## PENGARUH VARIASI TEMPERATUR SINTERING TERHADAP UMUR TANUR PADA INDUSTRI KERAJINAN GONG DI GIANYAR
Gede Widayana 1 , I Nyoman Pasek Nugraha 2 ,Nyoman Arya Wigraha 3 123 Jurusan Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas Teknik dan Kejuruan Universitas Pendidikan Ganesha Singaraja
Bali Indonesia
e-mail : gedewidayana@gmail.com

## Abstrak
Keramik merupakan  salah  satu  kerajinan  tradisional  yang  telah  ada  sejak berabad-abad  lalu.  Salah  satu  jenisnya  adalah  tanur  krus  grafit  yang  banyak digunakan  pada  industri-industri  pengecoran  terutama  untuk  mencairkan  logam. Dalam  penggunaannya  tanur  krus  grafit  ini  mengalami  keretakan  setelah pemakaian  5  atau  6  kali.  Hal  ini  disebabkan  karena  material  yang  dipakai  tidak memenuhi  standar  dan  proses  yang  dilakukan  masih  belum  sempurna.Penelitian ini  dilakukan  dengan  merubah  komposisi  material  yaitu  terdiri  dari  fraksi  halus 30%,  fraksi  kasar  40%  dan clay 30% dan  memakai  proses  sintering  pada temperature  1000°C  dan  1100°C    untuk  meningkatkan  kekuatan  tanur  sehingga diharapkan dapat memperpanjang umur tanur. Hasil penelitian menunjukan bahwa pada  temperature  sintering  1100°C  mendapatkan  berat  jenis,  nilai  porositas  dan nilai  abrasi  yang  lebih  baik  pada  tanur  sehingga  umur  tanur  dapat  diperpanjang hingga lebih dari 10 kali pakai.
Kata kunci : keramik,  tanur krus grafit, sintering.

## Abstract
Ceramics  is  one  of  the  traditional  craft  that  has  been  around  since centuries ago. One type is a graphite crucible furnaces are widely used in foundry industries  especially  for  the  metal  melt.  In  use  graphite  crucible  furnace  is developing  cracks  after  use  5  or  6  times.  This  is  because  of  the  materials  used does  not meet the standards and the  process is still  not complete. The study  has been  done  by  changing  the  composition  of  the  material  consists  of  fine  fraction 30%,  40%  coarse  fraction  and  30%  clay  and  wear  sintering  process  at temperatures of 1000 ° C and 1100 ° C furnace to increase the strength of which is expected  to  extend  the  life  of  the  furnace.  The  results  showed  that  the  sintering temperature  of  1100  °  C  to  get  the  density,  porosity  values  and  abrasion  better value  in the furnace so that the age of the furnace can be extended to more than 10 times the life.
Keywords : ceramic, graphite crucible furnaces, sintering.

