PENGARUH TEKANAN DAN PENAMBAHAN Cu TERHADAP KEKERASAN HASIL CORAN ALUMINIUM PADUAN PADA PROSES SQUEEZE CASTING
PENGARUH TEKANAN DAN PENAMBAHAN Cu
TERHADAP KEKERASAN HASIL CORAN ALUMINIUM PADUAN
PADA PROSES SQUEEZE CASTING
SKRIPSI
Diajukan Kepada :
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Mesin
Program Strata Satu (S-1) Jurusan Teknik Mesin
AHMAD THOLABA ILMI
NIM: 201110120311060
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2016
POSTER
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI
Pengaruh Tekanan dan Penambahan Cu Terhadap Kekerasan Hasil
Coran Aluminium Paduan Pada Proses Squeeze Casting
Diajukan Kepada :
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Mesin
Program Strata Satu (S-1) Jurusan Teknik Mesin
Oleh:
Ahmad Tholaba Ilmi
201110120311060
Diterima dan Disetujui
pada tanggal 22 Juli 2016
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Iis Siti A., ST., MT., PhD
Drs. Moh. Jufri ST., MT
NIP.108.1503.0572
NIP.196311101990101001
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Universitas Muhammdiyha Malang
Ir. Daryono, MT
NIP.108.8909.0124
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG FAKULTAS
TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127 Fax.
(0341) 460782 Malang 65144
LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI
Nama
No. Induk
: AHMAD THOLABA ILMI
: 201110120311060
Terhadap Kekerasan Hasil Coran Aluminium
Paduan Pada Proses Squeeze Casting
: Iis Siti A., ST., MT., PhD.
: Drs. Moh. Jufri ST., MT
Pembimbing I
Pembimbing II
NO
Tanggal
URAIAN ASISTENSI
1
2
15-10-2015
15-10-2015
PENGAJUAN JUDUL SKRIPSI
ACC JUDUL SKRIPSI
3
19-10-2015
KONSULTASI BAB I
4
5
22-10-2015
23-10-2015
ACC BAB I
KONSULTASI BAB II
6
05-11-2015
ACC BAB II
7
09-11-2015
KONSULTASI BAB III
8
9
27-11-2015
03-11-2015
ACC BAB III
KONSULTASI BAB IV
10
07-01-2016
ACC BAB IV DAN SEMINAR HASIL
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Ir. Daryono, MT
NIP.108.8909.0124
TTD
Malang, 22 Januari 2016
Dosen Pembimbing I
Iis Siti A., ST., MT., PhD
NIP.108.1503.0572
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG FAKULTAS
TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127 Fax.
(0341) 460782 Malang 65144
LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI
Nama
No. Induk
Judul
: AHMAD THOLABA ILMI
: 201110120311060
: Pengaruh Tekanan dan Penambahan Cu
Terhadap Kekerasan Hasil Coran Aluminium
Paduan Pada Proses Squeeze Casting
: Iis Siti A., ST., MT., PhD.
: Drs. Moh. Jufri ST., MT.
Pembimbing I
Pembimbing II
Tanggal
URAIAN ASISTENSI
1
15-10-2015
PENGAJUAN JUDUL SKRIPSI
2
15-10-2015
ACC JUDUL SKRIPSI
3
19-10-2015
KONSULTASI BAB I
4
22-10-2015
ACC BAB I
5
23-10-2015
KONSULTASI BAB II
6
05-11-2015
ACC BAB II
7
09-11-2015
KONSULTASI BAB III
8
9
27-11-2015
03-11-2015
ACC BAB III
KONSULTASI BAB IV
10
07-01-2016
ACC BAB IV DAN SEMINAR HASIL
NO
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Ir. Daryono, MT
NIP.108.8909.0124
TTD
Malang, 22 Januari 2016
Dosen Pembimbing II
1
Drs. Moh. Jufri ST., MT
NIP.196311101990101001
2
LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah :
Nama
: Ahmad Tholaba Ilmi
Nim
: 201110120311060
Tempat / Tanggal Lahir
: Gresik /16 Juni 1992
Jurusan
: Teknik Mesin
Fakultas
: Teknik
Instansi
: Universitas Muhammadiyah Malang
Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa :
1.
Tugas Akhir dengan Judul :
“Pengaruh Tekanan dan Penambahan Cu Terhadap Kekerasan Hasil
Coran Aluminium Paduan Pada Proses Squeeze Casting “
Adalah hasil karya saya, dan dalam naskah tugas akhir ini tidak terdapat karya
ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar
akademik disuatu perguruan tinggi, dan tidak terdapat karya atau pendapat
yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, baik sebagian atau
keseluruhan, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan
disebutkan dalam sumber kutipan dan daftar pustaka.
2.
