Aplikasi Aluminium Pada Velg Mobil Daerah Hipoeutektik Daerah Eutektik Daerah Hypereutectic

2.4.2.6 Reflectivity Mampu pantul

Aluminium adalah reflektor yang baik dari cahaya serta panas, dan dengan bobot yang ringan, membuatnya ideal untuk bahan reflektor.

2.5 Aplikasi Aluminium Pada Velg Mobil

Velg adalah komponen utama dalam sebuah kendaraan. Tanpa velg, kendaraan baik itu mobil ataupun motor tidak akan dapat berjalan. Velg ada dua jenis yang dikenal di kalangan masyarakat yaitu velg standar pabrikan dan velg jenis racing. Velg standar atau velg dari pabrikan banyak yang tidak menyukai karena beberapa 12las an salah satunya adalah trend. Oleh karena itu banyak yang menggantinya dengan velg yang lebih gaya atau yang di sebut dengan velg racing.

2.6 Spesifikasi Velg Mobil

Terdapat beberapa kode-kode yang dipakai untuk menggambarkan spesifikasi detail dari sebuah velg mobil yang ditunjukkan pada gambar 2.4. Gambar 2.4 Konstruksi velg mobil Sumber: http:hangar-besi.blogspot.com201301kode-kode-pada-velg.html Arti kode pada gambar 2.4 sebagai berikut. Universitas Sumatera Utara

2.6.1 PCD

PCD adalah singkatan dari Pitch Circle Diametre diameter lingkaran pitch. Ini adalah diameter lingkaran, yang diambil melalui pusat lubang baut pada roda. PCD diukur dalam millimeter dan juga menunjukkan jumlah baut roda yang ada. Misalnya kode 5114,3 merupakan kode untuk menunjukkan jumlah baut yaitu 5 baut dan 114,3 merupakan PCD yang terlihat pada gambar 2.5. Pengukurannya dengan mengambil titik terlurus dari masing-masing lubang baut roda. Misalnya 4 baut yang diukur antara titik berseberangan dan satuan milimeter. Tetapi kalau yang 5 baut, penarikan garis PCD ada di antara dua titik lubang baut yang ada di seberang lubang baut roda yang ditarik ukurannya. Dari ukuran itu, didapat angka paling standar 100 mm buat mobil-mobil kebanyakan. Maka disebutnya PCD 100. Untuk mobil-mobil MPV dan light- SUV, PCD-nya 114,3 mm, sedangkan sedan kecil dan hatchback, seperti Honda Jazz, Toyota Yaris, atau Chevrolet Aveo, ber-PCD 100 mm. Kalau mobil Mercedes Benz 112 mm, BMW 120 mm, dan SUV yang besar 139,7 mm. Gambar 2.5 PCD velg mobil Sumber: http:www.jipku.comartikodevelg.html

2.6.2 Offset

Atau juga sering disebut dengan istilah ET yang diambil dari prefix Bahasa Jerman Einpresstiefe press depth, adalah ukuran seberapa besar tekukan penampang permukaan tengah velg bagian dalam yang ke luar ataupun ke dalam, semakin kecil ukuran offset maka penampang dalamnya semakin tebal Universitas Sumatera Utara sehingga membuat velg apabila terpasang di mobil akan semakin keluar dari fender. Offset menunjukkan jarak dari titik tengah velg ke bagian dudukan baut as roda bisa rem cakram atau tutup tromol yang menggunakan satuan milimeter. Seperti yang terlihat dalam gambar 2.6, offset disebut dengan + positif jika permukaan yang menyentuh dudukan as roda melampaui garis tengah pelek, dan disebut - negatif ketika lebih dalam daripada garis tengah velg. Pemilihan jenis offset ini perlu diperhatikan agar ban tidak terlalu masuk ke dalam dan menyentuh rongga spatbor kendaraan atau velg dapat menyentuh menabrak kaliper rem. Gambar 2.6 Offset velg mobil Sumber: http:donnishare.blogspot.com201009belajar-mengenai-profil-ban- velg-dan.html