## PENDAHULUAN
Sejak  dahulu  nenek  moyang  kita telah  mewariskan  kekayaan  berbentuk seni  tradisional,  baik  yang  primitif maupun klasik.  Banyak karya  seni  yang mengagumkan  telah  mereka  ciptakan diantaranya  seni  tari,  seni  ukir,  seni batik,  seni  anyaman  dan  seni  keramik, termasuk  perabotan  rumah  tangga, keperluan  upacara  serta  hiasan  dengan berbagai  bentuk  dan  variasinya.  Hasil karyanya tersebut telah mampu menjadi tradisi  bagi  generasi  selanjutnya  dalam kurun waktu yang tidak terbatas sampai dewasa.  Sebagai  generasi  penerus  kita dituntut untuk melestarikan dan mengembangkan seni
tradisional tersebut  sesuai  dengan  kenyataan  dan tantangan  jaman  sekarang  ini  selaras dengan  perkembangan  dan  kebutuhan masyarakat.  Keramik  yang  merupakan salah  satu  kerajinan  tradisional  telah ada  sejak  berabad-abad  yang  lalu.  Di Eropa  keramik  diperkenalkan  setelah kemenangan  Islam  di  Afrika  Utara  dan Spanyol.  Sejak  itu  keahlian  membuat keramik  mulai  berkembang  di  daerah tersebut  dan  meluas  ke  negeri  Eropa dan Asia melalui perdagangan. Keramik sebagai salah satu bagian dari kehidupan masyarakat berkembang sesuai  dengan  kemajuan  teknologi  dan ilmu.  Dalam  bidang  teknik  terlihat penggunaannya dibidang
ruang angkasa,  kedokteran  dan  peralatan teknik canggih. Sedang dalam
masyarakat  umumnya  tampil  dalam bentuk keramik fungsi, keramik seni dan keramik kerajinan.
Tanur  krus  grafit  merupakan salah  satu  jenis  keramik  yang  banyak digunakan pada industri-industri pengecoran  terutama  untuk  mencairkan paduan tembaga . Seperti  di  Kerajinan  Gong  di Blahbatuh  Gianyar,  tanur  krus  grafit disana digunakan untuk membuat barang-barang  kerajinan  Gong.  Namun dalam  prakteknya  tanur  krus  grafit  ini sering mengalami retak setelah pemakaian  5 –  6  kali  pakai.  Sehingga tentunya  krus  grafit  tersebut  harus diganti.Jika  dilihat  dari  sudut  ekonomi jelas penggantian tersebut akan memakan  biaya  dan  waktu  yang  tidak sedikit    sehingga  kelancaran  produksi akan  terganggu.Perlu  dijelaskan  sedikit bahwa  industri  Kerajinan  Gong  tempat melakukan  survey    merupakan  industri kecil  dengan  modal  yang  tidak  terlalu besar dan tanur krus grafit yang dipakai adalah  dibuat  sendiri  dengan  bahan baku yang mereka beli diluar, merupakan bekas dari tanur yang sudah tidak dipakai lagi.
Tanur  merupakan  salah  satu jenis  bahan  keramik  yang  mengalami proses  pembakaran  dimana  proses tersebut  sangat  menentukan  sifat-sifat bahan  nantinya.  Dimana  pada  proses pembakaran/perlakuan  panas  ini  terjadi peristiwa  kimia  seperti  pengeringan, peruraian  bahan,  penguapan  air  kristal, oksidasi  bahan  logam  dan  lainnya. Terjadinya peristiwa kimia ini dinamakan reaksi  kimia  yang  akan  diikuti  dengan perubahan fisis yaitu sintering. Sintering adalah  proses  penggabungan  partikel- partikel  serbuk  melalui  peristiwa  difusi pada  suhu  yang  tinggi.Dengan  proses sintering  ini  maka  pori-pori  antara partikel  bahan  akan  dapat  dihilangkan sehingga  terjadi  penyusutan  komponen dan  akan  diikuti  dengan  pertumbuhan grain  serta  meningkatkan  ikatan  antar partikel, sehingga nantinya akan
dihasilkan  bahan  yang  lebih  mampat dan  tentunya  akan  lebih  kuat.  Pada
