32
3.2 Bahan dan Alat Penelitian 3.2.1 Bahan Penelitian
Bahan yang diperlukan dalam membuat benda uji adalah aluminium, silikon dan tembaga. Aluminium dan tembaga diperoleh di toko Aneka Teknik dipotong-potong
kecil-kecil, silikon yang diperoleh di Ceper di tumbuk hingga halus. Kemudian alat- alat yang diperlukan antara lain cetakan gerabah, kowi, tabung solar, thermokopel,
dan kompor + burner. Proses pengecoran tersebut akan menghasilkan 2 jenis specimen uji, yaitu:
1. Aluminium Murni.
2. Aluminium Paduan Silikon 8,5 dan Tembaga 4.
3.2.2 Alat-alat Penelitian
Alat-alat yang digunakan dalam proses pengujian antara lain: a.
Mesin uji Tarik, milik Laboratorium Ilmu Logam, Jurusan Teknik Mesin USD
Gambar 3.2 Mesin uji Tarik
33
Gambar 3.3 Necara Digital
Gambar 3.4 Gelas Ukur
34
3.3 Proses Peleburan Logam 3.3.1 Bahan Coran
Bahan-bahan yang digunakan dalam proses pengecoran antara lain:
Gambar 3.5 Aluminium
Gambar 3.6 Tembaga
Gambar 3.7 Batuan Silikon Metal
35
3.3.2 Alat –alat yang digunakan
Alat-alat yang digunakan dalam proses pengecoran antara lain:
Gambar 3.8 Tabung Solar
Gambar 3.9 Selang Tembaga
36
Gambar 3.10 Burner
Gambar 3.11 Pompa
Gambar 3.12 Tang Jepit
37
Gambar 3.13 Tungku
Gambar 3.14 Kowi tanah liat
Gambar 3.14 Thermokopel
38
Gambar 3.15 Stopwatch
Gambar 3.16 Kunci pass
Gambar 3.17 Cetakan gerabah
39
Gambar 3.18 Gergaji
Gambar 3.19 Palu
Gambar 3.20 Kikir
40
3.3.3 Proses Persiapan Pengecoran Logam
Proses peleburan logam adalah sebagai berikut : 1.
Aluminium Al diukur dan dikelompokkan menurut komposisinya. 2.
Aluminium Al yang berbentuk silinder dipotong-potong kecil sesuai dengan tinggi kowi, agar setelah melunak tidak tumpah keluar kowi.
3. Batuan silicon metal Si ditumbuk hingga halus untuk memudahkan proses
peleburan, kemudian timbang sesuai dengan komposisinya. 4.
Tembaga Cu yang berbentuk silinder ditimbang sesuai komposisinya dan dipotong sesuai tinggi kowi.
5. Bahan bakar solar dan corong untuk pengisian disiapkan.
6. Tabung solar disi solar secukupnya lalu diberi tekanan dengan memakai
pompa hingga bar tekanan penuh. 7.
Burner dibersihkan dengan kompresor dan diberi TBA pada penghubung selang tembaga.
8. Selang tembaga disambungkan dengan tabung solar, dan burner Diberi TBA
3.3.4 Proses Peleburan dan Pengecoran Logam
Prosedur Peleburan adalah sebagai berikut : 1.
Aluminium Al, silicon Si, dan tembaga Cu yang sudah ditimbang dan dikelompokkan disiapkan.
2. Aluminium Al, silicon Si, dan tembaga Cu dimasukkan ke dalam kowi
sesuai dengan komposisinya. 3.
Kowi diletakkan didalam tungku dan dibawahnya diberi batu tahan api agar semburan dari burner pas menuju ke kowi.
4. Pada tempat keluarnya api pada burner dituang oli untuk membantu
pemanasan burner. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
5. Api dinyalakan pada burner dan tunggu sampai panas.
6. Setelah burner mulai panas dan solar mulai menyembur. Tuas tabung solar
akan dibuka dilakukan penyetelan nyala api burner. 7.
Setelah kurang lebih 5 menit, nyala api akan menunjukan pengapian sempurna.
8. Aluminium Al mulai melunak sekitar 40
menit. 9.
Kowi ditutup agar tidak ada panas yang terbuang. 10.
