Paduan Aluminium - Magnesium Variabel Riset Dan Analisis

secara hati-hati. Terutama jika logam ini dalam keadaan terbelah-belah secara halus. Air tidak boleh digunakan pada magnesium yang terbakar atau kebakaran yang berdasarkan magnesium . Magnesium digunakan di fotografi, flares, pyrotechnics, termasuk Incendiary Bombs. Magnesium sepertiga lebih ringan dibanding aluminium dan dalam campuran logam digunakan sebagai bahan konstruksi pesawat dan Missile. Logam ini memperbaiki karakter mekanik, fabrikasi dan las aluminium ketika digunakan sebagai Alloying agent. Magnesium digunakan dalam memproduksi grafit dalam cast iron, dan digunakan sebagai bahan tambahan Conventional Propellants. Magnesium juga digunakan sebagai agen pereduksi dalam produksi uranium murni dan logam-logam lain dari garam-garamnya. Hidroksida Milk of Magnesia, klorida, sulfat Epsom salts dan sitrat digunakan dalam kedokteran. Magnesite digunakan untuk Refractory, sebagai batu bata dan lapisan di tungku- tungku pemanas.

2.3. Paduan Aluminium - Magnesium

Aluminium banyak dipakai dengan paduan unsur lain, sebab tidak kehilangan sifat ringan dan sifat-sifat mekanisnya, serta mampu cornya diperbaiki dengan menambah unsur-unsur lain. Unsur-unsur paduan yang ditambahkan pada aluminium selain dapat menambah kekuatan mekaniknya juga dapat memberikan sifat-sifat baik lainnya seperti ketahanan korosi dan ketahanan aus. Keberadaan magnesium hingga 15,35 dapat menurunkan titik lebur logam paduan yang cukup drastis, dari 660 o C hingga 450 o C. Namun, hal ini tidak menjadikan aluminium paduan dapat ditempa menggunakan panas dengan mudah karena korosi akan terjadi pada suhu di atas 60 o C. K eberadaan magnesium juga menjadikan logam paduan dapat bekerja dengan baik pada temperatur yang sangat rendah, di mana kebanyakan logam akan mengalami failure pada temperatur tersebut. 8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD Gambar 2.2. Al-Mg phase diagram, Temperatur °C Vs Mghttp:www.aluminiumlearning.com Gambar diagram fasa Al-Mg diatas memperlihatkan penambahan Mg hingga komposisi 35.0Mg akan cenderung menurunkan temperatur cair dari paduan aluminium. Penambahan Mg pada aluminium untuk fasa biner akan menghasilkan berbagai fasa seperti Al 0-17.1Mg, Al 2 Mg 2 36.1 – 37.8Mg, Al 12 Mg 17 42-58Mg, Mg 87-100Mg. Unsur Mg pada paduan aluminium alloy type 6063 dapat memperbaiki sifat mekanis hinggan kisaran 0.451-0.651 Omotoyinbo,2010. 2.4. Teori Pengecoran 2.4.1.Sejarah Pengecoran Sejarah pengecoran dimulai ketika orang mengetahui bagaimana mencairkan logam dan bagaimana membuat cetakan. Hal itu terjadi kira-kira 4.000 sebelum Masehi, sedangkan tahun yang lebih tepat tidak diketahui. Pengecoran dibuat dari logam yang dicairkan, dituang ke dalam cetakan, kemudian dibiarkan mendingin dan membeku. Penggunaan logam oleh orang ialah ketika orang membuat perhiasan dari emas atau perak tempaan, dan kemudian membuat senjata atau mata bajak dengan menempa tembaga, hal itu dimungkinkan karena logam-logam ini terdapat di alam dalam keadaan murni, sehingga dengan mudah orang menempanya. Kemudian 8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD secara kebetulan orang menemukan tembaga mencair, selanjutnya mengetahui cara untuk menuang logam cair kedalam cetakan, dengan demikian untuk pertama kalinya orang dapat membuat coran yang berbentuk rumit. Coran tersebut dibuat dari perunggu yaitu suatu paduan tembaga, timah dan timbal yang titik cairnya lebih rendah dari titik cair tembaga. Pengecoran perunggu di lakukan pertama di Mesopotamia, kira-kira 3000 tahun sebelum Masehi. Teknik ini diteruskan ke Asia Tengah, India dan Cina. Teknik pengecoran Mesopotomia diteruskan juga ke Eropa padatahun 1500 - 1400 sebelum Masehi dan pada abad ke 14 saja pengecoran besi kasar dilakukan secara besar-besaran. Cara pengecoran pada zaman itu ialah menuangkan secara langsung logam cair yang di dapat dari biji besikedalam cetakan, jadi tidak dengan jalan mencairkan kembali besi kasar seperti cara sekarang.Coran paduan Alumanium dibuat pada akhir abad 19 setelah cara pemurnian elektrolisasi Purnomo., 2004.