penelitian Charusporn  Mongkolkachit dkk (2010), “Effect of Sintering Temperature  on  Porous  Structure  of Freeze  Cast  Alumina” ,  menyimpulkan bahwa dengan proses sintering porositas bahan oksid aluminium semakin  meningkat,  pertumbuhan  butir oksid aluminium juga semakin meningkat dengan meningkatnya temperatue sintering dati 1400˚C sampai 1600˚C. Pada penelitian
Mostafa  Roosta,dkk  (2011),  “The  Effect of Using Nano ZrO 2 on the Properties of W-ZrC  Composite  Fabricated  through
Reaction Sintering” , menunjukkan bahwa terjadi peningkatan pada kepadatan, kekerasan, modulus elastisitas  dan  kuat  lendut  dari  material W-ZrC setelah dilakukan proses sintering  diatas  temperature  900˚C. Pada  penelitian  Ramlan  dan  Akhmad  A Bama (Juli 2011), “ Pengaruh Suhu dan Waktu  Sintering  terhadap  Sifat  Bahan Porselin  untuk  Bahan  Elektrolit  Padat (Komponen  Elektronika).”  Mendapatkan kesimpulan  bahwa  kenaikkan  suhu sintering  akan  meningkatkan  densitas bahan,  kuat  patah,  kuat  tembus  dan bahan  porselin  dengan  suhu  sinter 1300˚C  dapat  diaplikasikan  sebagai insulator listrik tegangan menengah. Subowo  (2003)  dalam  penelitiannya berjudul , “Pengaruh Temperatur Sintering Terhadap Sifat Mekanik Keramik Insulator Listrik.”, menyimpulkan bahwa porositas keramik semakin  kecil  dengan  meningkatnya temperature  sintering  dan  ikatan  antar permukaan yang terjadi sempurna pada temperature  sintering  1200˚C.  Dari referensi-referensi diatas penulis mengambil  kesimpulan  bahwa  proses Sintering  sangat  bagus  dilakukan  untuk meningkatkan kekuatan bahan keramik ,
baik  dilihat  dari  porositas,  densitas, kekerasan,  kuat  lendut,  kuat  patah,  dan lain  sebagainya.  Maka  dari  itu  pada penelitian kami ini akan memakai proses sintering  untuk  menambah  kekuatan dari tanur yang kami teliti ini. Disamping itu  juga  dengan  memperbaiki  komposisi material dari tanur dengan menambahkan fraksi kasar akan tentunya  menambah  kekuatan  bahan tanur tersebut.
Berdasarkan  latar  belakang  dan identifikasi  masalah  diatas,  maka  dapat dirumuskan  permasalahannya  adalah bagaimana pengaruh
temperatur Sintering    terhadap  properties  bahan keramik? Tujuan dilakukan penelitian ini adalah  untuk  memperbaiki  komposisi dari  tanur  krus  grafit  dan  mendapatkan temperatur sintering yang baik sehingga diharapkan dapat memperpanjang umur dari  tanur  tersebut.  Adapun  pemecahan masalah  pada  penelitian  ini  adalah dengan melakukan
perbaikan mengenai  cara  pembuatan  dari  tanur krus grafit . Dalam penelitian ini dirubah komposisi  material  dengan  menambah fraksi  kasar  (lolos  ayakan  3  mm)  dan mengganti  tanah  liat  dengan clay ngandang. Disamping itu juga dilakukan proses  Sintering  pada  tanur  dengan memakai  2  variasi  temperatur  sintering untuk mendapatkan temperature sintering  yang  paling  baik  agar  dapat memperpanjang  umur  tanur.  Dengan dilakukannya penelitian ini manfaat yang bisa  didapatkan  adalah  membantu dalam  pembuatan  tanur  krus  grafit sehingga  didapatkan  umur  tanur  yang lebih lama untuk  menunjang kelancaran dan  meningkatkan  proses  produksi  dan keuntungan  yang  didapat  di  industri kecil pengecoran logam kuningan pembuatan Gong di Blahbatuh Gianyar.
Luaran  yang  diharapkan  dari  penelitian ini  diantaranya  hasil  penelitian  yang dihasilkan dapat digunakan untuk meningkatkan dan
memperlancar proses  produksi  kerajinan  Gong  di Blahbatuh  Gianyar,  Metode  proses sintering  yang  dilakukan  dapat  dipakai untuk  proses  pengecoran  yang  lainnya selain tembaga sehingga akan meningkatkan  pengetahuan  pengerajin tentang pengecoran yang baik.

