Lokasi Penelitian Sejarah pengecoran

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 gspesimen 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 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pasir silika

Pasir kuarsa atau pasir silika adalah bahan galian yang terdiri atas kristal-kristal silika SiO 2 dan mengandung senyawa pengotor yang terbawa selama proses pengendapan. Pasir kuarsa juga dikenal dengan nama pasir putih merupakan hasil pelapukan batuan yang mengandung mineral utama, seperti kuarsa dan feldspar. Pasir silika memiliki sejumlah kelemahan sebagai cetakan atau coremaking material: memiliki tingkat ekspansi termal yang tinggi Gambar 2.1 yang dapat menyebabkan ekspansi cacat coran, seperti pengambilan sirip atau urat dan memiliki refractoriness relatif rendah yang dapat menyebabkan pasir terbakar, terutama dengan baja atau besi yang berat bagian secara kimiawi reaktif untuk paduan tertentu misalnya mangan dan besi. Oksida Mn dan Fe bereaksi dengan silika untuk bentuk rendah silikat titik leleh, menyebabkan pasir serius membakar. Gambar 2.1 Grafik karakteristik ekspansi termal zirkon, kromit dan pasir olivin dibandingkan dengan pasir silika . Universitas Sumatera Utara Untuk beberapa jenis pengecoran, mungkin perlu untuk menggunakan pasir non-silika, meskipun semua pasir lain yang lebih mahal daripada silika. Cetakan pasir dan inti kebanyakan didasarkan pada pasir silika karena biaya yang paling tersedia dan terendah molding material. Pasir lain yang digunakan untuk aplikasi khusus di mana tingkat pembiasannya tinggi, konduktivitas termal lebih tinggi atau ekspansi termal yang lebih rendah diperlukan. Komposisi kimia pasir cetak alam sebaiknya adalah 80 sampai 90 silika, 5 sampai 10 alumina atau bahan pengikat clay dan sebagian kecil lime, magnesia dan elemen lainnya. Pasir silika digunakan terutama karena kemurnian kimia dan sifat termal menguntungkan. Hal ini tahan terhadap baja cair dan besi memiliki kekerasan tinggi dan kompatibel dengan semua jenis sistem perekat pengecoran. Silika memiliki titik fusi tinggi di atas 1.690 C. Hal ini secara dramatis menurunkan namun oleh agen fluxing seperti kalsium, sodium, kalium, dan besi. Unsur-unsur ini secara drastis dapat menurunkan titik sintering silika sifat alkali dari unsur-unsur dan oksida mereka yang tercantum di atas dapat menjatuhkan pasir silika 99,8 dari 1700 C menjadi kurang dari 1200 C. Agen perusak seperti kapur misalnya tidak hanya meningkatkan pH pasir tapi akan membuat beberapa sistem pengikat berguna. Asam katalis furan tidak akan mengeras sementara sistem uretan fenolik akan bereaksi dan mengeras Seketika. Silika tidak menunjukkan ekspansi termal cepat karena mengalami perubahan fasa dari Alpha Quartz ke Beta Quartz dan pada suhu sekitar 570 C. Perluasan ini dapat menyebabkan pengecoran cacat seperti urat atau Rat Tails namun hal ini dapat dikompensasikan dengan penggunaan sistem pengikat yang kompleks dan aditif untuk campuran pasir dibagikan melalui sistem dosis terkontrol. Perluasan pasir silika dibandingkan di bawah ini melawan populer Refractory Khusus Pasir seperti krom dan Zircon Dawson,1982. Universitas Sumatera Utara Tabel 2.1 Sifat pasir silika untuk penggunaan pengecoran No Komponen kimia Batas maksimum Sifat kimia 1 SiO 2 95-min 96 Silika semakin tinggi semakin refraktori tahan api 2 LOI Max 0,5 Merupakan kotoran organik 3 Fe 2 O 3 Max 0,3 Oksida besi mengurangi refraktoris tersebut 4 CaO Max 0,2 Meningkatkan nilai permintaan asam 5 K 2 O, Na 2 O Max 0,5 Mengurangi refraktori 6 Nilai keasaman pH 4 Max 6 ml Nilai keasaman yang tinggi mempengaruhi keasaman perekat Brown,R. 1994