Paduan diaduk agar aluminium Al, silikon Si dan tembaga Cu tercampur dengan baik.
11. Sekitar 56 menit
bahan sudah terlebur sempurna. 12.
Kowi dapat diangkat dari tungku dengan tang penjepit selanjutnya dituang ke dalam cetakan gerabah yang sudah dipersiapkan.
13. Penuangan membutuhkan waktu kurang lebih sekitar 30 detik.
3.3.5 Pembongkaran Hasil Coran
Paduan yang sudah dicor akan didiamkan selama 6 jam hingga dingin. Cetakan terbuat dari tanah liat atau gerabah, maka dalam proses pembongkaran hasil
coran dilakukan dengan cara memukul dengan palu hingga cetakan pecah dan pecahkan diseluruh bagian cetakan hingga tidak ada benda uji yang menempel
dengan cetakan. Setelah berhasil dibongkar maka selanjutnya benda uji akan dibentuk dengan alat milling
3.4 Pembuatan Benda Uji
Hasil coran berupa 2 plat kotak dengan ukuran 15 cm x 15 cm x 3cm selanjutnya akan diratakan dengan mesin milling, benda uji akan diratakan sehingga
mencapai ketebalan 2 - 2,5 cm. Hasil coran digergaji menjadi 10 bagian, dan dibubut hingga membentuk silinder dengan dimensi 12 cm x 1 cm x 1cm, sehingga
menghasilkan 20 spesimen benda uji. Dalam 4 bulan, per bulannya 3 spesimen yang akan diuji ketahanan korosinya, masing-masing akan diuji tarik dan kekerasan.
42
Sebagai landasan 3 spesimen dengan umur 0 bulan, akan diuji massa jenis, uji tarik, dan uji kekerasan.
Gambar 3.21 Tabel Standar Tes Tegangan dengan Spesimen Bundar dan Contoh
Spesimen Ukuran Kecil yang Proposional sebagai Standar Spesimen Sumber : ASTM A370. : Standard Test Method and Definitions for Mechanical
Testing of Steel Products Menurut tabel ASTM A370 seperti pada Gambar 3.2 sebagai spesimen uji
tarik penulis mengambil ukuran standar yaitu, Small-Size Spesimens Proportional to Standard dengan Nominal Diameter 6.25mm, Gage length G 25.0mm, Diameter D
6.25, Radius of fillet R 5mm, dan Length of reduced section A 32mm. Berikut dimensi spesimen uji tarik seperti tersaji dalam Gambar 3.3.
43
Gambar 3.22 Dimensi spesimen 3.5 Tahap Pengujian Bahan
3.5.1 Pengujian Tarik
Pengujian tarik dilakukan dengan tujuan untuk menentukan sifat-sifat mekanis material antara lain kekuatan tarik dan regangan.
Proses pengujian tarik adalah sebagai berikut: a.
Benda uji dipasang pada penjepit atau chuck atas dan bawah pada alat uji tarik. Penjepit bawah dinaikkan dan diturunkan dengan kecepatan lambat,
sehingga penjepit benda uji dalam posisi yang tepat, diusahakan agar kedudukan dari benda uji betul-betul vertical, kemudian kedua penjepit atau
chuck dikencangkan. b.
Benda uji diberi beban tarik, sehingga benda uji akan bertambah panjang dan sampai pada saat benda uji tersebut akan putus atau patah. Perpatahan yang
diharapkan adalah pada bagian panjang ukur dari benda uji, apabila patah terjadi di luar panjang ukur benda uji, pengujian tersebut dinyatakan gagal.
44
c. Data yang didapatkan kemudian dicatat selama pengujian tarik pertambahan
beban dan pertambahan panjang dengan interval yang ditentukan. d.
Beban tarik maksimum dan kekuatan tarik maksimum setelah benda uji putus dicatat.
e. Pertambahan panjang yang tertera pada mesin uji dicatat setelah benda uji
patah.
3.5.2 Pengujian Massa Jenis
Proses pengujian Massa Jenis adalah sebagai berikut : a.
