1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Saat ini proses pengecoran sudah sangat luas aplikasinya di bidang industri, pengecoran adalah proses pembentukan logam dengan cara memasukan logam cair kedalam cetakan berongga dan dilanjutkan dengan proses pembekuan logam tersebut. Proses ini membutuhkan suatu cetakan, yang fungsinya adalah untuk memberikaan bentuk serta dimensi kepada benda yang akan dibentuk. Cetakan harus dibuat sebaik mungkin karena tidak ada produk cor yang lebih baik dari cetakannya. Salah satu jenis cetakan yang biasa di pakai adalah cetakan pasir. Cetakan Pasir adalah cetakan yang terbuat dari pasir, yang umumnya berupa silika, kromit dan zircon.
Dalam kegiatan industri, penggunaan pasir kuarsa atau pasir silika sudah berkembang meluas, baik langsung sebagai bahan baku utama maupun bahan ikutan. Sebagai bahan baku utama, misalnya digunakan dalam industri gelas kaca, semen, tegel, mosaik keramik, bahan baku fero silikon, silikon carbide bahan abrasit (ampelas dan sand blasting). Sedangkan sebagai bahan ikutan, misal dalam industri cor, industri perminyakan dan pertambangan, bata tahan api (refraktori), dan lain sebagainya (Dawson,1982).
Pengecoran dengan cetakan pasir adalah yang tertua dari segala macam metoda pengecoran. Cetakan pasir merupakan cetakan yang paling banyak digunakan karena memiliki beberapa keunggulan diantaranya : dapat mencetak logam dengan titik lebur yang tinggi , seperti : baja, nikel dan titanium, dapat mencetak benda cor dengan berbagai macam ukuran dan jumlah produksi dari satu sampai jutaan. Tahapan pengecoran logam dengan cetakan pasir yaitu : pembuatan pola sesuai dengan bentuk coran yang akan dibuat, persiapan pasir cetak, pembuatan cetakan, pembuatan inti
Universitas Sumatera Utara
2
(bila diperlukan), peleburan logam, penuangan logam cair ke dalam cetakan, pendinginan dan pembekuan, pembongkaran cetakan pasir, pembersihan dan pemeriksaan hasil coran dan proses pengecoran selesai (Groover, 1996).
Pasir cetak adalah pasir yang dicampurkan dengan pengikat khusus (perekat). Pasir cetak merupakan salah satu komponen yang paling penting pada proses pengecoran logam. Komposisi pasir cetak yaitu pasir kuarsa tersebar di seluruh wilayah Indonesia. Jenis pasir kuarsa yang terdapat di wilayah Indonesia bermacammacam tingkat kehalusan, ukuran pasir, dan bentuk pasirnya. Pasir cetak yang dipakai dalam proses pengecoran logam dimungkinkan dapat mempengaruhi kualitas hasil pengecoran logam. Pasir dan pengikat harus mempunyai derajat tahan api tertentu terhadap temperatur tinggi, kalau logam cair dengan temperatur tinggi ini dituang ke dalam cetakan. Cetakan yang baik tentu saja tidak diinginkan jenis pengikat yang menyebabkan : terjadinya gas, sifat tahan api yang buruk atau susahnya pembuatan cetakan. Mengingat hal – hal ini, maka dipakai bahan – bahan seperti : air – kaca, resin, semen dan sebagainya yang berfungsi sebagai pengikat. Beberapa dari pengikat itu mempunyai pengaruh pengeringan pada temperatur kamar dan yang lain menunjukkan pengaruh tersebut dengan suatu pemanasan. Cetakan biasanya dibuat dengan jalan memadatkan pasir. Pasir yang dipakai adalah pasir yang cocok dan dicampurkan pengikat khusus, umpamanya air – kaca, semen, resin furan, resin fenol atau minyak pengering, karena penggunaan zat – zat tersebut memperkuat cetakan atau mempermudah operasi pembuatan cetakan (Tata surdia, 2006).
Berdasarkan uraian di atas, maka peneliti ingin melakukan penelitian tentang pembuatan pasir cetak dari resin phenol dan pasir silika, kemudian resin poliester dan pasir silika untuk mendapatkan data tentang kemampuan fisis dan kemampuan mekanis berupa permeabilitas dan uji kuat geser (shear strength) dari pasir cetak yang berbahan pasir silika. Dimana dengan ini diharapkan didapatkan suatu produk pasir cetak yang memiliki kualitas yang baik.
Universitas Sumatera Utara
3
1.2.Permasalahan
1.
Bagaimana pengaruh kosentrasi perekat terhadap permeabilitas dan kuat geser (Shear strength) pasir cetak dalam industri pengecoran logam.
2.
