus

berikutnya kokas dimasukkan kedalam dapur hanya 20Kg dan logam tetap 150

Kg. Dalam sekali peleburan atau dalam kurun waktu satu bulan CV. Kinabalu

melebur 3000Kg besi tuang.

Gambar 3.10 Kokas yang di Gunakan di CV. Kinabalu


d. Ladel

Ladel yang digunakan untuk mengangkut logam cair menuju cetakan pasir

dibuat dari plat baja dan diproduksi pada bagian pengelasan CV. Kinabalu.

Bagian dalam ladel dilapisi oleh campuran pasir, bentonit, dan dilapisi grafit yang

dicampur air untuk melapisi permukaan dalam ladel. Sebelum penggunaan, ladel

dikeringkan dengan membakar arang kayu didalam ladel. Jenis ladel yang

digunakan untuk pengecoran besi tuang adalah jenis pikul.

Gambar 3.11 Ladel yang digunakan pada pengecoran besi tuang di CV. Kinabalu


42

e. Sistem pengolahan pasir

Pasir yang digunakan CV. Kinabalu untuk pengecoran besi tuang adalah

pasir laut. Pasir yang digunakan dapat dipakai berulang-ulang, bahan perekat yang

digunakan adalah bentonit.

Gambar 3.12 Pencampuran pasir laut dan bahan perekat


f. Pembuatan cetakan (pola)

Pembuatan pola untuk produk pengecoran di CV. Kinabalu tidak dibuat oleh

karyawan CV. Kinabalu tetapi dipesan kepada mitra perusahaan. Pola yang

digunakan untuk pembuatan produk hanger bearing adalah pola pejal jenis belah.

g. Cetakan

Pembuatan produk hanger bearing di CV. Kinabalu menggunakan cetakan

pasir. Untuk pembuatan inti dilakukan dengan cara CO, maksudnya pasir

dicampur dengan air kaca (Sodium tetra silikat) dengan rumus molekul

Na2Si4O9. 5 H2O (Desiana, 2012) kemudian di hembus menggunakan CO.

Gambar 3.13 Cetakan pasir produk Gambar 3.14 Pembuatan inti dengan

hanger bearing hembusan CO

(Sumber: CV. Kinabalu) (Sumber: CV. Kinabalu)

43

h. Penuangan

Penuangan besi tuang di CV. Kinabalu dilakukan sebulan sekali atau

tergantung pada pemesanan konsumen. Penuangan besi tuang yang rutin

dilakukan adalah sebanyak tiga ton per peleburan.

Gambar 3.15 Penuangan besi tuang produk hanger bearing


i. Pembongkaran, pembersihan, dan pemeriksaan

Pembongkaran hasil pengecoran besi tuang di CV. Kinabalu dilakukan sehari

setelah proses pengecoran. Setelah dibongkar dari cetakan pasir produk

dibersihkan dan di periksa ukurannya. Apabila ukuran tidak mencukupi untuk

pengerjaan lanjut di pemesinan maka produk dianggap gagal dan akan di lebur

kempali pada periode peleburan berikutnya. Namun produk gagal seperti itu

jarang terjadi di CV. Kinabalu.

j. Benda kerja

Benda kerja atau produk yang dihasilkan dari pengecoran besi tuang di CV.

Kinabalu yaitu rumah pompa, hanger bearing, fire grate dan berbagai suku

cadang pabrik kelapa sawit.

Gambar 3.16 Gambar produk hangerbearing c/w bronze bushing


2. Pengecoran Bronze (Bronze Bushing) di CV Kinabalu

a. Bahan baku

Bahan baku pengecoran bronze bushing di CV. Kinabalu diperoleh dari para-

44

pengumpul barang bekas berupa kuningan dan timah babet. Untuk pembuatan

bronze komposisi ideal adalah 70% Tembaga dengan 30% Timah namun

komposisi tersebut sulit dicapai. Pengecoran yang dilakukan bronze yang

dilakukan adalah campuran kuningan dan timah babet.

