TUGAS AKHIR PERENCANAAN SALURAN TURUN DAN Perencanaan Saluran Turun Dan Saluran Masuk Serta Pembuatan Grinding Cyl Dengan Material Besi Cor Kelabu Menggunakan Cetakan Permanen.
TUGAS AKHIR
PERENCANAAN SALURAN TURUN DAN
SALURAN MASUK SERTA PEMBUATAN GRINDING CYL
DENGAN MATERIAL BESI COR KELABU
MENGGUNAKAN CETAKAN PERMANEN
Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik
JurusaTeknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh:
Muhamad endy nur rohman
D200120093
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2017
ii
iii
iv
LEMBAR SOAL TUGAS
v
HALAMAN MOTTO
“Man jaddah wajadah, selama kita bersungguh-sungguh, maka kita
akan memetik buah yang manis. Segala keputusan hanya ditangan
kita sendiri, kita mampu untuk itu”.
(#B.J. Habibie)
“Banyak kegagalan dalam hidup ini dikarenakan orang-orang tidak
menyadari betapa dekatnya mereka dengan keberhasilan saat
mereka menyerah”.
(#Thomas Alfa Edison)
“Kesuksesan tak bisa dibandingkan dengan orang lain melainkan
dibandingkan dengan diri kita sebelumnya”.
(#Penulis)
“Barang siapa yang mengamalkan yang diketahuinya maka Allah
menganugrahkan ilmu yang belum diketahuinya”.
(#Shihab, 1994: 439)
“Allah akan meninggikan derajat orang-orang yang beriman
diantaramu dan orang-orang yang berilmu pengetahuan”.
(#Qs.al-Mujadalah:11)
“Bertakwalah pada Allah, maka Allah akan mengajarimu.
Sesungguhnya Allah Maha Mengetahui segala sesuatu”.
(#Surat Al-Baqarah, ayat 282)
vi
PERENCANAAN SALURAN TURUN DAN SALURAN MASUK
SERTA PEMBUATAN GRINDING CYL
DENGAN MATERIAL BESI COR KELABU
MENGGUNAKAN CETAKAN PERMANEN
Muhamad Endy Nur Roman, Agus Yulianto
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A Yani Tromol Pos I Pabelan Kartasura
e-mail: [email protected]
ABSTRAKSI
Grinding cyl berfungsi digunakan sebagai penggiling dan bahan
tambahan dari material yang digiling itu sendiri. Pembuatan grinding cyl ini
dimaksudkan untuk penunjang industri pembuatan bata ringan, industri
keramik dan indusrti lain-lain yang membutuhkan komponen ini.Untuk
mempermudah dan mempersingkat waktu dalam produksi diindustri, maka
dibuatlah cetakan permanen yaitu cetakan yang dapat digunakan
berulang-ulang sehinnga dapat meningkatkan produksi grinding cyl ini.
hasil penelitian didapat perbandingan perhitungan penampang sistem
saluran turun 50,4 mm, saluran terak 14,7 mm dan saluran masuk 3 mm.
Berdasarkan hasil bercobaan penuangan coran kedalam cetakan
permanen, didapatkan hasil permukaan coran yang kedua lebih bagus
dari pada permukaan coran yang pertama. Grafik CE Meter menunjukkan
temperatur 1221.6°C saat proses tapping awal di tuang dalam cetakan di
mulai pada grafik yang terbaca CE Meter terjadi penurunan temperatur,
pada temperatur liquid 1122.1°C bentuknya masih cair sampai temperatur
solid 1120.0°C sehingga di peroleh nilai CEL=4,46% ; C=4,00% ; dan
SI=1,78% di mana besi mulai padat namun masih berwarna merah hingga
temperatur 1060°C dan mengeras dalam waktu 180 detik. Hasil uji
komposisi kimia dalam bentuk solid atau padat antara lain : Fe 93,26% ; C
3,06% ; Si 1,80% dan unsure lainnya di bawah 1%. Hasil uji struktur
mikro bagian spesimen yang di uji kekerasan terlihat grafit dan sementit
dan hasil uji kekerasan spesimen pada bagian A=91,27 HRB. B=90,03
HRB. C=96,66 HRB dan D=92,28HRB dan harga kekerasan tertinggi yaitu
pada bagian C sebesar 96,66 HRB sedangkan harga kekerasan terendah
yaitu pada bagian B sebesar 90,03 HRB. Berdasarkan data tersebut dapat
di simpulkan bahwa setiap bagian mempunyai tingkat kekerasan yang
bervariasi, karena setiap titik atau bagian yang di uji mempunyai
kandungan carbon yang berbeda-beda. Semakin tinggi kandungan carbon
maka akan semakin tinggi tingkat kekerasannya serta mempengaruhi sifat
fisis besi cor kelabu.
