Elongasi adalah seberapa besar pertambahan panjang suatu bahan ketika dilakukan uji kekuatan tarik. Elongasi ditulis dalam persentase pertambahan
panjang per panjang awal bahan yang diujikan. Aluminium murni memiliki ductility yang tinggi. Aluminium paduan memiliki ductility yang bervariasi,
tergantung konsentrasi paduannya, namun pada umumnya memiliki ductility yang lebih rendah dari pada aluminium murni, karena ductility berbanding terbalik
dengan kekuatan tarik, serta semua aluminum paduan memiliki kekuatan tarik yang lebih tinggi dari pada aluminium murni A.Schey, 2009.
2.4.2.4 Modulus Elastisitas
Aluminium memiliki modulus elastisitas yang lebih rendah bila dibandingkan dengan baja maupun besi, tetapi dari sisi strength to weight ratio,
aluminium lebih baik. Aluminium yang memiliki titik lebur yang lebih rendah dan kepadatan. Dalam kondisi yang dicairkan dapat diproses dalam berbagai cara. Hal
ini yang memungkinkan produk-produk dari aluminium yang akan dibentuk, pada dasarnya dekat dengan akhir dari desain produk A.Schey, 2009.
2.4.2.5 Recyclability Kemampuan untuk didaur ulang
Aluminium adalah 100 bahan yang didaur ulang tanpa penurunan dari kualitas awalnya, peleburannya memerlukan sedikit energi, hanya sekitar 5 dari
energi yang diperlukan untuk memproduksi logam utama yang pada awalnya diperlukan dalam proses daur ulang A.Schey, 2009.
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 A.Schey, 2009.
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
Universitas Sumatera Utara
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 alasan salah satunya adalah trend. Oleh karena itu banyak yang
menggantinya dengan velg yang lebih gaya atau yang di sebut dengan velg racing Daryanto,2004.
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.
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.
spoke
Universitas Sumatera Utara
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. Pada 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 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 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 velg, dan disebut - negatif ketika lebih dalam daripada garis tengah velg. Pemilihan
jenis offset ini perlu diperhatikan agar ban tidak terlalu masuk ke dalam dan
Universitas Sumatera Utara
menyentuh rongga spatbor kendaraan atau velg dapat menyentuh atau 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.
2.6.4 Rim Marking
Pada umumnya format penulisannya adalah 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.
Universitas Sumatera Utara
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 Daryanto,2004.
a b
Gambar 2.8 a Velg baja b Velg paduan aluminium
Universitas Sumatera Utara
2.7.1 Kualitas Velg Paduan Aluminium
Kualitas velg paduan 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
Warna 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.
5. Keringanan
Velg yang ringan akan meningkatkan kecepatan sebuah mobil dan juga dapat mengurangi kebutuhan bahan bakar mobil tersebut.
2.7.2 Kategori Velg Paduan Aluminium
Velg paduan aluminium memiliki beberapa kategori style yang memiliki pangsa pasar tersendiri sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
1. Standar
Velg aluminium standar atau OEM digunakan untuk mengkategorikan velg- velg aluminium yang merupakan velg keluaran standar dari manufaktur mobil.
Mayoritas pengguna mobil penumpang menggunakan velg standar yang telah disediakan oleh manufaktur mobil ketika membeli sebuah mobil.
2. Racing
Velg paduan 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 paduan aluminium untuk 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.
4. VIP Style
Velg paduan 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
Dikarenakan velg paduan aluminium adalah barang fashion, maka terdapat permintaan terhadap replika atau tiruan dari merk terkenal.
Universitas Sumatera Utara
2.7.3 Jumlah Spoke
Cast wheel velg mobil adalah kerangka roda yang berfungsi untuk menahan beban dan tegangan yang diakibatkan oleh berat kendaraan, berat
penunpang dan impak yang diakibatkan oleh permukaan jalan yang dilalui oleh sepeda motor. Impak dari permukaan jalan terhadap velg dapat mengakibatkan
terjadinya kerusakan karena tegangan dan deformasi yang terjadi. Jumlah spoke pada velg sangat mempengaruhi kekuatan velg mobil. Spoke pada velg merupakan
suatu sistem struktural yang efisien, kuat, dan indah. Velg mobil merupakan salah satu komponen otomotif yang terus mengalami kemajuan desain, banyak
mengutamakan penampilan dan merupakan salah satu bagian dari kendaraan yang menerima tegangan dan beban.
Banyaknya variasi model velg mobil saat ini sangat mempengaruhi kekuatan dan ketahanan dari velg, khususnya dipakai di jalan raya yang
bergelombang. Velg mobil yang dijual di pasaran mempunyai banyak model sehingga perlu diketahui pengaruh desain velg mobil terhadap tegangan dan
deformasi yang terjadi pada velg mobil, agar velg tersebut mempunyai kekuatan maksimal.
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:
Universitas Sumatera Utara
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.
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, paduan 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 biasa digunakan untuk velg kendaraan bermotor.