2.6.3 Centre Bore

Merupakan lubang di tengah-tengah lubang baut pada velg mobil, yang berfungsi untuk menahan velg agar tetap berada dipusat roda atau sering juga disebut Centre Hole. Universitas Sumatera Utara

2.6.4 Rim Marking

Pada umumnya format penulisannya seperti ini 18x8J ET 35, yang artinya velg mobil tersebut berukuran diameter 18 inch dengan lebar velg 8 inch dan offset 35 mm seperti pada gambar 2.7. Gambar 2.7 Ukuran velg mobil Sumber: http:www.jipku.comartikodevelg.html

2.7 Velg Baja dan Velg Aluminium

Industri velg mobil pada umumnya dapat dibagi menjadi dua yaitu velg aluminium dan velg baja yang terlihat pada gambar 2.8. Untuk angkutan umum dan komersial yang memerlukan velg dengan kekuatan tinggi dan kualitas penampilan yang rendah, baja merupakan bahan logam yang paling efisien dan efektif. Namun untuk mobil penumpang, selain kekuatan dan keringanan velg, penampilan velg yang indah juga diminati oleh pemakai. Logam aluminium lebih tahan karat dibandingkan baja sehingga penampilan logam aluminium lebih tahan lama keindahannya daripada logam baja, selain itu logam aluminium dapat menimbulkan kilauan indah yang mengkilap bila dipoles. Kelebihan logam aluminium yang terakhir terletak pada beratnya yang lebih ringan dibandingkan logam baja. Oleh karena itu, velg dengan bahan dasar logam aluminium menjadi velg standar bagi mobil penumpang pada umumnya. Universitas Sumatera Utara a b Gambar 2.8 a Velg baja b Velg Aluminium

2.7.1 Kualitas Velg Aluminium

Kualitas velg aluminium dipengaruhi oleh kriteria-kriteria sebagai berikut: 1. Penampilan velg bersifat fashion yang digunakan untuk memperindah penampilan mobil secara keseluruhan. 2. Mode karena velg bersifat fashion maka tentunya mode dari sebuah velg mempengaruhi minat pelanggan yang ingin membeli velg. 3. Warna finishing finishing sebuah velg meningkatkan daya tarik pelanggan dari produk fashion tersebut. 4. Kekuatan velg yang tidak kuat dapat membahayakan keselamatan penumpang mobil tersebut, terutama untuk kalangan yang menggemari kegiatan rally dimana kekuatan velg diutamakan untuk melewati jalanan off-road yang lebih menantang. Universitas Sumatera Utara 5. Keringanan velg yang ringan akan meningkatkan kecepatan sebuah mobil dan juga dapat mengurangi kebutuhan bahan bakar mobil tersebut.

2.7.2 Kategori Velg Aluminium

Velg aluminium memiliki beberapa kategori style yang memiliki pangsa pasar tersendiri sebagai berikut: 1. Standard atau OEM velg aluminium standard atau OEM digunakan untuk mengkategorikan velg-velg aluminium yang merupakan velg keluaran standar dari manufaktur mobil. Mayoritas pengguna mobil penumpang menggunakan velg standard yang telah disediakan oleh manufaktur mobil ketika membeli sebuah mobil. 2. Racing velg aluminium yang termasuk dalam model ini lebih fokus pada keringanan berat dan keseimbangan dari velg tersebut. Velg yang ringan akan meningkatkan laju kecepatan sebuah kendaraan. Keseimbangan balance velg racing sangat mempengaruhi kestabilan kendaraan saat melaju dengan kecepatan tinggi. 3. Rally velg aluminium rally kualitasnya diukur dari ketangguhan velg tersebut bila digunakan dalam kondisi jalan yang buruk atau off-road. Penggemar rally pada umumnya lebih peduli dengan kekuatan velg dibandingkan keringan berat velg tersebut. Universitas Sumatera Utara 4. VIP Style velg aluminium VIP style lebih difokuskan kepada penampilan velg yang dapat memperindah penampilan mobil mewah. Penggemar velg dengan style ini mengingini penampilan velg yang akan membuat penampilan mobilnya menjadi lebih mewah. 5. Replika karena velg aluminium adalah barang fashion maka terdapat permintaan terhadap replika atau tiruan dari merek terkenal.