Kata kunci : Solidifikasi, molding FCD, spectrometer, struktur micro,
kekerasan.
vii
PERENCANAAN SALURAN TURUN DAN SALURAN MASUK
SERTA PEMBUATAN GRINDING CYL
DENGAN MATERIAL BESI COR KELABU
MENGGUNAKAN CETAKAN PERMANEN
Muhamad Endy Nur Rohman, Agus Yulianto
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A Yani Tromol Pos I Pabelan Kartasura
e-mail: [email protected]
ABSTRACT
Grinding cyl function is used as a grinder and additional material
from the milled material itself. Cyl grinding manufacture is intended to
support light brick-making industry, ceramic industry and other indusrti
requiring ..TO components to simplify and shorten the time to production
diindustri, then made permanent mold is a mold that can be used
repeatedly to increase production grinding sehinnga this cyl. the results
obtained cross-sectional comparisons and calculations down channel
system 50.4 mm, 14.7 mm and a slag channel inlet 3 mm. Based on the
results bercobaan pouring into permanent mold castings, castings showed
that the second surface better than the first surface of the castings. Graph
CE Meter shows the temperature of 1221.6 ° C during tapping early in the
cast in the mold at the start on the chart that reads CE Meter decrease of
temperature, the temperature of liquid 1122.1 ° C shape is still liquid to a
temperature of solid 1120.0 ° C so that the obtained value of CEL = 4 ,
46%; C = 4.00%; and SI = 1.78% where the iron start but still solid red
until the temperature of 1060 ° C and hardened within 180 seconds.
Results of chemical composition in solid or solid form such as: Fe 93.26%;
C 3.06%; 1.80% Si and other elements under 1%. The test results of micro
structure in the test section of the specimen visible graphite and cementite
hardness and hardness test results of the specimens in the A = 91.27
HRB. B = 90.03 HRB. C = 96.66 HRB and D = 92,28HRB prices and the
highest hardness in part C of 96.66 HRB hardness while the lowest prices
are in part B of 90.03 HRB. Based on these data we can conclude that
each part has varying levels of violence, because each point or section in
the test has a carbon content of different. The higher the carbon content
the higher the level of violence as well as affecting the physical properties
of gray cast iron.
Keyword : solidification, molding FCD, spectrometer, microstructure,
hardness.
viii
HALAMAN PERSEMBAHAN
Assalamu’alaikum Wr.Wb
Syukur Alhamdulillah, dipanjatkan kehadirat Allah SWT atas berkah
dan
rahmat-Nya,
Beserta
Rasulnya.
Alhamdulillah
penulis
selalu
bersyukur atas kemampuan sederhana yang dimiliki. Rasa bangga,
terharu, serta bahagia atas karunia dan kemudahan yang Engkau berikan
akhirnya skripsi yang sederhana ini dapat terselesaikan. Kupersembahkan
karya sederhana ini kepada orang yang sangat kukasihi dan kusayangi.
‘’Ayahanda dan Ibunda Tercinta’’
Kepada ayahanda (Mariyanto) dan ibunda (Suparni) tercinta. Sebagai
tanda bakti, hormat dan rasa terimakasih yang tiada terhingga aku
persembahkan karya sederhana ini sebagai rasa bahagia serta terima
kasihku atas segala kasih sayang, nasehat, motivasi, doa yang tiada henti
engkau panjatkan, dukungan yang nyata serta cinta kasih tiada terhingga
yang selama ini Ayahanda dan Ibunda berikan kepada anakmu ini.
Semoga dengan karya sederhana ini menjadi langkah awal untuk
membuat Ayah dan Ibu bahagia.
ix
‘’Adekku Tersayang’’
Terima kasih untuk kakakku (Ervin dan Fahri) tersayang, tingkah nakalmu
terkadang membuat jengkel tetapi atas doa dan dukungan kalian
membuat adikmu ini menjadi lebih semangat untuk menyusun skripsi
hingga selesai. Mohon maaf apabila adikmu ini belum dapat menjadi
panutan yang baik tetapi akan berusaha menjadi adik yang terbaik.
‘’My Best Friend’s’’
Untuk sahabat seperjuangan skripsiku (Martha dan Husen) terima kasih
atas bantuan, nasihat, doa, hiburan, ejekan dan semangat yang telah
kalian berikan selama pengerjaan skripsi ini. Serta untuk sahabat kuliahku
yang terutama (Agung, Roni, Endriansyah, Eko dan Narno) yang selalu
memberikan masukan dan meluangkan waktu untuk mengajari saya
apabila mengalami kesulitan dalam pembuatan skripsi ini, aku ucapkan
terimakasih atas bantuan dan doa kalian semoga persahabatan ini
selamanya. Teman-teman teknik mesin UMS 2012 yang aku tidak bisa
sebutkan namanya satu persatu aku ucapkan terimakasih atas bantuan
kalian semoga keakraban kita selalu terjaga. Amiin.. (M Solidarity)
x
‘’Dosen Pembimbing Tugas Akhirku’’
Bapak Agus Yulianto , ST. MT selaku dosen pembimbing tugas akhir
saya, terima kasih banyak atas waktu, bimbingan, dan ilmu yang selama
ini bapak berikan kepada saya selama pengerjaan tugas akhir ini. Semoga
bapak beserta keluarga diberikan kesehatan selalu dan rejeki yang
berlimpah oleh Allah SWT. Amiin.