## METODE EKSPERIMEN
Kerajinan  Gong  di  Blahbatuh  ini  dalam pembuatan  tanur  krus  grafit    sangat sederhana.  Komposisi  material  dan temperatur  bakar  (sintering)  hanya berdasarkan  kira-kira  saja,  sehingga untuk  mendapatkan  umur  tanur  yang maksimal perlu suatu komposisi material dan  temperatur  bakar  yang  tepat  dan diharapkan nilai abrasinya kecil. Pada penelitian ini metode yang dipakai adalah metode penelitian pengembangan ( Research and development )  dimana    data  diambil  dari tanur  yang  dibuat  dengan  komposisi material yang telah dirubah. Ada 2 buah sampel tanur yang dibuat untuk dilakukan proses perlakukan yang berbeda. Tanur yang pertama dilakukan proses sintering  pada  suhu  1000  C  dan tanur  yang  kedua  dilakukan  proses sintering  pada  suhu  1100  C.  Setelah dilakukan proses sintering pada masing- masing  suhu  tersebut  maka  dilakukan waktu  penahanan  sintering  selama  1 jam  dan  setelah  itu burner dimatikan. Proses selanjutnya adalah proses pendinginan  yang  dilakukan  secara lambat  tanpa  bantuan  apapun.  Setelah proses pendinginan selesai maka dilakukan  uji  material  pada  masing- masing tanur tersebut dengan
mengambil  sampel  bagian  tanur  .
Pengujian yang dilakukan adalah pengujian berat jenis, porositas dan nilai abrasi.  Pengujian  yang  dilakukan  untuk mendapatkan  nilai  dari ketiga  proses  uji tersebut  dari  komposisi  material  baru penyusun  tanur.  Dari  pengujian  ini kemudian  dilakukan  analisa  data  untuk mendapatkan  hasil.  Analisa  data  yang dilakukan  untuk  mendapatkan  berat jenis komposisi material penyusun tanur dengan  membandingkan  besarnya  nilai berat  jenis  pada  perbedaan  perlakuan proses sintering.
Begitu  juga  dengan  analisa  data  untuk nilai porositas dan abrasi.
Alur  proses  mulai  dari  bahan  baku, pencampuran  sampai  pada  pengujian  , hasil pengujian, analisa dan kesimpulan terlihat  pada  plot  bagan  dibawah  ini.
Gambar 1. Alur proses pengujian tanur
Bahan Baku Pencampuran Pengeringan Persiapan bahan Komposisi : fraksi halus 30%, fraksi kasar 40%, clay 30% Sintering Pembentukan 1100°C 1000°C Pengujian Emperis : abrasi Fisik : Berat Jenis dan porositas Hasil pengukuran dan pengujian Analisa Kesimpulan
Tahapan  Proses  Pembuatan  Tanur Krus Grafit Persiapan bahan Bahan baku pembuatan tanur krus grafit adalah  campuran  tanah  liat  (clay) dengan fraksi halus (0,5 mm) dan fraksi kasar  (3  mm).  Ketiga  bahan  tersebut dicampur  pada  proses  pencampuran. Perbandingan  komposisi  antara  clay, fraksi  halus  dan  fraksi  kasar  adalah seperti tabel di bawah.
Untuk  mengetahui    temperatur  bakar (sintering) yang paling baik maka dibuat 2 macam variasi temperatur bakar.
Tabel 1 : Komposisi material yang di sintering