2.4.2. Proses Pengecoran

Proses pengecoran akan dihasilkan aluminium dengan sifat-sifat yang diinginkan. Aluminium murni memiliki sifat mampu cor dan sifat mekanis yang tidak baik, maka dipergunakanlah aluminium alloy untuk memperbaiki sifat tersebut. Beberapa elemen alloy yang sering ditambahkan diantaranya tembaga, magnesium, mangan, nikel, silikon dan sebagainyaIr.Tata Surdia M.S. Met. E. Desain coran perlu dipertimbangkan beberapa hal sehingga diperoleh hasil coran yang baik, yaitu ; bentuk dari pola harus mudah dibuat, cetakan dari coran hendaknya mudah, cetakan tidak menyebabkan cacat pada coran. Pembuatan cetakandibutuhkan saluran turun yang mangalirkan cairan logam kedalam rongga cetakan. Besar dan bentuknya ditentukan oleh ukuran, tebal irisan dan macam logam dari coran. Selanjutnya diperlukan penentuan keadaan-keadaan penuangan seperti temperatur penuangan dan laju penuangan. Kwalitas coran tergantung pada saluran turun, penambah, keadaan penuangan, dan lain-lainya, maka penentuanya memerlukan pertimbangan yang teliti. Sistem saluran adalah jalan masuk cairan logam yang dituangkan ke dalam rongga cetakan. Tiap bagian diberi nama, dari mulai cawan tuang dimana logam cair dituangkan dari ladel, sampai saluran masuk ke dalam rongga cetakan. Bagian- 8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD bagian tersebut terdiri dari : cawan tuang, saluran turun, pengalir, dan saluran masuk. 1. Cawan tuang Merupakan penerima yang menerima cairan logam langsung dari ladel. Cawan tuang biasanya berbentuk corong atau cawan dengan saluran turun di bawahnya. Cawan tuang harus mempunyai konstruksi yang tidak dapat melakukan kotoran yang terbawa dalam logam cair dari ladel. Oleh karena itu cawan tuang tidak boleh terlalu dangkal. Kalau perbandingan antara : H tinggi logam cair dalam cawan tuang dan d diameter cawan, harganya terlalu kecil, umpamanya kurang dari 3, maka akan terjadi pusaran-pusaran dan timbullah terak atau kotoran yang terapung pada permukaan logam cair. Karena itu dalamnya cawan tuang sebaiknya dibuat sedalam mungkin. Sabaliknya kalau terlalu dalam, penuangan menjadi sukar dan logam cair yang tersisa dalam cawan tuang akan terlalu banyak sehingga tidak ekonomis Ir.Tata Surdia M.S. Met. E. 2. Saluran turun Salurun turun adalah saluran yang pertama yang membawa cairan logam dari cawan tuang kedalam pengalir dan saluran masuk. Saluran turun dibuat lurus dan tegak dengan irisan berupa lingkaran. Kadang-kadang irisannya sama dari atas sampai bawah, atau mengecil dari atas kebawah yang pertama dipakai kalau dibutuhkan pengisian yang cepat dan lancar, sadangkan yang kedua dipakai apabila diperlukan penahan kotoran sebanyak mungkin. Salurun turun dibuat dengan melubangi cetakan dengan mempergunakan satu batang atau dengan memasang bumbung tahan panas yang dibuat dari samot. Samot ini cocok untuk membuat salurun turun yang panjang. Ukuran diameter saluran turun bervariasi, tergantung dari berat coran. 3. Pengalir 8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD Pengalir adalah saluran yang membawa logam cair dari saluran turun ke bagian-bagian yang cocok pada cetakan. Pengalir biasanya mempunyai irisan seperti trapesium atau setengah lingkaran sebab irisan demikian mudah dibuat pada permukaan pisah, lagi pula pengalir mempunyai luas permukaan yang terkecil untuk satu luas irisan tertentu, sehingga lebih efektif untuk pendinginan yang lambat. Pengalir lebih baik sebesar mungkin untuk melambatkan pendinginan logam cair. Logam cair dalam pengalir masih membawa kotoran yang terapung, terutama pada permulaan penuangansehingga harus dipertimbangkan untuk membuang kotoran tersebut. Perpanjangan pemisah dibuat pada ujung saluran pengalir agar logam cair yang pertama masuk akan mengisi seluruh ruang pada cetakan, serta membuat kolam putaran pada saluran masuk dan membuat saluran turun bantu. 4. Saluran Masuk Salauran masuk adalah saluran yang mengisikan logam cair dari pengalir kedalam rongga cetakan. Saluran masuk dibuat dengan irisan yang lebih kecil dari pada irisan pengalir, agar dapat mencegah kotoran masuk kedalam rongga cetakan. Bentuk irisan saluran masuk biasanya berupa bujur sangkar, trapesium, segitiga atau setengah lingkaran yang membesar kearah rongga cetakan untuk mencegah terkikisnya cetakan. Irisannya diperkecil ditengah dan diperbesar lagi kearah rongga saluran dan irisan terkecil ini mudah diputuskan sehingga mencegah kerusakan pada coran.

