PENGARUH VARIASI PUTARAN CETAKAN, INOKULAN TI-B PADA CENTRIFUGAL CASTING TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO PADUAN ALUMINIUM A356.

Transkripsi

1 PENGARUH VARIASI PUTARAN CETAKAN, INOKULAN TI-B PADA CENTRIFUGAL CASTING TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO PADUAN ALUMINIUM A356. Eko Nugroho 1), Yulian hudawan 2) Juruan Teknik Mein Fakulta Teknik Univerita Muhammadiyah Metro 1,2) Jl. Ki Hajar Dewantara No 116 Kota Metro ABSTRAK Paduan alumunium A-356. merupakan alah atu bahan material yang cocok untuk bahan baku pembuatan velg racing (cat wheel) mobil maupun epeda motor. Karena memiliki beberapa kelebihan eperti: ringan, tahan koroi dan warnanya menarik, namun memiliki kekurangnan yaitu ifat mekaninya belum memenuhi yarat. proe pembuatannya menggunakan proe Vertical Centrifugal Cating (VCC) dengan penambahan inokulan Al-Ti-B ebagai unur penghalu butir, inokulan Al-Ti-B akan dicampurkan kedalam 8 kg cairan aluminium dengan kompoii variai campuran, 6, 9, dan 12 gram untuk elanjutnya dituangkan ke dalam cetakan dengan 2 variai putaran yaitu 45 dan 85 rpm. Selanjutnya hail dari pengecoran centrifugal cating diuji ecara mekani menggunakan pengujian tandar yaitu; uji kekeraan, uji tarik dan truktur mikro nya mengunakan tandar ASTM. Hail pengujian di peroleh nilai kekeraan dan kekuatan tarik yang paling tinggi pada peimen A3 dan B3 yaitu BHN dan BHN, Mpa dan Mpa. Titanium yang dikombinaikan dengan Boron atau Carbon merupakan unur paduan Al-Si yang berfungi untuk menghalukan butiran (grain refiner) Hal inilah yang mempengaruhi adanya perubahan ifat mekanik dan truktur mikro terebut. Dengan ein halu butiran, a penjalaran dilokainya akan ein ulit, ehingga mempunyai ketahanan yang lebih bear, karena diperlukan energi yang lebih bear untuk meruak butiran yang halu terebut. adanya gaya entrifugal (CF) elama proe penuangan kedalam cetakan. Logam cair akan dilempar oleh gaya entrifugal ehingga menimbulkan tekanan pada etiap layer, hal ini juga menjelakan bahwa.produk yang dibuat dengan menggunakan metode ini beba cacat poroity, ii terluar dari produk entrifugal akan memiliki nilai kekeraan yang tinggi dibandingkan dengan ii tengah produk, ifat mekaninya juga akan memiliki nilai yang tinggi pada tekanan terbear gaya entrifugal (ii terluar) dibandingkan bagian tengah. Kata kunci : Vertical Centrifugal Cating, Aluminium A356., inokulan Al-Ti-B, ifat mekani dan truktur mikro. Pendahuluan Perkembangan di bidang indutri angat penting terutama dalam indutri pengecoran untuk menunjang perekonomian di Indoneia, hal ini diudkan agar ketergantungan terhadap negara lain dapat berkurang, ehingga Indoneia dapat menghailkan produk endiri ataupun untuk di ekpor. Oleh karena itu indutri Indoneia haru berkonentrai meningkatkan kualita produk agar dapat beraing di paar global. Indutri pengecoran yang menjadi ektor pendukung utama bagi indutri otomotif, terutama pada dukungan pembuatan uku cadangnya. Promoi bear-bearan pun dibuat dan dimunculkan penggunaan teknologi terkini dalam proe produkinya agar konumen tertarik menggunakan produk buatannya, hal ini dapat kita lihat ecara jela dengan adanya berbagai macam penawaran berbagai macam produk kendaran terbaru yang diproduki. Seiring dengan membaiknya kemampuan