2.1.1 Pasir Cetak

Tidak semua pasir yang ada, baik digunakan untuk membuat cetakan, diperlukan beberapa syarat, antara lain adalah: 1. Bentuk bekas modelpola harus tetap tidak berubah pada saat model di ambil 2. Harus tahan terhadap aliran logam cair yang melewatinya, artinya tidak terjadi reaksi antara logam cair dengan pasir cetaknya. 3. Pori-pori nya harus memungkinkan udara keluar pada saat penuangan. 4. Harus mudah di bentuk 5. Mempunyai ukuran yang seragam 6. Harus mudah di bongkar. Silika adalah butiran pasir yang sangat penting dalam cetakan pasir karena mereka memberikan refractoriness, kimia resistivitas, dan permeabilitas ke pasir. Para ditentukan sesuai dengan ukuran rata-rata dan bentuknya. Halus butir, semakin intim akan menjadi kontak dan permeabilitas rendah. Namun butiran halus cenderung membentengi cetakan dan mengurangi kecenderungan untuk mendapatkan terdistorsi. Universitas Sumatera Utara Bentuk butiran pasir dapat bervariasi dari bulat dan sudut. Butir diklasifikasikan menurut bentuknya: Gambar 2.2 Bentuk butir – butir pasir cetak Jenis butir pasir bulat sebagai pasir cetak, karena memerlukan jumlah pengikat yang lebih sedikit untuk mendapat kekuatan dan permeabiliti tertentu, serta mampu alirnya baik sekali. Pasir berbutir kristal kurang baik untuk pasir cetak, sebab akan pecah menjadi butir – butir kecil pada pencampuran serta memberikan ketahanan api dan permeabiliti yang buruk pada cetakan, dan selanjutnya membutuhkan pengikat dalam jumlah banyak. Pasir cetak biasanya kumpulan dari butir – butir yang berukuran bermacam – macam. Tetapi kadang – kadang terdiri dari butir – butir tersaring yang mempunyai ukuran seragam. Besar butir yang diinginkan adalah sedemikian sehingga dua pertiga dari butir – butir pasir mempunyai ukuran dari tiga mesh yang berurutan, dan sisanya dari ukuran mesh – mesh berikutnya. Jadi lebih baik tidak mempunyai besar butir yang seragam. 1. Butir pasir bulat Butiran ini mempunyai hubungan yang paling sedikit antara butiran yang satu dengan yang lainnya dalam jumlah yang diperlukan sehingga membuat permeabilitas menjadi tinggi. Butiran bulat terbentuk karena butir butir sedang bergesekan berulang- ulang akibat adanya angin, gelombang atau aliaran air sehingga menghasilkan bentuk bulat. Jenis butir ini umumnya tebentuk membulat dan hampir tidak ada yang membentuk sudut. Kekurangan yaitu kekuatannya rendah karena luas bidang Universitas Sumatera Utara kontaknya kecil sehingga banyak tedapat rongga-rongga. Kelebihan yaitu permeabilitasnya tinggi karena luas bidang kontak anta butir sedikit sehingga rongga yang terbentuk besar dan sedikit memerlukan jumlah pengikat. 2. Butir pasir sebagian bersudut Butiran ini mempunyai kemampuan permeabilitas yang sedikit dibawah butiran bundar dan kekuatannya melebihi butiran bundar. Butiran sebagian bersudut terjadi karena butiran besudut saling begerak dan bertumbukan sehingga sudutnya pecah dan membentuk sub angular grain. Permeabilitas butian ini lebih rendah daripada butir pasir bulat, disebabkan oleh lebih banyaknya luas bidang kontak sehingga ronga-rongga yang ada lebih sempit. Namun kekuatannya lebih tinggi daripada buti pasir bulat. Hal ini dikarenakan oleh lebih banyaknya luas bidang kontak, sehingga kerapatan antar butir tinggi dan rongga-rongganya lebih sempit. Kelebihannya yaitu kekuatannya lebih tinggi karena luas bidang kontaknya lebih besar sehingga rongga-rongga antar butir lebih sempit. Kekurangan yaitu memerlukan jumlah pengikat lumayan banyak. Permeabilitasnya lebih rendah, karena luas bidang kontak antar butir lebih besar sehingga rongga-rongga antar butir lebih sempit untuk dialiri udara. 3. Butir pasir bersudut Bentuk butinya mayoritas bersudut, namun sudut yang terbentuk belum terlalu runcing. Butiran bersudut terbentuk oleh dekomposisi bahan tanpa ada gesekan. Butiran ini memiliki permeabilitas rendah disbanding dengan butir pasir sebagian bersudut dan butir pasir bulat dikarenakan luas bidang kontaknya lebih besar, sehingga rongga-rongga yang ada sempit. Akan tetapi, butiran bersudut ini memberikan kekuatan yang lebih tinggi dibandingkan butiran sebagian bersudut, dikarenakan luas bidang kontaknya yang lebih besar dan rongga-rongga yang ada sempit, sehingga kerapatannya tinggi. Kekurangan yaitu memerlukan pengikat dalam jumlah yang banyak, permeabilitasnya lebih rendah dibandingkan dengan buti bulat dan butir sebagian bersudut, dikarenakan luas bidang kontaknya yang lebih besar, sehingga rongga-rongga antar butirnya lebih sempit Butiran ini menyebabkan kekuata yang tinggi dan permeabilitas rendah dari butiran sudut sebagian. Karena bersudut sehingga menutup rongga-rongga untuk partikel atau lebih padat. Kelebihan yaitu Universitas Sumatera Utara kekuatannya lebih tinggi daripada butir bulat dan butir sebagian bersudut, karena luas bidang kontaknya lebih besar dan rongga-rongga yang ada kecil, sehingga kerapatannya tinggi. 4. Butir pasir kristal Bentuk butir dari pasir ini memiliki sudut yang kurang pada ujung-ujungnya. Butiran ini memiliki permeabilitas yang rendah sekali dikarenakan luas bidang kontaknya lebih besar akibat butir kristal yang pecah menjadi kecil-kecil dan mengisi rongga-rongga. Namun memiliki kekuatan yang besar dikarenakan luas bidang kontak yang ada lebih besar akibat butir kristal pecah menjadi kecil-kecil dan mengisi rongga-rongga antar butir, sehingga kerapatannya tinggi. Kelebihan yaitu luas bidang kontaknya lebih besar akibat kristal yang pecah dan mengisi rongga-rongga antar butir sehingga kerapatannya tinggi, kekuatannya lebih tinggi daripada jenis butir lain. Kekurangan yaitu memerlukan pengikat yang sangat banyak, permeabilitas lebih rendah daripada butir lainnya dikarenakan luas bidang kontaknya lebih besar akibat butir kristal yang pecah dan mengisi rongga-rongga sehingga udara yang mengalir sedikiT Jain, 1979.