Apabila ternyata didalam naskah tugas akhir inbi dapat dibuktikan terdapat
unsur-unsur “PLAGIASI”, saya bersedia “TUGAS AKHIR INI
DIGUGURKAN” dan “GELAR AKADEMIK YANG TELAH SAYA
PEROLEH DIBATALKAN”,serta diproses sesuai ketentuan yang berlaku.
Demikian surat pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya untuk digunakan
sebagaimana mestinya.22 Januari 2016
Hormat,
Ahmad Tholaba Ilmi
ABSTRAK
Salah satu metode dalam proses pengecoran adalah pengecoran Squeeze
casting yang memanfaatkan keuntungan-keuntungan proses forging dan casting.
Berbagai produk komponen kendaraan dapat dihasilkan dari proses pengecoran ini,
seperti: steering, brake, Bagian-bagian suspense roda (velg), dan sebagainya.
Pengaruh tekanan pada proses ini menyebabkan butiran yang menjadi kecil, selain itu
pengaruh penambahan Cu akan mengurangi penyerapan gas dan memperbaiki sifat
mekaniknya. Oleh karena itu perlu diteliti lebih lanjut tentang pengaruh variasi
tekanan dan penambahan Cu terhadap kekerasan hasil coran aluminium paduan.
Variasi tekanan yang dipilih sebesar 100, 200, 300, 400 Bar. Sedangkan variasi kadar
Cu yang dipilih sebesar 2, 4, 6, 8 %, dengan temperature penuangan 7500C dan
temperature cetakan 4500C.
Percobaan dilakukan dengan melihat hasil uji kekerasan yang didapatkan pada
setiap variasi tekanan dan variasi penambahan Cu. Selanjutnya dapat dilakukan
pembahasan mengenai hubungan tekanan dan penambahan Cu serta interaksi
terhadap angka kekerasan setiap variasi tersebut.
Dari hasil analisa dapat diketahui bahwa peningkatan variasi tekanan dan
penambahan Cu berpengaruh terhadap kekerasan hasil coran aluminium paduan pada
proses squeeze casting. Kekerasan rata-rata tertinggi dapat pada tekanan 400 Bar dan
penambahan kadar Cu 8%, yaitu sbesar 205,31 VHN.
Kata kunci : Tekanan, unsur Cu, Squeeze casting
ABSTRACK
Either the methods in the process of casting is the squeeze casting that utilizes
the advantages of forging and casting process. Various vehicle components products
can be produced from this casting process, such as: steering, brake, portions
suspension, wheels (rims), etc. The effect of pressure on this process causes the grain
that happens to be small, but it will reduce the effect of adding Cu gas absorption and
improve its mechanical properties. Therefore, it needs to be studied further about the
influence of pressure variations and additions to violence Cu aluminum alloy casting
product. Preferred pressure variation of 100, 200, 300, 400 Bar. While the variation
of Cu content is selected by 2, 4, 6, 8%, with temperature casting mold temperature
of 750 0C and 450 0C.
The researh can by looking at the hardness test results obtained at each
pressure variations and variations addition of Cu. Further discussion can be
conducted regarding the relationship of pressure and the addition of Cu and
interaction on any variation of the levels of violence.
From the analysis it can be seen that the increase of pressure variations and
the addition of Cu affect the hardness of aluminum alloy casting product on a squeeze
casting process. Violence highest average can be at a pressure of 400 bar and the
addition of Cu content of 8%, which is sbesar 205.31 VHN.
Keywords: Pressure, Cu, Squeeze casting
3 KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT, yang telah
melimpahkan rohmat, taufik dan hidayah-nya pada penyusun sehingga dapat
menyelasaikan Tugas akhir ini.
Didalam penyusun tugas akhir ini sering mengalami kesulitan dan hambatan,
namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan itu bias dihadapi dan
teratasi. Oleh karena itu sangat tepatlah bila penyusun pada kesempatan kali ini untuk
menyampaikan terima kasih atas jasa baik yang selama ini penyusun terima, baik
nasehat, petunjuk serta bimbingan dan saran yang berupa apapun sehingga penyusun
dapat menyelesaikan Tugas akhir ini. Rasa terima kasih ini penyusun sampaikan
kepada :
1. Bapak Sudarman, Ir. MT. Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Malang.
2. Bapak Ir. Daryono, MT. Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Malang.
3. Bapak Iis Siti A., ST., MT., PhD. Selaku Dosen Pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan serta arahan secara intensif selama penyusunan skripsi ini
dilakukan.
4. Bapak Drs. Moh. Jufri ST., MT. Selaku Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan masukan ide serta saran sehingga terselesaikannya skripsi ini.
5. Bapak Irkham ST., MT. Yang telah memberikan masukan ide dan saran selama
penyusunan skripsi ini dilakukan
6. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan teoritis
secara langsung maupun tidak langsung.
7. Serta kedua orang tua yang selalu memberikan bantuan materi maupun non materi,
mendo`akan, mengingatkan akan pesan-pesannya yang tak akan terlupakan.
