< Previous 23 Gambar 32. Dapur pengolahan bijih besi menjadi besi Sejak abad ke-14 besi mulai diproduksi dalam jumlah besar dan dasar-dasar eksploitasi industri besi secara modern sudah dimulai. Setelah itu diperoleh berbagai penemuan dalam produksi besi, antara lain: (a) metode untuk memproduksi baja yang berkualitas tinggi dari besi kasar, (b) prosedur-prosedur tanur yang lebih efisien, termasuk juga pemakaian kokas yang dibuat dari batu bara sebagai pengganti arang kayu, akibat semakin berkurangnya persediaan kayu. (c) metode-metode untuk mereduksi bijih besi. (d) metode-metode untuk memamfaatkan bijih-bijih besi yang mengandung kotoran-kotoran perusak seperti fosfor dan belerang.dan (d) metode-metode untuk memproses bijih besi berkadar rendah. 3.4.2 Proses pemurnian alumunium Proses pemurian alumunium dengan cara memanaskan alumunium hidroksida sampai lebih kurang 1300°C (diendapkan), akan didapatkan alumina. Karena titik lelehnya tinggi, alumina dilarukan ke dalam cairan klorit (garam Na3AlF6) yang berfungsi sebagai elektrolit sehingga titik lelehnya menjadi rendah (1000°C). Lima belas persen alumina (Al2O3) dapat diuraikan ke dalam kriolit, sedang proses elektrolisis di sini sebagai reduksi Al2O3. Bijih bauksit mula-mula dimurnikan terlebih dahulu dengan proses kimia dan alumunium oksida murni diuraikan dengan elektrolisis. Bauksit dimasukkan ke dalam kauksit soda, alumina di dalamnya membentuk natrium aluminat, bagian lain tidak bereaksi dan dapat dipisahkan. 24 3.4.3 Proses Pemurnian Tembaga Proses Pemurnian Tembaga diawali dengan penggilingan bijih tembaga kemudian dicampur dengan batu kapur dan bahan fluks silika. Tepung bijih dipekatkan terlebih dahulu, sesudah itu dipanggang sehingga terbentuk campuran FeS, FeO, SiO2, dan CuS. Campuran ini disebut kalsin dan dilebur dengan batu kapur sebagi fluks dalam dapur reverberatory. Besi yang ada larut dalam terak dan tembaga, besi yang tersisa ditaungkan ke dalam konventor. Udara dihembuskan ke dalam konventor selama 4 – 5 jam, kotoran-kotoran teroksidasi, dan besi membentuk terak yang dibuang pada selang waktu tertentu. Panas oksidasi yang dihasilkan cukup tinggi sehingga muatan tetap cair dan sulfida tembaga akhirnya berubah menjadi oksida tembaga dan sulfat. Bila aliran udara dihentikan, oksida bereaksi dengan sulfida membentuk tembaga blister dan dioksida belerang. Setelah itu, tembaga ini dilebur dan dicor menjadi slab, kemudian diolah lebih lanjut secara elektronik menjadi tembaga murni. 3.4.4 Proses Pemurnian Timah Putih (Sn) Proses Pemurnian Timah Putih diawali dengan memisahkan Bijih timah dan pasir dengan mencuci lalu dikeringkan. Setelah itu, bijih itu dilebur di dalam dapur corong atau dapur nyala api dengan kokas dan dituang menjadi balok-balok kecil. 3.4.5 Proses Pemurnian Timbel/ Timah Hitam (Pb) Bijih-bijih timbel harus dipanggang terlebih dahulu untuk menghilangkan sulfida-sulfida, sedang timbel dengan campurannya yang lain berubah menjadi oksida timah hitam (PbO) dan sebagian lagi menjadi timbel sulfat (PbSO4). Dengan menambah kwarsa (SiO2) pada sulfat di atas suhu yang tinggi akan mengubah timbel sulfat menjadi silikat. Campuran silikat timbel dengan oksida timbel yang dipijarkan pakai kokas kemudian dicampur dengan batu kapur, akan menghasilkan timbel. 3.4.6 Proses Pemurnian Seng (Zn) Proses Pemurnian Seng diawali dengan memisahkan bijih seng kemudian dipanggang dalam dapur untuk mengeluarkan belerang dan asam arang. Setelah itu terjadilah oksida seng, karbonatnya terurai dan sulfidanya dioksidasi. Bijih seng didapat dari senyawa belerang diantaranya karbonat seng (ZnCO3), silikat seng (ZnSiO4H2O), dan sulfida seng (ZnS). 3.4.7 Proses Pemurnian Magnesium Untuk memperoleh magnesium dilakukan dengan jalan elektrolisis, yaitu dengan cara memijarkan oksida magnesium bersama-sama dengan zat arang (karbon) atau silisium ferro sebagai bahan reduksi. Setelah itu magnesium dapat terpisahkan 25 3.4.8 Proses pemurnian Perak Proses pemurnian Perak dilakukan dengan jalan elektrolisis bijih-bijih perak. Bijih perak yang mengandung belerang dipanggang dahulu kemudian dicairkan. Bijih yang mengandung timbel dihaluskan kemudian dicairkan dengan memasukkan zat asam yang banyak sampai timbel terbakar menjadi glit-timbel dan dikeluarkan sebagai terak. Setelah itu, hanya tertinggal peraknya saja. 3.4.9 Proses Pemurnian Platina Proses Pemurnian Platina tergantung pada zat-zat yang terkandung dalam bijih-bijih logam. Bijih-bijih yang mengandung emas dikerjakan dalam air raksa, sedangkan platina tidak dapat melarut dalam air raksa. Berikutnya adalah dengan proses kimiawi (proses elektrolisis). Platina itu dapat dibersihkan sampai tercapai keadaan yang murni. 