STUDI EKSPERIMEN PENGARUH VARIASI DIMENSI CIL DALAM (INTERNAL CHILL) TERHADAP CACAT PENYUSUTAN (SHRINKAGE) PADA PENGECORAN ALUMINIUM 6061

STUDI EKSPERIMEN PENGARUH VARIASI DIMENSI CIL DALAM (INTERNAL CHILL) TERHADAP CACAT PENYUSUTAN (SHRINKAGE) PADA PENGECORAN ALUMINIUM 6061 Oleh:

NURHADI GINANJAR KUSUMA NRP. 2111106036

Dosen Pembimbing : Indra Sidharta, ST, M.Sc

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2014

CompanyName

PENDAHULUAN

LATAR BELAKANG Index Of World Metal Consumption

Sumber : http://www.rusal.ru/en/

2

3

PENDAHULUAN

LATAR BELAKANG Cacat Shrinkage

Pengecoran

Produk hasil coran

Cacat shrinkage

Cil dalam

Penambahan chiller

Mengubah dimensi hasil benda

PENDAHULUAN (Lanjutan)

RUMUSAN MASALAH Permasalahan yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah bagaimana pengaruh variasi dimensi cil dalam (internal chill) terhadap cacat shrinkage pada pengecoran aluminium 6061.

4


TUJUAN PENELITIAN Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisa pengaruh variasi dimensi material cil dalam (internal chill) terhadap cacat shrinkage pada pengecoran aluminium 6061.

5


BATASAN MASALAH Batasan masalah yang digunakan dalam penelitian ini yaitu : • Pasir cetak memiliki komposisi dan permeabilitas yang seragam (homogen). • Temperatur ruangan dianggap konstan. • Temperatur tuang logam cair dianggap konstan. • Logam cair dianggap sebagai Newtonian Fluid. • Aliran logam cair pada saat melalui saluran dan rongga cetakan adalah aliran yang tidak mampu mampat (incompressible). • Gaya gesek selama logam cair mengalir melalui saluran dan rongga cetakan dianggap sama.

6


MANFAAT PENELITIAN • Mengembangkan teori dan teknologi penambahan sistem pendingin (chiller) yang dapat diaplikasikan pada industri pengecoran logam. • Meningkatkan produktifitas industri pengecoran serta dapat menghasilkan benda coran yang berkualitas baik.

7

DASAR TEORI

SISTEM SALURAN Sistem saluran yang optimal berdasarkan American Foundrymen’s Society (AFS) dapat dibuat berdasarkan ketentuan sebagai berikut : 1. Non pressurized dan gating ratio sprue : runner : gate adalah 1 : 4 : 4 2. Saluran turun yang digunakan adalah square tapered sprue 3. Menggunakan cawan tuang. 4. Menggunakan sprue base. 5. Pengalir diletakkan di drag dan saluran masuk di kup. 6. Menggunakan runner extension.

8

9

DASAR TEORI (Lanjutan)

SISTEM SALURAN Keterangan a) Cawan tuang (pouring basin). b) Saluran turun (sprue). c) Saluran turun dasar (sprue base) d) Pengalir (runner). e) Saluran masuk (ingate) f) Pengalir tambahan (runner extention)

10


CIL Cil adalah benda (terutama logam) yang diletakkan di bagian cetakan untuk mendinginkan coran secara cepat pada bagian tertentu. Macam-macam cil :  Cil luar (external chill)  Cil dalam (internal chill)  Cetakan logam Cil luar

Cil dalam

Cil luar

Cil dalam

Cetakan logam

11


BAHAN CORAN ALUMINIUM 6061

Sifat-sifat : •Ringan •Tahan terhadap korosi •Mudah dalam pembentukannya •Konduktifitas listrik tinggi •Tangguh pada temperatur rendah •Tidak beracun •Mudah didaur ulang

Klasifikasi aluminium Elemen Paduan

Kelompok

Aluminium (min 99% atau lebih)

1xxx

Tembaga (Cu)

2xxx

Mangan (Mn)

3xxx

Silikon (Si)

4xxx

Magnesium (Mg)

5xxx

Magnesium dan Silikon (Mg dan Si)

6xxx

Seng (Zn)

7xxx

Elemen lain

8xxx

Seri yang belum digunakan

9xxx

Titik lebur = 660,2 0 C Berat jenis = 2,7 gr/cm 3

12


BAHAN CIL BAJA ST 41 Komposisi kimia

Jumlah (%)

Karbon (C)

0,1149

Silikon (Si)

0,1816

Mangan (Mn)

0,5361

Phospor (P)

0,0152

Sufur (S)

0,0355

DASAR TEORI (Lanjutan) Ilustrasi shrinkage tiap fase

13

TINJAUAN PUSTAKA

Penelitian yang dilakukan oleh Eko Sugiyarto yang berjudul STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH PENGGUNAAN CIL LUAR (EXTERNAL CHILL) ATAU FIN PADA PENGECORAN ALUMINIUM TERHADAP PRESENTASE CACAT SHRINKAGE. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan efektifitas penggunaan dari cil luar (external chill) atau fin terhadap besarnya prosentase cacat shrinkage.

Penggunan cil luar (external chill) lebih efektif dibandingkan dengan fin. Terlihat dari besarnya prosentase cacat shrinkage yang dihasilkan (0,0700,0674%) oleh penggunan cil luar (external chill) jauh lebih kecil jika dibandingkan dengan penggunaan fin (0,0141-0,0870%).

