Pengikat Pasir cetak

1. Pengertian Pengikat
Pengikat adalah material yang memiliki daya tarik yang kuat terhadap air dan juga 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).

2. Fungsi Pengikat
Fungsi yang utama dari pengikat yaitu untuk mengikat pasir cetak sekaligus pasir cetak mempunyai sifat mampu bentuk sehingga mudah dalam pembuatan cetakan dengan kekuatan dan permeabilitas yang cocok. Cetakan yang dihasilkan harus kuat sehingga tidak rusak karena dipindah-pindah dan mudah dibongkar setelah dituangi logam cair. Disamping itu juga berfungsi sebagai penahan panas pada saat penuangan,hal ini karena pasir cetak dengan butir tidak seragam dapat dipadatkan dengan lempung sehingga mempunyai berat jenis yang tinggi,mempunyai permukaan sentuh yang luas dengan butir-butir didekatnya sehingga kekuatan untuk menahan panas akan lebih tinggi.(Tata Surdia. “Teknik Pengecoran Logam”. Hal 114)

3. Macam-macam Pengikat



a. Lempung/Tanah Liat
Tanah lempung dihasilkan oleh batuan yang berasal dari pelapukan kerak bumi yang sebagian besar tersusun oleh batuan feldspatik, terdiri dari batuan granit dan batuan beku. Kerak bumi terdiri dari unsur-unsurseperti silicon, oksigen, dan aluminium. Aktivitas panas bumi membuat pelapukan batuan silica oleh asam karbonat kemudian membentuk tanah lempung. Berikut ini jenis-jenis lempung,
1. Lempung Primer
Lempung primer adalah yang berasal dari pelapukan batuan feldspatik yang dipicu tenaga endogen dari batuan induk yang tidak berpindah. Mengingat sifat tanah liat ini tidak berpindah, lempung jenis ini lebih murni dari lempung sekunder. Lempung ini memiliki ciri putih atau putih kusam. Warna tersebut terbentuk karena lempung ini tidak terbawa dan tidak pernah bersentuhan dan bercampur dengan bahan organik dalam tanah seperti humus, daun busuk, dsb. Lempung jenis ini antara lain bentonit. Bentonit sendiri terdiri dari 2 macam yaitu :
a. Wyoming/Na Bentonit (Swelling Bentonit)
Na Bentonit punya daya mengembang hingga 8 kali bila dicelup ke air. Dalam keadaan kering berwarna putih dan keadaan basah serta terkena sinar matahari berwarna mengkilap.
b. Mg, Ca Bentonit (Non Swelling Bentonit)
Bentonit tipe ini kurang mengembang bila dicelup ke air dan tetap terdispersi ke dalam air. tetapi secara alami atau setelah diaktifkan oleh air maka mempunyai sifat menghisap yang baik.
2. Lempung Sekunder
Kebalikan lempung primer, jenis ini berasal dari pelapukan batuan feldspatik yang mengalami perpindahan jauh dari batuan induknya oleh tenaga eksogen. Dalam perjalanan perpindahannya, lempung ini tercampur dengan bahan-bahan organic dalam tanah yang mengubah sifat-sifatnya baik secara kimia atau fisika. Proses perjalanannya yang panjang membuat warnanya beragam. Yaitu, krem, abu-abu, coklat, merah jambu, dan kuning. Ketika dibakar akan berubah menjadi krem, abu-abu muda, hingga coklat muda ke coklat tua. Lempung jenis ini dibagi menjadi 4 yaitu :
a. Tanah Liat Tahan Api ( Fire Clay)
Lempung ini biasanya terang keabu-abu gelap menuju hitam. Biasanya diperoleh di alam dalam wujud bongkahan yang menggumpal dan padat. Jenis ini tahan api dengan suhu tinggi tanpa mengubah bentuknya. Contoh dari lempung ini misalnya alumina dan silica.
b. Tanah Liat Stoneware
Jenis ini tidak mengalami perubahan bentukl saat pembakaran gerabah (earthware). Titik leburnya sekitar 14.000 oC. Biasanya jenis ini menjadi materinutama untuk membuat benda-benda keramik.
c. Tanah Liat Ball Clay
Jenis ini disebut tanah liat/lempung sedimen, memiliki butir-butir yang halus dengan daya plastis tinggi. pada umumnya berwarna abu-abu.
d. Tanah Liat Merah (Earthtnware Clay)
Memiliki tingkat plastis yang sedang dan membuatnya mudah dibentuk. memiliki warna bakar merah cokelat. titik leburnya berkisar antara 11.000-12.000 oC. Umumnya digunakan sebagai bahan pembuat genteng atau gerabah.
b. Semen (Cement)
Semen adalah hasilvindustri dan paduan bahan baku batu kapur/gamping sebagai bahan utama dan lempung atau tanah liat atau bahan pengganti lainnya dengan hasil akhir berupa padatan berbentuk bubuk/bulk, tanpa memandang proses pembuatannya. Yang mengeras atau membatu pada pencampuran dengan air, batu kapur/gamping adalah bahan alam yang mengandung senyawa silica oksida (SiO2), aluminium oksida (Al2O3), besi oksida (Fe2O3), dan magnesium oksida (MgO). Untuk menghasilkan semen, bahan baku tersebut dibakar sampai meleleh, sebagian untuk membentuk clinkernya, yang kemudian dihancurkan dan ditambah dengan gips (gypsum) dan jumlah yang sesuai.
- Semen abu/Portland adalah bubuk berwarna abu kebiru-biruan dibentuk dari bahan utama batu kapur/gamping berkadar kalsium tinggi yang diolah dalam tanur yang bersuhu dan bertekanan tinggi.
- Semen putih (grey cement) adalah semen yang lebih murni dari semen abu yang digunakan untuk pekerjaan finishing. seperti sebagai filter atau pengisi.
- Oil well cement adalah semen khusus yang digunakan dalam proses pengeboran minyak bumi/gas alam baik di darat atau di lepas pantai.
- Mixed and fly ash cement adalah campuran semen abu dengan pozzolan buatan (fly ash). Fly ash adalah hasil sampingan pembakaran batu bara yang mengandung amorphous silica, aluminium oksida, besi oksida, dan oksida lain. Semen ini untuk membuat beton lebih keras.
(Beacukai.co.id)