xi
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang
telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan dan menyusun Laporan Tugas Akhir yang berjudul
“PERENCANAAN SALURAN TURUN DAN SALURAN MASUK SERTA
PEMBUATAN GRINDING CYL DENGAN MATERIAL BESI COR
KELABU MENGGUNAKAN CETAKAN PERMANEN” dengan baik dan
tepat pada waktunya. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima
kasih kepada :
1.
Allah SWT, atas segala limpahan rahmatnya sehingga penulis dapat
menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini.
2.
Bapak Tri Widodo Besar R, ST.,M.Sc.,Ph.D.selaku Ketua Jurusan
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3.
Bapak Ir. Sunardi Wiyono, M.T. selaku Koordinator Tugas Akhir.
4.
Bapak Agus Yulianto , ST. MT.selaku Dosen Pembimbing utama
Tugas Akhir yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingan
kepada penulis.
5.
Bapak Supriyono, ST, MT, Ph.D. selaku dosen Pembimbing
Akademik yang memberikan arahan dan semangat kepada penulis.
6.
Laboratorium Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
yang telah memberikan pengalaman yang bermanfaat.
xii
7.
Kedua orang tua serta semua keluarga yang telah membesarkan,
mendo’akan memotivasi serta membiayai semua kebutuhan penulis
sampai sekarang.
8.
Sahabat dalam penelitian maupun penulisan Martha dan Husen.
9.
Rekan-rekan Teknik Mesin khususnya angkatan 2012 dan semua
pihak yang telah membantu dalam penelitian penulisan Laporan
Tugas Akhir ini baik moril maupun materiil.
Semoga laporan ini bermanfaat bagi semua pihak dan juga bisa
menjadi referensi untuk laporan-laporan yang akan dilakukan di kemudian
hari.
Akhirnya apabila ada kritik dan saran yang sifatnya membangunakan
penulis terima dengan senang hati demi sempurnanya laporan ini.
Wassalamu’alaikumWr.Wb
Surakarta,
2017
Penulis
xiii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................. ...i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ...................................................... ..ii
HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................... .iii
HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... .iv
LEMBAR SOAL ....................................................................................... ..v
LEMBAR MOTTO .................................................................................... .vi
ABSTRAK ................................................................................................ vii
HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................... .ix
KATA PENGANTAR ................................................................................ xii
DAFTAR ISI ........................................................................................... .xiv
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ .xvi
DAFTAR TABEL .................................................................................... xviii
DAFTAR SIMBOL .................................................................................. .xix
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................. ..xx
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .................................................................... ..1
1.2 Rumusan Masalah………………………………………………2
1.2 Batasan Masalah ................................................................ ..3
1.3 Tujuan Penelitian ................................................................ ..3
1.4 Manfaat Penelitian .............................................................. ..4
1.5 Sistematika Penulisan ......................................................... ..4
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka ................................................................ ..6
2.2 Dasar Teori ......................................................................... ..9
2.2.1 Tanur Induksi ............................................................. ..9
2.2.2 Pola............................................................................ 10
2.2.3 Pasir Cetak CO2 ........................................................ 11
2.2.4 Cetakan Permanen .................................................... 12
xiv
2.2.5 Pengecoran Logam.................................................... 18
2.2.6 Klarifikasi Besi Cor ..................................................... 19
2.2.7 Besi Cor Paduan ........................................................ 21
2.2.8 Pengaruh Kandungan Unsur Pada Struktur
Besi Cor ..................................................................... 22
2.2.9 Diagram Keseimbangan Besi-Karbon ........................ 25
2.2.10 Diagram Transformasi Untuk Pendinginan
CCT (Continuous Cooling Transformation)…………27
2.2.11 Carbon Equivalent Value (CE)……………………….28
2.2.12 Struktur Mikro Besi Cor………………………………..29
2.2.13 Sifat Fisis Pada Besi Cor Kelabu…………………….31
2.2.14 Sifat Mekanis Pada Besi Cor Kelabu………………..33
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Penelitian ........................................................ 38
3.2 Alat dan Bahan.................................................................... 39
3.3 Proses Pengecoran Paduan Besi Cor Kelabu..................... 43
3.4 Persiapan Benda Uji ........................................................... 48
3.5 Pengujian Spesimen ........................................................... 51
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian ................................................................... 57
4.1.1 Hasil Uji CE Meter...................................................... 57
4.1.2 Sistem Saluran........................................................... 59
4.1.3 Hasil coran. ................................................................ 60
4.1.4 Pengujian Kekerasan. ................................................ 62
4.1.5 Hasil dan pembahasan foto micro.............................. 63