3.4.10 Proses Pemurnian Nikel (Ni) Proses pemurnian Nikel diawali dengan pembakaran bijih nikel, kemudian dicairkan untuk proses reduksi dengan menggunakan arang dan bahan tambahan lain dalam sebuah dapur tinggi. Dari proses tersebut nikel yang didapat kurang lebih 99%. Jika hasil yang diinginkan lebih baik (tidak berlubang), proses pemurniannya dikerjakan dengan jalan elektrolisis di atas sebuah cawan tertutup dalam dapur nyala api. Reduktor yang digunakan biasanya mangan dan fosfor. 4. Rangkuman ..... 1. Statika adalah Ilmu yang mempelajari tentang kesetimbangan benda, termasuk gaya-gaya yang bekerja pada sebuah benda/titik materi agar benda tersebut dalam keadaan setimbang. 2. Gaya adalah sesuatu yang menyebabkan benda bergerak atau menjadi diam. Gaya dapat digambarkan sebagai sebuah vektor, yaitu besaran yang mempunyai besar dan arah. Gaya biasanya disimbolkan dengan huruf F, sebagai berikut: F = m (Kg) . a (m/s2) = Kg.m/s2 = Newton (N) A B C (v=0) F f W N N W s N W 26 3. Macam-Macam Poros a. Gandar : Gandar merupakan poros yang tidak mendapatkan beban puntir, fungsinya hanya sebagai penahan beban, biasanya tidak berputar. Contohnya seperti yang dipasang pada roda-roda kereta barang, atau pada as truk bagian depan. b.Spindle : Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas, di mana beban utamanya berupa puntiran, disebut spindle. Syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil, dan bentuk serta ukurannya harus teliti. c. Poros Transmisi : Berfungsi untuk memindahkan tenaga mekanik salah satu elemen mesin ke elemen mesin yang lain. Poros transmisi mendapat beban puntir murni atau puntir dan lentur yang akan meneruskan daya ke poros melalui kopling, roda gigi, puli sabuk atau sproket rantau, dan lain-lain. Beban pada poros terbagi menjadi beban puntir, beban lentur murni, beban lentur dan beban puntir. Bantalan diperlukan untuk menumpu poros berbeban, agar dapat berputar atau bergerak bolak-balik secara kontinnyu serta tidak berisik akbat adaya gesekan. Posisi bantalan harus kuat, hal ini agar elemen mesin dan poros dapat bekerja dengan baik. 4. Berbagai Macam Sifat Logam a. Sifat mekanis : Kemampuan suatu logam untuk menahan beban yang diberikan pada logam tersebut. b. Kekuatan(Strength) : Kemampuan material untuk menahan tegangan tanpa kerusakan. c. Kekerasan : Kekerasan merupakan kemampuan suatu material untuk menahan takik atau kikisan. Untuk mengetahui kekerasan suatu material digunakan uji Brinell. d. Kekakuan : Kemampuan suatu bahan untuk menahan perubahan bentuk atau deformasi setelah diberi beban. e. Kelelahan bahan : Kemampuan suatu bahan untuk menerima beban yang berganti-ganti dengan tegangan maksimum diberikan pada setiap pembebanan. f. Elastisitas : Kemampuan suatu bahan untuk kembali ke bentuk semula setelah 27 menerima beban yang mengakibatkan perubahan bentuk. g. Plastisitas : Kemampuan suatu bahan padat untuk mengalami perubahan bentuk tetap tanpa ada kerusakan. h. Sifat fisika : Karakteristik suatu bahan ketika mengalami peristiwa fisika seperti adanya pengaruh panas atau listrik. Yang termasuk sifat-sifat fisika adalah sebagai berikut: Titik lebur, Kepadatan, i. Sifat kimia : mengalami peristiwa korosi. j. Sifat pengerjaan : Suatu sifat yang timbul setelah diadakannya proses pengolahan tertentu. 5. Tes Formatif 1. Sebuah titik P mendapatkan gaya F1 sebesar 100 N. F1 membentuk sudut 27o dari permukaan bidang datar, sedangkan gaya F2 sebesar 75 N membentuk sudut 35o dari permukaan bidang datar. Lihat gambar di bawah ini. Carilah gaya resultan dari kedua gaya tersebut. 2. Seorang pekerja mendorong benda dengan berat 1000 N melalui bidang miring sepanjang 6 m. Berapa gaya yang diperlukan agar benda mencapai ketinggian 1 m pada jarak tersebut? 