Analisa Pengaruh Variasi Pembebanan Terhadap Laju Keausan Bahan Aluminium Sekrap dan Al-Si Dengan Menggunakan Alat Uji Keausan Tipe Pin On Disk.

ANALISA PENGARUH VARIASI PEMBEBANAN TERHADAP
LAJU KEAUSAN BAHAN ALUMINIUM SEKRAP DAN Al-Si
DENGAN MENGGUNAKAN ALAT UJI KEAUSAN
TIPE PIN ON DISK

SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

WENDY ADITYA
NIM. 060401070

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, atas limpahan karunia-Nya.
Shalawat serta salam penulis sampaikan kepada tauladan terbaik manusia, Rasulullah
Muhammad SAW. Skripsi berjudul “Analisa Pengaruh Variasi Pembebanan Terhadap

Laju Keausan Bahan Aluminium Sekrap dan Al-Si Dengan Menggunakan Alat Uji
Keausan Tipe Pin On Disk” ini penulis buat sebagai tugas akhir dalam proses menimba
ilmu sekaligus menjadi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di
Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Selama
melaksanakan penelitian ini telah banyak pihak yang membantu penulis, sehingga dengan
segala kerendahan hati, penulis sampaikan ucapan terimakasih kepada :









Ayahanda Sukalil, Kakanda Eni Setiawaty, Sugiharto, Andi Irawan, Irawati
dan Rendy Pramudya yang tak pernah putus memberi kasih sayang, dukungan,
doa, dan semangat yang tak kan pernah terbalas.
Bapak Dr.-Ing.Ir.Ikhwansyah Isranuri, selaku ketua Departemen Teknik Mesin
FT-USU dan sekaligus dosen pembimbing yang telah banyak memberikan
bimbingan dan saran yang sangat membangun dan menambah pengetahuan
penulis selama penelitian dan pembuatan skripsi.
Bapak Suprianto, ST.MT, yang telah meluangkan waktunya untuk berdiskusi
dengan penulis selama penyelesaian skripsi ini.
Bapak Rustam, Bapak Sarjana, ST, Sdr. Jamil dan Sdr. Syahreza Tamba yang
telah membantu dan memberikan dukungan untuk menyelesaikan skripsi ini.
Seluruh Staf Pengajar, Asisten Laboratorium dan pegawai administrasi pada
Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang
telah memberikan bekal pengetahuan dan bantuan hingga akhir masa studi.



Rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin USU, khususnya angkatan 2006 yang
telah banyak memberikan dukungan dan bantuan.

Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi pihak yang berkepentingan
dan kemajuan ilmu pengetahuan.
Medan, 21 Agustus 2011

Penulis

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
Pada dasarnya unsur silikon dapat meningkatkan kekerasan (hardness) dan
menurunkan keausan (wear) dari unsur Aluminium. Tetapi jika kadar Silikon yang
diberikan semakin banyak, maka kekerasan meningkat dan keausan akan menurun.
Adapun beberapa sifat penting yang dimiliki Aluminium sehingga banyak digunakan
sebagai material teknik, diantaranya adalah penghantar listrik dan panas yang baik
(konduktor), mudah difabrikasi, ringan (2,7 gr/cm3), tahan korosi dan tidak beracun
serta kekuatannya rendah, tetapi pemaduan (alloy) kekuatannya bisa ditingkatkan.
Dari sifat Aluminium diatas, maka perlu dilakukan pengujian untuk mengetahui
tingkat kekerasan dan laju keausan dengan penambahan unsur Silikon pada bahan
Aluminium Sekrap. Dalam penelitian ini menggunakan alat uji keausan dengan
standar ASTM G 99-04, pengujian pada kondisi kering, bahan Aluminium Sekrap dan
Aluminium Silikon dan kajian hanya dilakukan dengan variasi variabel beban (load)
yaitu 2,5N, 5N, 7,5N, 10N dan 12,5N. Tujuan dari penelitian ini secara umum adalah
mengetahui pengaruh pembebanan (load) terhadap laju keausan pada bahan
Aluminium Sekrap dan Aluminium Silikon. Secara khusus yaitu mendapatkan Sliding
Speed dan Sliding Distance yang konstan dan melakukan variasi beban (load) untuk
mengetahui laju keausan pada bahan Aluminium Sekrap dan Aluminium Silikon.
Manfaat dari penelitian ini adalah penyusun dapat menerapkan apa yang dipelajari di
buku dengan terjun langsung meneliti sifat-sifat Aluminium dan campurannya dan
penyusun dapat memberi pengetahuan tentang hasil penelitian yang telah dilakukan
guna referensi penelitian selanjutnya. Metode yang digunakan dalam penelitian ini
adalah metode eksperimen, dari jenis penelitian yang digunakan dalam penelitian ini
adalah bentuk kualitatif yaitu memaparkan secara jelas hasil eksperimen yang
diperoleh dari sejumlah spesimen uji dalam bentuk angka. Sampel diambil untuk
dilakukan uji kekerasan (hardness) dan uji keausan (wear test). Dari hasil uji keausan
bahwa kenaikan laju keausan akan terus meningkat seiring dengan pertambahan
beban. Kenaikan laju keausan yang paling besar terjadi pada beban 12,5N yaitu pada
Aluminium coran Aluminium Sekrap sebesar 0,290 mm3/s untuk teori dan 0,308
mm3/s untuk praktek. Sedangkan untuk Aluminium coran 3,76%Si dan 9,12%Si laju
keausannya semakin menurun karena nilai kekerasannya sangat berpengaruh pada
keausan.

Kata kunci: Aluminium, Aluminium-Silikon, Uji komposisi, Uji kekerasan dan Uji
keausan

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ......................................................................................... i
ABSTRAK ........................................................................................................... ii
DAFTAR ISI........................................................................................................ iii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... vi
DAFTAR TABEL ............................................................................................... viii
DAFTAR NOTASI.............................................................................................. ix

BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah .................................................................................. 2
1.3 Batasan Masalah ....................................................................................... 2
1.4 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 3
1.4.1 Tujuan Umum .................................................................................. 3
1.4.2 Tujuan Khusus ................................................................................. 3
1.5 Manfaat Penelitian .................................................................................... 3
1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kajian Pustaka ......................................................................................... 5
2.2 Landasan Teori......................................................................................... 6
2.2.1 Aluminium ...................................................................................... 6
2.2.2 Silikon ............................................................................................ 8
2.2.3 Aluminium - Silikon ....................................................................... 9
2.2.4 Pengecoran ..................................................................................... 11
2.2.4.1 Sejarah Pengecoran ............................................................ 11
2.2.4.2 Proses Pengecoran .............................................................. 12
2.2.4.3 Pembuatan Coran ............................................................... 13
2.2.4.4 Sifat Coran Al-Si ................................................................ 14
2.2.5 Pengujian Keausan (Wear Test) ..................................................... 15
2.2.5.1 Keausan Abrasif ................................................................. 20