4.1.6 Komposisi Kimia. ....................................................... 65
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ........................................................................... 66
5.2 Saran..................................................................................... 67
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Tungku Induksi (CV. Bonjor Jaya Klaten, 2017) .................. ..9
Gambar 2.2 Pola Kayu……………………………………………… ............ 11
Gambar 2.3 Pasir Cetak CO2 Proses ...................................................... 12
Gambar 2.4 Bagian Cetakan Permanen .................................................. 17
Gambar 2.5 Cetakan Permanen .............................................................. 18
Gambar 2.6 Diagram Keseimbangan Besi-Karbon .................................. 32
Gambar 2.7 Diagram CCT untuk Besi Cor............................................... 33
Gambar 2.8 Kekerasan Rockwell............................................................. 33
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian......................................................... 38
Gambar 3.2 Tungku Induksi ..................................................................... 39
Gambar 3.3 Cetakan Permanen .............................................................. 39
Gambar 3.4 Pemanasan Cetakan dengan Arang .................................... 39
Gambar 3.5 Frame................................................................................... 40
Gambar 3.6 Pyrometer Laser................................................................... 40
Gambar 3.7 CE Meter .............................................................................. 40
Gambar 3.8 Mesin Amplas ...................................................................... 41
Gambar 3.9 Alat Uji Rockwell ................................................................. 41
Gambar 3.10 Alat Uji Komposisi Kimia .................................................... 41
Gambar 3.11 Alat Uji Foto Micro .............................................................. 42
Gambar 3.12 Wire Cut ............................................................................. 42
Gambar 3.13 Tanur Induksi ..................................................................... 43
Gambar 3.14 Pemanasan Cetakan dengan Arang .................................. 43
Gambar 3.15 Pelapisan Cetakan dengan Karbon.................................... 44
Gambar 3.16 Penuangan Cairan Logam dari Tanur Induksi .................... 44
Gambar 3.17 Penuangan Cairan Logam dari Ladle ke Kowi ................... 45
Gambar 3.18 Penuangan Logam Cair Ke Cup CE Meter ........................ 45
Gambar 3.19 Penuangan Logam Cair Ke Cetakan.................................. 46
Gambar 3.20 Pembongkan Spesimen ..................................................... 46
xvi
Gambar 3.21 Spesimen Setelah di Bongkar ............................................ 46
Gambar 3.22 Dimensi Spesimen ............................................................. 47
Gambar 3.23 Gambar Teknik Potongan Spesimen ................................. 47
Gambar 3.21 Hasil Pemotongan Dengan Wire Cut ................................ 48
Gambar 3.25 Proses Preparasi................................................................ 48
Gambar 3.26 Mesin Grinding (Polman Ceper, 2017) ............................... 49
Gambar 3.27 Prinsip Kerja Rokwell Hardness Ball (HRB) ....................... 52
Gambar 3.28 Alat Uji Kekerasan Rockwell Hardness Tester
(Lab Bahan Polman Ceper, 2017)...................................... 53
Gambar 3.29 Olympus Metallurgical Microscope dan Olympus
Photomicrographic System (Lab Bahan Polman, 2017 ...... 54
Gambar 3.30 Pemasangan Spesimen Ke Detector ................................. 56
Gambar 3.31 Spectrometer (Lab Bahan Polman Ceper, 2017) ............... 56
Gambar 4.1 Grafik Hasil Uji CE Meter ..................................................... 57
Gambar 4.2 Hasil Coran Pertama ............................................................ 60
Gambar 4.3 Hasil Coran Kedua ............................................................... 61
Gambar 4.4 Bagian Yang Di Uji Kekerasan (Rockwell) ........................... 62
Gambar 4.5 Diagram Harga Kekerasan .................................................. 63
Gambar 4.7 Hasil Foto Micro Dengan Pembesaran 200x........................ 64
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Standar Besi Cor Kelabu Menurut JIS ..................................... 20
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Kekerasan Rockwell . ..................................... 63
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Komposisi Kimia Bagian Atas…………………65
xviii
DAFTAR SIMBOL
CEV = Carbon Equivalent Value
C
= Kandungan Karbon (%)
Si
= Kandungan Silikon (%)
P
= Kandungan Fosfor (%)
G
= Berat Benda cor (kg)
= masa jenis logam (kg/dm3)
t
= waktu cor (detik)
h
= tinggi hidrolis (cm)
n
= jumlah saluran masuk
d
= diameter (cm)
Asm
= luas penampang saluran masuk (mm)
Astr
= luas penampang saluran terak (mm)
Astur = luas penampang saluran turun (mm)
xix
DAFTAR LAMPIRAN
DESAIN CETAKAN PERMANEN
PENGUJIAN METALOGRAFI
PENGUJIAN KEKERASAN ROCKWELL
PENGUJIAN KOMPOSISI KIMIA
ARPN JOURNAL OF ENGINEERING AND APPLIED SCIENCES
xx
PERENCANAAN SALURAN TURUN DAN
SALURAN MASUK SERTA PEMBUATAN GRINDING CYL
DENGAN MATERIAL BESI COR KELABU
MENGGUNAKAN CETAKAN PERMANEN
Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik
JurusaTeknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh:
Muhamad endy nur rohman
D200120093
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2017
ii
iii
iv
LEMBAR SOAL TUGAS
v
HALAMAN MOTTO
“Man jaddah wajadah, selama kita bersungguh-sungguh, maka kita
akan memetik buah yang manis. Segala keputusan hanya ditangan
kita sendiri, kita mampu untuk itu”.
