JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN:

dokumen-dokumen yang mirip
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 1, (2014) ISSN: ( Print) F-96

VARIASI TEKANAN KOMPAKSI TEHADAP DENSITAS DAN KEKERASAN PADA KOMPOSIT

I. PENDAHULUAN. V m V f

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 1, (2014) ISSN: ( Print) F-44

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2014) ISSN: ( Print) 1

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 1, (2014) ISSN: ( Print) F-102

METALURGI SERBUK. By : Nurun Nayiroh

PENGARUH VARIABEL KOMPAKSI TERHADAP MODULUS ELASTISITAS KOMPOSIT Al/SiC p DENGAN PERMUKAAN PARTIKEL SiC TERLAPISI ZnO

Bab IV Hasil dan Pembahasan

HASIL DAN PEMBAHASAN. dengan menggunakan kamera yang dihubungkan dengan komputer.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab IV Hasil dan Pembahasan

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

BAB III PROSEDUR PENELITIAN

Tinjauan Pustaka. Gambar 1.Proses Deep Drawing pada Pembuatan Kelongsong Peluru

METALURGI SERBUK (POWDER METALLURGY) Metalurgi Serbuk : Teknologi pemrosesan logam dimana part-part diproduksi dari serbuk metal.

BAB IV SIFAT MEKANIK LOGAM

Pengaruh Variasi Fraksi Volume, Temperatur, Waktu Curing dan Post-Curing Terhadap Karakteristik Tekan Komposit Polyester - Hollow Glass Microspheres

Uji Densitas dan Porositas pada Batuan dengan Menggunakan Neraca O Houss dan Neraca Pegas

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

PEMBUATAN ALUMINIUM BUSA MELALUI PROSES SINTER DAN PELARUTAN SKRIPSI

PENGARUH VARIASI SUHU SINTERING PADA KOMPOSIT Al-Mg-Si TERHADAP KEKUATAN DENGAN TEKNIK METALURGI SERBUK

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 2, (2014) ISSN: ( Print) F-266

BAB IV ANALISIS & HASIL PERCOBAAN

Perbandingan Kekerasan dan Kekuatan Tekan Paduan Cu Sn 6% Hasil Proses Metalurgi Serbuk dan Sand Casting

Asyer Paulus Mahasiswa Jurusan Teknik Material dan Metalurgi Fakultas Teknologi Industri ITS

Variasi tekanan dalam proses metalurgi serbuk dan pengaruhnya pada modulus elastisitas bahan komposit Al-SiC

04 05 : DEFORMASI DAN REKRISTALISASI

BAB 5 HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pengujian Densitas Abu Vulkanik Milling 2 jam. Sampel Milling 2 Jam. Suhu C

SIFAT FISIK DAN KEKUATAN BENDINGPADA KOMPOSIT FELDSPAR-KAOLINE CLAY

PENGARUH KOMPOSISI KAOLIN TERHADAP DENSITAS DAN KEKUATAN BENDING PADA KOMPOSIT FLY ASH- KAOLIN

PROSES MANUFACTURING

Jl. Prof. Sudharto, SH., Tembalang-Semarang 50275, Telp * Abstrak. Abstract

Studi Eksperimen Pengaruh Durasi Gesek, Tekanan Gesek Dan Tekanan Tempa Pengelasan Gesek (FW) Terhadap Kekuatan Tarik dan Impact Pada Baja Aisi 1045

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian yang dilakukan di Kelompok Bidang Bahan Dasar PTNBR-

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

BAB IV HASIL PENELITIAN dan PEMBAHASAN

Jurnal Flywheel, Volume 1, Nomor 2, Desember 2008 ISSN :

BAB 1 PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

BAB II KERANGKA TEORI

Sidang Tugas Akhir. Sintesis MMCs Cu/Al 2 O 3 Melalui Proses Metalurgi Serbuk dengan Variasi Fraksi Volum Al 2 O 3 dan Temperatur Sintering

STUDI EKSPERIMEN PENGARUH WAKTU PENIUPAN PADA METODA DEGASSING JENIS LANCE PIPE, DAN POROUS PLUG TERHADAP KUALITAS CORAN PADUAN ALUMINIUM A356.