Universitas Sumatera Utara

2.2.5.2 Keausan Adhesi .................................................................. 21
2.2.5.3 Keausan Oksidasi ............................................................... 21
2.2.5.4 Keausan Erosi ..................................................................... 21
2.2.5.5 Keausan friting ................................................................... 21
2.2.6 Pengujian Kekerasan (Hardness Test) ........................................... 21
2.2.6.1 Metode Brinell .................................................................... 23
2.2.6.2 Metode Vickers ................................................................... 23
2.2.6.3 Metode Rockwell ................................................................ 23
2.2.6.4 Metode Micro Hardness ..................................................... 24
2.2.7 Equotip Hardness Tester ................................................................ 24
2.2.8 Pengujian Kekasaran (Roughness) ................................................. 25
2.2.9 Foto Mikro (Metallography Test)................................................... 26

BAB III METODOLOGI PENELITAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian .................................................................. 31
3.2 Bahan dan Alat Penelitian........................................................................ 31
3.2.1 Bahan penelitian.............................................................................. 31
3.2.2 Alat Penelitian ................................................................................ 33
3.3 Prosedur Penelitian .................................................................................. 41
3.3.1 Proses Pengecoran Aluminium ...................................................... 41
3.3.2 Pengujian Komposisi ...................................................................... 42
3.3.3 Pengujian Kekerasan (Hardness) ................................................... 42
3.3.4 Pengujian Kekasaran (Roughness) ................................................. 43
3.3.5 Pengujian Keausan (Wear Test) ..................................................... 43
3.3.6 Pengujian Metalografi (Metallography Test) ................................. 44
3.4 Diagram Alir Penelitian........................................................................... 45

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Uji Komposisi................................................................................. 46
4.2 Hasil Uji Kekerasan (Hardness Test) ...................................................... 52
4.3 Hasil Uji Kekasaran (Roughness) ............................................................ 54
4.4 Hasil Uji Keausan (Wear Test) ................................................................ 55
4.5 Hasil Uji Metalografi (Metallography Test) ............................................ 65

Universitas Sumatera Utara

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan .............................................................................................. 69
5.2 Saran ........................................................................................................ 69

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 ALat uji keausan tipe pin on disk ................................................... 16
Gambar 2.2 Pengujian keausan dengan metode pin on disk ............................... 17
Gambar 2.3 Spesimen hasil uji keausan ............................................................. 19
Gambar 2.4 Alat uji kekerasan............................................................................ 22
Gambar 2.5 Equotip 3 Hardness Tester.............................................................. 25
Gambar 2.6 Alat uji kekasaran............................................................................ 25
Gambar 2.7 Alat uji struktur mikro..................................................................... 29
Gambar 2.8 Hasil foto mikro dari Aluminium murni ......................................... 29
Gambar 2.9 Struktur mikro dari paduan Aluminium-Silikon ............................. 30
Gambar 3.1 Aluminium Sekrap (tutup kaleng)................................................... 31
Gambar 3.2 Silikon dan serbuk silikon ............................................................... 32
Gambar 3.3 Cover fluks ...................................................................................... 32
Gambar 3.4 Bahan bakar (kayu) ......................................................................... 33
Gamabar 3.5 Dapur peleburan/Krusibel ............................................................. 33
Gambar 3.6 Alat uji keausan standar ASTM G99-04 tipe pin on disk ............... 34
Gambar 3.7 Equotip 3 Hardness Tester.............................................................. 34
Gambar 3.8 Termokopel type - K ....................................................................... 35
Gamabar 3.9 Crucible dan penutupnya .............................................................. 36
Gambar 3.10 Ladel peleburan ............................................................................. 36
Gambar 3.11 Polishing Machine ........................................................................ 37
Gambar 3.12 Mikroskop Optic ........................................................................... 37
Gamabar 3.13 Alat uji kekasaran ........................................................................ 38
Gambar 3.14 OES (Optical Emission Spectrometer) ......................................... 38
Gambar 3.15 Ayakan silikon (Mesh) .................................................................. 39
Gambar 3.16 Timbangan .................................................................................... 39
Gambar 3.17 Blower dan air sprayer .................................................................. 40
Gambar 3.18 Cetakan Logam ............................................................................ 40
Gambar 3.19 Mesin bubut................................................................................... 41
Gambar 3.20 Diagram Alir Penelitian ................................................................ 45
Gambar 4.1 Diagram Phasa Al-Mg .................................................................... 47
Gambar 4.2 Diagram Phasa Al-Mg Sebenarnya ................................................. 47

Universitas Sumatera Utara

Gambar 4.3 Diagram phasa Al-Si ...................................................................... 48
Gambar 4.4 Diagram Phasa Al-Si Sebenarnya ................................................... 48
Gambar 4.5 Diagram phasa Al-Fe ...................................................................... 50
Gambar 4.6 Diagram Al-Fe sebenarnya ............................................................. 50
Gambar 4.7 Diagram phasa Al-Fe-Si.................................................................. 51
Gambar 4.8 Grafik kekerasan Vs % Si pada bahan Aluminium Sekrap ............ 53
Gambar 4.9 Grafik kekasaran Vs % Si pada bahan Aluminium Sekrap ............ 55
Gambar 4.10 Spesimen uji bahan Aluminium Sekrap, Al-Si 3,76% dan Al-Si
9,12% sebelum dilakukan uji keausan ........................................... 56
Gambar 4.11 Spesimen uji bahan Aluminium Sekrap, Al-Si 3,76% dan Al-Si
9,12% setelah dilakukan uji keausan ............................................. 56
Gambar 4.12 Lebar jejak bahan Aluminium Sekrap dengan variasi beban
2,5N, 5N, 7,5N, 10N, 12,5N .......................................................... 57
Gambar 4.13 Kedalaman jejak bahan Aluminium Sekrap.................................. 57
Gambar 4.14 Lebar jejak bahan Al-Si 3,76% dengan variasi beban
2,5N, 5N, 7,5N, 10N, 12,5N .......................................................... 59
Gambar 4.15 Kedalaman jejak bahan Al-Si 3,76% ............................................ 59
Gambar 4.16 Lebar jejak bahan Al-Si 9,12% dengan variasi beban
2,5N, 5N, 7,5N, 10N, 12,5N .......................................................... 60
Gambar 4.17 Kedalaman jejak bahan Al-Si 9,12% ............................................ 61
Gambar 4.18 Grafik laju keausan vs beban bahan Aluminium Sekrap .............. 63
Gambar 4.19 Grafik laju keausan vs beban bahan Al-Si 3,76% ......................... 64
Gambar 4.20 Grafik laju keausan vs beban bahan Al-Si 9,12% ......................... 65
Gambar 4.21 Foto mikro bahan Aluminium Sekrap ........................................... 66
Gambar 4.22 Foto mikro bahan Al-Si 3,76% .................................................... 67
Gambar 4.23 Foto mikro bahan Al-Si 9,12% ..................................................... 67