(#B.J. Habibie)
“Banyak kegagalan dalam hidup ini dikarenakan orang-orang tidak
menyadari betapa dekatnya mereka dengan keberhasilan saat
mereka menyerah”.
(#Thomas Alfa Edison)
“Kesuksesan tak bisa dibandingkan dengan orang lain melainkan
dibandingkan dengan diri kita sebelumnya”.
(#Penulis)
“Barang siapa yang mengamalkan yang diketahuinya maka Allah
menganugrahkan ilmu yang belum diketahuinya”.
(#Shihab, 1994: 439)
“Allah akan meninggikan derajat orang-orang yang beriman
diantaramu dan orang-orang yang berilmu pengetahuan”.
(#Qs.al-Mujadalah:11)
“Bertakwalah pada Allah, maka Allah akan mengajarimu.
Sesungguhnya Allah Maha Mengetahui segala sesuatu”.
(#Surat Al-Baqarah, ayat 282)
vi
PERENCANAAN SALURAN TURUN DAN SALURAN MASUK
SERTA PEMBUATAN GRINDING CYL
DENGAN MATERIAL BESI COR KELABU
MENGGUNAKAN CETAKAN PERMANEN
Muhamad Endy Nur Roman, Agus Yulianto
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A Yani Tromol Pos I Pabelan Kartasura
e-mail: [email protected]
ABSTRAKSI
Grinding cyl berfungsi digunakan sebagai penggiling dan bahan
tambahan dari material yang digiling itu sendiri. Pembuatan grinding cyl ini
dimaksudkan untuk penunjang industri pembuatan bata ringan, industri
keramik dan indusrti lain-lain yang membutuhkan komponen ini.Untuk
mempermudah dan mempersingkat waktu dalam produksi diindustri, maka
dibuatlah cetakan permanen yaitu cetakan yang dapat digunakan
berulang-ulang sehinnga dapat meningkatkan produksi grinding cyl ini.
hasil penelitian didapat perbandingan perhitungan penampang sistem
saluran turun 50,4 mm, saluran terak 14,7 mm dan saluran masuk 3 mm.
Berdasarkan hasil bercobaan penuangan coran kedalam cetakan
permanen, didapatkan hasil permukaan coran yang kedua lebih bagus
dari pada permukaan coran yang pertama. Grafik CE Meter menunjukkan
temperatur 1221.6°C saat proses tapping awal di tuang dalam cetakan di
mulai pada grafik yang terbaca CE Meter terjadi penurunan temperatur,
pada temperatur liquid 1122.1°C bentuknya masih cair sampai temperatur
solid 1120.0°C sehingga di peroleh nilai CEL=4,46% ; C=4,00% ; dan
SI=1,78% di mana besi mulai padat namun masih berwarna merah hingga
temperatur 1060°C dan mengeras dalam waktu 180 detik. Hasil uji
komposisi kimia dalam bentuk solid atau padat antara lain : Fe 93,26% ; C
3,06% ; Si 1,80% dan unsure lainnya di bawah 1%. Hasil uji struktur
mikro bagian spesimen yang di uji kekerasan terlihat grafit dan sementit
dan hasil uji kekerasan spesimen pada bagian A=91,27 HRB. B=90,03
HRB. C=96,66 HRB dan D=92,28HRB dan harga kekerasan tertinggi yaitu
pada bagian C sebesar 96,66 HRB sedangkan harga kekerasan terendah
yaitu pada bagian B sebesar 90,03 HRB. Berdasarkan data tersebut dapat
di simpulkan bahwa setiap bagian mempunyai tingkat kekerasan yang
bervariasi, karena setiap titik atau bagian yang di uji mempunyai
kandungan carbon yang berbeda-beda. Semakin tinggi kandungan carbon
maka akan semakin tinggi tingkat kekerasannya serta mempengaruhi sifat
fisis besi cor kelabu.
