## ANALISIS PERBANDINGAN MODEL CACAT CORAN PADA BAHAN BESI COR DAN ALUMINIUM DENGAN VARIASI TEMPERATUR TUANG SISTEM CETAKAN PASIR
1) Aladin Eko Purkuncoro, 2) Achmad Taufik
1,2) Prodi Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Nasional Malang

## ABSTRAK
Dalam proses pembuatan spesimen uji ini, bahan yang digunakan adalah aluminium dan besi cor dengan metode  pengecoran.  Cetakan  yang  digunakan  adalah  cetakan  pasir  basah  untuk  aluminium  dan  cetakan  coran untuk  besi  cor.  Proses  peleburan  untuk  aluminium  digunakan  dapur  crusible  dan  untuk  peleburan  besi  cor digunakan  dapur  kupola.  Temperatur  penuangan  untuk  aluminium  700°C,  800°C,  900°C  dan  Temperature penuangan  untuk  besi  cor  1200°C,  1300°C,  1400°C.  Langkah  selanjutnya  adalah  finishing  yaitu  dengan merapian  hasil  coran  menggunakan  mesin  gerinda.  Pemeriksaan  yang  dilakukan  adalah  pemeriksaan  merusak spesimen  dengan  membelah  dan  memotong  spesimen  uji  hasil  pengecoran  aluminium  dan  besi  cor.  Pengujian yang  dilakukan  pengujian  kekerasan  Rockwell,  struktur  makro.  Nilai  kekerasan  pada  temperatur  penuangan untuk aluminium  700°C =  72  Hrb  ,  800°C =  59,65  Hrb,  900°C=  43,1  Hrb  dan Temperature  penuangan  untuk besi  cor  1200°C  =72,45  Hrb, 1300°C=  60,95  Hrb,  1400°C=  55,3  Hrb.  Hasil  dari  pengujian  dapat  disimpulkan yaitu  perbedaan  bentuk  dan  ukuran  butir  –  butir  pasir  cetak  dapat  mempengaruhi  ruangan  porus  untuk mengeluarkan  gas  yang  ada  dalam  logam  cair  maupun  cetakan  pada  waktu  proses  penuangan  agar  gas  tidak terperangkap  di  dalam  hasil  coran  yang  menyebabkan  cacat  coran.  Perbedaan  temperature  penuangan  pada proses pengecoran aluminium dan besi coran mempengaruhi laju pembekuan yang menyebabkan meningkatnya cacat coran yang terjadi. Semakin meningkatnya temperature penuangan akan menghasilkan bentuk struktur dan sifat  mekanis  yang  berbeda.  Sebab  semakin  tinggi  temperature  penuangan  menyebabkan  terjebaknya  gas hydrogen semakin banyak sehingga nilai kekerasan mengalami penurunan.
Kata kunci : Aluminium, Besi Cor, Cetakan Pasir,Temperatur Tuang, dan Cacat Coran
E ra  modernisasi  yang  terjadi  saat  ini menuntut  manusia  untuk  melakukan  rekayasa guna  memenuhi  kebutuhan  yang  semakin kompleks,  tak  terkecuali  dalam  hal  teknologi yang  berperan  penting  akan  kelangsungan hidup  manusia  seperti  dalam  hal  rekayasa  dan proses  perlakuan  pada  logam  yang  mempunyai pengaruh  fital  karena  merupakan  elemen  dasar untuk membuat suatu kontruksi.
Proses  perlakuan  ini  dapat  di  artikan sebagai  suatu  metode  untuk  menganalisa  cacat coran yang terjadi pada bahan hasil cor. Metode tersebut dapat dijabarkan dari proses pembuatan spesimen  (pengecoran),  kemudian  dilanjutkan dengan serangkaian pengujian dan pemeriksaan hasil coran. Kelayakan produk hasil pengecoran yang  dibuat  tergantung  dari  bahan  logam  yang digunakan. Bahan logam yang digunakan dalam proses  pembuatan  specimen  uji  ini  adalah logam besi cor dan aluminium.
Istilah  besi  cor,  sama  halnya  dengan istilah  baja  yang  termasuk  dalam  jenis  besi paduan  dengan  kandungan  utamanya  berupa besi,  karbon,  silikon.  Besi  cor  memiliki kandungan karbon dan silikon yang lebih tinggi dari  baja,  karena  tingginya  kandungan  karbon,
sehingga  strukturnya  berlawanan  dengan  baja, ditunjukkan dengan fasa kaya karbon. Suhu cair besi  cor  relatif  rendah  yaitu  (1300°C).  hal  ini menguntungkan  karena  mudah untuk  dicairkan, pemakaian  bahan  bakar  yang  lebih  irit  dan dapur  peleburan  yang  lebih  sederhana.  Logam cair  mudah  dicor  untuk  mengisi  cetakan  yang rumit  dengan  mudah.  Karena  itu,  besi  cor merupakan  bahan  yang  murah  dan  serba  guna ditinjau dari segi desain produk.
Aluminium  adalah  logam  yang  paling banyak terdapat di kerak bumi, dan unsur ketiga terbanyak setelah oksigen dan silikon. Aluminium  terdapat  di  kerak  bumi  sebanyak kira-kira  8,07%  hingga  8  ,23%  dari  seluruh massa  padat  dari  kerak  bumi,  dengan  produksi tahunan  dunia  sekitar  30  juta  ton  pertahun dalam  bentuk  bauksit  dan  bebatuan  lain.  Sulit menemukan  aluminium  murni  di  alam  karena aluminium merupakan logam reaktif. Aluminium  tahan  terhadap  korosi  karena fenomena pasivasi. Pasivasi adalah pembentukan  lapisan  pelindung  akibat  reaksi logam  terhadap  komponen  udara  sehingga lapisan  tersebut  melindungi  lapisan  dalam logam dari korosi.
Berdasarkan  pertimbangan  dari  data  – data diatas yang memiliki sifat dan karakteristik yang  diunggulkan dari  masing  – masing bahan, maka  dilakukan  penilitian  perbandingan  model cacat  coran  yang  terjadi  pada  suatu  bahan dengan cara memvariasikan temperature tuang.