2.2. Sejarah pengecoran

Coran dibuat dari logam yang dicairkan, dituang ke dalam cetakan, kemudian dibiarkan mendingin dan membeku. Oleh karena itu sejarah pegecoran dimulai ketika orang mengetahui bagaimana mencairkan logam dan bagaimana membuat cetakan. Hal itu terjadi kira – kira tahun 4000 sebelum Masehi, sedangkan tahun yang lebih tepat tidak diketahui orang. Awal penggunaan logam oleh orang, ialah ketika orang membuat perhiasan dari emas atau perak tempaan, dan kemudian membuat senjata atau mata baja dengan menempa tembaga, hal itu dimugkinkan karena logam – logam ini terdapat di alam dalam keadaan murni, sehingga dengan mudah orang dapat menempanya. Kemudian secara kebetulan orang menemukan tembaga mencair, selanjutnya mengetahui cara untuk menuang logam cair kedalam cetakan, dengan demikian untuk pertama kalinya orang dapat membuat coran yang berbentuk rumit, umpamanya Universitas Sumatera Utara perabot rumah, perhiasan atau hiasan makam. Coran tersebut dibuat dari perunggu yaitu satu paduan tembaga, timah dan timbal yang titik cairnya lebih rendah dari titik cair tembaga. Pengecoran perunggu dilakukan pertama di Mesopotamia kira – kira 3.000 tahun sebelum Masehi, teknik ini diteruskan ke Asia Tengah, India dan Cina. Penerusan ke Cina kira – kira 2.000 tahun sebelum Masehi, dan dalam zaman Cina kuno semasa Yin, yaitu kira – kira 1.500 – 1.000 tahun sebelum Masehi. Pada masa itu tangki – tangki besar yang halus buatannya dibuat dengan jalan pengecoran. Teknik pengecoran perunggu di India dan Cina diteruskan ke Jepang juga ke Eropa, dan dalam tahun 1.500 – 1.400 sebelum Masehi, barang – barang seperti mata bajak, pedang, mata tombak, perhiasan, tangki, dan perhiasan makam dibuat di Spanyol, Swiss, Jerman, Ustria, Norwegia, Denmark, Swedia, Inggris dan Perancis. Teknik produksi ini kemudian diteruskan ke negara – negara di sekitar laut Tengah. Di Yunani, 600 tahun sebelum Masehi, arca – arca raksasa Epaminondas atau Hercules, berbagai senjata, dan perkakas dibuat dengan jalan pengecoran. Di India di zaman itu, pengecoran besi kasar dilakukan dan diekspor ke Mesir dan Eropa. Cara pengecoran pada zaman itu adalah menuangkan secara langsung logam cair yang didapat dari bijih besi, ke dalam cetakan, jadi tidak dengan jalan mencairkan kembali besi kasar seperti cara kita sekarang. Kokas ditemukan di Inggris di abad 18, yang kemudian di Perancis diikhtiarkan agar kokas dapat dipakai untuk mencairkan kembali besi kasar dalam tanur kecil dalam usaha membuat coran. Kemudian tanur yang serupa dengan tanur kupola yang ada sekarang, dibuat di Inggris, dan cara pencairan besi kasar yang dilakukan kira – kira sama dengan cara yang dilakukan orang sekarang. Walaupun sejak masa kuno baja dipakai dalam bentuk tempaan, namun hanyalah sejak H. Bessemer atau W. Siemens sajalah telah diusahakan untuk membuat baja dari besi kasar, dan coran baja diproduksi pada akhir pertengahan abad 19 Tata Surdia, 2006. Universitas Sumatera Utara

2.3. Bahan