mayarakat dalam beruaha, a keinginan untuk memiliki motor dengan penampilan beda menjadi tinggi. Maka perkembangan indutri multinaional, naional ataupun lokal ampai aat ini tumbuh dengan angat peat. Salah atu produknya adalah velg part, pada roda epeda motor. Velg merupakan part yang perlu diperhatikan oleh produen. Selain berfungi ebagai inti roda, velg juga angat menentukan kenyamanan elama berkendara. Velg juga memiliki nilai etetik, dimana bentuk dan tampilannya akan membuat kendaraan terlihat lebih menarik. Banyak macam velg yang diproduki oleh pabrikan lokal, baik yang berfungi ebagai komponen ali/ Original Equipment Manufacturer (OEM) atau komponen yang dibuat tidak berdaarkan permintaan produen tertentu/ Original Equipment pecific TURBO ISSN Vol. 4 No. 1 12

2 manufacturer requet (OES). Semua produk beraing di paaran berebut konumen, dengan berbagai macam tawaran euai harga, dan kualita. ( Waluyo, 211) A. Paduan Alumunium A-356 Paduan alumunium A-356 merupakan alah atu bahan material yang cocok untuk bahan baku pembuatan velg racing (cat wheel) mobil maupun epeda motor. Karena memiliki beberapa kelebihan eperti: ringan, tahan koroi dan warnanya menarik, namun memiliki kekurangnan yaitu ifat mekaninya belum memenuhi yarat. Tabel 1. Bataan Kompoii A356. (Al7Si-,3Mg) (ASTM 356.) Un ur % ber at Si Cu Mg Fe Mn Zn Ti 6,5 7,5,2,2 5,4 5,2,1,1 B. Pengecoran centrifugal Pengecoran centrifugal adalah proe penuangan logam cair ke dalam cetakan yang berputar, proe pengecoran ini dapat menghailkan produk coran yang relatif beba dari ga dan hrinkage poroity karena pengaruh gaya centrifugal hail coran akan lebih padat, permukaan halu dan truktur logam yang di hailkan akan memberikan ifat mekanik yang baik. Selain itu pengotor yang memiliki berat jeni yang lebih rendah di bandingkan logamnya akan berkumpul di permukaan dalam dan dapat di buang melalui proe pemeinan, kecepatan putar cetakan yang ideal akan menghailkan gaya adhei yang cukup bear antara logam cair dengan dinding cetakan dan getaran yang minimal. Kondii eperti ini dapat menghailkan ebuah benda cor dengan truktur yang eragam kecepatan putar yang terlalu rendah dapat mengakibatkan liding dan menghailkan permukaan yang kurang baik. Sedangkan kecepatan putar yang terlalu tinggi dapat menimbulkan getaran, dimana hailnya berupa egregai melingkar. (Chirita, 28:27) C. Teknik Penuangan Logam ke Dalam Cetakan Pada proe penuangan (pouring), logam cair dapat dituangkan melalui alah atu ujung cetakan, kedua ujung cetakan atau epanjang aluran yang memiliki panjang yang tidak dapat ditentukan. Laju penuangan yang terlalu lambat akan menghailkan formai bertumpuk dan poroita ga, dimana laju pembekuan yang angat lambat merupakan alah atu penyebab terjadinya keretakan ke arah longitudinal. Pada pengecoran dengan temperatur yang tinggi TURBO ISSN Vol. 4 No. 1,2 Oth er,1 5 Al Bal anc e memerlukan kecepatan putar yang lebih tinggi untuk menghindari terjadinya liding. Sedangkan untuk temperatur pengecoran yang rendah akan menyebabkan permukaan coran bertumpuk dan adanya poroita ga. Temperatur pengecoran juga mempengaruhi laju pembekuan. Gambar 1. Gambar prinip pengecoran centrifugal Metode Penelitian Penelitian ini di lakukan dengan tahap periapan bahan dalam hal ini bahan yang digunakan