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Pengaruh % Si terhadap sifat Aluminium........................................... 14
Tabel 4.1 Komposisi material Aluminium bekas kemasan minuman ................ 46
Tabel 4.2 Hasil uji kekerasan Equotip pada spesimen Aluminium Sekrap ........ 52
Tabel 4.3 Hasil uji kekasaran pada spesimen Aluminium Sekrap ...................... 54
Tabel 4.4 Lebar jejak dan kedalaman jejak bahan Aluminium Sekrap .............. 58
Tabel 4.5 Lebar jejak dan kedalaman jejak bahan Al-Si 3,76% ......................... 60
Tabel 4.6 Lebar jejak dan kedalaman jejak bahan Al-Si 9,12% ......................... 61
Tabel 4.7 Laju keausan dengan variasi pembebanan pada bahan
Aluminium Sekrap ............................................................................. 62
Tabel 4.8 Laju keausan dengan variasi pembebanan pada bahan
Al-Si 3,76% ........................................................................................ 63
Tabel 4.9 Laju keausan dengan variasi pembebanan pada bahan
Al-Si 9,12% ........................................................................................ 64

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR NOTASI
Notasi

Arti

Satuan

Va

Volume awal

mm3

VT

Volume keausan teori

mm3

VP

Volume keausan eksperimen

mm3

W

Beban

N

t

Waktu

s

n

Putaran

rpm

F

Gaya yang diberikan pada pin

N

R

Jarak antara disk dengan pin

mm

db

Diameter bola/pin

mm

D

Diameter disk

mm

k

Koefisien keausan

-

H

Kekerasan material

Pa, N/m2

L

Panjang lintasan

m

P

Beban penekan

kg

Ra

Roughness/kekasaran

µm

a

Lebar jejak

µm

ā

Rata–rata lebar jejak

µm

b

Kedalaman jejak

µm

b

Rata-rata kedalaman jejak

µm

d1

Diameter dalam jejak

mm

d2

Diameter luar jejak

mm

r1

Jari-jari dalam lintasan

mm

r2

Jari-jari luar lintasan

mm

A1

Luas dalam lintasan

mm

A2

Luas luar lintasan

mm

ρ

Massa jenis

t1

Tebal spesimen

mm

d

Diameter spesimen

mm

Laju keausan teori

mm3/s

Laju keausan eksperimen

mm3/s

T
P

gr/cm3

Universitas Sumatera Utara

BAB 1
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Perkembangan industri dan teknologi saat ini khususnya industri logam dan
konstruksi, semakin hari semakin memacu arah pemikiran manusia untuk lebih
meningkatkan kemampuan dalam bidang ilmu pengetahuan dan teknologi, khususnya
teknologi logam dalam bidang permesinan. Perkembangan tersebut secara tak
langsung menuntut tersedianya bahan untuk komponen- komponen permesinan yang
memiliki karakteristik tertentu sesuai dengan penggunaannya. Salah satunya adalah
tingkat keausan suatu komponen. Perkembangan tersebut juga mendorong para
perancang dan para ahli teknik produksi untuk mengetahui dan menghayati tentang
bahan teknik serta pengaruh proses terhadap sifat bahan. Pengetahuan dan
pemahaman tentang bahan teknik yang akan digunakan sangat penting, sehingga dapat
dipilih bahan yang paling ekonomis dan hasil yang terbaik untuk suatu produk.
 Aluminium merupakan logam ringan yang cukup menonjol yang banyak

digunakan di dalam kehidupan manusia sehari-hari. Pemilihan Aluminium karena
mempunyai ketahanan korosi, ringan, hantaran panas dan listrik yang baik serta sifatsifat yang baik lainnya sebagai sifat logam. Akan tetapi Aluminium murni mempunyai
sifat mekanik yang kurang baik pada kekuatan dan kekerasannya sehingga tidak cocok
untuk bagian mesin yang menanggung beban. Untuk memperbaiki sifat mekanik
tersebut dapat dilakukan yaitu dengan perpaduan.
Perpaduan Aluminium dengan logam lain akan memperbaiki sifat dan
meningkatkan kekuatan mekaniknya misalnya Silikon, yang dapat, meningkatkan
kekerasan, menurunkan berat jenis, menurunkan koefisien ekspansi panas,
menurunkan keuletan, serta meningkatkan ketahanan aus.
Keausan terjadi apabila dua buah benda yang saling menekan dan saling
bergesekan. Keausan yang lebih besar terjadi pada bahan yang lebih lunak. Faktorfaktor yang mempengaruhi keausan adalah kecepatan, tekanan, kekasaran permukaan
dan kekerasan material. Semakin besar kecepatan relatif benda yang bergesekan, maka
tingkat keausan semakin tinggi. Demikian pula semakin besar tekanan pada

Universitas Sumatera Utara

permukaan kontak benda, material akan cepat aus, begitu pula sebaliknya. Keausan
didefinisikan sebagai lepasnya atom dari permukaan material dan pengurangan ukuran
sebagai akibat dari aksi mekanik (Khurmi, R.S, dan Gupta J.K. 1982).
Besarnya tingkat keausan suatu bahan dapat diuji dengan menggunakan alat uji
keausan, diantaranya alat uji keausan tipe pin on disk. Alat uji keausan harus
berdasarkan dengan standar uji. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah
material Alumunium Sekrap dan Aluminium Sekrap ditambah Silikon (Al-Si) yang
berbentuk disk, berdiameter 70 mm dan tebal 6 mm.

1.2 Perumusan Masalah
Oleh

karena

adanya

faktor-faktor

yang

mempengaruhi

keausan,

diantaranya adalah pembebanan pada lintasan gesek, maka perlu dilakukan
pengujian dengan menggunakan variasi pembebanan pada alat uji keausan tipe
pin on disk untuk mengetahui pengaruhnya terhadap laju keausan dari suatu
material
Pada dasarnya unsur Silikon dapat meningkatkan kekerasan (hardness) dan
menurunkan keausan (wear) dari unsur Aluminium. Tetapi jika kadar Silikon
yang diberikan semakin banyak, maka kekerasan meningkat dan keausan akan
menurun. Oleh karena itu perlu dilakukan pengujian untuk mengetahui tingkat
kekerasan dan laju keausan dengan penambahan unsur Silikon pada bahan
Aluminium Sekrap.