Perbandingan antara kuningan dan timah babet sekitar 255Kg:45Kg atau

85% kuningan denga 15% timah babet. Komposisi dirancang dengan kualitas

terbaik, walaupun kualitas tidak sebaik bronze yang sebenarnya, namun hasil

pengecoran ini kualitasnya sudah mendekati bronze sehingga hasil pengecoran

dapat dikatakan bronze di pasaran.

Gambar 3.17 Bahan baku pengecoran bronze di CV. Kinabalu

(Sumber: CV. Kinabalu) b. Dapur krusibel

Dapur krusibel di CV. Kinabalu dibuat di bagian pengelasan, semua

komponen di buat sendiri kecuali cawan peleburan yang diimpor dari Jepang. CV.

Kinabalu memiliki dua jenis dapur krusibel yaitu dapur krusibel angkat dan dapur

krusibel tukik. Dapur krusibel jenis angkat adalah yang selalu digunakan, dimana

setelah logam cair akan diambil menggunakan ladel tangan (gayung).

Dapur krusibel yang digunakan berdiameter 950mm dengan tinggi 900mm,

blower yang digunakan berdiameter 400mm diputar motor berdaya 2 HP.

Gambar 3.18 Dapur krusibel angkat Gambar 3.19 Dapur krusibel tukik

(Sumber: CV. Kinabalu) (Sumber: CV. Kinabalu)

45

c. Bahan bakar

Bahan bakar yang digunakan pada dapur kupola CV. Kinabalu adalah

campuran oli bekas dan minyak tanah dengan perbandingan 200l : 30l, atau 87%

oli bekas dengan 13% minyak tanah. Keadaan ini disebabkan oleh mahalnya

minyak tanah yang dijual untuk industri sehingga persentase minyak tanahh hanya

13%. Seharusnya untuk mencapai temperatur tertinggi persentase minyak tanah

harus mencapai 30% sesuai dengan penelitian Raharjo (2009). Hal ini sudah

penulis diskusikan dengan pembimbing lapangan untuk menambah persentase

minyak tanah untuk bahan bakar peleburan pada dapur krusibel CV. Kianabalu.

Gambar 3.20 Oli bekas untuk bahan bakar dapur krusibel CV. Kinabalu


d. Sistem pengolahan pasir

Pasir yang digunakan CV. Kinabalu untuk pengecoran bronze adalah pasir

tanah liat. Pasir yang digunakan dapat dipakai berulang-ulang, bahan perekat yang

digunakan adalah bentonit.

Gambar 3.21 Pasir tanah liat untuk cetakan pengecoran bronze

(Sumber: CV. KInabalu)

46

e. Cetakan

Cetakan yang digunakan untuk pengecoran bronze digunakan pasit tanah

liat, dengan kualitas sama seperti bahan baku keramik.

Gambar 3.22 Pembuatan cetakan Bronze Bushing

(Sumber: CV. Kinabalu) f. Penuangan

Penuangan bronze di CV. Kinabalu dilakukan dua kali sebulan atau

tergantung pada pemesanan konsumen. Penuangan besi tuang yang rutin

dilakukan adalah sebanyak 300Kg per peleburan.

Gambar 3.23 Penuangan bronze

(Sumber: CV. Kinabalu) g. Benda kerja

Benda kerja atau produk yang dihasilkan dari pengecoran bronze di CV.

Kinabalu yaitu Bronze Bushing.

Gambar 3.24 Produk bronze bushing hasil pengecoran bronze di CV. Kinabalu


47

D. Refleksi Mahasiswa/Praktikan

Penulis dan rekan mahasiswa lainnya adalah mahasiswa pertama yang

melaksanakan praktek industry di CV. Kinabalu. Dari itu hubungan penulis dan

rekan dengan para karyawan seperti partner kerja. Sehingga para karyawan sangat

antusias berdiskusi seputar pekerjaan pemesinan dan pengecoran logam.