2.8 Paduan Aluminium

Aluminium merupakan logam ringan yang mempunyai sifat ketahanan korosi yang baik. Material ini digunakan dalam bidang yang luas bukan hanya untuk peralatan rumah tangga saja tetapi juga dipakai untuk kepentingan industri, misalnya untuk industri pesawat terbang, komponen-komponen mobil, komponen regulator dan konstruksi-konstruksi yang lain. Menurut Aluminum Association AA dapat diidentifikasi dengan sistem empat digit berdasarkan komposisi paduan seperti xxx.1 dan xxx.2 untuk ingot yang dilebur kembali. Sedangkan simbol xxx.0 untuk menentukan batas komposisi pengecoran dan simbol A356, B356 dan C356 untuk paduan cor gravitasi. Masing-masing paduan ini identik dengan kandungan yang mendominasi tetapi berkurang batas penggunaan karena impuritinya, khususnya kandungan besi. Berikut ini beberapa contoh aplikasi aluminium: 1. Aluminium seri 1xxx Memiliki kekuatan yang rendah, ketahanan terhadap korosi yang tinggi, tingkat reflektif yang tinggi, dan konduktifitas termal dan listrik yang tinggi sehingga kombinasi ini cocok untuk digunakan dalam pengemasan, perangkat listrik, peralatan pemanas, pencahayaan, dekorasi dan lain-lain. Universitas Sumatera Utara 2. Aluminium seri 2xxx Melalui pengerasan dengan precipitation hardening dapat digunakan untuk penerbangan dan roda, kendaraan militer, cocok juga untuk sekrup, baut, komponen permesinan, dan lain-lain. 3. Aluminium seri 3xxx Tipikal aplikasi seri ini rata-rata untuk kaleng dan untuk paduan yang memerlukan pembentukan dengan cara ditekan dan penggulungan. Selain untuk pengemasan, bangunan, peralatan rumah, alloy ini digunakan juga untuk benda yang memerlukan kekuatan, formabilitas, weldabilitas, dan korosi yang tinggi serta untuk perlengkapan pemanasan seperti helaian brazing dan pipa pemanas. 4. Aluminium seri 4xxx Kandungan silikon yang tinggi digunakan untuk produk yang memerlukan tingkat kekakuan yang tinggi atau keuletan yang rendah. 5. Aluminium seri 5xxx Kombinasi kekuatan sedang, ketahanan korosi yang luar biasa, dan weldabilitas biasa digunakan untuk bagian luar outdoor, arsitektur, khususnya dalam bidang kelautan perkapalan, dan juga untuk otomotif untuk bodi mobil dan komponen casis. 6. Aluminium seri 6xxx Kombinasi yang baik antara kekuatan tinggi, formabilitas, ketahanan korosi, dan weldabilitas sehingga digunakan untuk transport bodi luar otomotif dan lain-lain, bangunan pintu, jendela, dan lain-lain, kelautan, pemanasan, dan lain-lain. Universitas Sumatera Utara 7. Aluminium seri 7xxx Bagian terpenting dari penggunaan seri ini berdasarkan kekuatan yang tinggi, contohnya pada bidang penerbangan, penjelajahan luar angkasa, militer dan nuklir. Tetapi juga bagian structural bangunan sama baiknya dengan atribut olah raga raket tenis, ski, dan lain-lain. Jenis paduan aluminium saat ini sangat banyak dan tidak menutup kemungkinan ditemukannya lagi jenis paduan aluminium baru, oleh karena itu dibuatlah sistem penamaan sesuai dengan komposisi dan karakteristik paduan aluminium tersebut untuk memudahkan pengklasifikasiannya. Salah satu penamaan paduan aluminium adalah dengan standar AA, seperti pada Tabel 2.2. Pada aluminium tempa, seri 1xxx digunakan untuk aluminium murni. Digit kedua dari seri tersebut menunjukkan komposisi aluminium dengan limit pengotor alamiahnya, sedangkan dua digit terakhir menunjukkan persentase minimum dari aluminium tsb. Digit pertama pada seri 2xxx sampai 7xxx menunjukkan kelompok paduannya berdasarkan unsur yang memiliki persentase komposisi terbesar dalam paduan. Tabel 2.2 Daftar seri paduan aluminium tempa No. Seri Komposisi Paduan 1xxx Aluminium murni 2xxx Paduan aluminium – tembaga 3xxx Paduan aluminium – mangan 4xxx Paduan aluminium – silicon 5xxx Paduan aluminium – magnesium 6xxx Paduan aluminium – magnesium – silicon 7xxx Paduan aluminium – seng 8xxx Paduan aluminium – timah – litium 9xxx Disiapkan untuk penggunaan di masa depan Digit kedua menunjukkan modifikasi dari unsur paduannya, jika digit kedua bernilai 0 maka paduan tersebut murni terdiri dari aluminium dan unsur Universitas Sumatera Utara paduan. Jika nilainya 1 – 9, maka paduan tersebut memiliki modifikasi dengan unsure lainnya. Dua angka terakhir untuk seri 2xxx – 8xxx tidak memiliki arti khusus, hanya untuk membedakan paduan aluminium tersebut dalam kelompoknya. Paduan aluminium tuang penamaannya memakai sistem tiga digit diikuti dengan satu bilangan desimal. Tabel 2.3 menunjukkan seri paduan aluminium tuang berdasarkan unsur paduannya. Tabel 2.3 Daftar seri paduan aluminium tuang No. Seri Komposisi Paduan 1xx.x Aluminium murni 2xx.x Paduan aluminium – tembaga 3xx.x Paduan aluminium – silikon - magnesium 4xx.x Paduan aluminium – silikon 5xx.x Paduan aluminium – magnesium 6xx.x Tidak digunakan 7xx.x Paduan aluminium – seng 8xx.x Paduan aluminium – timah 9xx.x Disiapkan untuk penggunaan di masa depan Dalam standar AA, angka pertama menunjukkan kelompok paduan, angka kedua dan ketiga menunjukkan kemurnian minimum untuk aluminium tanpa paduan dan sebagai nomor identifikasi untuk paduan tersebut, angka keempat menandakan bentuk produk .0 = spesifikasi coran, .1 = spesifikasi ingot, .2 = spesifikasi ingot yang lebih spesifik.