BAB IV SIFAT MEKANIK LOGAM

III. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari 2013 sampai dengan Juni 2013 di

Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI4) 2008

Bab III Metodologi Penelitian

PENGARUH PENAMBAHAN 10%wt Mg DAN KECEPATAN MILLING TERHADAP PERUBAHAN STRUKTUR MIKRO DAN SIFAT MEKANIK PADUAN Al-Mg

Studi Sifat Mekanik Komposit Isotropik Al/SiO 2 Hasil Fabrikasi dengan Metalurgi Serbuk

ANALISA KEKERASAN PADA PISAU BERBAHAN BAJA KARBON MENENGAH HASIL PROSES HARDENING DENGAN MEDIA PENDINGIN YANG BERBEDA

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK MESIN UNIVERSITAS MEDAN AREA

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: ( Print) 1

BAB V PEMBAHASAN. Laporan Tugas Akhir

Laporan Praktikum Laboratorium Teknik Material 1 Modul A Uji Tarik

BAB III METODE PENELITIAN

Pengaruh Kecepatan Milling Terhadap Perubahan Struktur Mikro Komposit Mg/Al 3 Ti

SINTESIS KERAMIK Al 2 TiO 5 DENSITAS TINGGI DENGAN ADITIF MgO

PENGARUH KOMPOSISI SERAT KELAPA TERHADAP KEKERASAN, KEAUSAN DAN KOEFISIEN GESEK BAHAN KOPLING GESEK KENDARAAN

3. Uraikan & jelaskan perbedaan yang mendasar antara teknik pressing & sintering konvensional dengan teknik pressing & sintering modern.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

PENGARUH TEKANAN INJEKSI PADA PENGECORAN CETAK TEKANAN TINGGI TERHADAP KEKERASAN MATERIAL ADC 12

STUDI PENAMBAHAN MgO SAMPAI 2 % MOL TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN SIFAT MEKANIK KERAMIK KOMPOSIT Al 2 O 3 ZrO 2

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan metode eksperimen.

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN

PENGARUH KADAR CLAY PADA KOMPOSIT SERBUK AL-SI/CLAY

Pengaruh Penambahan Aluminium (Al) Terhadap Sifat Hidrogenasi/Dehidrogenasi Paduan Mg 2-x Al x Ni Hasil Sintesa Reactive Ball Mill

ANALISIS PENGARUH VARIASI FRAKSI VOLUME TERHADAP KEKUATAN TARIK BAHAN KOMPOSIT POLIESTER DENGAN FILLER ALAMI SERABUT KELAPA MERAH

pendinginan). Material Teknik Universitas Darma Persada - Jakarta

PENGARUH TEMPERATUR ATOMISASI SEMPROT UDARA TERHADAP UKURAN, BENTUK DAN KEKERASAN HASIL COR ULANG SERBUK TIMAH PUTIH.

Preparasi Sampel. Dari rumus, didapat Massa(gram) Fraksi Volum komposit Cu-Al 2 O 3

PENGARUH NITROGEN TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO PADUAN IMPLAN Co-28Cr-6Mo-0,4Fe-0,2Ni YANG MENGANDUNG KARBON HASIL PROSES HOT ROLLING

PENGARUH PENAMBAHAN KOMPOSISI Al PADA PADUAN Fe-Ni-Al

PEMANFAATAN PARTIKEL TEMPURUNG KEMIRI SEBAGAI BAHAN PENGUAT PADA KOMPOSIT RESIN POLIESTER

ANALISIS SIFAT FISIS KERAMIK BERPORI BERBAHAN DEBU VULKANIK GUNUNG SINABUNG

Pengaruh Temperatur Bahan Terhadap Struktur Mikro

III.METODELOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan selama tiga bulan terhitung pada bulan Februari Mei

BAB III METODOLOGI PERCOBAAN

BAB 1 PENDAHULUAN. Pengaruh variasi..., Agung Prasetyo, FT UI, 2010.

SIDANG TUGAS AKHIR Pengaruh Waktu Milling dan Temperatur Sintering Terhadap Pembentukan PbTiO 3 dengan Metode Mechanical Alloying

Oleh : Ridwan Sunarya Pembimbing : Dr. Widyastuti S.Si, M.Si Ir. Lilis Mariani, M.Eng. (LAPAN)

BAB II STUDI LITERATUR

PENGARUH PENAMBAHAN TEMBAGA (Cu) TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO PADA PADUAN ALUMINIUM-SILIKON (Al-Si) MELALUI PROSES PENGECORAN

Simposium Nasional Teknologi Terapan (SNTT)2 2014

PASI NA R SI NO L SI IK LI A KA

BAB III METODE PENELITIAN. 3.1 Diagram Alir Penelitian Pada penelitian ini langkah-langkah pengujian mengacu pada diagram alir pada Gambar 3.1.

Pengaruh Suhu Sintering terhadap Morfologi dan Sifat Mekanik Membran Rapat Asimetris CaTiO 3

Analisis Struktur Mikro Baja Tulangan Karbon Sedang

LOGO. STUDI EKSPANSI TERMAL KERAMIK PADAT Al 2(1-x) Mg x Ti 1+x O 5 PRESENTASI TESIS. Djunaidi Dwi Pudji Abdullah NRP

Uji Kekerasan Sintesis Sintesis BCP HASIL DAN PEMBAHASAN Preparasi Bahan Dasar

BAB IV PENGUMPULAN DATA DAN PENGOLAHAN. densitas ; pengujian densitas sesaat setelah dikeluarkan dari cetakan (initial

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI MAGNET PERMANEN BAO.(6-X)FE2O3 DARI BAHAN BAKU LIMBAH FE2O3

ANALISIS HASIL PENGECORAN MATERIAL KUNINGAN

dislokasi pada satu butir terjadi pada bidang yang lebih disukai (τ r max).

