PENGARUH VARIASI KOMPOSISI TEMBAGA (CU) DAN TEBAL LAPISAN PADA POLA EXPANDED POLYSTYRENE (EPS) TERHADAP KEUTUHAN BENDA COR, KEKASARAN PERMUKAAN, SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO PADA PADUAN CU-SN (PERUNGGU) DENGAN METODE LOST FOAM CASTING
YOGYA PERMANA, Dr. Suyitno, S.T., M.Sc.
2016 | Skripsi | S1 TEKNIK MESINLost foam casting adalah salah satu metode pengecoran dengan menggunakan expanded polystyrene (EPS) sebagai pola cetakan dan ditanam dalam pasir silika. Perunggu merupakan paduan antara tembaga (Cu) dan timah putih (Sn). Pengaruh Cu terhadap sifat mekanik dan struktur mikro dapat diketahui dengan cara membuat sampel paduan Cu-Sn dengan tiga variasi yaitu paduan pertama Cu 70%- Sn 30% wt ; paduan kedua dan ketiga masing-masing ditambah 10% Cu dengan proses pembuatan dengan metode lost foam casting. Pola expanded polystyrene (EPS) divariasikan ketebalan pola dan ketebalan pelapisan menggunakan material refaktori Zircon (ZrO2). Variasi ketebalan pelapisan adalah 0 μm (tanpa pelapisan), 200 μm, 500 μm dan 1300 μm. Proses pengecoran dilakukan dengan mencairkan logam yang selanjutnya dituangkan ke dalam rongga cetakan dan dibiarkan membeku, sehingga akan terbentuk suatu model yang sesuai dengan bentuk dan pola expanded polystyrene (EPS) yang telah dirancang. Selanjutnya dilakukan pengujian terhadap kekasaran permukaan, sifat mekanik (kekerasan) dan struktur mikro. Selain itu juga dilakukan pengujian komposisi kimia untuk mendukung analisisnya. Hasil pengujian menggunakan microvikers hardness tester menunjukkan nilai kekerasan 300,9 kg/mm2; 247,7 kg/mm2 dan 206,5 kg/mm2 seiring dengan penambahan Cu. Hal ini menunjukkan bahwa semakin tinggi kandungan Cu pada paduan Cu-Sn, maka nilai kekerasan akan turun. Semakin tipis ketebalan pelapis material refaktori pada pola expanded polystyrene (EPS) maka akurasi ukuran semakin mendekati rancangan pola EPS. Hasil paling maksimal yang ditunjukan oleh benda cor adalah pola dengan ketebalan pelapis 200 mikron. Semakin tipis ketebalan pola expanded polystyrene (EPS) maka semakin rendah nilai kekasaran yang didapat. Hasil pengujian kekasaran menggunakan surface tester menunjukkan variasi nilai kekasaran yaitu dari 2,40 μm sampai 17,54 μm. Hasil foto struktur mikro dapat diketahui bahwa pada paduan tersebut muncul fasa delta yang bersifat keras dan getas. Kandungan Cu dalam paduan berpengaruh terhadap bentuk morfologi struktur mikro.
Lost foam casting is a casting method using expanded polystyrene (EPS) as the pattern mold and embedded in silica sand. Bronze is an alloy of copper (Cu) and tin (Sn). The effect of Cu on mechanical properties and microstructure can be determined by making the Cu-Sn alloy samples with three variations that first alloy Cu 70% - Sn 30% wt; second and third alloy respectively plus 10% Cu with the manufacturing process by lost foam casting method. The pattern of expanded polystyrene (EPS) thickness was varied patterns and coating thickness using a refractory material Zircon (ZrO2). There are three variaton of coating thickness which are 0 μm (without coating), 200 μm, 500 μm and 1300 μm. Casting process was done by melting a metal and pouring it into the mold cavity and allowed to coagulate, so that it would form a model that conforms to the shape and pattern of expanded polystyrene (EPS) that had been designed. After that test was done to determine the value of the surface roughness, mechanical properties (hardness) and microstructure. It also was carried out of chemical composition test to support its analysis. The test results using microvikers hardness tester shown that hardness value is 300,9 kg/mm2; 247,7 kg/mm2 and 206,5 kg/mm2 with the addition of Cu. This shows that higher the content of Cu in the Cu-Sn alloy, the hardness will drop. Thinner of refractory material coating thickness on the pattern of expanded polystyrene (EPS), the accuracy of the design pattern EPS size will closer. The results of the maximum prescribed by the casting is a pattern with a coating thickness of 200 microns. And thinner the thickness of the expanded polystyrene (EPS) pattern, the lower roughness values obtained. The test results used a surface roughness tester shows the variation of the roughness value is from 2,40 μm to 17,54 μm. The images of the microstructure can be seen in the emerging phase delta alloys that are hard and brittle. The content of Cu in the alloy affects the morphology its microstructure.
Kata Kunci : lost foam casting, perunggu (Cu-Sn), kekasaran permukaan, struktur mikro, sifat mekanik
