Sifat fisis dan mekanis paduan Al-Si-Za - USD Repository
SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN AlSiZn
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin
Disusun oleh :
Aloysius Fidyan Susanto
NIM : 035214040
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2007
THE PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF
AlSiZn ALLOYS
FINAL PROJECT
Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree
In Mechanical Engineering
By :
Aloysius Fidyan Susanto
Student Number : 035214040
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT
ENGINEERING FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2007
TUGAS AKHIR SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN AlSiZn
Disusun oleh :
Aloysius Fidyan Susanto NIM : 035214040
Telah disetujui oleh : Pembimbing Utama
I Gusti Ketut Puja S.T., M.T. Tanggal : 28 Maret 2007
TUGAS AKHIR
SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADUAN AlSiZn
Dipersiapkan dan ditulis oleh :
Aloysius Fidyan Susanto NIM: 035214040
Telah dipertahankan didepan panitia penguji Pada tanggal : 14 Maret 2007 dan dinyatakan memenuhi syarat
Susunan Panitia Penguji Ketua : Ir. Rines Alapan, M.T. Sekretaris : Budi Setyahandana, S.T., M.T. Anggota : I Gusti Ketut Puja, S.T., M.T.
Yogyakarta, 28 Maret 2007 Fakultas Teknik
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta
Dekan (Ir.Greg. Heliarko, SJ., SS., B.ST., M.A., M.Sc.)
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Saya menyatakan bahwa dalam tugas akhir ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Yogyakarta, 15 Maret 2007 Aloysius Fidyan Susanto
Halaman Persembahan
Tugas Akhir ini aku persembahkan untuk Tuhan Yesus Kristus Raja Manusia atas talenta dan berkat yang indah ini.Almarhum bapakku Hipolitus Kusmarsanto dan ibuku Aloysia Sukartina atas cinta dan kasih sayang yang
tidak akan ada habisnya, untuk adik-adikku Dicky dan Sylvia
atas perhatian dan pengertiannya.Pastur Norbert Betan SVD atas semua bantuan moril maupun materil yang sudah banyak sekali diberikan.
Evarista Susani Fau atas waktu dan cinta yang sangat berarati.
Get Up, Stand Up Don’t Give Up Keep Fight, JAH
Never Gone Let Us Down
INTISARI
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari penambahan unsur seng (Zn) terhadap sifat fisis dan mekanis dari paduan aluminiumsilikon. Bahan utama pada penelitian ini adalah paduan AlSi yang didapatkan dari pelek mobil. Bahan utama ini kemudian ditambahkan variasi seng (Zn) sebesar 1%, 2%, 3% dan 4%.
Untuk mengetahui sifat fisisnya maka dilakukan pengamatan struktur mikro, pengamatan struktur makro, pengamatan porositas, pengujian berat jenis dan pengujian komposisi kimia, dan untuk mengetahui sifat mekanisnya dilakukan pengujian tarik dan pengujian kekerasan
Hasil dari penelitian ini mempelihatkan bahwa kekuatan tarik optimal terdapat pada paduan AlSi dengan variasi Zn sebanyak 2%, sedangkan kekerasan tertinggi terdapatt pada paduan AlSi dengan variasi Zn sebanyak 4%. Penambahan unsur Zn meningkatkan berat jenis coran.
KATA PENGANTAR
Kiranya layak bagi saya bersyukur atas kekuatan akal, budi dan perasaan yang diberikan oleh Sang Pencipta. Karena dengan ”harta” itulah saya mampu menyelesaikan penelitian dan tulisan ini pada waktu yang tepat
Ketika penelitian yang berjudul ” Sifat Fisis dan Mekanis Paduan AlSi Zn ” ini saya mulai, saya hanya berfikir melakukannya dengan penuh kesenangan tanpa menafikan kaidahkaidah ilmiah. Bukan rahasia umum kalo tulisan seperti ini akhirnya sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana teknik. Dengan segala kegembiraan dan kendala yang saya alami akhirnya tulisan selesai juga.