2.8.1 Pengaruh Unsur-Unsur Pemadu Pada Paduan Aluminium

Jenis dan pengaruh unsur-unsur paduan terhadap perbaikan sifat aluminium antara lain: Universitas Sumatera Utara

1. Unsur Silikon Si

Unsur Si dalam paduan aluminium mempunyai pengaruh positif : a Meningkatkan sifat mampu alir Hight Fluidity. b. Mempermudah proses pengecoran c. Meningkatkan daya tahan terhadap korosi d. Memperbaiki sifat-sifat atau karakteristik coran e. Menurunkan penyusutan dalam hasil cor f. Tahan terhadap hot tear perpatahan pada metal casting pada saat solidifikasi karena adanya kontraksi yang merintangi. Pengaruh negatif yang ditimbulkan unsur Si berupa penurunan keuletan bahan terhadap beban kejut jika kandungan silikon terlalu tinggi.

2. Unsur Tembaga Cu

Pengaruh baik yang dapat timbul oleh unsur Cu dalam paduan aluminium: a. Meningkatkan kekerasan bahan dengan membentuk presipitat b. Memperbaiki kekuatan tarik c. Mempermudah proses pengerjaan dengan mesin. Pengaruh buruk yang dapat ditimbulkan oleh unsur Cu : a. Menurunkan daya tahan terhadap korosi b. Mengurangi keuletan bahan dan c. Menurunkan kemampuan dibentuk dan dirol.

3. Unsur Magnesium Mg

Magnesium memberikan pengaruh baik yaitu: a. Mempermudah proses penuangan b. Meningkatkan kemampuan pengerjaan mesin c. Meningkatkan daya tahan terhadap korosi d. Meningkatkan kekuatan mekanis e. Menghaluskan butiran kristal secara efektif Universitas Sumatera Utara f. Meningkatkan ketahanan beban kejut atau impak. Pengaruh buruk yang ditimbulkan oleh unsur Mg yaitu meningkatkan kemungkinan timbulnya cacat pada hasil pengecoran.