8. Temen-temen Laboratorium Fiska, serta temen-temn seangkatan TM 2011
9. Ninin Krisinda yang selalu mendo’akan dan memberikan masukan selama pengerjaan
skrips ini
10. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terima kasih banyak
Dalam penyusunan tugas akhir ini, penyusun menyadari bahwa masih banyak
kekurangan dan kelemahan baik dalam penyusunan data maupun dalam
pembahasannya. Oleh karena itu segala kritik dan saran yang sifatnya membangun
sangat penyusun harapkan demi sempurnanya Tugas akhir ini.
Semoga Allah SWT memberikan balasan kepada semua pihak yang tersebut
diatas dan penyusun berharap semoga Tugas akhir bermanfaat bagi penyusun dan
pembaca.
Malang, 22 Januari 2016
Hormat.
Ahmad Tholaba Ilmi
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI
COVER .................................................................................................................
LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................................
i
BERITA ACARA TUGAS AKHIR ....................................................................
ii
LEMBAR PERNYATAAN .................................................................................
iv
ABSTRAK ............................................................................................................
v
KATA PENGANTAR .......................................................................................... vii
DAFTAR ISI ..........................................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................
xi
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xii
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN ...............................................................................
1
1.1 Latar Belakang ..............................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah .........................................................................
2
1.3 Batasan Masalah............................................................................
2
1.4 Tujuan Penelitian ..........................................................................
3
1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................
3
TINJAUAN PUSTAKA .....................................................................
4
2.1 Penelitian Sebelumnya ..................................................................
4
2.2 Pengecoran Logam ........................................................................
4
2.2.1 Pengecoran Dengan Cetakan Logam ...................................
5
2.2.2 Squeeze Casting ...................................................................
6
2.3 Peroses Pembekuan logam ............................................................
8
2.3.1 Pertumbuhan Kristal ............................................................ 10
2.3.2 Pembekuan Logam Paduan.................................................. 12
2.3.3 Kurva Pendingin .................................................................. 13
2.3.4 Waktu Pembekuan ............................................................... 15
2.4 Aluminium .................................................................................... 16
2.4.1 Aluminium Paduan .............................................................. 16
2.4.2 Pengaruh Unsur Padan ......................................................... 18
2.4.3 Sifat Umum Dari Berbagai Jenis Padan Aluminum ............ 20
2.5 Tekanan ......................................................................................... 21
2.6 Kekerasan Bahan ........................................................................... 22
2.7 Hipotesis ....................................................................................... 22
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN ....................................................... 23
3.1 Metode Penelitian.......................................................................... 23
3.2 Bahan Yang Digunakan ................................................................ 23
3.3 Alat Yang Digunakan .................................................................... 23
3.4 Variabel Pnelitian .......................................................................... 24
3.5 Prosedur Penelitian........................................................................ 24
3.7 Rancangan Penelitian .................................................................... 25
3.8 Diagram Alir Penelitan ................................................................. 27
BAB IV
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN ........................................ 28
4.1 Data Hasil Pengujian ..................................................................... 28
4.2 Pembahasan ................................................................................... 30
4.2.1 Pengaruh Tekanan Terhadap Kekerasan Terhadap
Kekerasan ............................................................................ 31
4.2.2 Pengaruh Kadar Cu Terhadap Kekerasan ............................ 32
4.2.3 Implementation Diagram(Deployment Diagram)................ 34
BAB V
PENUTUP ........................................................................................... 35
5.1 Kesimpulan ................................................................................... 35
5.2 Saran .............................................................................................. 35
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 36
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Proses Squeeze Casting ............................................................................ 7
Gambar 2.2 Ilustrasi Skematis Dari Permukaan Logam .............................................. 9
Gambar 2.3 Ilustrasi Skematis Pembekuan Logam Pada Cetakan Bujur Sangkar .... 12
Gambar 2.4 Skematis Pendinginan dan Distribusi Temperatur Logam Paduan ........ 13
Gambar 2.5 Kurva Pendingnan Logam Murni Atau Paduan Eutectoid ..................... 14
Gambar 2.6 Kurva Pendinginan Untuk Logam Paduan ............................................. 15
Gambar 2.7 Diagram Fase Binary Al-Cu................................................................... 21
Gambar 3.8 Diagram Alir Penelitian ......................................................................... 27
Gambar 4.1 Hubungan tekanan terhadap kekerasan .................................................. 29
Gambar 4.2 Hubungan Kadar Cu Terhdap Kekerasan............................................... 30
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Rancangan Penelitian ................................................................................. 26
DAFTAR PUSTAKA
De Garmo, E. Paul, 1988. Materials and Processes in Manufacturing. Macmillan
Publishing Company: New York.
Vimala, Andi (2004) meneliti pengaruh temperatur penuangan dan penambahan
unsur Cu pada proses squeeze casting terhadap kekerasan coran aluminium
paduan.