## Maksud dan Tujuan
Adapun  maksud  dan  tujuan  penelitian tentang pengecoran secara lebih terperinci dapat diuraikan sebagai berikut :
1. Peneliti  dapat membandingkan teori yang  di peroleh di perkuliahan dan praktek laboratorium pengecoran logam di laboratorium  pengecoran  bahan  Institut
Teknologi Malang.
2. Untuk mengamati, memahami dan menganalisis  secara  langsung  perbandingan model cacat coran yang terjadi pada material besi  cor  dan  alumunium  dari  perbedaan temperatur  tuang  pada  sistem  cetakan  pasir, yaitu mulai dari pembuatan pola, pembuatan cetakan sampai menjadi specimen, pengujian - pengujian yang digunakan untuk memperoleh data perbandingan.

## Rumusan Masalah
Berdasarkan dari uraian latar belakang di atas,  maka  pada  penelitian  ini  peneliti  akan merumuskan  masalah  -    masalah  sebagai berikut:
1. Pentingnya  temperatur  tuang  yang  terjadi pada pengecoran logam yang dapat menyebabkan berbagai cacat coran.
2. Pentingnya  alur  proses  pengecoran  yang harus  dilakukan  pada  material  besi  cor  dan aluminium.
3. Pengujian – pengujian yang dilakukan untuk mendapatkan  data  dari  bahan  material  besi cor dan aluminium

## Batasan Masalah
Agar  pada  pembahasan  tidak  keluar  dari tujuan  utama,  peneliti  membatasi  pembahasan yaitu:
1. Bahan  yang  akan  di  gunakan  dalam pembuatan  specimen  adalah  aluminium  dan besi cor.
2. Cetakan  yang  di  gunakan  adalah  cetakan pasir.
3. Perbandingan model cacat coran yang terjadi karena  variasi  temperatur  pada  masing  – masing  bahan  yang  di  amati  dengan mikroskop makro.

