ii

iii

iv

v

vi

HALAMAN MOTTO

“Barangsiapa melakukan perjalanan untuk menuntut ilmu maka Allah

akan memudahkan baginya jalan menuju Surga”.

(#HR. Muslim)

“Barang siapa yang keluar untuk mencari ilmu maka ia berada dijalan

Allah sampai ia kembali”.

(#HR. Tirmidzi)

“Bila kaum muda yang telah belajar di sekolah dan menganggap

dirinya terlalu tinggi dan pintar untuk melebur dengan masyarakat

yang bekerja dengan cangkul dan hanya memiliki cita-cita yang

sederhana, maka lebih baik pendidikan itu tidak diberikan sama

sekali”.

(#Tan Malaka)

“Barang siapa bersungguh – sungguh, sesungguhnya

kesungguhannya itu adalah untuk dirinya sendiri”.

(#Qs.al-Ankabut:6)

“Jadilah insan yang tak pernah sungkan mengatakan Maaf,

menghargai kata Terima Kasih dan menggunakan kata Tolong

jika meminta bantuan”.

(#Penulis)

vii

PENGARUH VARIASI MEDIA PENDINGIN (AIR LAUT, AIR SUMUR

DAN OLI SAE 40) TERHADAP SIFAT FISIS DAN KEKERASAN HASIL

PENGECORAN KUNINGAN (CuZn) MENGGUNAKAN CETAKAN

PASIR CO2

Dany Andrean Purwohandoyo, Ir. Masyrukan, MT.

Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta

Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura

Email : danyandrean@gmail.com

Abstrak

Logam akan mengalami perubahan fasa selama proses

pengecoran, baik perubahan sifat fisis maupun mekanis yang disebabkan

oleh proses pembekuan. Perubahan sifat ini antara lain dipengaruhi media

pendinginan yang digunakan pada saat proses pendinginan. Karena sifat

fisis dan mekanis suatu logam sangat penting dalam konstruksi

permesinan, maka dalam penelitian ini digunakan media pendingin yang

berbeda yaitu: air laut, air sumur, dan oli SAE 40. Tujuan dari penelitian ini

adalah untuk membandingkan sifat fisis dan mekanis hasil pengecoran

kuningan dengan media pendingin yang berbeda. Dari pengujian

kekerasan benda uji dengan media air laut mempunyai nilai kekerasan

lebih baik dibanding air sumur dan oli SAE 40. Dari hasil pengujian

komposisi kimia terdapat 18 unsur, tetapi hanya 4 unsur yang paling

berpengaruh pada kuningan cor yaitu: Cu, Zn, Fe, dan Sn yang paling

dominan. Dilihat dari unsur yang ada pada material ini dapat digolongkan

logam kuningan paduan seng (Cu-Zn)

Kata kunci: Kuningan (CuZn), pendinginan cepat, kekerasan, struktur

mikro, komposisi kimia.

viii

PENGARUH VARIASI MEDIA PENDINGIN (AIR LAUT, AIR SUMUR

DAN OLI SAE 40) TERHADAP SIFAT FISIS DAN KEKERASAN HASIL

PENGECORAN KUNINGAN (CuZn) MENGGUNAKAN CETAKAN

PASIR CO2

Dany Andrean Purwohandoyo, Ir. Masyrukan, MT.

Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta

Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura

Email : danyandrean@gmail.com

Abstract

The metal will undergo phase change during the casting process,

either the physical or mechanical changes caused by the freezing process.

This change in properties is influenced by the cooling medium used during

the cooling process. Because the physical and mechanical properties of a

metal are very important in machining construction. In this study used

different cooling media, namely: sea water, well water, and SAE 40 oil.

The purpose of this research is to compare the physical and mechanical

properties of brass casting with different cooling media. From the hardness

testing of the specimen to the sea water well refrigerant medium has a

better hardness value compared to the well water and SAE 40 oil. From

the result of testing the chemical composition there are 18 elements, but

only the 4 most influential element in the cast brass Cu, Zn, Fe, and Sn the

most dominan. Judging from the element present in this material can be

classified metal brass zinc alloy.