Oleh karena itu, pada kesempatan ini selayaknya pula saya menghaturkan terima kash kepada : 1. Tuhan Yesus Kristus Raja Alam Semesta yang selalu menyertai, melindungi, memberkati dan selalu memberikan kesempatan kepada penulis untuk selalu berubah menjadi lebih baik dan mempunyai arti dalam kehidupan ini.
2. Alm. Bapakku Hipolitus Kusmarsanto atas cinta dan kasih sayang yang tidak akan tergantikan oleh apapun. 3. Ibuku Aloysia Sukartina, dan kedua adikku Dicky dan Silvya atas perhatian 4. Ir. Gregorius Heliarko, SJ., SS., B.ST., MA., M.Sc. selaku Dekan Fakultas
Teknik Universitas Sanata Dharma. 5. Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
Universitas Sanata Dharma
6. I Gusti Ketut Puja, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir 7. Seluruh staf pengajar Fakultas Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma yang telah mendidik dan memberikan berbagai Ilmu Pengetahuan yang sangat membantu penyelesaian Tugas Akhir ini.
8. Pastur Norbert Betan SVD yang telah banyak memberikan dukungan moril maupun materil pada keluarga dan penulis. 9. Segenap karyawan dan laboran Fakultas Teknik Mesin Universitas Sanata
Dharma, Mas Martono, Mas Intan, Mas Ronny dan yang lainnya, terima kasih untuk kerjasamanya selama ini. 10. Rekanrekan Tugas Akhir yang telah berbagi suka dan duka serta pendorong dalam penyelesaian Tugas Akhir ini : Ahsanudin, Mei Tri Widiatmoko,
Yusak Adi Nugroho, Jimmy Norel, Robert Bob N. P., dll. 11. Rekanrekan Teknik Seluruhnya 12. Rekanrekan yang pernah satu atap. 13. Evarista Susani Fau yang selalu membantu dan menyemangati. 14. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Akhir kata teriring dengan harapan dari penulis semoga tugas akhir ini dapat berguna sebagai masukan bagi pembaca dan semua pihak yang membutuhkan.
Yogyakarta, 15 Maret 2007 Aloysius Fidyan Susanto
Penulis
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ...................................................................................i
HALAMAN PENGESAHAN .....................................................................iii
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA.................................v
HALAMAN PERSEMBAHAN ..................................................................vi
INTISARI....................................................................................................vii
KATA PENGANTAR.................................................................................viii
DAFTAR ISI ...............................................................................................x
BAB I PENDAHULUAN .........................................................................1
Latar Belakang........................................................................................ 1 Rumusan Masalah................................................................................... 2 Tujuan Penelitian .................................................................................... 2 Batasan Masalah .................................................................................... 3
BAB II DASAR TEORI...........................................................................4
Sejarah Pengecoran................................................................................. 4 Proses pengecoran................................................................................... 6
Perencanaan pengecoran.............................................................. 6 Pencairan logam .......................................................................... 10 Pembuatan cetakan ...................................................................... 11
Alumunium dan Paduannya..................................................................... 14 Produksi Aluminium.................................................................... 14 Aluminium Murni........................................................................ 17 Paduan Aluminium...................................................................... 19 Pengaruh Unsur Paduan Terhadap Aluminium............................. 23
Tinjauan Pustaka..................................................................................... 27
BAB III METODOLOGI PENELITIAN................................................28
Diagram Alir........................................................................................... 28 Jenis Penelitian ....................................................................................... 29 Metode Penelitian ................................................................................... 29
Data yang Dikumpulkan.......................................................................... 30 Pelaksanaan Pengecoran.......................................................................... 31