4. Pengaruh Kadar Pengikat Terhadap Permeabilitas
Jika semakin tinggi kadar pengikat pada pasir cetak maka permeabilitas pasir cetak akan semakin
rendah. Karena semakin banyak/tinggi kadar pengikat maka ikatan antar butir pasirnya semakin kuat
dan rongga antar butirnya sebagian akan ditutupi pengikat yang tidak teraktivasi oleh air, sehingga
menurunkan prmeabilitasnya. Dan sebaliknya, jika kadar pengikat rendah, maka ikatan antar butir
pasirnya lemah dan banyak rongga yang tidak tertutupi oleh pengikat yang tidak teraktivasi, sehingga
permeabilitasnya tinggi.



Gambar Grafik Pengaruh Kadar Air dan Lempung pada Pasir diikat Lempung
Sumber : Tata Surdia. ”Teknik Pengecoran Logam”. Hal 112

5. Pengaruh Kadar Pengikat Terhadap Kekuatan
Kekuatan pasir cetak akan meningkat jika pada pasir cetak dicampur dengan lempung sampai 10%. Hal ini karena pasir cetak permukaan singgungnya diikat oleh lempung,namun jika penambahan lebih dari 10% kekuatan cenderung konstan. Ini disebabkan karena lempung tidak lagi mengikat pasir saja,namun uga mengikat butiran antar lempung.

Ø Kekuatan tekan basah
Kekuatan yang terdapat pada pasir cetak setelah pasir tersebut dicampur dengan air sehingga menjadi kuat. Apabila kadar lempung sedikit maka kekuatan basah akan turun karena pasir sedikit diikat oleh lempung dan jika kadar lempung bertambah maka kekuatan pasir cetak cenderung bertambah. Begitu pula pada penambahan kadar air akan bertambah kekuatanya tetapi cenderung turun setelah pada penambahan pada kadar air tertentu.

Ø Kekuatan tekan kering
Setelah proses penuangan,pasir yang berbatasan dengan logam cair secara cepat akan mengurangi kadar air yang berubah menjadi uap panas. Pasir tersebut mempunyai kekuatan untuk menahan erosi dan tekan statis dari tekanan logam,kekuatan inilah yang disebut kekuatan tekan kering. Apabila kadar lempung meningkat dan kadar air tetap maka kekuatan pasir cetak meningkat,namun apabila kadar lempung berubah maka kekuatan akan cenderung konstan. Jika kadar lempung berkurang dan kadar air tetap maka kekuatan tekan kering akan semakin turun karena daya ikat lempung akan semakin berkurang. Apabila kadar air meningkat dengan kadar lempung tetap maka akan meningkatkan kekuatanya sehingga faktor yang memberikan pengaruh besar pada kekuatan tekan kering adalah kadar air sebelum penuangan.