Keyword: Brass (CuZn), quenching, hardness, micro structure,

chemical composition.

ix

HALAMAN PERSEMBAHAN

Syukur Alhamdulillah, dipanjatkan kehadirat Allah SWT atas berkah

dan rahmat-Nya, Beserta Rasulnya. Alhamdulillah penulis selalu

bersyukur atas kemampuan yang dimiliki. Rasa bangga, terharu, serta

bahagia atas karunia dan kemudahan yang Engkau berikan akhirnya

skripsi ini dapat terselesaikan. Saya persembahkan Tugas Akhir ini

kepada :

1. Ayahanda (Aris Purwanto) dan Ibunda (Sri Handayani) yang dengan

ikhlas dan sabar mengasuh, membesarkan, membimbing serta

mendoakanku selalu.

2. Keluarga besar yang ada di Nungso yang dengan segala kasih sayang

dan penuh pengorbanannya senantiasa membimbing dan

mendoakanku.

3. Adik (Dea Mutiara Sari), yang selalu mendukung, mendoakan,

memotivasi dan memberi semangat didalam kesehariannya.

4. Ari Nurmawati, yang selalu memberi semangat, do’a, motivasi, dan

sabar menghadapi ego saya.

5. Teman-teman Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta

angkatan 2013 yang selalu membantu dalam segala masalah dalam

pembelajaran.

6. Teman seperjuangan Tugas Akhir (Ibnu, Azis, Rega, Ayub, Dimas

Ambogo, Andri, Supri, Danang, Gladito, Raffel, Gilang, Yunus, Dimas

Setyabudi, Febrian Peppy) mahasiswa bimbingan Bapak Ir.

x

Masyrukan., M.T. yang selalu memberi semangat, saling membantu

dan berjuang bersama.

7. Teman seperjuangan di organisasi kampus Pimpinan MUEC 2016,

Bagus, Ridwan, Antok, Devy, Epin, Aulia, Yuni, Ita yang telah mengajari

banyak ilmu yang tidak diajarkan dibangku perkuliahan.

8. Dosen Universitas Muhammadiyah Surakarta Teknik Mesin yang telah

membimbing saya didalam perkuliahan.

9. Bapak dosen pembimbing akademik Ir. Subroto, MT. Bapak dosen

pembimbing tugas akhir Ir. Masyrukan.,M.T. yang telah membimbing

dalam melakukan tugas akhir saya.

xi

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang

telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat

menyelesaikan dan menyusun Laporan Tugas Akhir yang berjudul

“PENGARUH VARIASI MEDIA PENDINGIN (AIR LAUT, AIR SUMUR

DAN OLI SAE 40) TERHADAP SIFAT FISIS DAN KEKERASAN HASIL

PENGECORAN KUNINGAN (CuZn) MENGGUNAKAN CETAKAN

PASIR CO2.”, dengan baik dan tepat pada waktunya. Pada kesempatan

ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Ir. Subroto, M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

3. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, M.T. selaku Koordinator Tugas Akhir.

4. Bapak Ir. Masyrukan., M.T. selaku Dosen Pembimbing utama Tugas

Akhir yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingan kepada

penulis.

5. Bapak Ir. Subroto, MT selaku dosen Pembimbing Akademik yang

memberikan arahan dan semangat kepada penulis.

6. Kedua orang tua serta semua keluarga yang telah membesarkan,

mendo’akan memotivasi serta membiayai semua kebutuhan penulis

sampai sekarang.

7. Bapak Ismail (Pak Mail) beserta keluarga besar CV.ARBA JAYA

xii

xiii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................. ...i

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ...................................................... ..ii

HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................... .iii

HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... .iv

LEMBAR SOAL ....................................................................................... ..v

LEMBAR MOTTO .................................................................................... .vi

ABSTRAK ................................................................................................ vii

HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................... .ix

KATA PENGANTAR ................................................................................ .xi

DAFTAR ISI ........................................................................................... .xiii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................ .xvi

DAFTAR TABEL ................................................................................... ..xx

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ...................................................................... 1