PENGARUH KOMPOSISI SERAT KELAPA TERHADAP KEKERASAN, KEAUSAN DAN KOEFISIEN GESEK BAHAN KOPLING GESEK KENDARAAN

BAB II DASAR TEORI. dari sebuah komposit yang berfungsi sebagai media transfer beban ke penguat,

BAB 4 METODE PENELITIAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. (C), serta unsur-unsur lain, seperti : Mn, Si, Ni, Cr, V dan lain sebagainya yang

Transkripsi:

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (13) ISSN: 2337-3539 1 PENGARUH KOMPOSISI Cu DAN VARIASI TEKANAN KOMPAKSI TERHADAP DENSITAS DAN KEKERASAN PADA KOMPOSIT -Cu UNTUK PROYEKTIL PELURU DENGAN PROSES METALURGI SERBUK Gita Novian Hermana dan idyastuti Jurusan Teknik Material dan Metalurgi, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail: wiwid@mat-eng.its.ac.id Abstrak Peluru memiliki beberapa bagian dalam penggunaannya yaitu proyektil (bullet), kelongsong (bullet base), mesiu (propellant), dan pematik (rim). Proyektil menjadi penting karena proyektil adalah bagian yang menuju sasaran guna menembus atau melumpuhkan. Bagian proyektil pada umumnya terbuat dari material yang berat jenisnya relatif tinggi, sehingga mampu menghasilkan peluru yang memiliki momentum yang besar dan jangkauan yang lebih jauh. Tungsten dipilih sebagai pengganti Timbal karena Tungsten memiliki densitas lebih besar dari timbal dan juga tidak memiliki sifat racun terhadap manusia. Proses pembuatannya melalui proses metalurgi serbuk dengan komposisi tembaga sebanyak,, wt% dan tekanan kompaksi sebesar 0, 0, dan 600 MPa. Kemudian dilakukan sintering pada temperatur 900 o C selama 1 jam. Hasil terbaik didapatkan pada -wt%cu dengan nilai green density dan sinter density terbaik pada -wt%cu dengan tekanan kompaksi 600 MPa sebesar 12,09 g/cm 3 dan 14,14 g/cm 3 serta memiliki kekerasan, compressive strength, dan modulus elastisitas tertinggi sebesar 32 HRB, 2,89 MPa dan 55,68 GPa. P Kata Kunci proyektil, metalurgi serbuk, -Cu I. PENDAHULUAN royektil merupakan bagian peluru yang umumnya berbentuk silinder. Proyektil terdiri dari beberapa bagian yaitu ujung (nose), jaket, dan inti (core). Proyektil dioptimalkan untuk meminimalkan waktu pergerakan, dispersi minimum, energi kinetik maksimum, dan membatasi jangkauan maksimum. Sifat proyektil yang berat didesain untuk meminimalkan gesekan dengan udara. Bagian inti (core) dari proyektil pada umumnya terbuat material yang berat jenisnya yang relatif lebih tinggi, sehingga mampu menghasilkan peluru yang memiliki momentum yang besar dan jangkauan yang lebih jauh. Proses manufaktur proyektil biasanya menggunakan metode casting, rooling, maupun deep drawing. Timbal telah menjadi bahan untuk peluru selama berabadabad, dan di pilih untuk aplikasi tersebut karena dense (rapat), mudah dibentuk, dan ketersediaannya luas [1]. Peluru yang mengandung timbal (Pb) menyebabkan masalah bagi lingkungan dan kesehatan. Masalah kesehatan tersebut timbul karena debu dari Timbal tersebut terhirup setelah peluru tersebut ditembakkan. Terhadap lingkungannya, timbal hasil dari proyektil yang telah ditembakkan terakumulasi dalam tanah dan dapat larut ke dalam permukaan air dan air dalam tanah [2]. Terdapat tiga macam bentuk umum proyektil yaitu lead bullet, partially jacket dan full metal jacket. Proyektil bullet jacket terdiri atas lapisan tipis paduan tembaga yang menutupi seluruh bagian proyektil. Lead bullet dan partially jacket bullet memiliki ujung nose yang datar atau setengah lingkaran atau memiliki lubang di bagian tengah, hal itu tergantung pada desain penggunaannya apakah untuk olahraga menembak, berburu, pelindungan diri atau penggunaan militer. Tungsten () mulai digunakan untuk menggantikan posisi timbal (Pb). Karena tungsten lebih berat daripada timbal, dengan densitas 0,697 pounds/inch 3 (berlawanan dengan timbal yang memiliki berat 0,479 pounds/inch 3 ), serta stabil pada temperatur tinggi, penggunaan tungsten sebagai core peluru menawarkan beberapa keuntungan teoritis. Tungsten tidak bersifat racun pada manusia, jadi debu hasil dari penekanan core peluru tungsten lebih aman dibandingkan core peluru timbal konvensional [3]. Material pengganti timbal (Pb) untuk peluru seperti tungsten () memiliki densitas antara 7,7 gr/cc hingga 18 gr/cc, dan akan lebih baik lagi jika densitas antara 8,5-15 gr/cc. Tetapi sebaiknya densitas yang dimiliki mendekati timbal sekitar 10 hingga 13 gr/cc, 10,5-12 gr/cc, dan akan lebih baik jika densitas yang dimiliki adalah sekitar 11,1-11,3 gr/cc [4]. Material komposit merupakan kombinasi makroskopik dari dua atau lebih material yang berbeda serta memiliki interface diantara material tersebut [5]. Dalam merancang material komposit, para ilmuwan dan insinyur mengkombinasikan beberapa logam, keramik, dan polimer. Kebanyakan komposit diciptakan untuk meningkatkan kekakuan, ketangguhan, dan kekuatan pada temperatur tinggi