4. Unsur Besi Fe

Pengaruh baik yang dapat ditimbulkan oleh unsur Fe ada1ah mencegah terjadinya penempelan logam cair pada cetakan. Pengaruh buruk yang dapat ditimbulkan unsur paduan ini adalah : a. Penurunan sifat mekanis b. Penurunan kekuatan tarik c. Timbulnya bintik keras pada hasil coran d. Peningkatan cacat porositas.

5. Unsur Mangan Mn

Dengan unsur mangan aluminium sangat mudah dibentuk, tahan terhadap korosi baik, sifat dan mampu lasnya baik.

6. Unsur Nikel Ni

Dengan unsur nikel aluminium dapat bekerja pada temperatur tinggi, misalnya piston dan silinder head untuk motor.

7. Unsur Seng Zn

Umumnya seng dapat ditambahkan bersama-sama dengan unsur tembaga dalam persentase kecil. Dengan penambahan ini akan meningkatkan sifat- sifat mekanik pada perlakuan panas, juga kemampuan mesin. Universitas Sumatera Utara 2.8.2 Macam–Macam Paduan Aluminium 2.8.2.1 Paduan Al-Si Paduan Al-Si ditemukan oleh A. Pacz tahun 1921. Paduan Al-Si yang telah diperlakukan panas dinamakan Silumin. Sifat – sifat silumin sangat diperbaiki oleh perlakuan panas dan sedikit diperbaiki oleh unsur paduan. Paduan Al-Si umumnya dipakai dengan 0,15 – 0,4 Mn dan 0,5 Mg. Paduan yang diberi perlakuan pelarutan solution heat treatment, quenching, dan aging dinamakan silumin, dan yang hanya mendapat perlakuan aging saja dinamakan silumin. Paduan Al-Si yang memerlukan perlakuan panas ditambah dengan Mg juga Cu serta Ni untuk memberikan kekerasan pada saat panas. Bahan paduan ini biasa dipakai untuk piston kendaraan Surdia, 1992. Gambar 2.9 Diagram fasa Al-Si Sumber: ASM International, 2004 Pada diagram fasa Al-Si gambar 2.9 dapat dibagi tiga daerah yaitu:

a. Daerah Hipoeutektik

Pada daerah ini terdapat kandungan silikon 11,7 dimana struktur mikro akhir yang terbentuk pada fasa ini adalah fasa α – aluminium dan eutektik gelap yang kaya aluminium yang memiliki kekerasan 90 HB, Struktur mikro hipoeutektik diperlihatkan pada gambar 2.9a. Universitas Sumatera Utara

b. Daerah Eutektik

Pada komposisi ini paduan Al-Si dapat membeku secara langsung dari fase cair ke padat. Kandungan silikon yang terkandung didalamnya sekitar 11,7 sampai 12,2 untuk struktur mikro eutektik bisa dilihat pada gambar 2.9b. Material ini memiliki kekerasan 105 HB dan uji tarik 248 MPa sehingga banyak diaplikasikan pada komponen dengan tekanan yang tinggi, seperti:crank case, wheel hub, cylinder barrel.ASM Handbook vol 15, 1998

c. Daerah Hypereutectic

Struktur mikro hypereutectic pada gambar 2.10 c menunjukan Komposisi silikon diatas 12,2 sehingga kaya akan silikon dengan fasa eutektik sebagai fasa tambahan dan memiliki kekerasan 110 HB. Contoh aluminium alloy jenis ini : AC8H, A.339 Gambar 2.10 Struktur mikro paduan Al-Si a Struktur mikro paduan hypoeutectic 1.65-12.6 wt Si. 150X. b Struktur mikro paduan eutectic 12.6 Si. 400X. c Struktur mikro paduan hypereutectic 12.6 Si. 150X Sumber: ASM International, 2004 Tipe paduan tergantung pada presentase kandungan silikon ini akan berpengaruh terhadap titik beku freezing point yang dipakai pada proses pengecoran aluminium yang bisa dilihat pada tabel 2.2. Universitas Sumatera Utara Tabel 2.2. Kandungan Si berpengaruh terhadap temperatur titik beku paduan aluminium Alloy Si conten BS alloy Typical freezing range C Low silicon 4 – 6 LM 4 625 – 525 Medium Silicon 7,5 – 9,5 LM 25 615 – 550 Eutectic alloys 10 – 13 LM 6 575– 565 Special hypereutectic alloys 16 LM 30 650 - 505 Sumber: ASM International, 2004