Bagaimana peranan pasir silika sebagai bahan baku dalam pembuatan pasir cetak dan peranan pengikat dalam pembuatan pasir cetak.
1.3.
Pembatasan Masalah
Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi pada: 1.
Sampel yang digunakan yaitu pasir silika asal Desa Tanjung Pasir kecamatan Pangkalan Susu kabupaten Langkat, Medan-Sumatera Utara.
2.
Bahan polimer yang digunakan yaitu poliester yang diperoleh dari toko kimia Bratachem di Medan-Sumatera Utara dan resin phenol dari PT. FOSECO Australia.
3.
Pengujian pasir cetak yang dilakukan adalah uji fisik yaitu uji permeabilitas dan uji mekanik yaitu uji kuat geser (shear strength).
1.4.
Tujuan Penelitian
Berdasarkan masalah diatas maka, tujuan penelitian ini adalah : 1.
Untuk mengetahui pengaruh kosentrasi perekat terhadap permeabilitas dan kuat geser (shear strength) dalam industri pengecoran logam.
2.
Untuk mendapatkan nilai properties minimum dan maksimum pasir cetak dari karakterisasi yang dilakukan.
3.
Untuk mengetahui optimalisasi campuran antara resin poliester dengan pasir silika, kemudian campuran antara resin phenol dengan pasir silika agar dapat memberikan data pasir cetak yang diharapkan.
Universitas Sumatera Utara
4
1.5. Manfaat Penelitian
Hasil yang diperoleh dari penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat : 1.
Sebagai informasi tambahan mengenai penggunaan resin poliester juga sebagai solusi alternatif untuk pembuatan pasir cetak.
2.
Mengetahui pengaruh kosentrasi perekat terhadap permeabilitas dan kuat geser (shear strength) dalam industri pengecoran logam.
1.6.
Metodologi Penelitian
Penelitian ini menggunakan metode pengujian fisik dan mekanik yang dilakukan berdasarkan Standar AFS dan PT. Growth Asia Foundry. Metode pengumpulan data yang dipakai adalah eksperimen, yaitu melakukan serangkaian pengujian pada objek yang diteliti untuk mendapatkan data yang diperlukan. Adapun tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah : 1. Proses preparasi sampel. Dalam hal ini pasir silika yang telah ada dicuci bersih dan dilanjutkan dengan pengeringan dalam oven pada suhu ± 250o C. 2. Proses pencampuran bahan menjadi pasir cetak dilakukan setelah menentukan komposisi dari bahan resin poliester, katalis dan juga pasir silika yang digunakan. Ketiga bahan ini dicampurkan menjadi satu dan diaduk dengan mixer dalam suatu wadah. Perbandingan % campuran poliester dan katalis dari jumlah pasir silika yang digunakan. Resin poliester : katalis yang digunakan adalah : 4% : 2%; 5% : 2,5%; 6% : 3%; 7% : 3.5% dan 8% : 4%, dengan pemakaian katalis 10% dari jumlah resin poliester yang digunakan dan pasir silika yang digunakan adalah 150 gram/ spesimen, kemudian dicetak tekan dengan seperangkat alat kempa press tanpa adanya pemanasan. Kemudian komposisi dari resin phenol yang digunakan adalah 1,6%; 1,7%; 1,8%; 1,9% dan 2,0% dari jumlah pasir yang digunakan dan katalis ester 23% dari jumlah resin phenol yang digunakan dan pasir silika yang digunakan adalah 150 gram/ spesimen. Ketiga bahan ini dicampurkan menjadi satu dan diaduk dengan mixer dalam suatu wadah, kemudian dicetak tekan dengan seperangkat alat kempa press tanpa adanya pemanasan.
Universitas Sumatera Utara
5
3. Proses karakterisasi dari pasir cetak yang dihasilkan. Dilakukan dengan menguji pasir cetak tersebut melalui uji permeabilitas dengan mengacu pada standar AFS 1119-00-S (American Foundry Society) dan uji kuat geser (shear strength) dengan mengacu pada standar AFS 3301-00-S (American Foundry Society). variabel - variabel yang digunakan : a. variabel bebas -
persen resin poliester dan katalis mepoxe yaitu 4% : 2%; 5% : 2,5%; 6% : 3%; 7% : 3,5% dan 8% : 4%.
-
persen resin phenol yaitu 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, dan 2,0%.
b. variabel terikat Uji permeabilitas dan uji kuat geser (shear strength). c. variabel tetap Pasir silika 150 g/spesimen dan katalis ester 23%.
1.7.
Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Pasir PT. Growth Asia Foundry Jl. K.L Yos Sudarso KM 10,5 Sumatera Utara, Medan.
Universitas Sumatera Utara