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (13) ISSN: 2337-3539 2 [6]. Pemilihan suatu material tentunya akan mengikuti tujuan dari penggunaan material tersebut, sehingga dapat menentukan sifat apa yang akan diperlukan dari material komposit tersebut. Komponen penyusun suatu komposit pada umumnya mempunyai peranan sebagai matriks yaitu bagian dari material komposit yang memberikan bentuk terhadap material komposit tersebut dan mengikat komponen lain yang berfungsi sebagai penguat. Penguat yaitu komponen material komposit yang berfungsi sebagai penguat pada material komposit tersebut [7]. Fraksi volume, fraksi berat, dan modulus elastisitas komposit dapat dinyatakan dengan persamaan di bawah ini [6]. Dengan, (1) ; (2) ; (3) m f = V f..v c ; m m = V m..v c (4) di mana: V m = Fraksi volume matrik V f = Fraksi volume penguat V c = Fraksi volume komposit m f = Massa penguat (gr) m m = Massa matrik (gr) m c = Massa komposit (gr) Besarnya porositas pada komposit dapat diketahui dari densitas teoritik dan densitas sinter pada komposit tersebut. Perhitungannya dapat menggunakan persamaan berikut: Φ = 1 ( (5) di mana; Φ = Porositas ρs = Sinter Density (gr/cm 3 ) ρt = densitas teoritik (gr/cm 3 ) Metalurgi serbuk merupakan proses pembuatan benda komersial dengan menggunakan serbuk sebagai material awal sebelum proses pembentukan. Prinsip dalam pembentukan serbuk adalah memadatkan serbuk logam menjadi serbuk yang diinginkan kemudian memanaskannya di bawah temperatur lelehnya. Sehingga partikel-partikel logam memadu karena mekanisme transformasi massa akibat difusi atom antar permukaan partikel. Pemanasan dalam pembuatan serbuk dikenal dengan sinter yang menghasilkan ikatan partikel yang halus, sehingga kekuatan dan sifat fisisnya meningkat [8]. Proses kompaksi membuat serbuk menjadi suatu komponen dengan menggunakan cetakan tertentu. Tekanan yang diberikan saat proses kompaksi digunakan untuk memberikan kepadatan yang tinggi. Dengan semakin naiknya tekanan yang diberikan maka densitas serbuk akan naik dan porositas menurun. Setelah proses kompaksi selesai dilakukan diharapkan mendapatkan densitas yang homogen tetapi hal tersebut sangat sulit didapatkan karena adanya gesekan antara partikel dengan partikel maupun partikel dengan dinding cetakan [9]. Untuk meminimalisir terjadinya gesekan tersebut maka perlu ditambahkan zinc stearate sebagai lubricant. Proses selanjutnya adalah Sintering yaitu perlakuan panas yang mengakibatkan terjadinya mekanisme terjadinya ikatan antar partikel menjadi susunan struktur yang kohern pada temperatur di bawah temperatur lebur melalui transport massa dalam skala atomic yang terjadi pada permukaan partikel [10]. II. METODE PENELITIAN A. Persiapan Bahan Pengayakan serbuk timbal () untuk mendapatkan ukuran serbuk yang sama yaitu 4µm. Serbuk timah (Cu) yang digunakan berukuran 12µm menggunakan alat sieving. Selanjutnya serbuk ditimbang menggunakan neraca analitik berdasarkan komposisi masing-masing yaitu,, dan wt% Cu sedangkan untuk sebesar 80, 70,dan 60wt%. B. Proses Percobaan Pencampuran serbuk dan Cu dilakukan menggunakan etanol untuk mencegah oksidasi pada serbuk atau dikenal dengan nama wet mixing. Proses pencampuran tersebut dilakukan dengan menggunakan magnetic stirrer selama menit. Sebelum dilakukan kompaksi, dies diberikan lubricant menggunakan zinc stearate supaya sampel mudah dikeluarkan. Kompaksi dilakukan dengan variasi tekanan 0, 0, dan 600 MPa. Pengukuran densitas setelah kompaksi (green density) dilakukan dengan menimbang massa sampel, mengukur tinggi serta diameter sampel untuk mendapatkan volume sampel. Proses sintering dilakukan pada temperatur dan waktu tahan yang konstan yaitu 900 O C selama 1 jam menggunakan horizontal furnace. Temperatur dan waktu tahan diatur terlebih dahulu setelah sampel sudah dimasukkan dalam furnace. Pada penggunaan furnace ini pengambilan sampel harus dilakukan hingga temperatur furnace mencapai temperatur kamar. Sinter density merupakan densitas setelah proses sintering yang dilakukan dengan menimbang massa sampel pada kondisi kering dan di dalam fluida sehingga didapatkan pengurangan massa kemudian sampel dikeringkan. C. Preparasi Sampel Pengujian Preparasi sampel dilakukan pada beberapa sampel untuk pengujian. Pengujian XRD dan SEM menggunakan 9 buah sampel untuk masing-masing variabel. Sampel yang berbentuk silinder dengan diameter 14 mm dan tinggi 14 mm dipotong secara melintang untuk mengetahui persebaran filler pada matrik dan porositas. Sampel yang dilakukan uji SEM dan XRD permukaannnya harus rata sedangkan untuk pengujian SEM harus halus, oleh karena itu dilakukan grinding. D. Pengujian Sampel Pengujian terhadap sampel dilakukan dengan uji densitas, XRD, SEM, dan pengujian hardness. Sampel untuk uji densitas berdiameter 14mm dan tinggi 14 mm sebanyak 27