Herman, Gita Novian (2014) meneliti pengaruh Komposisi Cu dan Variasi Tekanan
Kompaksi Terhadap Densitas dan Kekerasan.
Kalpakjian, S., 1990. Manfacturing Engineering and Technology. Addison-Wesley
Publish Company: Massachusetts.
Sudia, Tata, 1995, Pengetahuan Bahan Teknik, P.T Pradnya Paramita: Jakarta
Sudia, Tata, 1995, “Teknologi Pengecoran Logam”, P.T Pradnya Paramita: Jakarta
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Aluminium murni mempunyai sifat mekanis yang kurang baik, sehingga
dalam penggunaan sehari-hari bahan ini diproduksi sebagai aluminium paduan.
Guna memenuhi tuntutan konstruksi terhadap kekuatannya, ditambahkan unsurunsur lain seperti: Cu, Si, Mg, Mn, Zn, dan sebagai unsur paduan pada aluminium
yang dibuat melalui pengecoran.
Kualitas hasil coran sangat dipengaruhi oleh metode yang digunakan.
Salah satu cara yang dapat digunakan diantaranya adalah Squeeze casting, yaitu
suatu metode pengecoran yang mengkombinasikan keuntungan-keuntungan
proses forging dan casting, dimana dilakukan dengan menggunakan cetakan
permanen yang terbuat dari logam tahan panas sehingga bisa digunakan secara
berulang-ulang. Proses squeeze casting mengharapkan ketepatan kontrol dari
sejumlah variabel seperti: tekanan, temperatur penuangan logam, komposisi
logam coran, temperatur dan punch, dan waktu kompresi. Dengan menentukan
masing-masing variabel diatas maka akan dihasilkan kualitas produk dapat
dihasilkan dengan menggunakan proses squeeze casting di antaranya yaitu
komponen-komponen kendaraan seperti: steering, brake, bagian-bagian suspensi,
roda (velg), dan sebagainya.
Herman, (2014) meneliti pengaruh Komposisi Cu dan Variasi Tekanan
Kompaksi Terhadap Densitas dan Kekerasan, dengan komposisi tembaga
sebanyak 20, 30, 40 % dan tekanan kompaksi sebesar 200, 400, dan 600 Mpa.
1
2
Andi, (2004) meneliti pengaruh temperatur penuangan dan penambahan
unsur Cu pada proses squeeze casting terhadap kekerasan coran aluminium
paduan. Pada penelitian yang dilakukan, diketahui bahwasanya semakin besar
temperatur penuangan dan kadar Cu berbanding lurus dengan ajang peningkatan
kekerasan. Kekerasan rata-rata maksimum diperoleh pada temperatur penuangan
1000 0C dan kadar CU 5% yaitu sebesar 94,5 BHN.
Berdasarkan uraian diata maka peneliti melakukan penelitian yang
bertujuan untuk mengetahui pengaruh dan variasi tekanan punch dan penambahan
unsur Cu terhadap kekerasan hasil coran aluminium paduan pada proses squeeze
casting. Sehingga dengan peneltian ini diharapkan ilmu dan teknologi mengenai
pengecoran logam, terutama pengecoran dengan metode squeeze di Indonesia
akan lebih maju dan berkembang, serta mampu menghasilkan benda coran yang
lebih berkualitas.
1.2
Rumusan Masalah
berdasarkan latar belakang masalah yang dipaparkan di atas, dapat dibuat
rumusan masalah sebagai berikut, yaitu: bagaimana pengaruh variasai tekanan dan
penambahan Cu terhadap kekerasan hasil coran aluminium paduan pada proses
squeeze casting?
1.3
Batasan Masalah
Untuk
memperjelas
dan
memfokuskan
pembahasan
terhadap
permasalahan yang ada, diperlukan beberapa batasan masalah, sebagai berikut :
1. Peleburan dilakukan dengan menggunakan dapur listrik jenis crucible
reverberatory.
3
2. Bahan coran yang digunakan adalah aluminium paduan dengan memiliki
kandungan unsur 1,64% Si, 4,54% Cu, dan 0,023% Mg.
3. cetakan yang dipakai adalah cetakan logam.
4. Analisis penelitian dititik beratkan pada kekerasan permukaan.
5. Tekanan yang dimaksudkan adalah tekanan yang ditunjukkan oleh pressur
gauge pada instalasi alat penekan proses squeeze casting.
1.4
Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah: Mengetahui pengaruh
variasi tekanan dan penambahan Cu terhadap kekerasan hasil coran aluminium
paduan pada proses squeeze casting.
1.5
Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah :
1. Memberikan pengalaman pada penulis untuk menerapkan teori-teori yang
diperoleh di bangku perkuliahan khususnya mengenai pengecoran logam.
2. memberi masukan bermanfaat bagi industri pengecoran logam mengenai
squeeze casting sehingga mampu membuat produk seperti yang
diinginkan.