Spesimen diberi nomor menurut komposisinya, antara paduan Al -8,5Si - 2Cu dan Al kondisi awal.
b. Spesimen ditimbang dengan menggunakan neraca digital sebagai data m.
c. Spesimen diukur volumenya dengan menggunakan gelas ukur berkapasitas 50
ml. d.
Gelas ukur diisi air sebanyak 40 ml. e.
Spesimen dimasukkan ke dalam gelas ukur. Selisih penambahan volume dicatat sebagai data v.
f. Data spesimen kemudian ditentukan massa jenisnya dengan menggunakan
rumus:
g. Dengan, adalah massa jenis dengan satuan gramdm
3
, merupakan massa
spesimen gram, dan merupakan volume dm
3
. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Paduan Aluminium
Pengujian komposisi bahan uji dilakukan di Polikteknik Manufaktur Ceper. Uji komposisi ini bertujuan untuk mengetahui unsur unsur yang terdapat logam
aluminium yang akan di padukan dengan unsur Si dan Cu. Hasil pengujian komposisi dapat dilihat pada tabel 4.1.
Tabel 4.1 Komposisi Aluminium
Unsur Sampel Uji
Deviasi Al
98,64 0,1082
Si 0,194
0,0065 Fe
0,240 0,0142
Cu 0,170
0,0007 Mn
0,0438 0,0002
Mg 0,0500
0,0000 Cr
0,0150 0,0000
Ni 0.0200
0,000 Zn
0,505 0,101
Sn 0,0500
0,0000 Ti
0,0148 0,0017
Pb 0,0300
0,0000 Be
0,0001 0,0000
Ca 0,0031
0,0002 Sr
0,0005 0,0000
V 0,0222
0,0016 Zr
0,0030 0,0000
46
Tabel 4.1 adalah paduan komposisi aluminium, dapat dilihat aluminium sudah
memiliki kadar Si 0,194 dan Cu 0,17, maka kadar Si dan CU yang ditambahkan pada aluminium sebanyak 8.306 dan 3,83.
4.2 Data Penelitian Pengujian Massa Jenis
Pengujian massa jenis dilakukan pada semua spesimen aluminium yang tidak diberi campuran logam lain dan semua spesimen paduan Al-8,5Si-4Cu. Semua
spesimen di ukur volume dan massa pada saat sebelum dikorosikan di pinggir pantai. Pengukuran volume menggunakan gelas ukur, dan pengukuran massa menggunkan
neraca digital. Perhitungan massa jenis diperoleh dengan: m = 19,818 gram
v = 7,30 ml = 0,0073 dm
3
⁄ ⁄
Hasil pengujian massa jenis aluminium kondisi awal dan paduan Al-8,5Si-
4Cu dapat dilihat pada Tabel 4.2 dan Tabel 4.3.
47
Tabel 4.2 Massa Jenis Aluminium Kondisi Awal
No volume
ml volume
dm
3
Massa g
Massa jenis gdm³
1 7,30
0,0073 19,818
2714,79 2
6,30 0,0063
17,111 2716,03
3 6,40
0,0064 17,573
2745,78 4
6,60 0,0066
17,388 2634,55
5 6,80
0,0068 17,993
2646,03 7
7,30 0,0073
19,958 2733,97
8 7,30
0,0073 19,388
2655,89 9
7,30 0,0073
19,521 2674,11
12 7,30
0,0073 19,391
2656,30 13
7,30 0,0073
19,518 2673,70
14 7,30
0,0073 19,371
2653,56 15
6,30 0,0063
16,526 2623,17
Rata-rata 2674,59
Tabel 4.3 Massa jenis Al-8,5Si-4Cu
No volume
ml volume
dm
3
Massa g
massa jenis gdm
3
1 7,3
0,0073 20,946
2869,31 2
7,1 0,0071
20,675 2911,97
3 7,5
0,0075 21,204
2827,20 4
7,2 0,0072
21,629 3004,02
5 7
0,007 19,385
2769,28 6
7,9 0,0079
20,847 2638,86
7 7,1
0,0071 20,16
2839,43 8
8,4 0,0084
21,204 2524,28
9 8,3
0,0083 20,847
2511,68 10
7,4 0,0074
20,921 2827,16
11 8,2
0,0082 21,083
2571,09 12
7,5 0,0075
21,204 2827,20