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (13) ISSN: 2337-3539 3 buah. Pengujian SEM dan XRD menggunakan alat PAN Analytical. Pengujian tekan dilakukan pada sampel yang memiliki tinggi dan diameter 14 mm. Pengujian ini dilakukan menggunakan alat UTM (Universal Testing Machine) dengan cara pembebanan hingga sampel mengalami kerusakan. III. HASIL DAN DISKUSI A. Karakteristik Serbuk Serbuk tungsten () dengan ukuran 2-6 μm digunakan pada penelitian. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1 (a), serbuk Tungsten tersebut memiliki bentuk poligonal. Sedangkan serbuk tembaga tang digunakan berukuran 12 μm dengan bentuk irregular dan sponge seperti ditunjukkan pada Gambar 1 (b). (a) (b) Gambar 1. Pengamatan bentuk partikel menggunakan SEM pada serbuk (a).tungsten. (b). Tembaga. B. Proses pembuatan Komposit -Cu dengan Proses Metalurgi Serbuk Proses pencampuran material untuk proyektil pada penelian ini menggunakan material komposit dengan matrik dan filler Cu. Selanjutnya sampel yang sudah ditimbang sesuai komposisi dilakukan pencampuran antara kedua serbuk dengan menggunakan ethanol karena serbuk mudah teroksidasi. Proses pencampuran tersebut dinamakan wet mixing. Sampel dikompaksi dengan variasi tekanan kompaksi sebesar 0, 0, dan 600 MPa. Pengukuran densitas dilakukan setelah kompaksi dan setelah sintering. Berdasarkan pengukuran densitas ini akan terlihat adanya perbedaan densitas. Densitas setelah proses sintering akan lebih tinggi dibandingkan sebelum proses sintering, karena saat kompaksi partikel-partikel hanya akan saling menumbuk partikel lainnya sehingga masih ada rongga yang tidak terisi oleh partikel. Adanya rongga tersebut juga dipengaruhi oleh ukuran partikel yang tidak sama. Sintering dilakukan pada temperatur dan waktu tahan yang konstan. C. Pengaruh Variasi Komposisi Cu dan Tekanan Kompaksi -Cu terhadap Densitas Kompaksi merupakan proses pemampatan serbuk menjadi green compact sehingga densitas setelah proses kompaksi dinamakan green density. Pada proses kompaksi, terjadi deformasi elastis pada serbuk yang saling bersentuhan dan menyebabkan partikel dapat bergeser melewati partikel yang lainnya dan terjadi penyusunan partikel. Jika tekanan yang diberikan lebih tinggi lagi maka tidak terjadi lagi penyusunan partikel sehingga diperoleh bentuk yang lebih padat [10]. Komposisi Cu (wt%) Tabel. 1 Hubungan antara Tekanan Kompaksi terhadap green density (g/cm 3 ) pada -Cu Tekanan Kompaksi (Mpa) 0 0 600 10,82 11,45 12,09 9,92 10,44 11,09 9,48 9,93 10,56 Tabel 1 menunjukkan green density tertinggi pada saat tekanan kompaksi 600 MPa dengan penambahan % berat Cu pada komposit -Cu. Kenaikan green density sebanding dengan variasi peningkatan tekanan. Semakin tinggi tekanan kompaksi maka semakin tinggi pula green density [9]. Hal itu terjadi pada masing-masing penambahan Cu yang berbeda, semakin banyak penambahan Cu maka green density pada komposit lebih rendah. Hal tersebut dikarenakan Cu yang bertindak sebagai filler memiliki densitas lebih rendah yaitu 8,96 g/cm 3 daripada yang merupakan logam berat yaitu sebesar 19,3 g/cm 3. Pada proses sintering terdapat interaksi antar permukaan sehingga kerapatran yang dihasilkan memiliki perbedaan daripada setelah kompaksi. Kerapatan yang didapatkan tersebut dinamakan sinter density. Sinter density dapat diketahui dengan menggunakan prinsip Archimedes yaitu dengan melakukan pengukuran massa sampel dalam keadaan kering dengan massa sampel saat berada pada fluida, dalam penelitian ini menggunakan fluida air. Tabel 2 Hubungan antara Komposisi Cu Terhadap Sinter Density (g/cm 3 ) ) pada -Cu Komposisi Cu (wt%) Tekanan Kompaksi (Mpa) 0 0 600 11,39 13,34 14,14 10,84 11,89 12,53 10,11 10,59 11,59 Sinter density optimal terjadi pada sampel wt% Cu yang dilakukan kompaksi dengan tekanan sebesar 600 MPa yaitu sebesar 14,14 g/cm 3. Sinter density juga semakin meningkat dengan semakin meningkatnya tekanan kompaksi. Hal tersebut disebabkan karena semakin tinggi tekanan kompaksi mengakibatkan jarak interksi antar partikel lebih dekat sehingga memperbesar interlocking antar partikel [9]. Pengujian XRD dilakukan untuk mengetahui fasa-fasa yang terbentuk pada komposit -Cu. Peak pada hasil XRD menunjukkan peak dan Cu, tidak terdapat senyawa lain yang terbentuk berdasarkan analisa tersebut. Hasil dari XRD ditunjukkan pada Gambar 2.