1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah pada penelitian ini adalah:
1 Alat uji keausan menggunakan standar ASTM G 99-04.
2. Pengujian pada kondisi kering.
3. Bahan Aluminium Sekrap dan Aluminium Sekrap ditambah Silikon (Al-Si).
4. Kajian hanya dilakukan dengan variasi variabel beban (load variable).

Universitas Sumatera Utara

1.4 Tujuan Penelitian
1.4.1

Tujuan Umum
Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi

pembeban terhadap laju keausan pada bahan Aluminium Sekrap dan Aluminium
Sekrap ditambah Silikon (Al-Si) dengan menggunakan alat uji keausan tipe pin on
disk.
1.4.2 Tujuan Khusus
Tujuan khusus dari penelitian ini adalah:
1. Mendapatkan putaran dan jarak lintasan yang konstan, dan melakukan variasi
beban (load) pada lintasan gesek untuk mengetahui laju keausan pada bahan
Aluminium Sekrap dan Al-Si.
2. Mendapatkan nilai kekerasan (hardness) dari bahan Aluminium Sekrap dan
Al-Si.
3. Mendapatkan hasil komposisi pada bahan Aluminium Sekrap dan Al-Si.

1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari pengujian ini adalah:
1. Bagi peneliti dapat menerapkan apa yang dipelajari di buku dengan terjun
langsung meneliti sifat-sifat Aluminium dan campurannya.
2. Bagi akademik dapat memberi pengetahuan tentang hasil penelitian yang telah
dilakukan guna referensi penelitian selanjutnya.
3. Bagi industri dapat memberikan manfaat bagi industri pembuat komponen
mesin terutama pada komponen mesin yang sering terjadi gesekan dengan cara
mengurangi tingkat keausan. Setelah diketahui volume keausan pada
Almunium Sekrap dan penambahan unsur Silikon.

Universitas Sumatera Utara

1.6 Sistematika Penulisan
Laporan penelitian Tugas Akhir ini terbagi dalam lima bab. Untuk
mempermudah dalam memahami pokok permasalahan yang ada maka diuraikan
sebagai berikut.
Pada Bab I yaitu pendahuluan berisikan latar belakang, perumusan masalah,
batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penulisan.
Pada Bab II ini berisikan tinjauan pustaka, diantaranya mengenai teori yang
berhubungan dengan penelitian yaitu teori keausan, teori aluminium, teori pengecoran,
uji kekerasan, uji kekasaran dan foto mikro.
Adapun pada Bab III yaitu metodologi penulisan berisikan urutan dan cara
yang dilakukan. Dimulai dari bahan, alat dan proses yang dilaksanakan.
Bab IV berisikan analisa data tentang hasil-hasil penelitian meliputi data hasil
pengujian serta pembahasan pada pengujian komposisi kimia, pengujian keausan,
pengujian kekerasan, pengujian kekasaran dan pengujian metalografi.
Adapun pada Bab V yaitu kesimpulan dan saran berisikan jawaban dari tujuan
penelitian, serta saran bagi penelitian selanjutnya.
Kemudian pada daftar pustaka berisikan sumber referensi, dan lampiran yang
berisikan hasil pengujian sebelumnya. 
 

Universitas Sumatera Utara

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kajian Pustaka

Aluminium merupakan logam non-ferrous dan merupakan logam kedua terbesar
yang dipergunakan oleh industri komponen setalah baja. Kelebihan dari logam
Aluminium adalah memiliki berat sepertiga dari berat baja (ρ: 2,7 g/cm3), memiliki
konduktifitas panas dan listrik yang baik, ratio kekuatan dan berat yang tinggi, tahan
terhadap korosi, memiliki sifat formability yang baik serta mudah dicetak. Aluminium

merupakan salah satu material yang sangat banyak dipergunakan dalam bidang teknik,
namun sangat jarang dipergunakan dalam kondisi Aluminium murni. Aluminium yang
dijumpai dalam bidang teknik kebanyakan dalam bentuk alloy dengan unsur
penambah utama seperti Silikon, Copper, Magnesium, Iron, Mangan dan Zincum
(Nadca, 1997).
Secara umum, penambahan logam paduan hingga konsentrasi tertentu akan
meningkatkan kekuatan tensil dan kekerasan, serta menurunkan titik lebur. Jika
melebihi konsentrasi tersebut, umumnya titik lebur akan naik disertai meningkatnya
kerapuhan akibat terbentuknya senyawa, kristal, atau granula dalam logam. Namun,
kekuatan bahan paduan Aluminium tidak hanya bergantung pada konsentrasi logam
paduannya saja, tetapi juga bagaimana proses perlakuannya hingga Aluminium siap
digunakan, apakah dengan penempaan, perlakuan panas, penyimpanan, dan
sebagainya (Makalah Aluminium, 2009).
Aluminium sekrap yang selama ini memiliki nilai ekonomis yang lebih
rendah jika dibandingkan dengan Aluminium murni dikarenakan proses pegecoran
yang tidak sempurna. Aluminium sekrap telah digunakan untuk pembuatan sudu
impeller dan brake disc melalui proses pengecoran, dimana hasilnya bagus dengan
casting yield 73,59% untuk impeller dan 85,1% untuk disc brake (Abolarin,etl, 2007).
Pengecoran Aluminium akan berakibat penurunan sifat mekanis (tarik dan
impak) dari logam, yang terjadi akibat peningkatan porositas (Purnomo,2004).
Porositas yang terjadi pada saat pengecoran Aluminium dapat dieleminir dengan
mengontrol gas/oksigen dan variable pengecoran lainnya seperti, temperatur, laju
pembekuan, laju pendinginan (Melo,M.L.N.M.,etl., 2005) yang dapat dilakukan

Universitas Sumatera Utara

dengan tersedianya dapur peleburan yang memadai. Parameter pembekuan sangat
dipengaruhi laju pendinginan, keadaan temperatur pada berbagai fasa berubah dengan
peningkataan laju pendinginan, peningkatan laju pendinginan secara signifikan
meningkatkan temperatur pengintian Aluminium (Dobrzanski, dkk, 2006).
Penambahan Si dan Cu pada Aluminium akan meningkatkan kekerasan dan
kekuatan tarik Aluminium dan penambahan unsur Ti juga dapat meningkatkan
kekerasan dan menghaluskan butir dari Aluminium. Komposisi paduan dan pemilihan
proses pengecoran dapat mempengaruhi

struktur mikro dari Aluminium paduan.

Struktur mikro dapat dirubah dengan penambahan elemen tertentu pada paduan
Aluminium seperti mampu cor, sifat mekanis dan mampu mesin yang baik dapat
diperbaiki (Brown, 1999).