14

METODOLOGI PENELITIAN

DIAGRAM ALIR PENELITIAN

15

METODOLOGI PENELITIAN (Lanjutan)

16

DIAGRAM ALIR PENELITIAN (Lanjutan)


17

PERENCANAAN SISTEM SALURAN PERISAPAN DATA AWAL

Bentuk dan dimensi pola

18


PERENCANAAN SISTEM SALURAN (Lanjutan) Dimensi sistem saluran berdasarkan perhitungan sesuai dengan perencanaan American Foundrymen’s Society (AFS) Termokopel Sprue Sisi atas = 1,4 cm Sisi bawah = 1,1 cm Tinggi= 10 cm

Internal chill Ø = 2 cm Tinggi = 7 cm

Well base Ø = 2,8 cm Tinggi= 4 cm Runner Panjang = 10 cm Tinggi= 2 cm Sisi 1 = 2,8 cm Sisi 2 = 2 cm

Ingate Panjang = 5,5 cm Tinggi= 2 cm Sisi 1 = 2,8 cm Sisi 2 = 2 cm


PROSES PENGECORAN ALAT DAN BAHAN

Pola benda dan sistem saluran

Peralatan pembuat cetakan

Pasir cetak, bahan coran dan bahan cil

Instalasi dapur pengecoran

19

20


PROSES PENGECORAN (Lanjutan) PEMBUATAN CETAKAN Pasir muka

Pola benda, Pasir muka cil dalam

Runner, Pasirwell kasar base

Pasir kasar

Penyaringan dan pencampuran pasir cetak

Pembuatan cetakan bagian drug Pola benda dan cil

Pengeringan selama 2 minggu

Sprue

Pembuatan cetakan bagian kup

21


PROSES PENGECORAN (Lanjutan) Termokopel

Cawan tuang

Temp. Peleburan (750 0 C)

Pembuatan cawan tuang dan penempatan termokopel

Pembongkaran cetakan

Pengambilan data temperatur

Peleburan aluminium

Penuangan logam

22

HASIL PERCOBAAN

PENGAMATAN CACAT PENGAMATAN VISUAL Lokasi Cacat Cacat terletak pada bagian benda coran bagian tengah dan dekat dengan saluran masuk

Cacat Shrinkage

Tanpa penggunaan internal chill

23

HASIL PERCOBAAN

PENGAMATAN CACAT PENGAMATAN VISUAL (Lanjutan) Lokasi Cacat Cacat terletak pada bagian yang dekat dengan internal chill dan dekat dengan saluran masuk Cacat Shrinkage

Internal chill Ø 15 mm

Internal chill diameter 15 mm

24

HASIL PERCOBAAN

PENGAMATAN CACAT PENGAMATAN VISUAL (Lanjutan) Lokasi Cacat Cacat terletak pada 2 bagian, masing-masing memiliki jarak yang tidak terlalu jauh dari internal chill dan salah satunya dekat ingate

Cacat Shrinkage



25

HASIL PERCOBAAN (Lanjutan)

PENGAMATAN CACAT (Lanjutan) PENGAMATAN VISUAL (Lanjutan) Lokasi Cacat Cacat teletak pada 3 bagain, yang masing-masing memiliki jarak yang tidak terlalu jauh dari internal chill

Cacat Shrinkage



26


PENGAMATAN CACAT (Lanjutan) PENGUKURAN VOLUME SHRINKAGE

VolumeShrinkage x100% Volumebenda Malam

No Metode Pengecoran

Prosentase volume shrinkage (%)

1

Tanpa cil dalam (internal chill)

3,172%

2

Internal chill dengan dimensi diameter 15 mm

7,932%

3


4,759%

4


2,379%

27


PENGAMATAN CACAT (Lanjutan) HASIL PENGUKURAN TEMPERATUR 700

Temperatur (C)

600 500 cil Ø 15 mm

400

cil Ø 20 mm

300 200

cil Ø 25 mm

100 0 0

40

80

120

160

200

240

280

Waktu (detik)

Grafik pengukuran temperatur

320

360

KESIMPULAN DAN SARAN

KESIMPULAN Dari hasil percobaan dan analisa yang telah dilakukan, didapatkan beberapa kesimpulan antara lain : • Pada pengujian prosentase cacat shrinkage (penyusutan), didapatkan nilai terkecil pada dimensi cil dalam (internal chill) diameter 25 mm sebesar 2,379% dan terbesar pada dimensi 15 mm sebesar 7,932%. Nilai prosentase cacat cenderung berkurang seiring dengan bertambahnya diameter. • Penggunaan internal chill kurang efektif pada benda hasil coran dibandingkan dengan tanpa menggunakan internal chill karena benda cor memiliki ketebalan yang sama. Hal ini dapat dilihat dari perbedaan prosentase cacat yang dihasilkan tanpa internal chill sebesar 3,172%, sedangkan dengan menggunakan internal chill diameter 15 dan 20 sebesar 7,932 dan 4,759%.

28


SARAN • Benda yang akan dibuat produk cor sebaiknya diberi perbedaan ketebalan. • Perlu dilakukan pengukuran temperatur pada benda coran mulai saat penuangan sampai dengan temperatur kamar. • Hasil percobaan yang dilakukan dapat dikembangkan dengan menggunakan variasi jenis material dari internal chill.

29

STUDI EKSPERIMEN PENGARUH VARIASI DIMENSI CIL DALAM (INTERNAL CHILL) TERHADAP CACAT PENYUSUTAN (SHRINKAGE) PADA PENGECORAN ALUMINIUM 6061

Recommend Documents