Dalam pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan Industri yang penulis lakukan di

CV. Kinabalu terdapat beberapa perbedaan dalam proses pengecoran logam secara

teoritik dengan pengerjaan lapangan. Dengan adanya pengalaman langsung dalam

mangikuti proses pengecoran logam serta dibimbing oleh para karyawan CV.

Kinabalu yang ramah penulis dan rekan mahasiswa dapat memahami mengapa

perbedaan antara teori dan dilapangan terjadi.

CV. Kinabalu dapat menjadi mitra lembaga pendidikan seperti SMK dan

Universitas dalam hal praktek industri. Keadaan ini didukung dengan gaya

kepemimpinan Bapak Arifin selaku Direktur sangat menerima siswa dan mahasiswa

untuk magang di perusahaanya. Ditambah dengan sikap karyawan yang terbuka

dalam diskusi untuk perbaikan produksi.

48

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Hasil dari pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan Industri (PKLI) memberikan

pengalaman yang berarti bagi penulis. Penulis dapat terlibat langsung dalam proses

pengecoran dan membandingkan proses pengecoran yang ada di CV. Kinabalu

dengan teori-teori yang berkembang. Adapun kesimpulan dari pelaksanaan PKLI ini

adalah:

1. Dari pelaksanaan PKLI ini penulis telah memahami bagaimana struktur

organisasi sebuah perusahaan tepatnya CV. Kinabalu.,

2. Dalam pelaksanaan PKLI di CV. Kinabalu, proses pengecoran besi tuang

kelabu dan brons mengikuti perkembangan ilmu pengecoran logam yang

berkembang. Hal ini terlihat penggunaan oli bekas sebagai bahan bakar pada

dapur krusibel.

3. Hal pengendalian mutu CV. Kinabalu menempatkan sebagai prioritas, baik

mutu dari tenaga kerja maupun mutu produk yang dihasilkan. Terlihat dengan

adanya CCTV untuk memantau kualitas kerja karyawan dan pemeriksaan

produk mulai dari proses pembuatan sampai proses pengiriman oleh mekanik

dan supervisor.

4. Umumnya karyawan CV. Kinabalu adalah lulusan sekolah dasar dan

menengah. Untuk mekanik, baik pemesinan maupun pengecoran logan CV.

Kinabalu merekrut karyawan dengan mengutamakan keterampilan. Demi

peningkatan kualitas produksi CV. Kinabalu turut mengirim para

Supervisornya untuk mengikuti berbagai pelatihan yang diadakan pemerintah

maupun swasta. CV. Kinabalu juga memiliki karyawan ahli untuk bagian

perancangan produk, pengawasan produksi, dan pemasaran.

B. Saran

Saran yang penulis kemukakan tertuju kepada CV. Kinabalu terkait dengan

proses pengecoran logam yang ada di perusahaan ini. Pertama CV. Kinabalu

memiliki Sumber Daya Manusia yang kompeten pada bagian pengecoran logam, hal

49

ini menjadi modal penting untuk CV. Kinabalu untuk terus berkecimpung dalam

persaingan yang lebih luas. Kemudian peningkatan teknologi peralatan CV.

Kinabaluharus terus ditingkatkan tentunya untuk mencapai kualitas terbaik produk

hasil pengecoran logam. Saran terakhir penulis, hendaknya CV. Kinabalu memiliki

Bagian Pengembangan, sehingga dapat meng-update pengetahuan karyawan

pengecoran logam. Hal ini penting dimana peluang untuk bisnis pengecoran logam

terus berkembang, seiring dengan semakin banyaknya Pabrik Kelapa Sawit di daerah

Sumatera ini yang sudah tentu membutuhkan suku cadang untuk peralatan pabrik

mereka.

