BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. DIAGRAM ALIR PENELITIAN
Suhu Tuang 760
o
C Peleburan
Suhu Tuang 680
o
C Suhu Tuang
700
o
C Suhu Tuang
720
o
C Suhu Tuang
740
o
C
Analisa Data Kesimpulan
Selesai Mulai
Penuangan Desain Alat
Peleburan Pengumpulan
Kaleng Bekas
Aluminium Sekrap Silikon Powder
Spesimen Proses Permesinan
Spesimen Uji Komposisi
Spesimen Uji Metalografi
Spesimen Uji Ketangguhan
Spesimen Uji Kekerasan
Universitas Sumatera Utara
3.2. BAHAN DAN ALAT PENELITIAN
3.2.1. Bahan yang digunakan a.
Aluminium Sekrap Dalam proses peleburan ini, digunakan bahan Aluminium sekrap berbahan
dasar dari kaleng bekas minuman berbahan Aluminium. Kaleng bekas tersebut didapat dari pengumpul kaleng di toko penadah bahan bekas. Bagian yang diambil
adalah tutup kaleng tersebut, oleh karena itu perlu dilakukan pemisahan antara badan dan tutup kaleng. Pemisahan dapat dilakukan dengan menggunakan gunting
logam atau mesin gerinda potong.
Gambar 3.1. Kaleng bekas minuman dan bagian Tutup Kaleng Lab Teknologi Mekanik
b. Silikon
Unsur yang dicampurkan adalah silikon, mencampurkan silikon kedalam Aluminium bisa memperbaiki sifat Aluminium tersebut dan mendapatkan
sifat yang kita inginkan. Sebelum dilakukan peleburan terlebih dahulu silikon padat atau bongkahan di haluskan sampai pada besar butir yang diinginkan. Besar
butiran silikon berpengaruh terhadap sifat campuran, semakin kecil besar butiran maka campuran akan semakin baik. Besar butiran serbuk silikon jika dihitung
berdasarkan mesh 400, maka ukurannya adalah 0,0025 in
3
.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.2. Gambar Silikon dan serbuk Silikon Lab Foundry
c. Pasir Silika
Untuk bahan cetakan digunakan pasir silika, yang sebelumnya dicampur dengan bentonit dan air, pasir silika digunakan secara bertahap untuk tiap 15 kg
dalam sekali campuran. Besar butiran pasir silika jika dihitung berdasarkan mesh 40, maka ukurannya adalah 0,025 in
3
.
Gambar 3.3. Gambar Pasir Silika Lab Foundry
d. Bentonite
Sebagai bahan perekat pasir silika digunakan Bentonite, selain Bentonite bahan lain yang bisa digunakan untuk mengikat Pasir Silika adalah air kaca atau
Water Glass. Jika cetakan dipakai dalam waktu yang cepat maka air kaca bisa digunakan sebagai alternatif. Pengeringan air kaca ini dilakukan dengan gas
karbondioksida. Bentonit ditambahkan sebanyak 5 dari jumlah pasir silika yang akan dicetak.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.4. Bentonite Lab Foundry
e. Arang
Banyak sekali bahan bakar yang digunakan dalam proses peleburan di dapur krusibel, baik itu batubara, briket, kerosin maupun arang kayu. Arang merupakan
bahan bakar pengganti kerosin. Selain harga yang lebih murah, arang juga dapat menghasilkan panas yang baik untuk peleburan.
Gambar 3.5. Arang Kayu Lab Foundry
f. Air
Bahan ini juga sangat penting, karena pada saat pasir silika dan bentonit dicampur, perlu ditambahkan air sebanyak 400 cc untuk berat pasir cetak 15 kg,
dan berlaku kelipatannya.
g. Gabus Styrofoam
Gabus atau Styrofoam digunakan sebagai die, sebelum gabus ditanam kedalam pasir cetak gabus terlebih dahulu di bentuk sesuai dengan bentuk yang
diinginkan.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.6. Gabus untuk membuat die Lab Teknologi Mekanik
3.2.2. Alat yang digunakan Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
a. Dapur Peleburan atau Dapur Krusibel
Dapur ini terbuat dari batu bata tahan api dan semen tahan api. Besar dan volume dari dapur peleburan sangat bervariasi, tergantung pada jumlah bahan
yang akan dilebur.
Gambar 3.7. Dapur Peleburan Lab Foundry
b. Alat Uji Kekerasan Brinnel Hardness tester
Alat ini digunakan untuk menguji kekerasan hardness tester dari material Aluminium - Silikon hasil pengecoran yang telah melewati proses permesinan.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.8. Equotip Hardness Tester Lab Ilmu Logam
c. Alat Uji Ketangguhan Toughness
Alat ini digunakan untuk mengetahui ketangguhan dari suatu material dalam penelitian ini yaitu Al-Si, alat yang digunakan adalah Impact Charpy Test,
sebelum dilakukan pengujian impak spesimen harus dibentuk sesuai dengan standar ASTM E23-56T.
Gambar3.9.