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (13) ISSN: 2337-3539 4 Intensitas Cu Cu Cu -% Cu 0 MPa -% Cu 0 MPa -% Cu 0 MPa Nilai porositas akan semakin kecil dengan semakin tinggi tekanan kompaksi. Tekanan kompaksi yang lebih tinggi menyebabkan interaksi gesekan antar partikel lebih tinggi sehingga mengurangi porositas. Selain itu dengan semakin berkurangnya komposisi Cu maka porositas semakin menurun akan tetapi tidak terjadi pada saat penambahan wt% Cu dengan tekanan kompaksi 600 MPa. Porositas berpengaruh terhadap sifat mekanik, adanya porositas dapat menurunkan sifat mekanik karena porositas dapat mengakibatkan konsentrasi tegangan sehingga mudah untuk berdeformasi plastis dan lokalisasi tegangan. 60 90 Sudut (2 theta) Gambar 2. Grafik Analisa XRD sampel -,, dan wt%cu dengan Tekanan Kompaksi 0 MPa Berdasarkan perbandingan kurva hasil XRD seperti pada Gambar 2 dapat diketahui bahwa peak tertinggi pertama yang berkisar 2θ antara,1074 O,2841 O sedangkan nilai 2θ mendekati puncak kurva tertinggi ICDDPDF 00-004-0806 dan 01-089-3659 untuk tungsten saat 2θ sebesar,2841 O dan,1074 O, sedangkan untuk Cu nilai 2θ yang berkisar antara 43.1457 O 43.3384 O yang nilainya mendekati ICDDPDF 01-071-4611 dan 01-071-3761. D. Pengaruh Komposisi Cu dan Tekanan Kompaksi terhadap Porositas Porositas merupakan adanya daerah kekosongan setelah proses sintering akibat pengaruh panas yang tidak sama pada beberapa daerah tertentu. Nilai porositas berbanding terbalik dengan nilai sinter density. Semakin tinggi nilai sinter density maka porositas semakin rendah. Gambar 4. Pengamatan porositas menggunakan SEM pada bagian melintang sampel -wt% Cu,Tekanan Kompaksi 600 MPa dengan perbesaran 25.000x. Gambar 4. menunjukkan adanya porositas setelah dilakukan sintering. Porositas ini disebabkan karena adanya rongga saat kompaksi yang menyebabkan adanya gas yang terjebak di antara partikel saat proses sintering. 25 (a) (b) 15 10 5 0 0 0 600 Gambar 3. Pengaruh tekanan kompaksi dan komposisi Cu terhadap porositas pada -Cu Setelah proses sintering terjadi pengurangan porositas sehingga menghasilkan material yang lebih tinggi kerapatannya dibandingkan sebelum dilakukan sintering. Hal ini menunjukkan bahwa sinter density berhubungan dengan banyaknya porositas yang terjadi setelah proses sintering. (c) Gambar 5. Pengamatan porositas dengan menggunakan SEM pada bagian melintang sampel wt% Cu dengan tekanan kompaksi (a) 0 MPa (b) 0 MPa dan (c) 600 MPa pada perbesaran 1000x Morfologi hasil pembuatan komposit -Cu berdasarkan pengamatan SEM menunjukkan bahwa porositas pada tekanan 600 MPa lebih sedikit bila dibandingkan dengan tekanan 0

