Mechanical Milling Efek Variasi Waktu Rotary Ball Mill Pada Serbuk NdFeB terhadap Mikrostruktur, Densitas, dan Sifat Magnetnya

21

2.5 Mechanical Milling

Mechanical milling atau dipendekkan menjadi milling adalah proses penghalusan atau penghancuran bahan dengan menggunakan energy mekanik dari tumbukan antara bola – bola atau rod – rod milling dengan jar milling. Hal – hal yang mempengaruhi proses milling antara lain adalah bahan baku, tipe milling dan parameter milling. 2.5.1Bahan Baku Distribusi dari ukuran dan area permukaan dari partikel serbuk adalah parameter yang penting dalam mechanical milling dan mechanical alloying. Ukuran – ukuran partikel akan mempengaruhi reaksi kimia selama proses milling, namun ukuran tidaklah terlalu kritis, asalkan ukuran material itu haruslah lebih kecil dari ukuran bola grinda. Ini disebabkan karena ukuran partikel serbuk akan berkurang dan akan mencapai ukuran mikron setelah dimilling beberapa jam. Bahan baku yang termasuk untuk kategori diatas antaranya, material murni, campuran logam, serbuk prealloyed, dan efactory compound. Adakalanya serbuk dimillling dengan media cairan misalnya dengan toluene dan dikenal dengan penggilingan basah. Dan telah dilaporkan bahwa kecepatan atmosfir lebih cepat selama proses penggilingan basah daripada penggilingan kering. Kerugian dari pengilingan basah adalah meningkatnya kontaminasi serbuk.

2.5.2 Tipe Milling

Tipe – tipe berbeda dari peralatan milling digunakan untuk menghaluskan ukuran partikel serbuk. Perbedaan nya terletak pada kapasitasnya, efisiensi milling, dan kecepatan putar jar milling. Tipe –tipe milling tersebut, antara lain : rotary ball mill, high energy mill, SPEX shaker mills, planetary ball mill, attritor mill,dll. Namun dalam penelitian ini tipe milling yang digunakan untuk menghaluskan partikel serbuk NdfeB adalah rotary ball mill. Universitas Sumatera Utara 22  Rotary Ball Mill Mesin Rotary Ball Mill adalah salah satu jenis mesin penggiling yang digunakan untuk menggiling suatu bahan material menjadi bubuk yang sangat halus. Mesin ini biasanya digunakan dalam proses mechanical milling. Secara umum, prinsip kerjanya adalah mengurangi ukuran material dengan memanfaatkan gerakan bola – bola milling di dalam wadah milling. Adapun keuntungan memakai mesinrotary ball mill dalam proses produksi antara lain : 1. Biaya instalasi rendah 2. Energi listrik yang diperlukan relatif rendah 3. Sangat cocok digunakan untuk produksi yang beroperasi secara terus menerus 4. Bisa digunakan untuk segala jenis material dengan kepadatan tinggi 5. Cocok digunakan sebagai mesin penggiling di daerah terbuka