3. memberi wawasan pengetahuan tambahan dalam bidang teknologi
pengecoran logam khususnya pengecoran dengan adanya penambahan Cu
pada aluminium dengan metode Squeeze casting.
TERHADAP KEKERASAN HASIL CORAN ALUMINIUM PADUAN
PADA PROSES SQUEEZE CASTING
SKRIPSI
Diajukan Kepada :
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Mesin
Program Strata Satu (S-1) Jurusan Teknik Mesin
AHMAD THOLABA ILMI
NIM: 201110120311060
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2016
POSTER
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI
Pengaruh Tekanan dan Penambahan Cu Terhadap Kekerasan Hasil
Coran Aluminium Paduan Pada Proses Squeeze Casting
Diajukan Kepada :
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Mesin
Program Strata Satu (S-1) Jurusan Teknik Mesin
Oleh:
Ahmad Tholaba Ilmi
201110120311060
Diterima dan Disetujui
pada tanggal 22 Juli 2016
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Iis Siti A., ST., MT., PhD
Drs. Moh. Jufri ST., MT
NIP.108.1503.0572
NIP.196311101990101001
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Universitas Muhammdiyha Malang
Ir. Daryono, MT
NIP.108.8909.0124
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG FAKULTAS
TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127 Fax.
(0341) 460782 Malang 65144
LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI
Nama
No. Induk
: AHMAD THOLABA ILMI
: 201110120311060
Terhadap Kekerasan Hasil Coran Aluminium
Paduan Pada Proses Squeeze Casting
: Iis Siti A., ST., MT., PhD.
: Drs. Moh. Jufri ST., MT
Pembimbing I
Pembimbing II
NO
Tanggal
URAIAN ASISTENSI
1
2
15-10-2015
15-10-2015
PENGAJUAN JUDUL SKRIPSI
ACC JUDUL SKRIPSI
3
19-10-2015
KONSULTASI BAB I
4
5
22-10-2015
23-10-2015
ACC BAB I
KONSULTASI BAB II
6
05-11-2015
ACC BAB II
7
09-11-2015
KONSULTASI BAB III
8
9
27-11-2015
03-11-2015
ACC BAB III
KONSULTASI BAB IV
10
07-01-2016
ACC BAB IV DAN SEMINAR HASIL
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Ir. Daryono, MT
NIP.108.8909.0124
TTD
Malang, 22 Januari 2016
Dosen Pembimbing I
Iis Siti A., ST., MT., PhD
NIP.108.1503.0572
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG FAKULTAS
TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127 Fax.
(0341) 460782 Malang 65144
LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI
Nama
No. Induk
Judul
: AHMAD THOLABA ILMI
: 201110120311060
: Pengaruh Tekanan dan Penambahan Cu
Terhadap Kekerasan Hasil Coran Aluminium
Paduan Pada Proses Squeeze Casting
: Iis Siti A., ST., MT., PhD.
: Drs. Moh. Jufri ST., MT.
Pembimbing I
Pembimbing II
Tanggal
URAIAN ASISTENSI
1
15-10-2015
PENGAJUAN JUDUL SKRIPSI
2
15-10-2015
ACC JUDUL SKRIPSI
3
19-10-2015
KONSULTASI BAB I
4
22-10-2015
ACC BAB I
5
23-10-2015
KONSULTASI BAB II
6
05-11-2015
ACC BAB II
7
09-11-2015
KONSULTASI BAB III
8
9
27-11-2015
03-11-2015
ACC BAB III
KONSULTASI BAB IV
10
07-01-2016
ACC BAB IV DAN SEMINAR HASIL
NO
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Ir. Daryono, MT
NIP.108.8909.0124
TTD
Malang, 22 Januari 2016
Dosen Pembimbing II
1
Drs. Moh. Jufri ST., MT
NIP.196311101990101001
2
LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah :
Nama
: Ahmad Tholaba Ilmi
Nim
: 201110120311060
Tempat / Tanggal Lahir
: Gresik /16 Juni 1992
Jurusan
: Teknik Mesin
Fakultas
: Teknik
Instansi
: Universitas Muhammadiyah Malang
Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa :
1.
Tugas Akhir dengan Judul :
“Pengaruh Tekanan dan Penambahan Cu Terhadap Kekerasan Hasil
Coran Aluminium Paduan Pada Proses Squeeze Casting “
Adalah hasil karya saya, dan dalam naskah tugas akhir ini tidak terdapat karya
ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar
akademik disuatu perguruan tinggi, dan tidak terdapat karya atau pendapat
yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, baik sebagian atau
keseluruhan, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan
disebutkan dalam sumber kutipan dan daftar pustaka.
2.
Apabila ternyata didalam naskah tugas akhir inbi dapat dibuktikan terdapat
unsur-unsur “PLAGIASI”, saya bersedia “TUGAS AKHIR INI
DIGUGURKAN” dan “GELAR AKADEMIK YANG TELAH SAYA
PEROLEH DIBATALKAN”,serta diproses sesuai ketentuan yang berlaku.