2.2 Landasan Teori
2.2.1 Aluminium
Aluminium (Al) adalah unsur kimia dengan nomor atom 13 dan massa atom
26, 9815. Unsur ini mempunyai isotop alam: Al-27. Sebuah isomer dari Al-26 dapat
meluruhkan sinar dengan waktu paruh 105 tahun. Aluminium berwarna putih
keperakan, mempunyai titik lebur 659,7 oC dan titik didih 2.057 oC, serta berat
jenisnya 2,699 (pada temperatur 20 oC). Termasuk dalam kelompok Boron dalam
unsur kimia (Al-13) dengan massa jenis 2,7 gr.cm-3. Jari-jari atomnya adalah 117,6
pikometer (1x10-10 m).
Aluminium diambil dari bahasa Latin: alumen, alum. Orang-orang Yunani
dan Romawi kuno menggunakan alum sebagai cairan penutup pori-pori dan bahan
penajam proses pewarnaan. Pada tahun 1787, Lavoisier menebak bahwa unsur ini
adalah Oksida logam yang belum ditemukan. Pada tahun 1761, de Morveau
mengajukan nama alumine untuk basa alum. Pada Tahun 1827, Wohler disebut
sebagai ilmuwan yang berhasil mengisolasi logam ini. Pada 1807, Davy memberikan
proposal untuk menamakan logam ini Aluminum, walau pada akhirnya setuju untuk
menggantinya dengan Aluminium. Nama yang terakhir ini sama dengan nama banyak
unsur lainnya yang berakhir dengan “ium”.
Aluminium ditemukan pada tahun 1825 oleh Hans Christian Oersted. Baru
diakui secara pasti oleh F. Wohler pada tahun 1827. Sumber unsur ini tidak terdapat

Universitas Sumatera Utara

bebas, bijih utamanya adalah bauksit. Penggunaan Aluminium antara lain untuk
pembuatan kabel, kerangka kapal terbang, mobil dan berbagai produk peralatan rumah
tangga. Senyawanya dapat digunakan sebagai obat, penjernih air, fotografi serta
sebagai ramuan cat, bahan pewarna, ampelas dan permata sintesis.
Aluminium ialah unsur melimpah ketiga terbanyak dalam kerak bumi
(sesudah oksigen dan Silikon), mencapai 8,2% dari massa total. Keberadaannya
umumnya bersamaan dengan Silikon dalam Aluminosilikat dari feldspar dan mika dan
di dalam lempung, yaitu produk pelapukan batuan tersebut. Bijih yang paling penting
untuk produksi Aluminium ialah bauksit, yaitu Aluminium oksida terhidrasi yang
mengandung 50 samapai 60% Al2O3; 1 sampai 20% Fe2O3; 1 sampai 10% silika;
sedikit sekali titanium, zirkonium, vanadium, dan oksida logam transisi yang lain; dan
sisanya (20 sampai 30%) adalah air.
Terdapat beberapa sifat penting yang dimiliki Aluminium sehingga banyak
digunakan sebagai Material Teknik, diantaranya:
1. Penghantar listrik dan panas yang baik (konduktor).
2. Mudah difabrikasi.
3. Ringan (2,7 gr/cm3).
4. Tahan korosi dan tidak beracun.
5. Kekuatannya

rendah,

tetapi

paduan

(alloy)

dari

Aluminium

bisa

meningkatkan sifat mekanisnya.
 

Aluminium banyak digunakan sebagai peralatan dapur, bahan konstruksi

bangunan dan ribuan aplikasi lainnya dimana logam yang mudah dibuat dan kuat.
Walaupun konduktivitas listriknya hanya 60% dari tembaga, tetapi Aluminium bisa
digunakan sebagai bahan transmisi karena ringan. Aluminium murni sangat lunak dan
tidak kuat, tetapi dapat dicampur dengan Tembaga, Magnesium, Silikon, Mangan, dan
unsur-unsur lainnya untuk membentuk sifat-sifat yang menguntungkan. Campuran
logam ini penting kegunaannya dalam konstruksi mesin, pesawat modern dan roket.
Logam ini jika diuapkan di vakum membentuk lapisan yang memiliki reflektivitas
tinggi untuk cahaya yang tampak dan radiasi panas. Lapisan ini menjaga logam
dibawahnya dari proses oksidasi sehingga tidak menurunkan nilai logam yang dilapisi.
Lapisan ini digunakan untuk memproteksi kaca teleskop dan masih banya kegunaan
lainnya.

Universitas Sumatera Utara

2.2.2 Silikon
Silikon adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Si dan nomor atom 14. Merupakan unsur terbanyak kedua di bumi. Senyawa
yang dibentuk bersifat paramagnetik. Unsur kimia ini ditemukan oleh Jöns Jakob
Berzelius. Silikon hampir 25.7% mengikut berat. Biasanya dalam bentuk Silikon
Dioksida (Silika) dan Silikat. Silikon sering digunakan untuk membuat serat optik dan
dalam operasi plastik digunakan untuk mengisi bagian tubuh pasien dalam bentuk
Silikone. Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula sebagai zat kersik. Silikon juga
berasal dari bahasa Latin: Silex, Silicis, Flint. Pada tahun 1800, Davy menganggap
Silika sebagai senyawa, tetapi suatu unsur. Sebelas tahun kemudian pada tahun 1811,
Gay Lussac dan Thenard mungkin mempersiapkan Amorphous Sillikon tidak murni
dengan cara memanaskan kalium dengan Silikon Tetrafluorida.
Menurut Annonymous (2007), Silikon (Latin: Silicium) merupakan unsur
kimia yang mempunyai simbol Si. Silikon adalah sejenis metaloid tetravalen yang
kurang reaktif dibandingkan dengan analog kimianya, karbon. Ia merupakan unsur
kedua paling berlimpah di dalam kerak Bumi, yaitu mencapai hampir 25.7%. Silikon
di dalam tanah liat, Feldspar, Granit, Kuartza dan pasir, kebanyakannya dalam bentuk
Silikon Dioksida (juga dikenali sebagai Silika) dan dalam bentuk Silikat.
Berat jenis Silikon adalah 2.57 g·cm−3 dan jari-jari atomnya 111 pikometer
(1x10-10 m). Silikon adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Si dan nomor atom 14. Silikon tidak ditemukan bebas di alam, tetapi muncul
sebagian besar sebagai oksida dan sebagai silikat. Pasir, Quartz, batu kristal,
Amethyst, Agate, Flint, Jasper dan Opal adalah beberapa macam bentuk Silikon
Oksida. Granit, Hornblende, Asbestos, Feldspar, Tanah liat, Mica, dsb merupakan
contoh beberapa mineral Silikat.
Silikon (Si) merupakan salah satu unsur yang terdapat ada kerak bumi secara
berlimpah. Di alam Silikon tidak ditemukan dalam bentuk elemen bebas, melainkan
berikatan dengan Oksigen dan elemen lain. Silikon banyak ditemuka dalam bentuk
Silika (SiO2). Menurut Effendi (2003), silika bersifat tidak larut dalam air maupun
asam dan biasanya berada dalam bentuk koloid. Silika terdapat pada hampir semua
batuan dan mudah mengalami pelapukan. Sumber alami Silika adalah mineral kuarsa
dan Feldspar. Sumber antropogenik silika relatif sangat kecil.