Bahan coran................................................................................. 31 Alatalat yang digunakan ............................................................. 31 Proses peleburan logam ............................................................... 32 Pelepasan hasil coran................................................................... 34
Pembuatan Benda Uji.............................................................................. 35 Peralatan Pengujian................................................................................. 38 Pengujian Hasil Coran............................................................................. 38
Pengujian Tarik ........................................................................... 38 Pengujian Kekerasan ................................................................... 41 Pengamatan Struktur Mikro ........................................................ 44 Pengamatan Struktur Makro ....................................................... 46 Pengamatan Porositas Hasil Coran............................................... 46 Pengujian Berat Jenis Coran ........................................................ 47 Pengujian Komposisi Kimia ........................................................ 49
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN..........................51
Pengujian Tarik....................................................................................... 51 Pengujian Kekerasan............................................................................... 53 Pengamatan Struktur Mikro..................................................................... 54 Pengamatan Struktur Makro.................................................................... 57 Pengamatan Porositas.............................................................................. 59 Pengamatan Berat Jenis........................................................................... 63 Pengamatan Komposisi Kimia ................................................................ 64
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................65
Kesimpulan............................................................................................. 65 Saran....................................................................................................... 66
DAFTAR PUSTAKA..................................................................................67
LAMPIRAN ................................................................................................68
BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pada jaman sekarang ini pemanfaatan barangbarang usang atau barang rongsokan sangat maju pesat, terlebih pada barang yang mempunyai kemampuan untuk dibentuk kembali. Aluminium merupakan salah satu bahan yang paling diminati, selain sifatnya yang tahan terhadap korosi, kekuatan aluminium juga baik. Sifat aluminium tersebut juga dapat diperbaiki dengan memadukan unsur lain dengan cara pengecoran. Pemanfaatan aluminium sudah banyak hasilnya, salah satunya adalah pelek untuk kendaraan bermotor, tetapi untuk mendapatkan komposisi yang baik harus dilakukan penelitian. Pada penelitian sebelumnya penambahan unsur tembaga (Cu) dapat meningkatkan kekuatannya (Sigit, 2006), tetapi menyebabkan porositas yang sangat besar, sedangkan penambahan unsur magnesium (Mg) dapat meningkatkan kekerasan bahan (Luis, 2006)
Pada penelitian kali ini akan dibahas mengenai pemanfaatan aluminium bekas yang mungkin hasil dari penelitian ini dapat digunakan. Aluminium yang digunakan didapat dari pelek mobil yang akan ditambahkan dengan unsur seng (Zn) yang didapatkan dari baut furnitur yang gagal produksi (reject). Unsur seng (Zn) yang akan dipadukan bervariasi dari 1%, 2%, 3%, dan 4%. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan paduan yang baik dengan pemanfaatan barang bekas.
Rumusan Masalah
Penelitian ini meneliti perubahan sifat fisis dan mekanis hasil coran paduan AlSi dengan variasi kadar seng (Zn), yang mana AlSi diperoleh dari pelek mobil, dengan komposisi kadar Al sebanyak 92% dan Si sebanyak 7%. Coran yang ingin dibuat dan diteliti terdiri dari lima jenis coran, yaitu :
1. Paduan Coran aluminiumsilikon (100%) 2. Paduan Coran AlSi (99%) dengan Zn (1%). 3. Paduan Coran AlSi (98%) dengan Zn (2%) 4. Paduan Coran AlSi (97%) dengan Zn (3%) 5. Paduan Coran AlSi (96%) dengan Zn (4%)