Demikian surat pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya untuk digunakan
sebagaimana mestinya.22 Januari 2016
Hormat,
Ahmad Tholaba Ilmi
ABSTRAK
Salah satu metode dalam proses pengecoran adalah pengecoran Squeeze
casting yang memanfaatkan keuntungan-keuntungan proses forging dan casting.
Berbagai produk komponen kendaraan dapat dihasilkan dari proses pengecoran ini,
seperti: steering, brake, Bagian-bagian suspense roda (velg), dan sebagainya.
Pengaruh tekanan pada proses ini menyebabkan butiran yang menjadi kecil, selain itu
pengaruh penambahan Cu akan mengurangi penyerapan gas dan memperbaiki sifat
mekaniknya. Oleh karena itu perlu diteliti lebih lanjut tentang pengaruh variasi
tekanan dan penambahan Cu terhadap kekerasan hasil coran aluminium paduan.
Variasi tekanan yang dipilih sebesar 100, 200, 300, 400 Bar. Sedangkan variasi kadar
Cu yang dipilih sebesar 2, 4, 6, 8 %, dengan temperature penuangan 7500C dan
temperature cetakan 4500C.
Percobaan dilakukan dengan melihat hasil uji kekerasan yang didapatkan pada
setiap variasi tekanan dan variasi penambahan Cu. Selanjutnya dapat dilakukan
pembahasan mengenai hubungan tekanan dan penambahan Cu serta interaksi
terhadap angka kekerasan setiap variasi tersebut.
Dari hasil analisa dapat diketahui bahwa peningkatan variasi tekanan dan
penambahan Cu berpengaruh terhadap kekerasan hasil coran aluminium paduan pada
proses squeeze casting. Kekerasan rata-rata tertinggi dapat pada tekanan 400 Bar dan
penambahan kadar Cu 8%, yaitu sbesar 205,31 VHN.
Kata kunci : Tekanan, unsur Cu, Squeeze casting
ABSTRACK
Either the methods in the process of casting is the squeeze casting that utilizes
the advantages of forging and casting process. Various vehicle components products
can be produced from this casting process, such as: steering, brake, portions
suspension, wheels (rims), etc. The effect of pressure on this process causes the grain
that happens to be small, but it will reduce the effect of adding Cu gas absorption and
improve its mechanical properties. Therefore, it needs to be studied further about the
influence of pressure variations and additions to violence Cu aluminum alloy casting
product. Preferred pressure variation of 100, 200, 300, 400 Bar. While the variation
of Cu content is selected by 2, 4, 6, 8%, with temperature casting mold temperature
of 750 0C and 450 0C.
The researh can by looking at the hardness test results obtained at each
pressure variations and variations addition of Cu. Further discussion can be
conducted regarding the relationship of pressure and the addition of Cu and
interaction on any variation of the levels of violence.
From the analysis it can be seen that the increase of pressure variations and
the addition of Cu affect the hardness of aluminum alloy casting product on a squeeze
casting process. Violence highest average can be at a pressure of 400 bar and the
addition of Cu content of 8%, which is sbesar 205.31 VHN.
Keywords: Pressure, Cu, Squeeze casting
3 KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT, yang telah
melimpahkan rohmat, taufik dan hidayah-nya pada penyusun sehingga dapat
menyelasaikan Tugas akhir ini.
Didalam penyusun tugas akhir ini sering mengalami kesulitan dan hambatan,
namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan itu bias dihadapi dan
teratasi. Oleh karena itu sangat tepatlah bila penyusun pada kesempatan kali ini untuk
menyampaikan terima kasih atas jasa baik yang selama ini penyusun terima, baik
nasehat, petunjuk serta bimbingan dan saran yang berupa apapun sehingga penyusun
dapat menyelesaikan Tugas akhir ini. Rasa terima kasih ini penyusun sampaikan
kepada :
1. Bapak Sudarman, Ir. MT. Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Malang.
2. Bapak Ir. Daryono, MT. Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Malang.
3. Bapak Iis Siti A., ST., MT., PhD. Selaku Dosen Pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan serta arahan secara intensif selama penyusunan skripsi ini
dilakukan.
4. Bapak Drs. Moh. Jufri ST., MT. Selaku Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan masukan ide serta saran sehingga terselesaikannya skripsi ini.
5. Bapak Irkham ST., MT. Yang telah memberikan masukan ide dan saran selama
penyusunan skripsi ini dilakukan
6. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan teoritis
secara langsung maupun tidak langsung.
7. Serta kedua orang tua yang selalu memberikan bantuan materi maupun non materi,
mendo`akan, mengingatkan akan pesan-pesannya yang tak akan terlupakan.