## Metode Penulisan
Dalam  penulisan  penelitian  ini  .  Penulis menggunakan  beberapa  metode  penulisan sebagai dasar atau landasan sebagai berikut:
 Metode Literatur Yaitu  mengkaji  teori  serta  rumusan  buku  – buku  referensi  yang  diperoleh  selama perkuliahan atau daftar pustaka yang otentik.
 Metode Observasi dan Praktek Langsung Yaitu  suatu  metode  pengamatan  terhadap alat  atau  benda  secara  sistematis  yang memiliki prinsip kerja sama untuk mengasilkan    data  data  yang  diperlukan. Selain  itu  juga    melakukan  praktek  di  PT. Boma  Bisma  Indra  (Persero)  Industrial Equipment  Division  Jl.  Imam  Bonjol  18  – 20 Pasuruhan untuk pengecoran besi cor dan di  laboratorium  teknik  pengecoran  bahan ITN Malang untuk pengecoran aluminium.
 Interview
Yaitu  kegiatan  wawancara  yang  peneliti lakukan  adalah  wawancara  secara  langsung kepada pihak –  pihak  terkait  yang memahami  tentang  ilmu  pengecoran  logam dan  karyawan  yang  bekerja  pada  PT.  Boma Bisma  Indra  Jl.  Imam  Bonjol  18  –  20
Pasuruhan dan Ketua laboratorium pengecoran logam di ITN Malang.

## Pengecoran Logam
Proses  Pengecoran  Pengecoran  ( Casting ) adalah  salah  satu  teknik  pembuatan  produk dimana logam dicairkan dalam tungku peleburan  kemudian  di  tuangkan  kedalam rongga cetakan  yang serupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akan dibuat. Ada 4 faktor yang  berpengaruh  atau  merupakan  ciri  dari proses pengecoran,yaitu :
1.  Adanya  aliran  logam  cair  kedalam  rongga
cetak
2.  Terjadi perpindahan panas selama pembekuan  dan  pendinginan  dari  logam dalam cetakan
3. Pengaruh material cetakan
4. Pembekuan logam dari kondisi cair

## Bahan – Bahan Pengecoran Besi Cor
Besi  cor  merupakan  paduan  antara  unsur besi yang  mengandung carbon (C), silicon (Si), mangan  (Mg),  phosphor  (P)  dan  sulfur  (S). Pada  besi  cor  karbon  biasanya  antara  2% sampai  6,67  %,  sedang  pada  baja  kandungan karbon  hanya  mencapai  2%.  Semakin  tinggi kadar  karbon  yang  ada  pada  besi  cor  akan
mengakibatkan besi cor rapuh/getas. Selain dari karbon  besi  cor  juga  mengandung  silicon  (Si) (1 – 3%), mangan ( 0,25 – 15% ), dan phosphor (P)  (  0,05  –  15%  ),  selain  itu  juga  terdapat unsur-unsur  lain  yang  ditambahkan  untuk mendapatkan  sifat  –  sifat  tertentu.  Klasifikasi Besi Cor anatara lain :
a. Besi Cor Putih
b. Besi Cor Mampu Tempa
c. Besi Cor Kelabu
d. Besi Cor Nodular

## Alumnium
Aluminium  adalah  logam  yang  paling banyak terdapat di kerak bumi, dan unsur ketiga terbanyak setelah Oksigen dan Silikon. Aluminium  terdapat  di  kerak  bumi  sebanyak kira-kira  8,07%  hingga  8,23%  dari  seluruh massa  padat  dari  kerak  bumi,  dengan  produksi tahunan  dunia  sekitar  30  juta  ton  pertahun dalam  bentuk  bauksit  dan  bebatuan  lain ( Corrundum,  Gibbsite,  Boehmite,  Diaspore , dan  lain-lain).  Sulit  menemukan  Aluminium murni  di  alam  karena  Aluminium  merupakan logam yang cukup reaktif.

## Cetakan Pasir
Haine  R.W.(1983)  menyatakan  bahwa cetakan  adalah  peralatan  yang  memegang peranan  penting  dalam  proses  pengecoran. Cetakan  yang  banyak  dipakai  dalam  industri pengecoran  logam  adalah  cetakan  pasir.  Pasir cetak  yang  biasa  dipakai  adalah  pasir  gunung, pasir  pantai,  pasir  sungai,  dan  pasir  silika  yang disediakan oleh alam.