Impact Charpy Test
Lab Ilmu Logam
d. Thermocouple Type-K
Untuk mengukur temperatur pada logam cair digunakan alat pengukur suhu termokopel, karena termokopel dapat mencatat suhu logam cair lebih dari 3000
o
C. seiring dengan perkembangan teknologi pada saat sekarang ini termokopel
dirancang dengan menggunakan sinar infra merah, sinar ini ditembakkan langsung ke logam cair, alat ini langsung membaca temperatur logam cair tersebut. Dalam
Universitas Sumatera Utara
percobaan ini digunakan jenis termokopel tipe – K. Kabel dari alat ini hanya dapat digunakan satu kali dan maksimal dua kali penggunaan.
Gambar 3.10. Thermocouple Type-K Lab Foundry
e. Mikroskop Optic
Mikroskop optik digunakan untuk mengamati struktur mikro dari Aluminium Silikon dengan pembesaran diatas seratus kali.
Gambar 3.11. Mikroskop Optik Lab Ilmu Logam
f. Mesin polish Polishing Machine
Pemolesan bertujuan untuk memperoleh permukaan sampel yang halus bebas goresan dan mengkilap seperti cermin dan menghilangkan ketidakteraturan
sampel. Permukaan sampel yang akan diamati di bawah mikroskop harus benar- benar rata.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.12. Polishing Machine Lab Ilmu Logam
g. Ladel ladle
Untuk mengeluarkan Aluminium cair yang ada dalam dapur krusibel digunakan alat menyerupai gayung yang terbuat dari besi atau disebut dengan
ladel. Selain menggunakan ladel penuangan bisa dilakukan secara langsung yaitu dengan mengangkat dapur krusibel langsung dituangkan kedalam cetakan.
Gambar 3.13. Ladel Peleburan Lab Foundry
h. Krusibel Crucible
Peralatan ini dugunakan untuk melebur Aluminium, dibuat dari besi cor, dirancang sedemikian rupa agar efektif. Diberi kuping agar bisa diangkat dan
dituang langsung tanpa menggunakan ladel. Akan lebih efisien jika diberikan penutup pada bagian atasnya utuk mengurangi kalor yang terbuang pada krusibel.
Dimensi dari crucible ini juga bergantung pada volume cairan yang diinginkan.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.14. Crucible dan Penutupnya Lab Foundry
i. Batu Koral dan Dudukan Batu Koral
Dudukan berfungsi untuk menahan krusibel agar tidak kontak langsung ke dasar dapur. Batu koral digunakan untuk menghindari kontak langsung antara
arang dengan dudukannya. Hal ini ditujukan untuk menjaga agar dudukannya tidak ikut terlebur karena panas yang dihasilkan oleh arang.
Gambar 3.15. Batu koral dan dudukannya Lab Foundry
j. Blower dan Air Sprayer
Panas pada tungku dijaga dengan terus menyuplai udara pada bagian bawah tungku, untuk itu digunakan blower dan air sprayer Kedua alat ini digunakan
untuk menjaga panas yang dihasilkan dari hasil pembakaran arang. Tanpa alat ini, maka panas yang dihasilkan dari arang akan turun kebawah dan panas yang
dihasilkan tidak optimal.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.16. Blower dan air sprayer Lab Foundry
k. Timbangan
Digunakan untuk mengukur berat Aluminium, bentonit, dan silikon yang akan digunakan dalam proses peleburan.
Gambar 3.17. Timbangan Lab Foundry
l. Mixer
Sebelum die ditanam kedalam pasir cetak, pasir harus dicampurkan terlebih dahulu dengan bentonit dan juga air. Untuk mencampur bahan tersebut digunakan
mikser, lama waktu pencampuran lebih kurang lima menit.
Gambar 3.18. Mikser Lab Foundry
Universitas Sumatera Utara
m. Ayakan Pasir dan Silikon mesh
Ayakan digunakan untuk menyeragamkan ukuran pasir yang diinginkan, dan juga untuk membuang sampah yang ada dalam pasir silika, dalam penelitian ini
digunakan mesh 40. Sebelum dilakukan pencampuran terlebih dahulu dilakukan pengayakan pasir silika. Mesh juga digunakan untuk menyeragamkan ukuran
silikon, untuk mesh Silikon dugunakan mesh 400.
Gambar 3.19. Ayakan Pasir dan Silikon Lab Foundry
n. Wadah Pasir Cetak
Wadah pasir cetak digunakan sebagai tempat untuk pasir cetak yang telah di mikser dan didalm pasir tersebut telah ditanamkan die.
Gambar 3.20. Wadah Pasir Cetak Lab Foundry
o. Serokan Pasir, dan Gayung
Alat ini dugunakan untuk mengambil pasir silika, bentonit sebagai bahan untuk pembuatan pasir cetak.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.21. Serokan Pasir, dan Gayung Lab Foundry
p. Mesin Sekrap ShapingPlanning machine
Proses sekrap merupakan proses yang hampir sama dengan proses bubut, dalam hal ini gerak potongannya bukan gerakan rotasi, melainkan gerakan
translasi yang dilakukan oleh pahat pada mesin sekrap atau oleh benda kerja pada mesin sekrap meja.
Gambar 3.22. Proses Penyekrapan Lab Teknologi Mekanik
q. Gelas Ukur
Digunakan untuk mengukur banyaknya air yang digunakan dalam campuran pesir dan bentonit didalam mikser. Air dimasukkan sewaktu awal pengadukan
pasir dan bentonit kedalam mikser.
Gambar 3.23. Gelas Ukur Lab Foundry
Universitas Sumatera Utara
3.3. PROSEDUR PENELITIAN
Kategori