8. Temen-temen Laboratorium Fiska, serta temen-temn seangkatan TM 2011
9. Ninin Krisinda yang selalu mendo’akan dan memberikan masukan selama pengerjaan
skrips ini
10. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terima kasih banyak
Dalam penyusunan tugas akhir ini, penyusun menyadari bahwa masih banyak
kekurangan dan kelemahan baik dalam penyusunan data maupun dalam
pembahasannya. Oleh karena itu segala kritik dan saran yang sifatnya membangun
sangat penyusun harapkan demi sempurnanya Tugas akhir ini.
Semoga Allah SWT memberikan balasan kepada semua pihak yang tersebut
diatas dan penyusun berharap semoga Tugas akhir bermanfaat bagi penyusun dan
pembaca.
Malang, 22 Januari 2016
Hormat.
Ahmad Tholaba Ilmi
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI
COVER .................................................................................................................
LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................................
i
BERITA ACARA TUGAS AKHIR ....................................................................
ii
LEMBAR PERNYATAAN .................................................................................
iv
ABSTRAK ............................................................................................................
v
KATA PENGANTAR .......................................................................................... vii
DAFTAR ISI ..........................................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................
xi
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xii
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN ...............................................................................
1
1.1 Latar Belakang ..............................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah .........................................................................
2
1.3 Batasan Masalah............................................................................
2
1.4 Tujuan Penelitian ..........................................................................
3
1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................
3
TINJAUAN PUSTAKA .....................................................................
4
2.1 Penelitian Sebelumnya ..................................................................
4
2.2 Pengecoran Logam ........................................................................
4
2.2.1 Pengecoran Dengan Cetakan Logam ...................................
5
2.2.2 Squeeze Casting ...................................................................
6
2.3 Peroses Pembekuan logam ............................................................
8
2.3.1 Pertumbuhan Kristal ............................................................ 10
2.3.2 Pembekuan Logam Paduan.................................................. 12
2.3.3 Kurva Pendingin .................................................................. 13
2.3.4 Waktu Pembekuan ............................................................... 15
2.4 Aluminium .................................................................................... 16
2.4.1 Aluminium Paduan .............................................................. 16
2.4.2 Pengaruh Unsur Padan ......................................................... 18
2.4.3 Sifat Umum Dari Berbagai Jenis Padan Aluminum ............ 20
2.5 Tekanan ......................................................................................... 21
2.6 Kekerasan Bahan ........................................................................... 22
2.7 Hipotesis ....................................................................................... 22
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN ....................................................... 23
3.1 Metode Penelitian.......................................................................... 23
3.2 Bahan Yang Digunakan ................................................................ 23
3.3 Alat Yang Digunakan .................................................................... 23
3.4 Variabel Pnelitian .......................................................................... 24
3.5 Prosedur Penelitian........................................................................ 24
3.7 Rancangan Penelitian .................................................................... 25
3.8 Diagram Alir Penelitan ................................................................. 27
BAB IV
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN ........................................ 28
4.1 Data Hasil Pengujian ..................................................................... 28
4.2 Pembahasan ................................................................................... 30
4.2.1 Pengaruh Tekanan Terhadap Kekerasan Terhadap
Kekerasan ............................................................................ 31
4.2.2 Pengaruh Kadar Cu Terhadap Kekerasan ............................ 32
4.2.3 Implementation Diagram(Deployment Diagram)................ 34
BAB V
PENUTUP ........................................................................................... 35
5.1 Kesimpulan ................................................................................... 35
5.2 Saran .............................................................................................. 35
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 36
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Proses Squeeze Casting ............................................................................ 7
Gambar 2.2 Ilustrasi Skematis Dari Permukaan Logam .............................................. 9
Gambar 2.3 Ilustrasi Skematis Pembekuan Logam Pada Cetakan Bujur Sangkar .... 12
Gambar 2.4 Skematis Pendinginan dan Distribusi Temperatur Logam Paduan ........ 13
Gambar 2.5 Kurva Pendingnan Logam Murni Atau Paduan Eutectoid ..................... 14
Gambar 2.6 Kurva Pendinginan Untuk Logam Paduan ............................................. 15
Gambar 2.7 Diagram Fase Binary Al-Cu................................................................... 21
Gambar 3.8 Diagram Alir Penelitian ......................................................................... 27
Gambar 4.1 Hubungan tekanan terhadap kekerasan .................................................. 29
Gambar 4.2 Hubungan Kadar Cu Terhdap Kekerasan............................................... 30
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Rancangan Penelitian ................................................................................. 26
DAFTAR PUSTAKA
De Garmo, E. Paul, 1988. Materials and Processes in Manufacturing. Macmillan
Publishing Company: New York.
Vimala, Andi (2004) meneliti pengaruh temperatur penuangan dan penambahan
unsur Cu pada proses squeeze casting terhadap kekerasan coran aluminium
paduan.
Herman, Gita Novian (2014) meneliti pengaruh Komposisi Cu dan Variasi Tekanan
Kompaksi Terhadap Densitas dan Kekerasan.