## Pola
Pola adalah bentuk dari benda coran yang akan  digunakan  dalam  pembuatan  rongga cetakan. Pola yang digunakan dalam pembuatan cetakan  terdiri  dari  pola  logam  dan  pola  kayu. Pola logam digunakan untuk menjaga ketelitian ukuran  coran,  terutama  pada  produksi  massal, dan bisa tahan lama serta produktifitasnya lebih tinggi.  Pola  kayu  dibuat  dari  kayu,  murah, cepat,  pembuatan  dan  pengolahannya  lebih mudah  dibanding  cetakan  logam.  Oleh  karena itu  pola  kayu  lebih  cocok  digunakan  dalam cetakan pasir.

## Sistem Saluran
Sistem  saluran  ( gatting  system )  adalah jalan  masuk  cairan  logam  yang  dituangkan kedalam rongga cetakan. Cawan tuang merupakan  penerima  cairan  logam  langsung dari  ladel.  Saluran  turun  adalah  saluran  yang pertama  membawa  cairan  logam  dari  cawan tuang kedalam pengalir dan saluran masuk.
Pengalir  adalah  saluran  yang  membawa logam  cair  dari  saluran  turun  ke  bagian-bagian yang cocok pada cetakan. Saluran masuk adalah saluran  yang  mengisikan  logam  cair  dari pengalir kedalam rongga cetakan.

## Pasir Cetak
Pasir  cetak  yang  paling  lazim  dipakai adalah  pasir  gunung,  pasir  pantai,  pasir  sungai dan  pasir  silica  yang  disediakan  alam.  Pasir silica  (SiO2)  merupakan  pasir  yang  terbaik karena  dapat  menahan  temperatur  tinggi  tanpa terurai  atau  leleh.  Pasir  silika  biasanya  murah, mempunyai  umur  panjang,  bentuk  dan  ukuran bermacam-macam  hingga  dapat  disesuaikan dengan kebutuhannya.

## Peleburan logam
Alat  yang  digunakan  untuk  meleburkan logam  yang  digunakan  untuk  melebur  besi  cor dan aluminium adalah sebagai berikut:
1. Dapur Kupola
2. Dapur Krusible

## Penuangan Logam Cair
Cairan logam yang dikeluarkan dari tanur diterima  dalam  ladel  dan  dituangkan  ke  dalam cetakan.

## Pengujian spesimen
1. Uji kekerasan
2. Pengujian Struktur Makro

## Cacat coran Logam
Cacat    coran  adalah  kerusakan  atau kesalahan  yang  terjadi  pada  benda  cor  yang menyebabkan  di  tolaknya  benda  cor  tersebut oleh konsumen( reject ).

## METODE
Diagram Alir Proses Pengecoran
Gambar 1  Diagram alir proses pengecoran

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian Kekerasan Data hasil pengujian spesimen bahan aluminium
Tabel 1 Data Hasil Pengujian Kekerasan Aluminium N o Bahan Tem pera tur (°C) No. Sam pel Ti tik iden tasi Kekerasan HRB HRB Rata – rata
1. Alumi ni um 700 1 1 77 73 72 2 85 3 60 2 1 69 71 2 75
3 74
2. 800 1 1 59 58.3 59.65 2 58 3 58 2 1 60 61 2 63 3 60 3. 900 1 1 30 41.6 43.1 2 55 3 40 2 1 46 44.6
2 33
3 55
Gambar 2 Grafik uji kekerasan aluminium casting
Mulai Persiapan Bahan dan alat Pembuatan Cetakan Pembuatan Rangka Cetakan Peleburan Aluminium (Al) Peleburan Besi Cor (Fc) Pencampuran Bahan Pembuatan Pola atau Pattern Pasir Silica Pasir Reclamer Resin Catalis Pendinginan Pasir silica Air Bentonit Penuangan (pouring) Temperatur I = 700°C Temperatur II = 800°C Temperatur III = 900°C Penuangan (pouring) Temperatur I = low Temperatur II = Normal Temperatur III = Over Pembongkaran Pemeriksaan dan  pengujian Finishing