Kata kunci : Solidifikasi, molding FCD, spectrometer, struktur micro,
kekerasan.
vii
PERENCANAAN SALURAN TURUN DAN SALURAN MASUK
SERTA PEMBUATAN GRINDING CYL
DENGAN MATERIAL BESI COR KELABU
MENGGUNAKAN CETAKAN PERMANEN
Muhamad Endy Nur Rohman, Agus Yulianto
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A Yani Tromol Pos I Pabelan Kartasura
e-mail: [email protected]
ABSTRACT
Grinding cyl function is used as a grinder and additional material
from the milled material itself. Cyl grinding manufacture is intended to
support light brick-making industry, ceramic industry and other indusrti
requiring ..TO components to simplify and shorten the time to production
diindustri, then made permanent mold is a mold that can be used
repeatedly to increase production grinding sehinnga this cyl. the results
obtained cross-sectional comparisons and calculations down channel
system 50.4 mm, 14.7 mm and a slag channel inlet 3 mm. Based on the
results bercobaan pouring into permanent mold castings, castings showed
that the second surface better than the first surface of the castings. Graph
CE Meter shows the temperature of 1221.6 ° C during tapping early in the
cast in the mold at the start on the chart that reads CE Meter decrease of
temperature, the temperature of liquid 1122.1 ° C shape is still liquid to a
temperature of solid 1120.0 ° C so that the obtained value of CEL = 4 ,
46%; C = 4.00%; and SI = 1.78% where the iron start but still solid red
until the temperature of 1060 ° C and hardened within 180 seconds.
Results of chemical composition in solid or solid form such as: Fe 93.26%;
C 3.06%; 1.80% Si and other elements under 1%. The test results of micro
structure in the test section of the specimen visible graphite and cementite
hardness and hardness test results of the specimens in the A = 91.27
HRB. B = 90.03 HRB. C = 96.66 HRB and D = 92,28HRB prices and the
highest hardness in part C of 96.66 HRB hardness while the lowest prices
are in part B of 90.03 HRB. Based on these data we can conclude that
each part has varying levels of violence, because each point or section in
the test has a carbon content of different. The higher the carbon content
the higher the level of violence as well as affecting the physical properties
of gray cast iron.
Keyword : solidification, molding FCD, spectrometer, microstructure,
hardness.
viii
HALAMAN PERSEMBAHAN
Assalamu’alaikum Wr.Wb
Syukur Alhamdulillah, dipanjatkan kehadirat Allah SWT atas berkah
dan
rahmat-Nya,
Beserta
Rasulnya.
Alhamdulillah
penulis
selalu
bersyukur atas kemampuan sederhana yang dimiliki. Rasa bangga,
terharu, serta bahagia atas karunia dan kemudahan yang Engkau berikan
akhirnya skripsi yang sederhana ini dapat terselesaikan. Kupersembahkan
karya sederhana ini kepada orang yang sangat kukasihi dan kusayangi.
‘’Ayahanda dan Ibunda Tercinta’’
Kepada ayahanda (Mariyanto) dan ibunda (Suparni) tercinta. Sebagai
tanda bakti, hormat dan rasa terimakasih yang tiada terhingga aku
persembahkan karya sederhana ini sebagai rasa bahagia serta terima
kasihku atas segala kasih sayang, nasehat, motivasi, doa yang tiada henti
engkau panjatkan, dukungan yang nyata serta cinta kasih tiada terhingga
yang selama ini Ayahanda dan Ibunda berikan kepada anakmu ini.
Semoga dengan karya sederhana ini menjadi langkah awal untuk
membuat Ayah dan Ibu bahagia.
ix
‘’Adekku Tersayang’’
Terima kasih untuk kakakku (Ervin dan Fahri) tersayang, tingkah nakalmu
terkadang membuat jengkel tetapi atas doa dan dukungan kalian
membuat adikmu ini menjadi lebih semangat untuk menyusun skripsi
hingga selesai. Mohon maaf apabila adikmu ini belum dapat menjadi
panutan yang baik tetapi akan berusaha menjadi adik yang terbaik.
‘’My Best Friend’s’’
Untuk sahabat seperjuangan skripsiku (Martha dan Husen) terima kasih
atas bantuan, nasihat, doa, hiburan, ejekan dan semangat yang telah
kalian berikan selama pengerjaan skripsi ini. Serta untuk sahabat kuliahku
yang terutama (Agung, Roni, Endriansyah, Eko dan Narno) yang selalu
memberikan masukan dan meluangkan waktu untuk mengajari saya
apabila mengalami kesulitan dalam pembuatan skripsi ini, aku ucapkan
terimakasih atas bantuan dan doa kalian semoga persahabatan ini
selamanya. Teman-teman teknik mesin UMS 2012 yang aku tidak bisa
sebutkan namanya satu persatu aku ucapkan terimakasih atas bantuan
kalian semoga keakraban kita selalu terjaga. Amiin.. (M Solidarity)
x
‘’Dosen Pembimbing Tugas Akhirku’’
Bapak Agus Yulianto , ST. MT selaku dosen pembimbing tugas akhir
saya, terima kasih banyak atas waktu, bimbingan, dan ilmu yang selama
ini bapak berikan kepada saya selama pengerjaan tugas akhir ini. Semoga
bapak beserta keluarga diberikan kesehatan selalu dan rejeki yang
berlimpah oleh Allah SWT. Amiin.
xi
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang
telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan dan menyusun Laporan Tugas Akhir yang berjudul
“PERENCANAAN SALURAN TURUN DAN SALURAN MASUK SERTA
PEMBUATAN GRINDING CYL DENGAN MATERIAL BESI COR
KELABU MENGGUNAKAN CETAKAN PERMANEN” dengan baik dan
tepat pada waktunya. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima
kasih kepada :
1.