Kalpakjian, S., 1990. Manfacturing Engineering and Technology. Addison-Wesley
Publish Company: Massachusetts.
Sudia, Tata, 1995, Pengetahuan Bahan Teknik, P.T Pradnya Paramita: Jakarta
Sudia, Tata, 1995, “Teknologi Pengecoran Logam”, P.T Pradnya Paramita: Jakarta
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Aluminium murni mempunyai sifat mekanis yang kurang baik, sehingga
dalam penggunaan sehari-hari bahan ini diproduksi sebagai aluminium paduan.
Guna memenuhi tuntutan konstruksi terhadap kekuatannya, ditambahkan unsurunsur lain seperti: Cu, Si, Mg, Mn, Zn, dan sebagai unsur paduan pada aluminium
yang dibuat melalui pengecoran.
Kualitas hasil coran sangat dipengaruhi oleh metode yang digunakan.
Salah satu cara yang dapat digunakan diantaranya adalah Squeeze casting, yaitu
suatu metode pengecoran yang mengkombinasikan keuntungan-keuntungan
proses forging dan casting, dimana dilakukan dengan menggunakan cetakan
permanen yang terbuat dari logam tahan panas sehingga bisa digunakan secara
berulang-ulang. Proses squeeze casting mengharapkan ketepatan kontrol dari
sejumlah variabel seperti: tekanan, temperatur penuangan logam, komposisi
logam coran, temperatur dan punch, dan waktu kompresi. Dengan menentukan
masing-masing variabel diatas maka akan dihasilkan kualitas produk dapat
dihasilkan dengan menggunakan proses squeeze casting di antaranya yaitu
komponen-komponen kendaraan seperti: steering, brake, bagian-bagian suspensi,
roda (velg), dan sebagainya.
Herman, (2014) meneliti pengaruh Komposisi Cu dan Variasi Tekanan
Kompaksi Terhadap Densitas dan Kekerasan, dengan komposisi tembaga
sebanyak 20, 30, 40 % dan tekanan kompaksi sebesar 200, 400, dan 600 Mpa.
1
2
Andi, (2004) meneliti pengaruh temperatur penuangan dan penambahan
unsur Cu pada proses squeeze casting terhadap kekerasan coran aluminium
paduan. Pada penelitian yang dilakukan, diketahui bahwasanya semakin besar
temperatur penuangan dan kadar Cu berbanding lurus dengan ajang peningkatan
kekerasan. Kekerasan rata-rata maksimum diperoleh pada temperatur penuangan
1000 0C dan kadar CU 5% yaitu sebesar 94,5 BHN.
Berdasarkan uraian diata maka peneliti melakukan penelitian yang
bertujuan untuk mengetahui pengaruh dan variasi tekanan punch dan penambahan
unsur Cu terhadap kekerasan hasil coran aluminium paduan pada proses squeeze
casting. Sehingga dengan peneltian ini diharapkan ilmu dan teknologi mengenai
pengecoran logam, terutama pengecoran dengan metode squeeze di Indonesia
akan lebih maju dan berkembang, serta mampu menghasilkan benda coran yang
lebih berkualitas.
1.2
Rumusan Masalah
berdasarkan latar belakang masalah yang dipaparkan di atas, dapat dibuat
rumusan masalah sebagai berikut, yaitu: bagaimana pengaruh variasai tekanan dan
penambahan Cu terhadap kekerasan hasil coran aluminium paduan pada proses
squeeze casting?
1.3
Batasan Masalah
Untuk
memperjelas
dan
memfokuskan
pembahasan
terhadap
permasalahan yang ada, diperlukan beberapa batasan masalah, sebagai berikut :
1. Peleburan dilakukan dengan menggunakan dapur listrik jenis crucible
reverberatory.
3
2. Bahan coran yang digunakan adalah aluminium paduan dengan memiliki
kandungan unsur 1,64% Si, 4,54% Cu, dan 0,023% Mg.
3. cetakan yang dipakai adalah cetakan logam.
4. Analisis penelitian dititik beratkan pada kekerasan permukaan.
5. Tekanan yang dimaksudkan adalah tekanan yang ditunjukkan oleh pressur
gauge pada instalasi alat penekan proses squeeze casting.
1.4
Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah: Mengetahui pengaruh
variasi tekanan dan penambahan Cu terhadap kekerasan hasil coran aluminium
paduan pada proses squeeze casting.
1.5
Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah :
1. Memberikan pengalaman pada penulis untuk menerapkan teori-teori yang
diperoleh di bangku perkuliahan khususnya mengenai pengecoran logam.
2. memberi masukan bermanfaat bagi industri pengecoran logam mengenai
squeeze casting sehingga mampu membuat produk seperti yang
diinginkan.
3. memberi wawasan pengetahuan tambahan dalam bidang teknologi
pengecoran logam khususnya pengecoran dengan adanya penambahan Cu
pada aluminium dengan metode Squeeze casting.