## Data Hasil Pengujian Spesimen Besi Cor
Tabel  2 Data Hasil Pengujian

## Kekerasan Besi cor
N o Bahan Tem pera tur (°C) No. Sa m pel Ti tik ide nta si Kekerasan
HRB HRB Rata – rata 1. Be si c or 1200 1 1 82 63.3 72.45 2 68 3 40 2 1 71 81.6 2 87 3 87
2. 1300 1 1 63 72.3 60.95 2 69 3 85 2 1 50 49.6 2 44 3 55 3. 1400 1 1 59 57 55.3 2 53 3 59 2 1 58 53,6 2 63 3 49
Gambar 3 Grafik uji kekerasan besi cor

## Pengujian Struktur Makro
Data  hasil  pengujian  pasir  cetak  untuk pengecoran aluminium
Gambar 4 photo makrostruktur pasir cetak aluminium

## Data hasil pengujian spesimen aluminium
Spesimen I Aluminium temperature 700°C
Gambar 5 photo makrostruktur aluminium temperature 700°C
Spesimen II temperatur  penuangan 800°C
Gambar 6  Photo makrostruktur aluminium temperatur 800°C Rongga udara Lubang jarum Rongga udara Rongga udara
Spesimen III temperatur  penuangan 900°C
Gambar 7  photo makrostruktur aluminium temperatur  900°C
Data hasil pengujian pasir cetak untuk pengecoran besi cor
Gambar 8  photo makrostruktur pasir cetak untuk besi cor
Data hasil pengujian spesimen besi cor Spesimen I temperatur  penuangan 1200°C
Gambar 9  Photo makro struktur besi cor
temperature 1200°C
Spesimen II temperatur  penuangan 1300°C
Gambar 10  Photo makrostruktur besi cor temperatur 1300°C
Spesimen III temperatur  penuangan 1400°C
Gambar 11  Photo makrostruktur besi cor temperatur 1400°C

## KESIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  proses  pengecoran spesimen  uji  aluminium  dan  besi  cor  dan pengujian  yang  di  lakukan  dapat  di  ambil kesimpulan sebagai berikut:
- Dalam  proses  pengecoran  aluminium  pasir yang digunakan sangat cukup halus sehingga tidak  ada  ruangan  porus  antara  butir  butir pasir menyebabkan gas dari logam cair tidak dapat  melepas  diri  pada  waktu  penuangan hal  tersebut  menyebabkan  terjadinya  cacat coran  sedangkan  pada  proses  pengecoran besi  cor  pasir  yang  digunakan  ada  yang kasar dan halus sehingga gas dari logam cair dapat  keluar  pada  waktu  penuangan.  Hal tersebut  dapat  memperkecil  terjadinya  cacat coran.
Rongga udara Lubang jarum Lubang jarum Lubang jarum Rongga udara Lubang jarum Rongga udara
- Perbedaan  temperature  penuangan  pada proses pengecoran aluminium dan besi coran mempengaruhi laju pembekuan yang menyebabkan  meningkatnya  cacat  coran yang terjadi. Nilai kekerasan pada temperatur  penuangan  untuk  aluminium 700°C  =  72  Hrb  ,  800°C  =  59,65  Hrb,
900°C= 43,1 Hrb dan Temperature penuangan  untuk  besi  cor  1200°C  =72,45 Hrb,  1300°C=  60,95  Hrb,  1400°C=  55,3
Hrb.
- Semakin meningkatnya temperature
penuangan  akan  menghasilkan bentuk struktur  dan  sifat  mekanis  yang  berbeda. Sebab semakin tinggi temperature penuangan  menyebabkan  terjebaknya  gas hydrogen  semakin  banyak  sehingga  nilai kekerasan mengalami penurunan.

## DAFTAR PUSTAKA
Kenji  Chijiwa.  Prof.  Dr,  Tata  Surdia.  Prof.  Ir.
MS. Met. E, Teknik pengecoran logam. P.T. Pradnya Paramita, Jakarta, 2000.
Surdia  Tata;  Chijiiwa,  kenji,  1975, Teknik Pengecoran Logam , Penerbit Pradya Paramita, Jakarta. Surdia Tata; Saito, Shinroku, 1999,
Pengetahuan Bahan Teknik , Penerbit Pradya Paramita, Jakarta.
http//www.scribd.com/doc/25300537/makalah- Aluminium http://www.alatuji.com/article/detail/3/what-is- hardness-test-uji-kekerasan- http://www.mediafire.com/?4gnbj2doxe5tzec