1.2 Perumusan Masalah ............................................................. 2

1.3 Pembatasan Masalah ........................................................... 3

1.4 Tujuan Penelitian .................................................................. 3

1.5 Manfaat Penelitian ................................................................ 4

1.6 Sistematika Penulisan ........................................................... 5

BAB II LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka ................................................................. 7

xiv

2.2. Dasar Teori .......................................................................... 8

2.2.1. Kuningan ..................................................................... 8

2.2.2. Paduan Kuningan ..................................................... 10

2.2.3. Quenching ............................................................. ...13

2.2.4. Proses Quenching .................................................... 14

2.2.5. Pembekuan Coran .................................................... 18

2.2.6. Pembekuan Paduan ................................................. 19

2.2.7. Media Pendinginan Quenching ................................. 21

2.2.8. Cetakan Pasir CO2 ................................................... 23

2.3. Sifat Fisis dan Sifat Mekanis ........................................... …24

2.3.1. Komposisi Kimia.………………..………….…………..24

2.3.2. Struktur Mikro.………………..………….……………...24

2.3.3. Harga Kekerasan.………………..…………………….25

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Diagram Alir Penelitian ........................................................ 29

3.2 Tempat Penelitian ............................................................... 31

3.3 Alat dan Bahan .................................................................... 31

3.3.1 Alat ............................................................................. 31

3.3.2 Bahan ......................................................................... 43

3.4 Tahapan Penelitian ............................................................. 47

3.4.1 Studi Pustaka .............................................................. 47

3.4.2 Perencanaan .............................................................. 47

3.4.3 Proses Pendinginan .................................................... 57

xv

3.4.4 Pengamatan Struktur Mikro ....................................... 59

3.4.5 Pengujian Komposisi Kimia ........................................ 60

3.4.6 Pengamatan Porositas ................................................ 61

3.4.7 Pengujian Kekerasan .................................................. 61

3.4.8 Analisa Data ............................................................... 63

3.4.9 Jumlah Spesimen Pengujian ...................................... 63

BAB IV DATA DAN ANALISA

4.1 Penurunan Temperatur Variasi Media Pendingin ................ 64

4.1.1 Pembahasan Perununan Temperatur ........................ 65

4.2 Komposisi Kimia Hasil Produk Cor Kuningan. ..................... 67

4.2.1Pembahasan Komposisi Kimia. .................................. 69

4.3 Pengujian Kekerasan Hasil Produk Cor Kuningan. ............. 70

4.3.1. Harga Kekerasan HRB. ............................................ 70

4.3.2. Pembahasan Pengujian Kekerasan. ......................... 72

4.4 Pengamatan Porositas. ....................................................... 72

4.4.1Pembahasan Pengamatan Cacat Porositas. .............. 74

4.5 Struktur Mikro. ..................................................................... 75

4.5.1Pembahasan Pengamatan Struktur Mikro. ................. 76

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ........................................................................ ..78

5.2 Saran .................................................................................. ..79

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xvi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Fasa Biner Cu-Zn .................................................. 11

Gambar 2.2 Kuningan dengan Zn 28% Pasca Pengecoran…………… ...12

Gambar 2.3 Kuningan dengan Zn 28% Setelah Perlakuan Panas .......... 12

Gambar 2.4 Isothermal Transformation Diagram .................................... 15

Gambar 2.5 Continous Cooling Transformation Diagram ........................ 17

Gambar 2.6 Struktur Mikro Pembekuan Logam ....................................... 18

Gambar 2.7 Proses Pengamatan Pada Struktur Mikro ............................ 25

Gambar 2.8 Prinsip Uji Kekerasan Rockwell ........................................... 28

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ........................................................ 29

Gambar 3.2 Cangkul ................................................................................ 31

Gambar 3.3 Penumbuk ........................................................................... 32

Gambar 3.4 Tabung Silinder ................................................................... 32

Gambar 3.5 Lanset ................................................................................. 33

Gambar 3.6 Gancu .................................................................................. 33

Gambar 3.7 Ladel ................................................................................... 34

Gambar 3.8 Saringan ............................................................................... 34

Gambar 3.9 Dapur Peleburan .................................................................. 35

Gambar 3.10 Kowi ................................................................................... 35

Gambar 3.11 Gayung .............................................................................. 36

Gambar 3.12 Mesin Pengaduk ................................................................ 36

Gambar 3.13 Ember ............................................................................... 37

xvii

Gambar 3.14 Kerangka Cetakan ............................................................. 37

Gambar 3.15 Tabung Gas CO2 ............................................................... 38

Gambar 3.16 Gergaji Besi ....................................................................... 38

Gambar 3.17 Linggis ................................................................................ 39

Gambar 3.18 Tali Pengikat Cetakan Pasir CO2 ...................................... 39

Gambar 3.19 Infra Red Thermometer ...................................................... 40