2.4.3. Pembuatan Cetakan

Jenis - jenis cetakan yang sering digunakan pada proses pengecoran logam yaitu : a. Cetakan Pasir Cetakan dibuat dengan jalan memadatkan pasir, pasir yang akan digunakan adalah pasir alam atau pasir buatan yang mengandung tanah lempeng. Pasir ini biasanya dicampur pengikat khusus, seperti air, kaca, bentonit, semen, resin ferol, minyak pengering. Bahan 8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD tersebut akan memperkuat dan mempermudah operasi pembuatan cetakan Tata Surdia, 1992. b. Cetakan Logam Cetakan ini dibuat dengan menggunakan bahan yang terbuat dari logam. Cetakan jenis logam biasanya dipakai untuk industri-industri besar yang jumlah produksinya sangat banyak, sehingga sekali membuat cetakan dapat dipakai untuk selamanya. Cetakan logam harus terbuat dari bahan yang lebih baik dan lebih kuat dari logam coran, karena dengan adanya bahan yang lebih kuat maka cetakan tidak akan terkikis oleh logam coran yang akan di tuang. Membuat coran harus dilakukan proses-proses seperti : pencairan logam, membuat cetakan, menuang, membongkar dan membersihkan coran. Proses pencairkan logam dilakukan dengan menggunakan bermacam-macam tanur yang dipakai. Umumnya kupola atau tanur induksi frekwensi rendah dipergunakan untuk besi cor, tanur busur listrik atau tanur induksi frekuensi tinggi digunakan untuk baja tuang dan tanur krus untuk paduan tembaga atau coran paduan ringan. Tanur-tanur ini dapat memberikan logam cair yang baik dan sangat ekonomis untuk logam- logam tersebut.