Allah SWT, atas segala limpahan rahmatnya sehingga penulis dapat
menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini.
2.
Bapak Tri Widodo Besar R, ST.,M.Sc.,Ph.D.selaku Ketua Jurusan
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3.
Bapak Ir. Sunardi Wiyono, M.T. selaku Koordinator Tugas Akhir.
4.
Bapak Agus Yulianto , ST. MT.selaku Dosen Pembimbing utama
Tugas Akhir yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingan
kepada penulis.
5.
Bapak Supriyono, ST, MT, Ph.D. selaku dosen Pembimbing
Akademik yang memberikan arahan dan semangat kepada penulis.
6.
Laboratorium Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
yang telah memberikan pengalaman yang bermanfaat.
xii
7.
Kedua orang tua serta semua keluarga yang telah membesarkan,
mendo’akan memotivasi serta membiayai semua kebutuhan penulis
sampai sekarang.
8.
Sahabat dalam penelitian maupun penulisan Martha dan Husen.
9.
Rekan-rekan Teknik Mesin khususnya angkatan 2012 dan semua
pihak yang telah membantu dalam penelitian penulisan Laporan
Tugas Akhir ini baik moril maupun materiil.
Semoga laporan ini bermanfaat bagi semua pihak dan juga bisa
menjadi referensi untuk laporan-laporan yang akan dilakukan di kemudian
hari.
Akhirnya apabila ada kritik dan saran yang sifatnya membangunakan
penulis terima dengan senang hati demi sempurnanya laporan ini.
Wassalamu’alaikumWr.Wb
Surakarta,
2017
Penulis
xiii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................. ...i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ...................................................... ..ii
HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................... .iii
HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... .iv
LEMBAR SOAL ....................................................................................... ..v
LEMBAR MOTTO .................................................................................... .vi
ABSTRAK ................................................................................................ vii
HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................... .ix
KATA PENGANTAR ................................................................................ xii
DAFTAR ISI ........................................................................................... .xiv
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ .xvi
DAFTAR TABEL .................................................................................... xviii
DAFTAR SIMBOL .................................................................................. .xix
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................. ..xx
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .................................................................... ..1
1.2 Rumusan Masalah………………………………………………2
1.2 Batasan Masalah ................................................................ ..3
1.3 Tujuan Penelitian ................................................................ ..3
1.4 Manfaat Penelitian .............................................................. ..4
1.5 Sistematika Penulisan ......................................................... ..4
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka ................................................................ ..6
2.2 Dasar Teori ......................................................................... ..9
2.2.1 Tanur Induksi ............................................................. ..9
2.2.2 Pola............................................................................ 10
2.2.3 Pasir Cetak CO2 ........................................................ 11
2.2.4 Cetakan Permanen .................................................... 12
xiv
2.2.5 Pengecoran Logam.................................................... 18
2.2.6 Klarifikasi Besi Cor ..................................................... 19
2.2.7 Besi Cor Paduan ........................................................ 21
2.2.8 Pengaruh Kandungan Unsur Pada Struktur
Besi Cor ..................................................................... 22
2.2.9 Diagram Keseimbangan Besi-Karbon ........................ 25
2.2.10 Diagram Transformasi Untuk Pendinginan
CCT (Continuous Cooling Transformation)…………27
2.2.11 Carbon Equivalent Value (CE)……………………….28
2.2.12 Struktur Mikro Besi Cor………………………………..29
2.2.13 Sifat Fisis Pada Besi Cor Kelabu…………………….31
2.2.14 Sifat Mekanis Pada Besi Cor Kelabu………………..33
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Penelitian ........................................................ 38
3.2 Alat dan Bahan.................................................................... 39
3.3 Proses Pengecoran Paduan Besi Cor Kelabu..................... 43
3.4 Persiapan Benda Uji ........................................................... 48
3.5 Pengujian Spesimen ........................................................... 51
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian ................................................................... 57
4.1.1 Hasil Uji CE Meter...................................................... 57
4.1.2 Sistem Saluran........................................................... 59
4.1.3 Hasil coran. ................................................................ 60
4.1.4 Pengujian Kekerasan. ................................................ 62