50

DAFTAR PUSTAKA

Astika, I Made, DNK Putra Negara, dan Made Agus S. (2010) „Pengaruh Jenis Pasir

Cetak dengan Zat Pengikat Bentonit Terhadap Sifat Permeabilitas dan

Kekuatan Tekan Basah Cetakan Pasir (Sand Casting)‟, Jurnal Ilmiah teknik

Mesin, 4(2): 132-138.

Desiana, Sera, Danar Susilo Wijayanto, dan Budi Harjanto (2012) „Pengaruh Variasi

Waterglass Terhadap Kadar Air dan Kadar Lempung Pada Pasir Cetak‟,

NOSEL, 1(1): 23-29.

Fadlika, Nur (2008) „Perancangan dan Pembuatan Mill Shaft Roll Shell Untuk 4000

TCD (Ton Cane Per Day) pada Pabrik Gula Sei Semayang dengan Proses

Pengecoran Logam‟, Skripsi. Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

(repository.usu.ac.id diakses 07 Juli 2013).

Ginting, Surata (2008) „Perancangan Cake Breaker Screw Conveyor pada

Pengolahan Kelapa Sawit dengan Kapasitas Pabrik 60 Ton TBS Per Jam‟,

Karya Akhir. Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara (repository.usu.ac.id

diakses 07 Juli 2013).

Hakim, Andi (2010) „Perancangan dan Pembuatan Dapur Pelebur untuk Kuningan

dengan Kapasitas 50 Kg untuk Keperluan Industri Rumah Tangga (Detail :

Konstruksi Dapur)‟, Skripsi. Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara


Jamali, Adil dan Muhammad Amin (2006) „Pengolahan Pellet Bijih Besi Halus

Menjadi Hot Metal di Dalam Kupola‟, Jurnal Kimia Indonesia, 1(2): 87-92.

Padang, Mukhlis Ridho (2011) „Perancangan Ulang dan Pembuatan Konstruksi pada

Dapur Crucible untuk Peleburan Aluminium/Paduan dengan Kapasitas 30

Kg/Peleburan‟, Skripsi. Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara


Rahardjo, Bambang Suwondo (2010) „Uji Kualitas Briket Kokas Ombilin pada

Proses Peleburan Besi Menggunakan Kupola‟, Jurnal Ilmu Teknologi Energi,

1(10): 58-69.

Raharjo, Wahyu Purwo (2009) „Pemanfaatan Oli Bekas dengan Pencampuran

Minyak Tanah Sebagai Bahan Bakar pada Atomizing Burner‟, Jurnal

Penelitian Sains & Teknologi, 10(2): 156-168.

Subroto, Dwi Aries Himawanto dan Sartono (2007) „Pengaruh Variasi Tekanan

Pengepresan Terhadap Karakteristik Mekanik dan Karakteristik Pembakaran

Briket Kokas Lokal‟, Jurnal Teknik Gelagar, 18(1): 73-79.

51

Sudjana, Hardi (2008) Teknik Pengecoran untuk SMK. Jilid 1 dan Jilid 2. Jakarta:

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal

Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan

Nasional.

Supriyanto, R. Herry (2007) „Penelitian Briket Kokas pada Tungku Kupola Double

Tuyer Meningkatan Efisiensi Pengecoran Logam‟, Jurnal Sains dan Teknologi

Indonesia, 9(2): 45-52.

Surdia, Tata dan Kenji Chijiiwa (2000) Teknik Pengecoran Logam. Cetakan Ke-8.

Jakarta: Pradnya Paramita.

Wijaya, Tri Harya (2010) „Analisa Struktur Paduan Akibat Pengaruh Temperatur

Pemanasan dan Pendinginan Terhadap Sifat Mekanik dan Ekspansi Termal

Paduan CuPbSn Sebagai bushing‟, Tesis. Program Pascasarjana Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara


LAMPIRAN

DOKUMENTASI KEGIATAN PRAKTEK KERJA LAPANGAN INDUSTRI

(PKLI)

Gbr. 1. Tampak depan CV. Kinabalu di Jl. Tirtosari

No. 120A Medan.