2.8.2.2 Paduan Al-Cu dan Al-Cu-Mg

Paduan Al-Cu dan Al-Cu-Mg ditemukan oleh A. Wilm dalam usaha mengembangkan paduan alumunium yang kuat dinamakan duralumin ini sering diaplikasikan pada rangka sepeda motor, pulley, roda gigi, velg mobil. Paduan Al- Cu-Mg adalah paduan yang mengandung 4 Cu dan 0,5 Mg dapat ditingkatkan kekerasanya dengan prosesnatural aging setelah solution heat treatment dan quenching.

2.8.2.3 Paduan Al-Mn

Mangan Mn adalah unsur yang memperkuat Aluminium tanpa mengurangi ketahanan korosi dan dipakai untuk membuat paduan yang tahan terhadap korosi. Paduan Al-Mn dalam penamaan standar AA adalah paduan Al 3003 dan Al 3004. Komposisi standar dari paduan Al 3003 adalah Al, 1,2 Mn, sedangkan komposisi standar Al 3004 adalah Al, 1,2 Mn, 1,0 Mg. Paduan Al 3003 dan Al 3004 digunakan sebagai paduan tahan korosi tanpa perlakuan panas.

2.8.2.4 Paduan Al-Mg

Paduan dengan 2–3 Mg dapat mudah ditempa, dirol dan diekstrusi, paduan Al 5052 adalah paduan yang biasa dipakai sebagai bahan tempaan. Paduan Universitas Sumatera Utara Al 5052 adalah paduan yang paling kuat dalam sistem ini, dipakai setelah dikeraskan oleh pengerasan regangan apabila diperlukan kekerasan tinggi. Paduan Al 5083 yang dianil adalah paduan antara 4,5 Mg kuat dan mudah dilas oleh karena itu sekarang dipakai sebagai bahan untuk tangki LNG Surdia, 2006.

2.8.2.5 Paduan Al-Mg-Si

Sebagai paduan Al-Mg-Si dalam sistem klasifikasi AA dapat diperoleh paduan Al 6063 dan Al 6061. Paduan dalam sistem ini mempunyai kekuatan kurang sebagai bahan tempaan dibandingkan dengan paduan–paduan lainnya, tetapi sangat liat, sangat baik mampu bentuknya untuk penempaan, ekstrusi dan sebagainya. Paduan 6063 dipergunakan untuk rangka–rangka konstruksi, maka selain dipergunakan untuk rangka konstruksi juga digunakan untuk kabel tenaga Surdia, 2006.

2.8.2.6 Paduan Al-Mn-Zn

Di Jepang pada permulaan tahun 1940 Iragashi dan kawan-kawan mengadakan studi dan berhasil dalam pengembangan suatu paduan dengan penambahan kira–kira 0,3 Mn atau Cr dimana butir kristal padat diperhalus dan mengubah bentuk presipitasi serta retakan korosi tegangan tidak terjadi. Pada saat itu paduan tersebut dinamakan ESD atau duralumin super ekstra. Selama perang dunia ke dua di Amerika serikat dengan maksud yang hampir sama telah dikembangkan pula suatu paduan yaitu suatu paduan yang terdiri dari: Al, 5,5 Zn, 2,5 Mn, 1,5 Cu, 0,3 Cr, 0,2 Mn sekarang dinamakan paduan Al- 7075. Pengggunaan paduan ini paling besar adalah untuk bahan konstruksi pesawat udara, disamping itu juga digunakan dalam bidang konstruksi Surdia, 2006. Universitas Sumatera Utara

2.9 Proses Pembuatan Velg