2.5 Bentuk –Bentuk Porositas

Porositas adalah salah satu cacat yang terjadi pada produk aluminium, dan akan menjadi awal suatu produk dikatakan gagal. Porositas pada aluminium ada 2 jenis yaitu yang berasal dari shrinkage dan gas. Namun pada kebanyakan kasus porositas terjadi adalah kombinasi dari keduanya yaitu akibat shrinkage dan juga gas yang terperangkap selama proses pembekuan. Gambar 2.3 menunjukkan berbagai porositas yang terjadi pada paduan aluminium. 8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD Gambar 2.3 Jenis-jenis porositas pada aluminum a Porositas shrinkage b Porositas gas c Porositas gabungan antara Porositas shrinkage dengan Porositas gas.

2.5.1 Cara Menghilangkan Porositas

Ada beberapa cara yang dapat digunakan untuk menghilangkan porositas, diantaranya: a. Menggunakan Gas Pelindung Aluminium mempunyai pelindung dipermukaan. Permukaan pelindung ini sangat tipis dan hanya terbentuk pada saat pembentukan aluminium. Dalam proses pengecoran perlu digunakan gas pelindung sehingga kemungkinan aluminium cair untuk dimasuki oleh material lain akan 8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD semakin kecil. Hal ini tentu akan berpengaruh terhadap kemungkinan porositas yang terjadi. b. Menggunakan Pengikat Oksida Pada saat melting atau pencairan logam aluminium kebanyakan orang menggunakan zat aditif sebagai pengikat oksida sehingga diharapkan kadar oksida dapat berkurang atau bahkan mencapai tahap nol. c. Menjaga Permukaan Aluminium Sebelum Dicairkan Melakukan pengontrolan terhadap permukaan aluminium apalagi terhadap proses pemotongan gerinda atau gergaji listrik. Hal ini akan dapat mempengaruhi komposisi dari material itu sendiri. Sehingga residu yang tidak kita inginkan akan ikut tercampur ke dalam material aluminium. Sehingga kalau ada residu lain yang tercampur, maka material akan lebih tidak terkontrol cacat porositasnya. d. Mengontrol Permukaan Cetakan Permukaan harus halus karena akan mempengaruhi laju aliran coran di dalam cetakan. Kalau permukaan tidak halus hal ini akan mempengaruhi laju aliran cairan logam. Sehingga akan menimbulkan turbulensi dalam cetakan. Kalau menimbulkan turbulensi, maka gas atau udara akan terjebak di dalam cetakan sehingga hasil cetakan akan mengalami porositas.

2.6 Variabel Riset Dan Analisis

Sebelum peleburan dilakukan, terlebih dahulu di tentukan aluminium yang ingin di lebur. Pada penelitian ini ada 3 variasi yang dikerjakan. Peleburan pertama aluminium dibutuhkan sebanyak 1,55 kg dimana magnesium yang akan dipadu sebanyak 2, sehingga dapat diketahui kekerasan yang terkandung dalam paduan Al - Mg. Tetapi pada peleburan selanjutnya, kandungan magnesium yang akan dicampur bervariasi. Peleburan pertama, total Al-Mg yang akan dilebur 1,581 kg. Aluminium 1.55 kg, jadi Magnesium yang dibutuhkan 31 gram. 8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD Perhitungannya sebagai berikut : Keterangan : Aluminium : 1550 gram a = magnesium yang diinginkan Magnesium : 31 gram Solusi : 1550 x � = 31 jadi, a = 3 � 55 = 2 Hasil magnesium yang diinginkan pada percobaan ini = 1,935 , tetapi sering terjadi perbedaan hasil uji komposisi yang tidak sesuai dengan variasi yang diinginkan pada paduaan Al – Mg ini. Penyebabnya ialah pada waktu peleburan yang dilakukan banyak terdapat kotoran pada cairan aluminium. Maka sebaiknya menggunakan bahan kimia berupa fluks. Fluks fungsinya ialah pembersih kotoran yang terkandung di dalam Al-Mg pada waktu dilebur. Sehingga pada waktu peleburan tidak menghasilkan ampaskotoran yang banyak. Demikian pula pada peleburan selanjutnya untuk mendapatkan variasi paduan Al –Mg yang dikerjakan .

2.7 Uji Tarik