Universitas Sumatera Utara

Atom Silikon (Si) mempunyai 14 buah elektron, yang terdiri dari 2 elektron
pada lintasan pertama, 8 elektron pada lintasan kedua, dan 4 elektron pada lintasan
ketiga atau terakhir. Jadi, atom Silikon memiliki 10 elektron yang terikat kuat kepada
inti atom, dan 4 elektron valensi yang ikatannya kepada inti atom tidak kuat dan
mudah lepas dengan sedikit energi tertentu. Karena atom Silikon memiliki 4 buah
elektron valensi, maka ia dikenal dengan istilah atom tetravalen. Untuk menjadi stabil
secara kimiawi, sebuah atom Silikon membutuhkan delapan elektron di lintasan
valensinya. Maka setiap atom Silikon akan bergabung dengan atom Silikon lainnya,
sedemikian rupa sehingga menghasilkan delapan elektron di dalam lintasan
valensinya. Ketika ini terjadi, maka Silikon akan membentuk benda padat, yang
disebut kristal.
Silikon adalah salah satu unsur yang berguna bagi manusia. Dalam
bentuknya sebagai pasir dan tanah liat, dapat digunakan untuk membuat bahan
bangunan seperti batu bata. Silikon juga berguna sebagai bahan tungku pemanas dan
dalam bentuk silikat Silikon digunakan untuk membuat enamels (tambalan gigi), potpot tanah liat, dsb. Silika sebagai pasir merupakan bahan utama gelas. Gelas dapat
dibuat dalam berbagai macam bentuk dan digunakan sebagai wadah, jendela, dan
aplikasi-aplikasi lainnya. Silikon super murni dapat dicampur dengan boron, gallium,
fosfor dan arsenik untuk memproduksi Silikon yang digunakan untuk transistor, selsel solar, penyulingan, dan alat-alat solid-state lainnya, yang digunakan secara
ekstensif dalam barang-barang elektronik dan industri antariksa. Silikon kristalin
memiliki tampak kelogaman dan bewarna abu-abu. Silikon merupakan unsur yang
tidak reaktif secara kimia (inert), tetapi dapat terserang oleh Halogen dan Alkali.
Unsur Silikon mentransmisi lebih dari 95% gelombang cahaya infra merah dari 1,3- 6
mikrometer.

2.2.3 Aluminium-Silikon
Aluminium dengan Silikon sebagai unsur paduan utama merupakan paduan
Aluminium tuang yang paling penting. Hal ini dikarenakan paduan Al-Si memiliki
fluiditas tinggi oleh adanya volume yang besar dari Al-Si eutektik. Kelebihan lainnya
dari paduan Aluminium Silikon ini yaitu memiliki ketahanan korosi yang tinggi, sifat
mampu las yang baik serta memiliki koefisien ekspansi termal rendah karena adanya
Silikon.

Akan

tetapi,

kehadiran

partikel

Silikon

ini

yang

keras

dalam

Universitas Sumatera Utara

mikrostrukturnya, membuat paduan Aluminium Silikon ini susah dalam proses
permesinannya.
Paduan Aluminium Silikon berdasarkan kadar Silikon yang terkandung
didalamnya terbagi menjadi hipoeutektik, eutektik dan hipereutektik.
Paduan Aluminium Silikon hipoeutektik mengandung kurang dari 12% Si
dan memiliki mikrostruktur yang terdiri dari dendrit Aluminium dalam eutektik.
Paduan Aluminium Silikon ini memiliki kekuatan tarik yang relatif tinggi dan
keuletan yang baik. Akan tetapi, ketahanan aus untuk paduan ini relatif rendah
sehingga tidak digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan ketahanan aus tinggi.
Pengaruh unsur Silikon pada paduan Al-Si dapat meningkatkan sifat mampu
cor (terutama pada kadar Silikon 5-12% Silikon meningkatkan fluiditas dan ketahanan
terhadap retak panas), meningkatkan kekuatan dan kekerasan serta menurunkan berat
jenis. Bila kadar Si > 12%, maka akan terbentuk kristal Silikon primer yang bersifat
keras, memiliki ekspansi termal rendah, ketahanan ausnya baik sehingga cocok untuk
aplikasi temperatur tinggi seperti piston. Akan tetapi sifat mampu permesinannya
kurang baik.
Sifat Al-Si dapat menghasilkan sifat – sifat yang baik, yaitu:
1. Mudah dicetak
2. Meningkatkan ketahanan aus
3. Meningkatkan kekerasan
4. Menurunkan berat jenis
5. Menurunkan koefisien ekspansi panas
6. Menurunkan keuletan

Hasil penambahan Si pada Aluminium menghasilkan:
1. Pada komposisi Silikon antara 0–14 persen tensile strength paduan Al-Si
mencapai kondisi puncak, yaitu sekitar 36 ksi atau sekitar 250 MPa.
2. Setelah 14 persen, tensile strength material menurun sampai 200 MPa.
3. Hardness pun meningkat dari kadar Si 0 sampai 15 %.
4. Dengan meningkatkan kadar Silikon waktu pembekuan meningkat serta
dengan meningkatnya kadar Silikon penurunan laju keausan dan koefisien
gesekan meningkat. Karena terjadi perbaikan butir mengarah ke bentuk butir
halus sama, yang pada akhirnya meningkatkan sifat mekanik dan keausa.

Universitas Sumatera Utara

5. Jika konsentrasi Silikon lebih tinggi dari 15%, tingkat kerapuhan logam akan
meningkat secara drastis akibat terbentuknya kristal granula silika.