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (13) ISSN: 2337-3539 5 maupun 0 MPa. Dengan bertambahnya tekanan kompaksi maka porositas berangsur-angsur semakin menurun. Saat penekanan pada proses kompaksi,serbuk akan saling mengunci (interlocking). Semakin tinggi gaya yang diberikan maka kontak antar permukaan semakin luas. Persebaran penguat pada matrik juga dipengaruhi ukuran butir. Semakin kecil ukuran butir maka gaya gesek antar partikel semakin besar dan luas permukaan kontak antar partikel lebih banyak saat dilakukan kompaksi sehingga akan menaikkan ikatan antar partikel saat difusi pada proses sintering. Difusi atom merupakan proses perpindahan atom pada zat padat akibat adanya kenaikan temperatur. Difusi terjadi karena partikel berpindah secara acak dari area yang memiliki konsentrasi tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah. Besarnya laju difusi berkaitan dengan besarnya energi bebas yang dimiliki oleh suatu material. Berdasarkan variasi tekanan kompaksi pada penelitian ini, akan mempengaruhi laju difusi atomik saat proses sintering. Sampel yang diberikan tekanan kompaksi lebih tinggi akan menyimpan energi bebas yang lebih tinggi sehingga laju difusi atomik akan lebih cepat terjadi dengan adanya energi yang masih tersimpan [10]. E. Pengaruh Komposisi Cu dan Tekanan Kompaksi terhadap Sifat Mekanik Pada aplikasi peluru, sangat bagus digunakan karena memiliki densitas yang tinggi. Tetapi murni kurang cocok digunakan karena sangat getas. Selain itu murni memerlukan temperatur sintering yang tinggi. Untuk memperbaiki sifat mekaniknya maka dipadukan dengan unsur lain [11]. Oleh karena itu untuk menambahkan keuletan pada tungsten ditambahkan tembaga. Sifat mekanik komposit -Cu selain kekerasan dapat diketahui berdasarkan hasil pengujian tekan (compressive test). Uji tekan merupakan pengujian untuk mendapatkan sifat mekanik suatu material selain uji tarik. Pengujian ini dilakukan karena dimensi sampel yang kecil sehingga lebih cenderung untuk dilakukan uji tekan daripada uji tarik. 250 0 150 100 50 0 0 600 Gambar 6. Hubungan tekanan kompaksi dan komposisi penambahan Cu terhadap Compressive Strength. Compressive strength yang dihasilkan dari komposit -Cu berbanding lurus dengan tekanan kompaksi dan berbanding terbalik dengan penambahan Cu. Compressive strength paling tinggi diperoleh saat penambahan Cu sebanyak wt% yang dikompaksi dengan tekanan 600 MPa yaitu 2,89 MPa. Hal tersebut berbanding lurus dengan prositas. Semakin banyak porositas maka compressive strength akan semakin bkecil karena porositas merupakan tempat terjadinya konsentrasi tegangan. Selain kekuatan tekan perlu dilakukan pengujian kekerasan. Pengujian kekerasan ditunjuukkan pada Gambar 7. Pada pengujian kekerasan menggunakan metode Rockwell B. Indentor yang digunakan berupa bola baja berdiameter 1/16 dan beban utama 100 kg. HRB 10 0 0 600 Gambar 7. Hubungan tekanan kompaksi dan komposisi penambahan Cu terhadap Kekerasan Berdasarkan Gambar 7 menunjukkan nilai kekerasan -Cu optimal pada saat wt % Cu dengan tekanan kompaksi 600 MPa. Tetapi kekerasan cenderung berkurang dengan bertambahnya komposisi Cu karena Cu memiliki sifat yang lebih lunak daripada [12]. Kekerasan paling tinggi terjadi pada komposisi -wt%cu dengan tekanan kompaksi 600 MPa sebesar 32 HRB selanjutnya komposisi -wt%cu dengan tekanan kompaksi sebesar 600 MPa yaitu mempunyai kekerasan sebesar 25 HRB. Sedangkan kekerasan paling rendah saat komposisi wt%cu dengan tekanan kompaksi 0 MPa yakni sebesar 12 HRB dan paling rendah kedua saat komposisi wt%cu dengan tekanan kompaksi 0 MPa yakni sebesar 14 HRB. F. Analisa Antar Muka pada Komposit -Cu Komposit merupakan material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material yang berbeda yang tercampur secara makroskopik untuk menghasilkan material dengan sifat yang diinginkan. Perbedaan dari dua material itu akan menyebabkan daerah batasan. Daerah batasan atau yang dikenal dengan istilah interface (daerah antar muka) merupakan daerah yang mengidentifikasi ikatan antar matrik dan filler, setelah proses sintering. Pada Gambar 8 menunjukkan interface dari hasil SEM -wt% Cu dengan tekanan kompaksi 600 MPa. Pada gambar tersebut tampak bahwa pada interface juga terlihat adanya rongga. Rongga tersebut merupakan porositas seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 8 (c).