## Pencampuran
Pada  tahap  ini  bahan  yang  telah disiapkan  dicampur  secara  merata dengan  ditambahkan  air  sebesar  5% (1250 ml). Setelah tercampur semuanya adonan tersebut siap untuk dibentuk.

## Pembentuan
Pembentukan  tanur  krus  grafit  ini dilakukan
pada cetakan yang sebelumnya dilapisi dengan plastik agar adonan  tidak  lengket  pada  cetakan. Dalam  proses  pembentukan  ini  juga dilakukan  penekanan  terhadap  material untuk  mendapatkan  porositas  yang sekecil-kecilnya.

## Pengeringan
Tujuan  utama  dari  proses  pengeringan ini  adalah  untuk  mengurangi  kadar  air dalam  pori-pori  partikel.  Proses  ini penting  setelah  proses  pembentukan. Selama  proses  pengeringan  terjadi perpindahan  massa  dan  panas  yang terjadi  secara  serentak.  Perpindahan massa  disebabkan  perbedaan  kadar  air yang  bergerak  dari  tempat  basah  ke ruang  yang  lebih  kering  dan  juga berpindah  dari  bagian  dalam  bahan  ke permukaan  bidang  penguapan,  untuk selanjutnya menguap. Sedangkan perpindahan panas terjadi karena perbedaan  suhu  antara  bagian  dalam dan permukaan material. Untuk mendapatkan kondisi  pengeringan  yang baik  (perpindahan  massa  dan  panas) maka  suhu  penguapan  harus  baik. Penguapan yang cepat akan mengakibatkan adanya retak-retak pada tanur. Hal ini disebabkan  karena terjadinya  perbedaan  kadar  air  pada bagian  permukaan  dan  bagian  dalam tanur.  Untuk  itu  proses  pengeringan dilakukan 2-3 hari.
Sintering Dalam proses sintering terjadi perubahan material sbb : - Berkurangnya luas permukaan - Kekuatan meningkat - Kerapatan meningkat
Untuk  proses  sintering  dilakukan  pada Shutle  Kiln yaitu  dapur  pembakaran yang  berukuran  0,5  m  x  0,5  m  dan thermokopel yang gunanya untuk mengukur suhu pembakaran. Temperatur  sintering  yang  digunakan adalah temperature 1000°C dan 1100°C.  Setelah  tercapai  temperature maksimum sintering kemudian dilakukan penahanan selama 1 jam dan setelah itu Komposisi Sintering 1000°C  1100°C Fraksi halus (0,5 mm) Fraksi kasar (3mm) Clay 30% 40% 30% 30% 40% 30%
burner dimatikan dan dilakukan pendinginan secara lambat. Proses  pemanasan  (sintering)  yang dilakukan menyebabkan perubahan pada  struktur  butiran.Dimana  akan mengakibatkan  ikatan  pada  butiran- butiran material . Ikatan ini yang mengisi ruang kosong material sehingga kepadatannya akan semakin baik. Pengujian Pengujian  yang  dilakukan  terhadap tanur adalah pengujian berat jenis,porositas dan abrasi. a.  Berat Jenis
Untuk  mendapatkan  berat  jenis  dari tanur,  tanur  ditimbang  berat  basah, berat kering dan berat dalam air nya.
Dimana : BJ = Berat jenis (kg/mm 3 ) BK = Berat kering (kg) BB = Berat basah (mm 3 ) BDA  =  Berat  dalam  air
(mm 3 )
b.  Porositas
Nilai  porositas  tanur  dapat  dicari dengan rumus seperti dibawah ini.
Dimana  :  NP  =  Nilai  Porositas
(%) c.  Abrasi Pada  pengujian  abrasi  ini  kita asumsikan material secara makrostruktur adalah sama. Uji abrasi ini menggambarkan ketahanan tanur pada kondisi pemakaian.  Untuk  uji  abrasi  pada tanur  dipakai  mesin  polisher,  kertas gosok  dan  jig  yang  berguna  untuk
mencekam  material  agar  dalam kondisi  yang  tetap  selama  putaran mesin.

## ANALISA DATA  HASIL PEGUJIAN Berat Jenis
Hasil Pegujian tanur setelah dilakukan proses sintering dapat dilihat pada tabel 2 dibawah ini
Tabel 2. Hasil pengujian Berat jenis Temperat ur Sintering (°C) Berat kerin g tanur Berat basa h tanur Berat dala m air tanur Bera t Jeni s 1000 4,5 4,91 2,45 1,82 9 1100 4,45 4,7 2,34 1,88 5
Terlihat  bahwa  berat  jenis  tanur  pada temperature  sintering  1100°C  lebih besar  dibanding  pada  temperature sintering 1000°C . Ini disebabkan karena dengan  tingginya  temperature  sintering maka  peleburan  material  akan  lebih cepat  dan    waktu  terjadinya  reaksi pengikatan/perekatan  antara  partikel- partikel  akan  berlangsung  lebih  lama, yang  mana  fraksi  halus  material  akan melebur  mengikat  material  fraksi  kasar. Hal  ini  yang  mengakibatkan  berat jenisnya lebih besar.

## Porositas
Nilai porositas yang didapat dari hasil pengujian tanur adalah seperti pada tabel 3. Untuk temperature sintering 1100°C , nilai porositasnya lebih kecil dibanding temperature sintering 1000°C . Pada pembakaran/sintering 1100°C proses perekatan dan pemadatan antar butir terjadi lebih sempurna dimana ruang antar butir menjadi rapat dan
menghambat masuknya gas-gas seperti gas O 2 , CO,dsb  yang dapat merusak tanur pada waktu pengoperasiannya nanti.
Tabel 3. Hasil pengujian Porositas Temperatur Sintering (°C ) Nilai Porositas 1000 16,67 1100 10,59 Tabel 4. Hasil pengujian abrasi,sintering 1000°C Potongan Berat Potongan Nilai Abrasi Sebelum Abrasi Setelah Abrasi 1 111,334  111,325 0,009 2 112,438  112,431 0,007 3 111,546  111,542 0,004 Rata-rata 0,0067 Tabel 5. Hasil pengujian abrasi 1100°C Potongan Berat Potongan Nilai Abrasi Sebelum Abrasi Setelah Abrasi 1 111,339 111,333 0,006 2 112,433 112,428 0,005 3 111,543 111,541 0,002 Rata-rata 0.0043