2.2.4 Pengecoran
2.2.4.1 Sejarah Pengecoran
Sejarah pengecoran logam dimulai ketika orang mengetahui hal bagaimana
mencairkan logam dan bagaimana membuat cetakan logam. Hal ini berlangsung kirakira tahun 2000 SM dan dalam zaman cina kuno semasa YIN, kira-kira 1000 -1500
SM.
Teknik pengecoran Mesopotamia diteruskan juga ke Eropa 1400 – 1500 SM.
Barang-barang seperti mata baja dan mata tombak dibuat di Spanyol, Swiss, Jerman,
Australia, Norwegia, serta Denmark, Swedia, Inggris Perancis. Sedangkan teknik
pengecoran India dan Cina diteruskan ke Jepang dan Asia Tenggara, sehingga di
Jepang banyak arca Budha yang dibuat antara 600 – 800 SM. Penggunaan besi
dimulai dengan jalan penempaan, sama dengan tembaga. Orang-orang Mesir dan
Asiria menggunakan perkakas besi antara tahun 2700 – 2800 SM.  Kemudian di Cina
antara tahun 800 – 900 SM. 
Menurut sejarah, meriam pertama dibuat tahun 1313 dari perunggu dengan
proses pengecoran oleh pendeta dari kota Ghent. Benda-benda seni dan patung telah
dibuat di Itali oleh Bevenoutu Cellcini dengan gabungan cetakan tanah dan lilin.
Leonardo da vinci juga menggunakan cara ini untuk membuat beberapa bagian karya
seninya. Vannocio B iringuccio (1480 – 1539) adalah seorang tukang cor yang bisa
disebut sebagai bapak industri pengecoran. Ia adalah orang yang menulis praktek
pengecoran secara detail, analisa secara bersamaan dengan pendekatan di lapangan.
Karya Biringoccio meliputi semua hal yang disebut metallurgy pada abad ke 16.
Hingga kini pernyataan tiga hal penting masih berlaku, yaitu.

1. Membuat dan merencanakan dengan baik.
2. Melebur dan mencairkan logam dengan baik.
3. Mengatur komposisi dan hubungan hasil yang baik
Tahun 1730 di Inggris, Abraham Darby, mengambil inisiatif penggunaan
batu bara untuk bahan bakar untuk pengecoran. Sejak itu besi dapat diproduksi dengan
biaya sepertiga dari biaya semula. Itu sebabnya batu bara menjadi bahan penting
dalam pengecoran logam (www.scribd.com/doc/3024023/Sejarah-baja).

Universitas Sumatera Utara

2.2.4.2 Proses Pengecoran
Pengecoran adalah suatu proses manufaktur yang menggunakan logam cair
dan cetakan untuk menghasilkan parts dengan bentuk yang mendekati bentuk
geometri akhir produk jadi. Logam cair akan dituangkan atau ditekan ke dalam
cetakan yang memiliki rongga sesuai dengan bentuk yang diinginkan. Setelah logam
cair memenuhi rongga dan kembali ke bentuk padat, selanjutnya cetakan disingkirkan
dan hasil cor dapat digunakan untuk proses sekunder.
Proses pengecoran merupakan proses pembuatan tertua yang sampai saat ini
masih terus diterapkan, keunggulan proses pengecoran adalah kemampuannya untuk
memproduksi komponen dengan bentuk kompleks secara masal. Terdapat tiga bagian
utama proses pengecoran, yang pertama proses pembuatan cetakan pasir. Kedua
adalah proses pembuatan inti dan yang ketiga adalah proses peleburan logam. Proses
pembuatan cetakan pasir adalah hal terpenting, apabila cetakan sudah siap maka
dipasangkan inti dan kemudian dilanjutkan dengan penuangan logam cair. Cairan
dibiarkan beberapa lama didalam cetakan sampai membeku, selanjutnya dilakukan
pembongkaran dan dilakukan proses finishing.
Ilmu pengecoran logam terus berkembang dengan pesat. Berbagai macam
metode pengecoran logam telah ditemukan dan terus disempurnakan, diantaranya
adalah centrifugal casting, investment casting, dan sand casting serta masih banyak
lagi metode-metode lainnya.
Untuk menghasilkan tuangan yang berkualitas maka diperlukan pola yang
berkualitas tinggi, baik dari segi konstruksi, dimensi, material pola, dan kelengkapan
lainnya. Pola digunakan untuk memproduksi cetakan. Pada umumnya, dalam proses
pembuatan cetakan, pasir cetak diletakkan di sekitar pola yang dibatasi rangka cetak
kemudian pasir dipadatkan dengan cara ditumbuk sampai kepadatan tertentu. Pada
lain kasus terdapat pula cetakan yang mengeras/menjadi padat sendiri karena reaksi
kimia dari perekat pasir tersebut. Pada umumnya cetakan dibagi menjadi dua bagian
yaitu bagian atas dan bagian bawah sehingga setelah pembuatan cetakan selesai pola
akan dapat dicabut dengan mudah dari cetakan.
Inti dibuat secara terpisah dari cetakan, dalam kasus ini inti dibuat dari pasir
kuarsa yang dicampur dengan Air kaca (Water Glass/Natrium Silikat), dari campuran
pasir tersebut dimasukan kedalam kotak inti, kemudian direaksikan dengan gas CO2

Universitas Sumatera Utara

sehingga menjadi padat dan keras. Inti diseting pada cetakan. Kemudian cetakan
diasembling dan diklem.
Proses pengecoran dilakukan melalui beberapa tahap mulai dari pembuatan
cetakan, persiapan dan peleburan logam, penuangan logam cair ke dalam cetakan,
pembersihan coran dan proses daur ulang pasir cetakan.

2.2.4.3 Pembuatan Coran
Untuk membuat coran, harus dilakukan beberapa proses seperti pencairan,
pembuatan cetakan, penuangan, pembongkaran dan pembersihan coran. Untuk
mencairkan logam bermacam-macam dapur yang dipakai. Umumnya kupola (dapur
induksi frekwensi rendah) dipergunakan untuk besi cor, dapur busur listrik (dapur
induksi frekwensi tinggi) digunakan untuk baja tuang dan dapur krus untuk paduan
tembaga atau coran paduan ringan, karena dapur ini dapat memberikan logam cair
yang baik dan sangat ekonomis untuk logam-logam tersebut.
Pengecoran tekanan rendah adalah suatu cara pengecoran dimana diberikan
tekanan yang sedikit lebih tinggi dari tekanan atmosfir pada permukaan logam dalam
dapur, tekanan ini mengakibatkan mengalirnya logam cair ke atas melalui pipa ke
dalam cetakan. Pengecoran sentrifugal adalah suata cara pengecoran dimana cetakan
diputar dan logam cair dituangkan ke dalamnya, sehingga logam cair tertekan oleh
gaya sentrifugal dan kemudian membeku. Coran bentuk pipa dibuat dengan jalan
tersebut. Setelah penuangan, coran dikeluarkan dari cetakan dan dibersihkan, bagianbagian yang tidak perlu dibuang dari coran. Kemudian dilakukan pemeriksaan dengan
penglihatan terhadap rupa, kerusakan, dan dilakukan pemeriksaan dimensi.
Menurut jenis cetakan yang digunakan proses pengecoran dapat diklasifikan
menjadi dua katagori, yaitu:
1. Pengecoran dengan cetakan sekali pakai.
2. Pengecoran dengan cetakan permanen.
Pada proses pengecoran dengan cetakan sekali pakai, untuk mengeluarkan
produk corannya cetakan harus dihancurkan. Jadi selalu dibutuhkan cetakan yang baru
untuk setiap pengecoran baru, sehingga laju proses pengecoran akan memakan waktu
yang relatif lama. Pada proses cetakan permanen, cetakan biasanya di buat dari bahan
logam, sehingga dapat digunakan berulang-ulang. Dengan demikian laju proses
pengecoran lebih cepat dibanding dengan menggunakan cetakan sekali pakai, tetapi