Hasil dari setiap coran akan dibandingkan dan dilihat akibat pengaruh unsur seng yang ditambahkan, diperkirakan akan membuat paduan AlSi akan lebih kuat dan tahan terhadap korosi.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian yang dilakukan adalah untuk mengetahui pengaruh dari unsur seng (Zn) pada paduan aluminiumsilikon terhadap : 1. Pengujian tarik (tegangan dan regangan) hasil coran 2. Pengujian kekerasan Brinell 3. Pengamatan struktur mikro hasil coran 4. Pengamatan struktur makro hasil coran 5. Porositas hasil coran
6. Berat jenis hasil coran. 7. Komposisi kimia
Batasan Masalah
Agar penelitian ini tidak terlalu luas dan tetap berada dalam jangkauan penulis, maka perlu adanya batasan masalah. Untuk itu, dalam penelitian tentang “ Sifat Fisis dan Mekanis Paduan AlSiZn ”. Penulis memberikan batasanbatasan supaya penulisan ini tidak terlalu luas serta mengenai sasaran yang dituju. Pembatasan penulisan adalah sebagai berikut :
1. Bahan yang akan diteliti adalah AlSiZn maka bahanbahan lainnya hanya akan dibahas sekilas saja. 2. Pengecoran aluminium menggunakan cetakan yang terbuat dari logam (permanent moulding), maka bentuk cetakan yang lainya tidak akan dibahas di sini
3. Tidak adanya penelitian lebih lanjut mengenai pengaruh kecacatan yang terjadi pada penelitian karena penulis lebih menitik beratkan pada aspek teknik pengecoran
4. Pengujian hasil coran dilakukan sesuai standar yang ada dan umum dipakai
BAB II
DASAR TEORI
Sejarah Pengecoran
Coran dibuat dari logam yang dicairkan, dituang ke dalam cetakan, kemudian dibiarkan mendingin dan membeku. Oleh karena itu sejarah pengecoran dimulai ketika manusia mengetahui bagaimana mencairkan logam dan bagaimana membuat cetakan. Hal itu terjadi kirakira 4000 sebelum Masehi, sedangkan tahun yang pasti tidak diketahui. Awal penggunaan logam adalah ketika manusia membuat perhiasan atau perak tempaan, dan kemudian membuat senjata atau mata bajak dengan menempa tembaga. Hal itu dimungkinkan karena logamlogam ini terdapat di alam dalam keadaan murni, sehingga dengan mudah dapat menempanya. Kemudian secara kebetulan manusia menemukan tembaga mencair, selanjutnya mengetahui cara untuk menuang logam cair ke dalam cetakan, dengan demikian untuk pertama kalinya manusia dapat membentuk coran yang rumit, umpamanya perabot rumah, perhiasan atau hiasan makam. Coran tersebut dibuat dari perunggu yaitu suatu paduan tembaga, timah dan timbal yang titikcairnya lebih rendah dari tembaga.
Pengecoran perunggu pertama kali dilakukan di Mesopotamia kirakira 3000 tahun sebelum Masehi, teknik ini diteruskan ke Asia Tengah, India dan Cina. Penerusan ke Cina kirakira 2000 tahun sebelum Masehi, dan dalam zaman Cina kuno semasa Yin, yaitu kirakira 15001000 tahun sebelum Masehi. Pada masa itu tangkitangki besar yang halus dibuat dengan cara dicor. Sementara itu teknik pengecoran Mesopotamia juga diteruskan ke Eropa, dan dalam tahun 1500 1400 sebelum Masehi barangbarang sepeti mata bajak, pedang, mata tombak, perhiasan, tangki, dan perhiasan makan dibuat di Spanyol, Swiss, Jerman, Austria, Norwegia, Denmark, Swedia, Inggris dan Prancis. Teknik pengecoran perunggu di India dan Cina diteruskan ke Jepang dan Asia Tenggara, sehingga Jepang banyak arcaarca Budha dibuat antara tahun 600 dan 800.
Penggunaan besi dimulai dengan penempaan, sama halnya dengan tembaga. Orangorang Asiria dan Mesir mempergunakan perkakas besi dalam tahun 28002700 sebelum Masehi. Kemudian di Cina dalam tahun 800700 sebelum Masehi, ditemukan cara membuat coran dari besi kasar yang mempunyai titikcair rendah dan mengandung fosfor tinggi dengan mempergunakan tanur beralas datar. Teknik produksi ini kemudian diteruskan ke Negaranegara di sekitar Laut Tengah. Di Yunani 600 tahun sebelum Masehi, arcaarca raksasa Epaminondas atau Hercules, berbagai senjata, dan perkakas dibuat dengan jalan pengecoran. Di India zaman itu pengecoran besi kasar dilakukan dan diekspor ke Mesir dan Eropa. Walaupun demikian baru pada abat ke 14 saja pengecoran besi kasar dilakukan secara besarbesaran, yaitu ketika Jerman dan Itali meningkatkan tanur beralas datar yang primitif itu menjadi tanur tiup berbentuk silinder, di mana pencairan dilakukan dengan jalan meletakan biji besi dan arang batu berselang seling. Produkproduk yang dihasilkan pada waktu itu adalah : meriam, peluru meriam, tungku, pipa, dan lainlain. Cara pengecoran pada zaman itu ialah menuangkan secara langsung logam cair yang didapat dari biji besi ke dalam cetakan. Kokas ditemukan di Inggris pada abad 18, yang kemudian di Prancis disahkan agar kokas dapat dipakai untuk mencairkan kembali besi kasar dalam tanur kecil pada pembuatan coran. Kemudian tanur yang serupa dengan tanur kupola yang ada sekarang dibuat di Inggris, dan cara pencairan besi kasar yang dilakukan sama dengan yang dilakukan pada saat sekarang. Walaupun sejak masa kuno baja dipakai dalam bentuk tempaan, namun sejak H. Bessemer atau W.
