PENGUJIAN KADAR LEMPUNG PASIR CETAK

•  Pengertian Pengikat

Pengikat adalah bahan yang digunakan untuk mengikat butir-butir pada pasir cetak yang biasanya berukuran kurang dari 20 µ atau 0.0008 in (Richard W.H ”Principle of Metal Casting”. Hal 100).

Dalam praktikum kali ini, pengikat atau lempung yang digunakan adalah jenis bentonite. Bentonite terdiri dari butir-butir halus yang fasa penyusun utamanya adalah monmorilonit (Al₂O₃.4SiO₂.H₂O). (Tata Surdia, Teknik Pengecoran Logam.111).

     

•  Fungsi dan Standar Pengikat

a) Fungsi Pengikat

Fungsi pengikat yang utama yaitu untuk mengikat pasir cetak sehingga pasir cetak tersebut mempunyai sifat mampu bentuk sehingga mudah dalam pembuatan cetakan dengan kekuatan dan permeabilitas yang cocok. Cetakan yang dihasikan harus kuat sehingga tidak mudah rusak dan mudah dibongkar sesudah dituang.

Selain itu juga berfungsi sebagai penahan panas pada saat penuangan, hal ini terjadi karena pasir cetak dengan butiran yang tidak seragam dapat dipadatkan dengan lempung sehingga mempunyai berat jenis yang tinggi, mempunyai permukaan sentuh yang luas dengan butir-butir tetangganya sehingga kekuatan untuk menahan panas lebih tinggi. (Tata surdia,”Teknik Pengecoran Logam”,114)

b) Standar Pengikat

Menurut standar AFS clay atau lempung yang terkandung dalam pasir cetak:

-         Clay atau lempung mineral

-         Lempung silika atau lempung yang mengendap

-              Kandungan lempung yang umum digunakan pada pasir cetak adalah 2% - 50% (Richard W.H ”Principle of Metal Casting”. Hal 110).

b) Standar Pengikat

Menurut standar AFS clay atau lempung yang terkandung dalam pasir cetak:

-         Clay atau lempung mineral

-         Lempung silika atau lempung yang mengendap

-              Kandungan lempung yang umum digunakan pada pasir cetak adalah 2% - 50% (Richard W.H ”Principle of Metal Casting”. Hal 110).

•   Macam-macam Pengikat (lempung)

a)         Berdasarkan kadarnya dalam pasir cetak, lempung dibagi menjadi:

1.        Lempung jenuh:

Pada penambahan kadar lempung tidak akan mampu untuk meningkatkan atau tidak berpengaruh terhadap kekuatan pasir cetak sehingga kekuatan pasir cetak setelah ditambah lempung dalam kondisi jenuh akan konstan.

2.        Lempung tidak jenuh:

Gambar 2.1 Grafik hubungan kadar lempung dan kekuatan

Sumber: Richard W. H ”Principle of Metal Casting”. Hal 109

Pada penambahan kadar lempung akan berbanding lurus dengan kekuatan pasir cetak hingga mencapai titik tertentu akan berhenti (sampai mencapai titik jenuh). Semakin besar penambahan kadar lempung maka kekuatan pasir cetak akan semakin tinggi.

b)        Berdasarkan kekuatannya lempung dibagi menjadi:

1.        Western bentonite adalah lempung yang dipakai pada pasir yang membutuhkan kekuatan tekan kering yang tinggi (± 80 psi).

Kandungan: 90% monmorilonit, 10%kwarsa, feldspar, mika,dll

2.        Southern bentonite adalah lempung yang digunakan pada pasir yang membutuhkan kekuatan tekan kering yang rendah (± 40-80 psi).

Kandungan: 85%monmorilonit, 15%kwarsa, limonit, dll

3.        Fire clays adalah lempung yang dapat menghasilkan kekuatan tekan kering sesuai dengan yang kita butuhkan. Kekuatannya bisa mencapai 200 psi dengan campuran fire clays dan Western bentonit.

Kandungan: 60%kaolinit, 30%illit, 10%kwarsa, dll

• Faktor- Faktor yang mempengaruhi Pengikat (lempung)

1)   Kadar air

Penggunaan air pada lempung akan meningkatkan daya ikat lempung. Kadar air standar dalam pasir cetak adalah 1,5 – 8% tergantung dari jenis cetakan dan logam yang dituang. Apabila pasir cetak kekurangan air, maka daya ikat lempung terhadap pasir cetak akan berkurang sehingga akan mengurangi kekuatan pasir cetak. Disamping itu butir lempung yang tidak mendapatkan air akan mengisi celah antar butir pasir cetak sehingga menyebabkan penurunan permeabilitas pasir cetak. Sebaliknya jika pasir cetak kelebihan air, maka lepung akan menjadi pasta sehigga daya ikatnya terhadap pasir menurun dan kekuatannya pun menurun.

1)   Jenis pengikat yang dipakai

Jenis pengikat yang dipakai untuk pasir cetak adalahn bentonit, karena memilki daya penggelembungan atau daya mengembang yang cukup baik apabila dicampur dengan air. Sifat keplastisan dari bentonite sangat baik sebagai pengikat pada pasir cetak dan tentunya sesuai dengan kadar yang ditentukan. Jenis pengikat yang digunakan berbeda maka daya ikat yang dihasilkan juga berbeda.

2)   Butiran pasir

Butiran pasir pada cetakan pasir sebaiknya butiran yang berbentuk bulat dan ukurannya tidak seragam. Dengan ukuran butir yang tidak seagam dan berbentuk bulat, maka pengikat yang diperlukan tidak terlalu banyak. Apabila ukuran antar butir pasir cetak besar, maka jumlah pengikat yang dibutuhkan sedikit, tetapi daya mengikat  dari pengikat kurang maksimal, karena pengikat tersebut akan mengisi ruang yang kosong pada pasir cetak.

Sebaliknya apabila ukuran antar butir pasir cetak kecil, maka jumlah pengikat yang dibutuhkan banyak, tetapi daya mengikatnya juga kurang maksimal, karena pengikat yang jumlahnya terlalu banyak akan membentuk pasta.