Universitas Sumatera Utara

logam coran yang digunakan harus mempunyai titik lebur yang lebih rendah dari pada
titik lebur logam cetakan.
Cetakan logam merupakan cetakan yang paling banyak digunakan
dibandingkan cetakan pasir, karena memiliki keunggulan:
1. Dapat mencetak benda cor yang berukuran kecil
2. Dapat mencetak benda dengan bentuk yang sulit
3. Lebih cepat proses pengerjaannya
4. Dapat digunakan untuk memproduksi secara masal
5. Dapat digunakan berulang-ulang

2.2.4.4 Sifat coran Al-Si
Paduan Al-Si biasa disebut dengan silumin. Penambahan unsur Mg dan Cu
akan meningkatkan kekerasan pada saat panas sehingga dapat digunakan untuk
permesinan. Paduan ini juga banyak digunakan sebagai elektroda terutama untuk
pengelasan yang mengandung Silikon. Paduan Al-Si ini sifat fluiditasnya baik,
memiliki permukaan bagus tanpa kegetasan panas dan sangat baik untuk paduan
coran, memiliki ketahanan korosi yang baik, sangat ringan, koefesien pemuaian kecil.
Silumin alloy Al, Si ditambah dengan Mg, Mn, Cu, cast alloy jenis ini juga ada yang
no heat treatable dan high treatable dimana Cu dan Si merupakan unsur paduan
utama pada non heat-treatable cost alloy.
Komposisi 5% Silikon dan Tembaga dalam Aluminium memiliki
karakteristik fluiditas yang baik dan titik didih rendah, sedangkan untuk komposisi 1213% Silikon dan Tembaga memiliki karakterisitik titik cair didih yang tinggi,
penyusutan besar, permukaan bagus, dan sifat tahan korosi yang baik. Karakteristik
antara Silikon dan Tembaga dalam Aluminium dapat dilihat pada tabel 2.1.
Tabel 2.1. Pengaruh % Si terhadap sifat Aluminium
Type

Komposisi

Karakteristik

Low Si

5% Si Cu, balance Alloy yang berfluidity baik dan titik
Al
didih rendah

High Si

12-13%Si, 0,5 Na Alloy yang titik cair didih tinggi,
sisa Al
penyusutan besar, permukaan bagus,
sifat tahan korosi baik
Sumber: John E. Hatch, 1995

Universitas Sumatera Utara

2.2.5 Pengujian Keausan (Wear Test)
Salah satu cabang ilmu dalam bidang engineering yang fokus membahas
tentang tiga bagian penting fenomena dalam permesinan yang sangat erat
hubungannya satu sama lain adalah Tribology. Ketiga bagian tersebut adalah gesekan
(friction), keausan (wear) dan pelumasan (lubrication).
Keausan umumnya didefinisikan sebagai kehilangan material secara progresif
akibat adanya gesekan (friksi) antar permukaan padatan  atau pemindahan sejumlah

material dari suatu permukaan sebagai suatu hasil pergerakan relatif antara permukaan
tersebut dan permukaan lainnya (Yuwono, 2008). Keausan merupakan hal yang biasa
terjadi pada setiap material yang mengalami gesekan dengan material lain. Keausan
bukan merupakan sifat dasar material , melainkan response material terhadap sistem
luar (kontak permukaan). Material apapun dapat mengalami keausan disebabkan oleh
mekanisme yang beragam.  
Aus terjadi karena adanya kontak gesek antara dua permukaan benda dan
menyebabkan adanya perpindahan material. Hal ini menyebabkan adanya
pengurangan dimensi pada benda tersebut. Defenisi keausan menurut standard Jerman
(DIN 50 320) bahwa keausan di artikan sebagai kehilangan material secara bertahap
dari permukaan benda yang bersentuhan akibat dari adanya kontak dengan solid
(benda padat), liquid (benda cair) atau gas pada permukaanya. Keausan yang terjadi
pada setiap sistem mekanisme sebenarnya sangat sulit diprediksi secara teori atau
perumusannya, karena banyak faktor dilapangan yang menyebabkan kesulitan dan
kekeliruan dalam memprediksi keausan tersebut.
Pengujian keausan dapat dilakukan dengan berbagai macam metode dan
teknik, yang semuanya bertujuan untuk mensimulasikan kondisi keausan aktual. Salah
satunya adalah metode pin on disk dimana benda uji yang berputar sementara pin
diam menekan benda uji pada disk. Pembebanan gesek ini akan menghasilkan kontak
antar permukaan yang berulang-ulang yang pada akhirnya akan mengambil sebagian
material pada permukaan benda uji. Alat uji keausan tipe pin on disk dapat dilihat
pada gambar 2.1.

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.1 Alat uji keausan tipe pin on disk
Ada beberapa parameter uji dalam pengujian keausan metode pin on disk sesuai
dengan standart ASTM G 99-04, diantaranya adalah sebagai berikut:
1. Pembebanan (Load)
2. Kecepatan lintasan (Sliding Speed)
3. Jarak lintasan (Sliding Distance)
4. Suhu (Temperature)
5. Atmosfer (Atmosphere)

 

 

Keausan sendiri terbagi dalam beberapa jenis keausan, seperti keausan

abrasif, adesif, korosif, keausan fatik, kimia, erosi dan lain-lain. Keausan yang terjadi
pada pengujian tipe pin on disk adalah Keausan Abrasif (Abrasive wear).
Besarnya jejak permukaan dari material tergesek itulah yang dijadikan dasar
penentuan tingkat keausan pada material. Semakin besar dan dalam jejak keausan
maka semakin tinggi volume material yang terkelupas dari benda uji. Ilustrasi
skematis dari kontak permukaan antara revolving disc dan benda uji diberikan oleh
gambar 2.2.

Universitas Sumatera Utara

Keterangan:
F = gaya yang diberikan pada pin (N)
R = jarak antara disk dengan pin (mm)
d = diameter bola/pin (mm)
D = diameter disk (mm)
W = putaran (rpm)
Gambar 2.2 Pengujian keausan dengan metode pin on disk
(Sumber: ASTM G 99-04)
Volume

keausan berdasarkan ASTM G99-04 dapat ditentukan sebagai

perban

Dokumen yang terkait

Dokumen baru