28 BAB IIMEMAHAMI PROSES-PROSES DASAR KEJURUAN1Mengenal Proses Pengecoran Logam.....1.1PengertianPengocoran (Casting) adalah suatu proses penuangan materi cair seperti logam atau plastik yangdimasukkan ke dalam cetakan, kemudian dibiarkan membeku di dalam cetakan tersebut, dankemudian dikeluarkan atau di pecah-pecah untuk dijadikan komponenmesin. Pengecoran digunakan untuk membuat bagian mesin dengan bentuk yang kompleks.Gambar 1.Logam cair sedang dituangkan ke dalamcetakan Pengecoran digunakan untuk membentuk logam dalam kondisi panas sesuai dengan bentuk cetakan yang telah dibuat. Pengecoran dapat berupa material logam cair atau plastik yang bisa meleleh(termoplastik),juga material yang terlarut air misalnya beton atau gips, dan materi lain yang dapat menjadicair atau pasta ketika dalam kondisi basah seperti tanah liat, dan lain-lainyang jika dalam kondisi kering akan berubah menjadi keras dalam cetakan, dan terbakardalam perapian.Proses pengecoran dibagi menjadi dua: expandable (dapat diperluas) dan non expandable (tidak dapat diperluas) moldcasting.301Gambar2.ProsesPengecoran logamPengecoranbiasanya diawali dengan pembuatan cetakandengan bahan pasir. Cetakan pasir bisa dibuat secara manualmaupun dengan mesin. Pembuatan cetakan secara manual dilakukanbila jumlah komponen yang akan dibuat jumlahnya terbatas, danbanyak variasinya. Pembuatan cetakan tangan dengan dimensi yang besardapatmenggunakan campuran tanah liat sebagai pengikat.Dewasa ini cetakan banyak dibuat secara mekanik dengan mesin agar lebih presisi serta dapat diproduk dalam jumlah banyak dengankualitas yang sama baiknya.1.1Pembuatan Cetakan ManualPembuatan cetakan tangan meliputi pembuatan cetakandengan kup dan drag, seperti pada gambar di bawah ini:(a)(b)31(c)(d)(e)Gambar3,Dimensi benda kerja yang akan dibuat (a), menutupi permukaan pola dalam rangka cetak dengan pasir, (c) cetakan siap, preses penuangan (d), dan produk pengecoran Selain pembuatan cetakan secara manual, jugadikenalpembuatan cetakandengan mesin guncang,pembuatan cetakandengan mesin pendesak, pembuatan cetakan dengan mesin guncang desak, prembuatan cetakan dengan mesin tekanan tinggi, danpembuatan cetakan dengan pelempar pasir321.2Pengolahan Pasir CetakPasir cetak yang sudah digunakan untuk membuat cetakan, dapat dipakai kembali dengan mencampur pasir baru dan pengikat baru setelah kotoran-kotoran dalam pasir tersebut dibuang.Pasircetak dapat digunakan berulang-ulang. Setelah digunakan dalamproses pembuatan suatu cetakan, pasir cetak tersebut dapat diolah kembali tidak bergantung pada bahan logam cair. Prosesnya dengan cara pembuangan debu halus dankotoran, pencampuran, sertapendinginan pasir cetak. Adapunmesin-mesin yang dipakai dalam pengolahan pasir, antara lain:a.Penggiling PasirPenggiling pasir digunakan apabila pasir tersebut menggunakan lempung sebagai pengikat, sedangkan untuk pengaduk pasirdigunakan jika pasir menggunakan bahan pengikat seperti minyakpengering atau natrium silikat. b.Pencampur PasirPencampur pasir digunakan untuk memecah bungkah-bungkahpasir setelah pencampuran. Jadi, pasir dari penggiling pasir kadang-kadang diisikan ke pencampur pasir atau biasanya pasir bekasdiisikan langsung ke dalamnya.c.PengayakanUntuk mendapatkan pasir cetak, ayakan dipakai untukmenyisihkan kotoran dan butir-butir pasir yang sangat kasar. Jenis ayakan ada dua macam, yaitu ayakan berputar dan ayakan bergetar.d.Pemisahan magnetisPemisahan magnetis digunakan untuk menyisihkan potongan-potongan besi yang berada dalam pasir cetak tersebut.e.Pendingin PasirDalam mendinginkan pasir, udara pendingin perlu bersentuhan dengan butir-butir pasir sebanyak mungkin. Pada pendingin pasirpengagitasi, udara lewat melalui pasir yang diagitasi. Adapun pada pendingin pasir tegak, pasir dijatuhkan ke dalam tangki dan disebar oleh sebuah sudu selama jatuh, yang kemudian didinginkan olehudara dari bawah.Pendingin pasir bergetar menunjukkan alat dimana pasir diletakkan pada pelat dan pengembangan pasir efektif.1.3Pengecoran Cetakan Ekspandable(Expandable MoldCasting)Expandable mold casting adalah sebuah klasifikasi generikyang melibatkan pasir, plastic, tempurung, gips, dan investmentNext >