## Abrasi
Hasil  pengujian  abrasi  untuk  1  tanur dengan  3  macam  contoh  potongan adalah seperti pada tabel 4 dan 5. Nilai  abrasi  pada  temperature  sintering 1100°C lebih kecil dibanding temperatur 1000°C.  Ini  menandakan    kepadatan dan  kerapatan  material  yang  lebih  baik karena  sempurnanya  proses  perekatan partikel-partikel  material  yang  terjadi pada temperature tersebut.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Nilai Berat Jenis yang terbesar terjadi pada temperature sintering 1100° C , dimana nilai yang terbesar ini menunjukkan hasil baik karena berat jenis yang besar menandakan proses perekatan partikel yang sempurna, seperti terlihat pada Gambar 1. Pada
Gambar 2. nilai porositas yang paling kecil yang baik . Ini menandakan proses pemadatan terjadi lebih sempurna. Nilai abrasi yang terkecil adalah yang paling baik karena enandakan semakn kuat dan padatnya partikel material yang merekat.Seperti terlihat pda Gambar 3.
Gambar  2. Plot Temperatur Sintering dan besarnya Berat Jenis (kg/mm 3 ) Gambar 3. Plot Temperatur Sintering dan besarnya Porositas (%) 1,8 1,81 1,82 1,83 1,84 1,85 1,86 1,87 1,88 1,89 Temperatur 1000 C 1100 C B J(kg/mm3) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Temperatur 1000 C 1100 C N ilai Porosita s (%)
Gambar 4. Plot Temperatur Sintering dan besarnya nilai Abrasi.

## PENUTUP
Ada beberapa cara untuk dapat memperpanjang umur tanur yaitu dengan memperbaiki komposisi material penyusun  tanur  ,  memakai  proses sintering  dan  mengkombinasikan  antara komposisi  material  dan  proses  sintering yang  tepat.  Temperatur  sintering  akan sangat mempengaruhi material penyusun tanur. Dimana pada temperature sintering 1100°C didapatkan berat jenis tanur 1,885 , nilai porositas  10,59  ,  rata-rata  nilai  abrasi 0,0043  yang  tentunya    lebih  baik  jika dibanding  dengan  temperature  sintering 1000°C.

## DAFTAR PUSTAKA
Anton J Hartomo. 1994.Mengenal Keramik Modern, edisi pertama. Charusporn Mongkolkachit,Suda Wanakitti, Paiboon Wattanapornphan  and  Sompong Srimanosaowapak. 2010 . Effect
of  Sintering  Temperature  on Porous  Structure  of  Freeze  Cast Alumina. Journal of The Microscopy  Society  of  Thailand 24 (2), 130-132 Hari  Subiyanto,Subowo.2003. Pengaruh Temperatur  Sintering  terhadap Sifat  Mekanik  Keramik  Insulator Listrik. Jurnal  Teknik  Mesin  , volume 3 nomer 1 Januari .
Kingrey,1995. Intruduction  to  Ceramic .
WD.  New  York.  John  Willey  & Son, Mostafa Roosta, Hamidreza Baharvandi, Hossien Abdizade. 2011 . The Effect  of  Using  Nano  ZrO 2 on The Properties of W-ZrC Composite  Fabricated  through Reaction  Sintering. New  Journal of Glass and Ceramics,1,1-6. McNamara, Edward P.1947. Ceramic,Clay Products and Whitewares.voleme 3.
POT 1 POT 2 POT 3 0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008 0,009 0,01 Temperatur 1000 C 1100 C Abrasi
Pensylvania.The Pensylvania State Colage. Reed,JS.1995. Introduction to the Principles of Ceramic Processing , p.583-598.John Willey and Son. Ramlan  dan  Akhmad  Aminuddin  Bama. 2011. Pengaruh Suhu dan Waktu Sintering  terhadap  Sifat  Bahan Porselin  untuk  Bahan  Elektrolit Padat (Komponen Elektroik) . Jurnal  Penelitian  Sains,  volume 14  nomer  3  (B)  14305.Juli.