Siemens sajalah telah diusahakan untuk membuat baja dari besi kasar, dan coran
baja diproduksi pada akhir pertengahan abad 19. Coran paduan aluminium dibuat pada akhir abad 19 dengan cara pemurnian dengan elektrolisa ditemukan.
Proses Pengecoran
Perencanaan Pengecoran
Proses pengecoran meliputi: pembuatan cetakan, persiapan dan peleburan logam, penuangan logam cair ke dalam cetakan, pembongkaran coran, pembersihan dan proses daur ulang pasir cetakan, dan hasilnya disebut coran. Berdasarkan proses pencetakan dan bahan cetakannya, pengecoran dibedakan menjadi :
1. Pengecoran menggunakan cetakan pasir (Sand Mould). 2. Pengecoran menggunakan cetakan pasir dengan pengikat khusus. 3. Pengecoran menggunakan cetakan dengan model lilin
(Investment Moulding). 4. Pengecoran dengan cetakan logam (Permanent Moulding). 5. Pengecoran dengan penuangan cetak (Die Casting). Coran dibuat dari logam yang dicairkan dan dituang ke dalam cetakan, kemudian dibiarkan dingin dan membeku. Untuk mencairkan logam digunakan bermacammacam tanur, memilih tanur yang tepat bisa mempercepat pengecoran. Oleh karena itu sebelum membuat coran harus dibuat perencanaan yang matang untuk mencapai keberhasilan akan hasil coran. Adapun perencanaan proses pengecoran adalah sebagai berikut :
1. Penentuan pola Pola adalah tiruan benda coran (tidak sama dengan benda coran, baik dari bahan maupun ukurannya). Perbedaan pola dengan benda coran diakibatkan oleh beberapa alasan, yaitu : · Benda coran pasti menyusut. ·
Benda coran bukan produk akhir, masih melalui proses permesinan.
· Bentuk pola biasanya terjadi penirusan yang dimaksudkan untuk mempermudah pengangkatan coran dari cetakan.
Pola dibuat dengan proses permesinan secara langsung pada cetakan logam, yaitu dengan memakai mesin milling. 2. Menetapkan kup, drag, dan permukaan pisah
Untuk mendapatkan hasil coran yang baik penentuan kup, drag, dan permukaan pisah harus memperhatikan ketentuan dibawah ini :
· Pola harus mudah dikeluarkan dari cetakan. Permukaan pisah harus satu bidang, pada dasarnya kup dibuat agak lebih dangkal.
· Penempatan inti harus mudah. Tempat inti dalam cetakan utama harus ditentukan dengan teliti.
· Sistim saluran harus dibuat sempurna untuk mendapatkan aliran logam cair yang optimal.
· Terlalu banyak permukaan pisah akan mengambil banyak waktu dalam proses pembuatan cetakan.
3. Penentuan penambahan penyusutan Untuk menentukan tambahan penyusutan digunakan mistar susut, adanya tambahan penyusutan karena coran menyusut pada waktu pembekuan dan pendinginan. Besarnya penyusutan tergantung dari : bahan coran, bentuk coran, tempat, tebalnya coran.