4.1.5 Hasil dan pembahasan foto micro.............................. 63
4.1.6 Komposisi Kimia. ....................................................... 65
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ........................................................................... 66
5.2 Saran..................................................................................... 67
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Tungku Induksi (CV. Bonjor Jaya Klaten, 2017) .................. ..9
Gambar 2.2 Pola Kayu……………………………………………… ............ 11
Gambar 2.3 Pasir Cetak CO2 Proses ...................................................... 12
Gambar 2.4 Bagian Cetakan Permanen .................................................. 17
Gambar 2.5 Cetakan Permanen .............................................................. 18
Gambar 2.6 Diagram Keseimbangan Besi-Karbon .................................. 32
Gambar 2.7 Diagram CCT untuk Besi Cor............................................... 33
Gambar 2.8 Kekerasan Rockwell............................................................. 33
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian......................................................... 38
Gambar 3.2 Tungku Induksi ..................................................................... 39
Gambar 3.3 Cetakan Permanen .............................................................. 39
Gambar 3.4 Pemanasan Cetakan dengan Arang .................................... 39
Gambar 3.5 Frame................................................................................... 40
Gambar 3.6 Pyrometer Laser................................................................... 40
Gambar 3.7 CE Meter .............................................................................. 40
Gambar 3.8 Mesin Amplas ...................................................................... 41
Gambar 3.9 Alat Uji Rockwell ................................................................. 41
Gambar 3.10 Alat Uji Komposisi Kimia .................................................... 41
Gambar 3.11 Alat Uji Foto Micro .............................................................. 42
Gambar 3.12 Wire Cut ............................................................................. 42
Gambar 3.13 Tanur Induksi ..................................................................... 43
Gambar 3.14 Pemanasan Cetakan dengan Arang .................................. 43
Gambar 3.15 Pelapisan Cetakan dengan Karbon.................................... 44
Gambar 3.16 Penuangan Cairan Logam dari Tanur Induksi .................... 44
Gambar 3.17 Penuangan Cairan Logam dari Ladle ke Kowi ................... 45
Gambar 3.18 Penuangan Logam Cair Ke Cup CE Meter ........................ 45
Gambar 3.19 Penuangan Logam Cair Ke Cetakan.................................. 46
Gambar 3.20 Pembongkan Spesimen ..................................................... 46
xvi
Gambar 3.21 Spesimen Setelah di Bongkar ............................................ 46
Gambar 3.22 Dimensi Spesimen ............................................................. 47
Gambar 3.23 Gambar Teknik Potongan Spesimen ................................. 47
Gambar 3.21 Hasil Pemotongan Dengan Wire Cut ................................ 48
Gambar 3.25 Proses Preparasi................................................................ 48
Gambar 3.26 Mesin Grinding (Polman Ceper, 2017) ............................... 49
Gambar 3.27 Prinsip Kerja Rokwell Hardness Ball (HRB) ....................... 52
Gambar 3.28 Alat Uji Kekerasan Rockwell Hardness Tester
(Lab Bahan Polman Ceper, 2017)...................................... 53
Gambar 3.29 Olympus Metallurgical Microscope dan Olympus
Photomicrographic System (Lab Bahan Polman, 2017 ...... 54
Gambar 3.30 Pemasangan Spesimen Ke Detector ................................. 56
Gambar 3.31 Spectrometer (Lab Bahan Polman Ceper, 2017) ............... 56
Gambar 4.1 Grafik Hasil Uji CE Meter ..................................................... 57
Gambar 4.2 Hasil Coran Pertama ............................................................ 60
Gambar 4.3 Hasil Coran Kedua ............................................................... 61
Gambar 4.4 Bagian Yang Di Uji Kekerasan (Rockwell) ........................... 62
Gambar 4.5 Diagram Harga Kekerasan .................................................. 63
Gambar 4.7 Hasil Foto Micro Dengan Pembesaran 200x........................ 64
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Standar Besi Cor Kelabu Menurut JIS ..................................... 20
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Kekerasan Rockwell . ..................................... 63
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Komposisi Kimia Bagian Atas…………………65
xviii
DAFTAR SIMBOL
CEV = Carbon Equivalent Value
C
= Kandungan Karbon (%)
Si
= Kandungan Silikon (%)
P
= Kandungan Fosfor (%)
G
= Berat Benda cor (kg)
= masa jenis logam (kg/dm3)
t
= waktu cor (detik)
h
= tinggi hidrolis (cm)
n
= jumlah saluran masuk
d
= diameter (cm)
Asm
= luas penampang saluran masuk (mm)
Astr
= luas penampang saluran terak (mm)
Astur = luas penampang saluran turun (mm)
xix
DAFTAR LAMPIRAN
DESAIN CETAKAN PERMANEN
PENGUJIAN METALOGRAFI
PENGUJIAN KEKERASAN ROCKWELL
PENGUJIAN KOMPOSISI KIMIA
ARPN JOURNAL OF ENGINEERING AND APPLIED SCIENCES
xx