2.5.3 Parameter Milling

Mechanical milling adalah proses yang melibatkan optimasi dari beberapa variabel untuk mencapai tahap produk yang diinginkan dalam ukuran mikrometer. Beberapa parameter yang penting yang memprngaruhi hasil dari proses mlling diantaranya : wadah penggilingan, kecepatan milling, waktu milling, bola milling, perbandingan serbuk dengan bola, dan ruang pada vial.  Wadah Penggilingan Wadah penggilingan merupakan media yang digunakan untuk menahan gerakan bola – bola giling dan serbuk ketika proses penggilingan berlangsung. Akibat yang ditimbulkan dari proses penahanan gerak bola – bola giling dan serbuk tersebut adalah terjadinya benturan antara bola – bola giling serbuk dan wadah penggilingan sehingga menyebabkan terjadinya proses penghancuran serbuk secara berulang. Jika material yang digunakan sebagai wadah penggilingan sama dengan material serbuk yang akan digiling, maka proses penghancuran serbuk tidak akan efektif dan efisien karena kedua material tersebut memiliki kekerasan yang sama. Universitas Sumatera Utara 23 Sedangkan jika kedua material yang digunakan tersebut berbeda, maka akan terjadi kontaminasi pada material serbuk yang digiling. Untuk menghindari terjadinya kontaminasi serbuk akibat benturan yang terjadi selama proses penggilingan berlangsung, maka material yang digunakan sebagai wadah penggilingan harus memiliki kekerasan yang lebih tinggi dibandingkan dengan kekerasan material serbuknya. Kontaminasi serbuk juga dapat terjadi akibat perbedaan jenis material yang digunakan sebagai wadah penggilingan dan bola penggiling. Untuk menghindari hal ini, material wadah penggilingan dan bola penggiling yang digunakan terbuat dari jenis material yang sama. Jika menggunakan jenis material yang berbeda, usahakan kekerasan kedua material tersebut tidak jauh berbeda. Gambar 2.8 Wadah Milling Dalam Alat rotary Ball Mill  Kecepatan milling Mudah sekali untuk menyatakan bahwa rotasi milling yang cepat akan memberikan energy yang besar kepada serbuk. Akan tetapi berdasarkan tipe milling ada batasan untuk kecepatan maksimum yang dapat digunakan. Karena kecepatan yang tinggi, akan menyebabkan temperature pada vial akan meningkat. Hal ini dapat membuat serbuk yang dimilling terkontaminasi.  Waktu Milling Waktu milling adalah parameter yang penting, biasanya waktu dipilih untuk menghaluskan serbuk hingga sekecil mungkin. Waktu yang dibutuhkan Universitas Sumatera Utara 24 tergantung dari tipe milling yang digunakan, intensitas milling, dan rasio bola- serbuk. Waktu milling yang lama dari waktu yang diperlukan akan mengakibatkan terjadinya penggumpalan aglomerasi serbuk, dan mengakibatkan terjadinya kontaminasi dan beberapa fase yang tidak diinginkan akan terbentuk.  Bola Milling Fungsi bola giling dalam proses milling adalah sebagai penghancur serbuk atau digunakan sebagai pengecil ukuran partikel serbuk NdfeB. Oleh karena itu, material pembentuk bola giling harus memiliki kekerasan yang tinggi agar tidak terjadi kontaminasi saat terjadi benturan dan gesekan antara serbuk, bola dan wadah penggilingan. Ukuran bola yang dapat digunakan dalam proses milling ini bermacam – macam. Pemilihan ukuran bola bergantung pada ukuran serbuk yang akan dipadu. Bola yang digunakan harus memiliki diameter yang lebih besar dibandingkan dengan diameter serbuknya. Gambar 2.9 Bola Mill yang digunakan dalam Alat Rotary Ball Mill  Perbandingan Bola dan Serbuk Rasio berat bola-serbukball-powder ratio BPR adalah variabel yang penting dalam proses milling, rasio berat-serbuk mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap waktu yang dibutuhkan untuk mencapai fasa tertentu dari bubuk yang dimilling. Semakin tinggi BPR semakin pendek waktu yang dibutuhkan. Hal ini Universitas Sumatera Utara 25 dikarenakan peningkatan berat bola tumbukan persatuan waktu meningkat dan konsekuensinya adalah banyak energi yang ditransfer ke partikel partikel serbuk dan proses milling berjalan lebih cepat.  Ruang Kosong Pada Vial Terjadinya perubahan ukuran partikel serbuk dalam proses milling dikarenakan adanya gaya impek yang terjadi terhadap serbuk itu. Dalam proses milling dibutuhkan tempat yang kosong yang cukup untuk bola – bola milling dan partikel – partikel serbuk bergerak bebas di dalam wadah milling. Jadi ruang kosong pada vial dengan bola – bola dan serbuk itu penting. Jika jumlah dari bola dan serbuk banyak dan tidak ada cukup tempat untuk bola – bola untuk bergerak, maka energy impek yang dihasilkan sedikit, maka proses milling, tidak berjalan secara optimal, dan membutuhkan waktu yang lama. Maka perlu diperhatikan ruang kosong vial, dan 50 tempat yang kosong yang disediakan untuk proses milling. Irfan,2010.

2.6 Proses Kompaksi