4. Penuangan logam cair. Setelah peleburan logam dan cetakan sudah siap, maka proses penuangan logam cair dapat dilaksanakan. Halhal yang harus diperhatikan dalam proses penuangan, yaitu : ·
Pengeringan ladel. Ladel yang digunakan harus benarbenar kering, sebab jika tidak benarbenar kering bisa menurunkan temperatur logam cair sehimgga dapat nmenimbulkan cacat pada coran.
· Pembuangan terak. Sebelum penuangan, terak yang ada di atas cairan logam yang ada dalam ladel harus dibuang.
Supaya pada saat penuangan tidak ikut ke dalam cetakan. ·
Temperatur penuangan. Temperatur logam cair harus dijaga agar logam cair tidak cepat membeku dan untuk mendapatkan coran berkualitas tinggi. ·
Waktu penuangan. Penuangan harus dilakukan dengan tenang, capat dan cermat. 5. Pembongkaran cetakan
Pembongkaran cetakan dilakukan untuk mengetahui hasil coran. Pembongkaran cetakan dengan cara memukul cetakan hingga coran lepas dari cetakan.
6. Pemeriksaan hasil coran Tujuan dari pemeriksaan coran adalah : ·
Penyempurnaan teknis. Cacat pada coran harus dideteksi sebaik mungkin sehingga dapat dengan cepat dilakukan penyempurnaan teknis dan selanjutnya kualitas coran tersebut dapat dipelihara.
· Memlihara kualitas. Kualitas hasil coran harus tetap dipertahankan, karena akan berpengaruh langsung pada konsumen. Pemeriksaan yang kontinyu dimaksudkan untuk mengawasi coran yang mengalami kegagalan dalam pengecoran.
Pencairan logam
Untuk mencairkan logam dapat menggunakan berbagai macam tanur. Pada umumnya dapur kupola atau tanur frekuensi rendah dipergunakan untuk besi cor, tanur busur listrik atau tanur induksi frekuensi tinggi untuk baja tuang, dan tanur krus untuk paduan tembaga atau coran paduan ringan karena tanurtanur ini dapat menghasilkan logam cair yang baik dan ekonomis untuk logamlogam tersebut. Karena pengecoran yang akan dilakukan menggunakan aluminium yang termasuk logam paduan ringan sebagai bahan dasar maka tanur yang dibahas hanya tanur krus saja.
Gambar 2.2 Tanur Krus Tampak Atas (kiri) dan Tampak Samping (kanan)
Peleburan dengan krus besi cor dan krus karbon dilakukan sebagai berikut. Pertama diisikan sekrap, kemudian logam baru dan paduan dasar. Magnesium harus ditenggelamkan ke dasar cairan dengan mempergunakan alat yang khusus seperti alat untuk pemberi fosfor. Magnesium yang tenggelam kemudian mencair sedangkan magnesium yang terapung akan hilang karena oksidasi.
Untuk menghemat waktu peleburan dan mengurangi kehilangan karena oksidasi, lebih baik memotong logam menjadi potongan kecil yang kemudian dipanaskan. Kalau bahan sudah mulai mencair, fluks harus ditambahkan untuk mencegah oksidasi dan absorpsi gas. Selama pencairan permukaan harus ditutup dengan fluks dan cairan diaduk pada jangka waktu tertentu untuk mencegah segregasi.
Pembuatan cetakan
Cetakan biasanya dibuat dengan jalan memadatkan pasir. Pasir yang dipakai kadangkadang pasir alam atau pasir buatan yang mengandung tanah lempung. Cetakan pasir mudah dibuat dan tidak mahal asal dipakai pasir yang cocok, kadangkadang dicampurkan juga pengikat khusus, umpamanya air kaca, semen, resin furan, resin fenol atau minyak pengering karena pengunaan zatzat tersebut dapat memperkuat cetakan. Tentu saja penggunaan zatzat tersebut mahal, sehingga perlu memilih dengan mempertimbangkan bentuk, bahan dan jumlah produk hasil coran.