Gambar 3.20 Thermocouple .................................................................... 40

Gambar 3.21 Digital Caliper ..................................................................... 41

Gambar 3.22 Alat Uji Spektrometer ........................................................ 41

Gambar 3.23 Alat Uji Kekerasan HRB ..................................................... 42

Gambar 3.24 Alat Uji Mikroskop Metalografi ............................................ 62

Gambar 3.25 Kuningan Bekas ................................................................. 43

Gambar 3.26 Kalsium Karbonat (Bubuk Anti Air) ..................................... 43

Gambar 3.27 Pasir Silika ......................................................................... 44

Gambar 3.28 Water Glass ....................................................................... 44

Gambar 3.29 Air Sumur ........................................................................... 45

Gambar 3.30 Oli SAE 40 ......................................................................... 45

Gambar 3.31 Air Laut ............................................................................... 46

Gambar 3.32 Pola Dari Kayu ................................................................... 47

Gambar 3.33 Cetakan Pasir CO2 ............................................................ 48

Gambar 3.34 Kerangka Cetakan ............................................................. 48

Gambar 3.35 Pencampuran Pasir Silika dan Water Glass ...................... 49

Gambar 3.36 Mengisi Kerangka Cetakan dengan Pasir Silika dan

xviii

Water Glass ......................................................................... 50

Gambar 3.37 Mengambil Papan Kayu dan Meratakan Pasir ................... 50

Gambar 3.38 Pemberian Lapisan Pembatas Cetakan ............................. 51

Gambar 3.39 Pembuatan Saluran Turun (Sprue) .................................... 51

Gambar 3.40 Pembuatan Saluran Masuk Gas CO2 ................................ 52

Gambar 3.41 Proses Pemberian Gas CO2 .............................................. 52

Gambar 3.42 Proses Pengangkatan Pola Flange .................................... 53

Gambar 3.43 Pembuatan Saluran Gas CO2 ............................................ 53

Gambar 3.44 Pembuatan Saluran Masuk (in gate) .................................. 54

Gambar 3.45 Kuningan Rosok ................................................................. 54

Gambar 3.46 Air Sumur ........................................................................... 55

Gambar 3.47 Oli SAE 40 ......................................................................... 55

Gambar 3.48 Air Laut ............................................................................... 56

Gambar 3.49 Peleburan Material ............................................................. 56

Gambar 3.50 Penuangan Kedalam Cetakan ........................................... 57

Gambar 3.51 Pembongkaran Cetakan .................................................... 57

Gambar 3.52 Media Pendinginan Air Sumur ........................................... 58

Gambar 3.53 Media Pendinginan Air Laut ............................................... 58

Gambar 3.54 Media Pendinginan Oli SAE 40 .......................................... 59

Gambar 4.1 Titik Pengukuran Temperatur Saat Proses Quenching ........ 65

Gambar 4.2 Grafik Pendinginan............................................................... 66

Gambar 4.3 Posisi Titik Kekerasan Spesimen ......................................... 70

Gambar 4.4 Grafik Hubungan Kekerasan Dengan Variasi Pendinginan .. 71

xix

Gambar 4.5 Pengamatan Porositas Oli SAE 40 ...................................... 73

Gambar 4.6 Pengamatan Porositas Air Sumur ........................................ 73

Gambar 4.7 Pengamatan Porositas Air Laut ........................................... 73

Gambar 4.8 Grafik Pengamatan Cacat Porositas ................................. .. 74

Gambar 4.9 Perbandingan Foto Mikro Pembesaran 100x .................... ...76

Gambar 4.10 Perbandingan Foto Mikro Pembesaran 200x .................. ...76

xx

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Penggunaan Diameter Penetrator ........................................... 26

Tabel 2.2 Skala Dalam Pengujian Rockwell dan Range Uji Dalam

Skala Rockwell . ...................................................................... 27

Tabel 3.1 Jumlah Spesimen Pengujian . .................................................. 63

Tabel 4.1 Penurunan Temperatur Setiap 10 Menit Sekali Dengan Variasi

Media Pendingin Pada Saat Proses Pendinginan . ................. 64

Tabel 4.2 Hasil Komposisi Kimia. ............................................................. 68

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Kekerasan HRB . ........................................... 71

Tabel 4.4 Pengamatan Cacat Porositas . ................................................ 74