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (13) ISSN: 2337-3539 6 Interface - (a) Interface -Cu Interface -Cu Porositas (c) Gambar 8. Hasil pengamatan SEM pada bagian interface komposit -wt% Cu P= 0 MP dengan perbesaran (a) 10.000x (b) 25.000x (c) 50.000x Selain adanya daerah batasan antara matrik dengan filler juga terdapat daerah antar muka antara serbuk dengan serbuk seperti yang ditunjukkan Gambar 8 (a) dan (b). Persyaratan dasar kekuatan komposit terletak pada kekuatan antar muka matrik dan penguat. ikatan antar muka inilah yang menjadi jembatan transmisi tegangan luar yang diberikan dari matrik menuju partikel penguat. Jika ikatan antarmuka terjadi dengan baik maka transmisi tegangan ini dapat berlangsung dengan baik pula [10]. (b) DAFTAR PUSTAKA [1] Fryxell, Glen E. dan Applegate, R. L. 11. From Ingot to Target: A Cast Bullet Guide for Handgunners. USA [2] Mravic, B. 1995. Lead-Free Bullet. United States Patent: 5,399,187. [3] Corbin, D.R. 1998. Using Tungsten Powder in Small Arms Projectiles. USA: Corbin Manufacturing & Supply, Inc. [4] Amick, D. D. 02. Methods for Producing Medium-Density Articles from High-Density Tungsten Alloy. United States Patent: US 6,447,715 B1 [5].01. ASM Handbook Mechanical Testing and Evaluation Volume 8. ASM International [6] Callister,. D. 07. Materials Science and Engineering: An Introduction. USA: John iley & Sons, Inc. [7] Ruwaida, Arfina, F. 10. Sintesis MMCs Cu-Al2O3 Melalui Proses Metalurgi Serbuk dengan Variasi Fraksi Volum Al2O3 dan Temperatur Sintering. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Material dan Metalurgi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya [8] Jones,.D. 1960.Fundamental Principles of Powder Metallurgy. Edward Aronold. London [9] German,R.M.1984. Powder Metallurgy Science. USA : Metal powder Industries Federation [10] Setyowati, Vuri. A. 12. Pengaruh Komposisi Sn dan Variasi Tekanan Kompaksi Terhadap Densitas dan Modulus Elastisitas Pada MMC Pb-Sn untuk Core Proyektil Peluru dengan Proses Metalurgi Serbuk. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Material dan Metalurgi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya [11] Kock et al. 1985. Powder Comprising Coated Tungsten Grains. United States Patent: 4,498,395 [12] Upadhyaya, A., Ghosh, C. 02. Effect of Coating and Activators on Sintering of -Cu Alloys. Powder Metallurgy Progress Vol 2: 98-110 IV. KESIMPULAN Pada variasi komposisi penambahan Cu sebesar,,dan wt% dengan variasi tekanan kompaksi 0,0, dan 600 MPa, didapatkan nilai green density dan sinter density paling tinggi pada -wt% dengan tekanan kompaksi 600 MPa sebesar 12,09 g/cm 3 dan 14,14 g/cm 3. Pada variasi komposisi penambahan Cu sebesar,,dan wt% dengan variasi tekanan kompaksi 0,0, dan 600 MPa, didapatkan nilai kekerasan dan compressive strength paling tinggi pada -wt% dengan tekanan kompaksi 600 MPa sebesar 32 HRB dan 2,89 MPa. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing Dr. idyastuti,s.si., M.Si. atas dukungan, motivasi beserta kedua orang tua tercinta yang telah membuat penulis semangat mengerjakan penelitian ini, serta temanteman yang sering membantu dalam penyelesaian penelitian ini.