Dalam pengecoran menggunakan cetakan dari pasir. Cetakan dibuat dalam rangka cetak (flask) yang terdiri atas dua bagian, bagian atas disebut Kup dan bagian bawah disebut Drag. Belahan pola diletakkan diatas papan kayu yang rata, drag diletakkan di atas papan kemudian diisi penuh pasir dan ditekan keras. Bila pasir kurang padat cetakannya mudah rusak pada waktu pengerjaan atau rusak akibat aliran logam cair. Bila terlalu padat, gas dan uap sulit menguap, hal ini dapat mengakibatkan cacat pada benda cor. Drag dan kup dipasang jadi satu sesudah diberi grafit, kegunaan grafit adalah untuk mencegah melekatnya pasir dari kedua bagian cetakan dan memperhalus permukaan hasil cor. Penampang saluran masuk dekat cetakan jangan terlalu besar untuk memudahkan pematahannya dan untuk memudahkan penyusutan aluminium, pada kup juga biasanya dibuat saluran cadangan atau riser (penambah). Fungsi saluran masuk perlu dirancang dengan mempertimbangkan faktorfaktor berikut ini :
1. Aliran logam hendaknya memasuki rongga cetakan dekat dasarnya dengan turbulensi seminimal mungkin, khususnya pada benda tuang yang berukuran kecil.
2. Pengikisan dinding saluran masuk dan permukaan rongga cetakan harus ditekan dengan mengatur aliran logam cair. 3. Aliran logam cair yang masuk harus diatur sedemikian rupa sehingga terjadi solidifikasi yang terarah. Solidifikasi hendaknya dimulai dari permukaan cetakan ke arah logam cair sehingga selalu ada logam cair cadangan untuk menutupi kekurangan akibat penyusutan.
4. Usahakan kotoran dan partikel asing tidak dapat masuk ke dalam rongga cetakan. Dalam sebuah cetakan terdapat sistem saluran yang berfungsi sebagai jalan untuk logam cair ke dalam cetakan. Saluran turun berfungsi untuk mengalirkan logam cair ke dalam cetakan. Selain itu ada saluran penambah yang berfungsi untuk menambahkan logam cair pada saat logam cair membeku. Besarnya penambahan tergantung pada besar kecilnya penyusutan. Adapun urutanurutan dari sistem saluran adalah :
1. Cawan tuang Cawan tuang adalah penerima pertama yang menerima logam cair langsung dari ladel. Cawan ini biasanya berbentuk corong, cawan ini harus mempunyai kontruksi yang tidak dapat melewatkan kotoran/terak yang terbawa logam cair dari ladel. Cawan tuang tidak boleh terlalu dangkal, perbandingan kedalaman dan diameter yang terlalu kecil akan menjadi pusaran yang akan menampung kotoran/terak sisa pada logam cair, sehingga tidak ikut masuk kedalam cetakan.
2. Saluran turun Saluran turun saluran yang pertama membawa logam cair dari cawan tuang kedalam pengalir dan saluran masuk. Saluran ini dibuat tegak lurus dengan irisan yang berupa lingkaran, biasanya irisannya sama dari atas sampai bawah atau sebaliknya. Saluran turun dibuat dengan melubangi cetakan dengan mempergunakan satu batang atau dengan memasang bumbung tahan panas.
3. Pengalir Pengalir adalah saluran yang membawa logam cair dari saluran turun kebagianbagian pada cetakan. Bagian ini mempunyai irisan seperti trapesium atau setengah lingkaran karena mudah dibuat pada permukaan pisah. Pengalir lebih baik dibuat sebesar mungkin, karena untuk memperlambat pendinginan logam cair.
4. Saluran masuk
Saluran masuk adalah saluran yang mengisikan logam cair dari pengalir kedalam rongga cetakan. Saluran masuk dibuat dengan irisan yang lebih kecil dari pada pengalir. Bentuk irisan biasanya berupa bujur sangkar, trapesium, segitiga, atau setengah bola yang membesar ke arah rongga cetakan.
Gambar 2.3 BagianBagian Sistem Saluran dalam Cetakan Aluminium Dan Paduannya
Produksi Aluminium
Aluminium diproduksi dari bauksit yang merupakan campuran mineral gibbsite [Al(OH)
3 ], diaspore [AlO(OH)] dan mineral lempung seperti kaulinit
[Al