Gbr. 2. Areal kerja bagian pengelasan.

Gbr. 3. Areal kerja bagian pengelasan . Gbr. 4. Kantor CV. Kinabalu.

Gbr. 5. Membantu memperbaiki Dapur Krusibel. Gbr. 6. Diskusi dengan Pembimbing Lapangan

tentang pembutan cetakan pasir produk Fire Grate.

Gbr. 7. Gudang Pola Produk Pengecoran CV.

Kinabalu.

Gbr. 8. Gudang Rangka Cetak Pengecoran Logam

CV. Kinabalu.

Gbr. 9. Membuat cetakan pasir produk Bronze

Bushing.

Gbr. 10. Membuat cetakan pasir produk Roster.

Gbr. 11. Bersama Bapak Hermansyah mengaduk

pasir cetak dan pengikat (bentonit).

Gbr. 12. Menyusun produk Hanger Bearing setelah

finishing di pemesinan.

Gbr. 13. Membantu pemasangan cawan Peleburan

Bronze.

Gbr. 14 . Memasukkan bahan baku pengecoran

Bronze kedalam Dapur Krusibel.

Gbr. 15. Pemasangan Cope produk pompa air. Gbr. 16. Melakukan peleburan Bronze.

Gbr. 17. Melakukan penuangan produk Bronze

Bushing.

Gbr. 18. Produk Bronze Bushing yang sudah di

finishing.

Gbr. 19. Membuat cetakan pasir produk besi tuang. Gbr. 20. Mengikuti pengecoran besi tuang.

Gbr. 21. Mengaduk pasir cetak dan pengikat

(bentonit).

Gbr. 22. Memilih pola untuk membuat cetakan

pasir produk besi tuang.

Gbr. 23. Memilih rangka cetak untuk membuat

cetakan pasir produk Bronze.

Gbr. 24. Melakukan penuangan produk besi tuang.

Gbr. 25. Memecahkan kokas untuk persiapan

pengecoran besi tuang.

Gbr.26. Pembakaran cetakan pasir menggunakan

arang kayu.

Gbr. 27. Mengangkat bahan baku pengecoran besi

tuang.

Gbr. 28. Melihat gambar kerja untuk membuat

produk pengecoran besi tuang.

Gbr. 29. Mengeringkan inti untuk cetakan pasir

produk Hanger Bearing.

Gbr. 30. Mengoleskan grafit pada produk Fire

Grate.

Gbr. 31. Mengikuti proses pengecoran besi tuang. Gbr. 32. Melakukan penuangan produk Hanger

Bearing.

Gbr. 33. Melakukan penuangan produk besi tuang. Gbr. 34. Hasil Penuangan Produk Bronze Bushing.

Gbr. 35. Bersama Bapak Jamin, karyawan bagian

pengecoran logam CV. Kinabalu. Gbr. 36. Bersama karyawan bagian pengecoran

logam CV. Kinabalu.

Lampiran Layout CV. Kinabalu

Keterangan:

1, 2, 3, 4 adalah Tabung gas Las Asetelin

5, 6, 8, 9, 11, 13, 14 adalah mesin bubut Konvensional

7,12 adalah mesin skrap

10 adalah mesin bor radial

15 adalah mesin bor

16 adalah mesin press hidrolik

17 adalah dapur kupola

18 adalah dapur krusibel

19 adalah tangki bahan bakar dapur krusibel

20 lemari mal/pola

21 adalah tempat pasir laut

22 adalah mesin pengaduk pasir

Unimed-paper-28539-Laporan Praktek Kerja Lapangan Industri (Pkli), Akfadita Dika Parira, 509121004,...

Documents

Transcript of Unimed-paper-28539-Laporan Praktek Kerja Lapangan Industri (Pkli), Akfadita Dika Parira, 509121004,...