adalah material A356. karena material ini yang ering digunakan dalam pengerajin velg lokal dalam memproduki velg epada motor dengan ukuran 14 inchi. Cetakan yang digunakan adalah cetakan baja material terebut dibuat dengan mengunakan proe pemeinan cnc membentuk rongga cetakan berbentuk velg epada motor. Selenjutnya velg ini di bentuk dan di gunakan dalam pembutan peimen uji. Periapkan peleburan diantaranya memperiapkan bahan a356. etelah dilakukan periapan peralatan yang di perlukan elanjutnya adalah proe peleburan pada tungku peleburan mengunakan tempratur lebur pada logam cair digunakan pembaca digital dengan enor unitnya termokopel.pada tempratur lebur ekitar 725 c dilakukan pembuangan terak dari permukaan mangkuk peleburan. Penambahan inokulan al-ti-b dilakukan dengan cara memaukan erbuk al-ti-b kedalam cairan logam pada ladel, lakukan pengadukan agar paduan homogen dan egera dilakukan penuangan. Setelah pemberi variai inokulan alti-b. Hail dan Pembahaan Kekeraan Pengujian kekeraan dilakukan menggunakan alat uji brinell ASTM E 1. Pada percobaan yang telah aya lakukan mengunakan 8 buah peimen untuk pengujian kekeraan yaitu dengan 2 variai putaran cetakan 45 rpm, 85 rpm, dan penambahan Ti-B dengan variai gr, 6 gr, 9 gr, 12 gr. Pada penelitian diambil 4 titik 13

3 Kekeraan (BHN) Kekuatan Tarik (MPa) pada tiap peimen. Ke empat titik ini diambil untuk mewakili nilai kekeraan material terebut. Pada mein Brinell Tet, dengan beban ebear 62,5 kgf. Nilai kekeraan yang didapat dari mein Brinell atuannya adalah BHN. Pada pengujian kekeraan peimen A dan B didapatkan bahwa nilai kekeraan yang terjadi pada 8 peimen tidak flukuatif, bia kita lihat dengan uji truktu mikro diata bahwa ein kecil ukuran butir a nilai kekeraan akan meningkat. nilai kekeraan yang paling baik terjadi pada peimen A3 yaitu 64,73 BHN dan peimen B3 yaitu BHN rpm 85 rpm Variai Putaran (rpm) gr 6 gr 9 gr 12 gr Gambar 2. Grafik nilai uji kekeraan Kekutan Tarik Pengujian tarik dilakukan menggunakan alat uji univeral teting machine dan peimen uji menggunakan tandar ASTM E 8. Pada percobaan yang telah aya lakukan mengunakan 32 buah peimen untuk pengujian tarik yaitu dengan 2 variai putaran cetakan 45 rpm, 85 rpm, dan penambahan Al-TiB dengan variai gr, 6 gr, 9 gr, 12 gr. Pada penelitian ini diambil 4 kali pengujian tarik untuk etiap penambahan Ti- B, Ke empat pengujian ini diambil nilai rata-rata untuk mewakili nilai kekuatan tarik yang terjadi pada etiap penambahan Ti-B Pada pengujian kekuatan tarik peimen A didapatkan nilai kekeraan tertinggi pada peimen A3 yaitu MPa Pada pengujian kekuatan tarik peimen B didapatkan nilai kekeraan tertinggi pada peimen B3 yaitu MPa (RPM) Variai Putaran 85 (RPM) gra m 6 gra m Uji Struktur Mikro Pada penambahan Ti-B ebear 12 gram pada etiap variai putaran di proleh nilai kekeraan dan kekutan tarik yang meningkat ini di ebabkan karena. Titanium yang dikombinaikan dengan Boron atau Carbon merupakan unur paduan Al-Si yang berfungi untuk menghalukan butiran (grain refiner) pada aluminium cor, Ti-B dapat menjadi inti dari paduan aluminium. Hal inilah yang mempengaruhi adanya perubahan ifat mekanik dan truktur mikro terebut. Dengan ein halu butiran, a penjalaran dilokainya akan ein ulit, ehingga mempunyai ketahanan yang lebih bear, karena diperlukan energi yang lebih bear untuk meruak butiran yang halu terebut, hal ini ditunjukkan dengan naiknya kekuatan tarik dan kekeraannya. Diamping itu grain refiner juga dapat mengurangi poroity, dan dapat merapatkan tekanan butiran. Akan tetapi ada beberapa penambahan Ti-B yang nilainya menurun di bandingkan tidak ada penambahan Ti-B ini di ebabkan karena kecepatan variai putaran cetakan, padaaat pengadukan Ti-B dengan aluminium cair tidak merata, dan waktu penuangan logam cair ke cetakan terlalu lama. TURBO ISSN Vol. 4 No. 1 14

4 Variai putaran Penambahan Ti-B gram 6 gram 9 gram 12 gram 45 rpm Gambar A Gambar A1 Gambar A2 Gambar A3 85 rpm Gambar B Gambar B1 Gambar B 2 Gambar B3 Gambar 3. Hail pengujian truktur mikro Keimpulan 1. Nilai kekeraan tertinggi yang paling baik terjadi pada peimen A3 dan B3 yaitu 64,73 BHN dan 67,81 BHN. Nilai hail pengujian kekeraan terebut maih dibawah nilai ASM internaional ebear 8 BHN. Preentae hail capaian dari pengujian kekeraan ini ebear 84.76%. 2. Nilai kekuatan tarik tertinggi yang paling baik terjadi pada peimen A3 dan B3 yaitu Mpa dan Mpa. Nilai hail pengujian tarik terebut maih dibawah nilai ASM internaional ebear 23 Mpa. Preentae hail capaian dari pengujian kekuatan tarik ini ebear 81.86%. 3. Bahwa ein tinggi variai putaran cetakan dan penambahan Ti-b ebear 12 gram, truktur mikro pada peimen mengalami pengecilan butir. Sein mengecilnya ukuran butir pada peimen akan menghailkan nilai kekeraan dan kekuatan tarik meningkat Kondii ini di pengaruhi oleh adanya gaya centrigugal dan penambahan Ti-B DAFTAR PUSTAKA 1. ASM International, Volume 2, Propertie and Selection : Non Ferrou Alloy and Special Purpoe Handbook 2. ASM International, Volume 15, Cating Handbook 3. Ardi Widiyo Atmoko. (212). pengaruh uhu artificialaging pada iklu perlakuan pana T6 paduan aluminium krap hail pengecoran centrifugal cating terhadap ifat fii dan mekani.. Tei. Yogyakarta: Program Paca Sarjana Univerita Gadjah Mada 4. Chirita, G., Soare, D., Silva, S., (26), Advantage Of The Centrifugal Cating Technique for the Production of Structural Component With Al-Si Alloy, Guimarde, Portugal 5. Chirita, G. (28). Centrifugal veru Gravity Cating Technique Over Mechanical Propertie. Portugal: Minho Univerity. 6. De Garmo, E.P. (1996). Material and proe in manufacturing. Jhon wiley and on, inc. 7. Hapuan Situngkir. (29). Pengaru putaran cetakan terhadap ifat mekanik bei cor kelabu pada pembuatan ilinder linier mein otomotif dengan pengecoran centrifugal. Jurnal Dinami Volume II. No 4 Januari 29. Medan: Univerita Sumatra Utara 8. Paduan dan Petunjuk PraktikumIilmu Pengetahuan Bahan Univerita Gadjah Mada Yogyakarta(21) TURBO ISSN Vol. 4 No. 1 15

5 9. Pedoman Penulian Karya Ilmiah. Unverita Muhammadiyah Metro. (28). 1. Soejono Tjirto. Sugiarto. (24). Pengaruh kecepatan putar pada proe pengecoran aluminium centrifugal jurnal dinami volume 6 No. 1 April 24. Univerita Kriten. 11. Tata Surdia. (1984). Pengecoran logam. Bandung : Intitut Teknologi Bandung. 12. Waluyo, M. Bintoro. (211). pengaruh tempratur cetakan, bentuk produk dan inokulan Al-Ti-B pada proe pengecoran centrifugal terhadap ifat fii dan mekani paduan alumunium. Tei. Yogyakarta: Program Paca Sarjana Univerita Gadjah Mada TURBO ISSN Vol. 4 No. 1 16