5. Aluminium seri 5xxx Kombinasi kekuatan sedang, ketahanan korosi yang luar biasa, dan
weldability. Biasa digunakan untuk bagian luar outdoor, arsitektur, khususnya dalam bidang kelautan perkapalan, dan juga untuk otomotif untuk bodi mobil
dan komponen chasis.
Universitas Sumatera Utara
6. Aluminium seri 6xxx Kombinasi yang baik antara kekuatan tinggi, formabilitas, ketahanan
korosi, dan weldability sehingga digunakan untuk transport bodi luar otomotif dan lain-lain, bangunan pintu, jendela, dan lain-lain, kelautan, pemanasan, dan
lain-lain.
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 struktural 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.
Universitas Sumatera Utara
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 – silikon 5xxx
Paduan aluminium – magnesium 6xxx
Paduan aluminium – magnesium – silikon 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
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
Universitas Sumatera Utara
Dalam standar AA Aluminium Asociation, 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:
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
Universitas Sumatera Utara
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
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.
Universitas Sumatera Utara
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.
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, 2006.
Gambar 2.9 Diagram fasa Al-Si Sumber: ASM International, 2004
Universitas Sumatera Utara
Pada diagram fasa Al-Si gambar 2.9 dapat dibagi tiga daerah yaitu:
a. Daerah Hypoeutectic 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 2.10 a.
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 2.10 b.
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.
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
Universitas Sumatera Utara
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 2.4.
Tabel 2.4. Kandungan Si berpengaruh terhadap temperatur titik beku paduan aluminium
Alloy Si content
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 Surdia, 2006.
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
Surdia, 2006.
Universitas Sumatera Utara
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
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
Proses pembuatan velg terdiri dari proses casting dan proses forging. Proses yang banyak dilakukan adalah proses casting, karena berbiaya murah dan
teknologi proses casting sudah banyak digunakan dibanding dengan proses forging yang memerlukan teknologi tinggi dan biaya produksi yang tinggi.
2.9.1 Tipe One-piece Cast Wheels
2.9.1.1 Gravity Casting
Gravity casting merupakan proses casting paling basic, yaitu hanya dengan menuangkan lelehan aluminium ke dalam cetakan dengan memanfaatkan
gravitasi bumi untuk memenuhi cetakannya. Jadi kunci utama adalah didesain cetakan yang benar-benar memperhitungkan arah gravitasi sehingga kepadatan
bentuk bisa didapat. Keuntungannya harga produksi lebih murah. Tapi tentu desain seperti ini tidak bisa memenuhi faktor “weight reduction”, karena
kepadatan hasil gravitasi membutuhkan lelehan dalam jumlah banyak, yang otomatis akan menambah berat velg seperti terlihat pada gambar 2.11. Kepadatan
aluminium juga tidak bisa diatur sedemikian rupa, karena udara masih mudah ikut tercampur. Oleh karena itu, proses model ini akan menambah berat velg jika ingin
menambah kekuatannya.
Gambar 2.11 Velg mobil tipe one-piece cast wheels
Universitas Sumatera Utara
2.9.1.2 Low Pressure Casting
Low pressure casting menggunakan tekanan tambahan untuk menuangkan lelehan aluminium ke dalam cetakan, sehingga proses penuangan lebih cepat dan
kondisi aluminium bisa lebih padat daripada gravity casting. Tekanan bisa didapat dari pemutaran cetakan itu sendiri, ada juga yang dibantu beberapa alat. Dengan
harga produksi yang tidak jauh dari gravity casting, proses casting tekanan rendah ini sekarang menjadi sangat umum. Beberapa produsen velg juga telah
mengembangkan proses ini dengan berbagai alat dan ukuran tekanan tertentu, demi terbentuknya velg yang lebih ringan. Tentunya biaya pengembangan proses
ini juga akan membuat harga velg menjadi naik.
2.9.1.3 Spun-Rim, Flow-Forming atau Rim Rolling Technology
Ini salah satu pengembangan dari low pressure casting; dengan menggunakan sebuah mesin khsuus yang memutar casting awal kemudian
memanaskan bagian terluar casting nya dan menggunakan tekanan roller baja sehinggga meenghasilkan bentuk akhir velg. Kombinasi panas, tekanan dan
pemutaran itu menghasilkan penampang velg yang kuat yang hampir serupa dengan sistem forged, tapi dengan biaya lebih murah dari sistem forged. Banyak
velg yang menggunakan metode ini berhasil mencapai light wheel dengan biaya yang normal, walau tidak murah. Produsen velg BBS telah menggunakan
teknologi ini untuk velg mobil F1 dan Indy Cars. Contoh tipe after market nya adalah BBS RC yang terlihat pada gambar 2.12.
Gambar 2.12 Velg BBS RC
Universitas Sumatera Utara
2.9.1.4 Forging
Teknologi ini menggunakan logam aluminium yang tidak dilebur untuk mencetaknya menjadi velg. Teknologi forging mengandalkan kekuatan mesinnya
untuk mencetak velg menggunakan bahan baku aluminium yang masih dalam bentuk logam yang terlihat pada gambar 2.13, berbeda dengan die casting dimana
bahan baku aluminiumnya harus dilebur. Produk velg yang dihasilkan dengan menggunakan teknologi forging ini umumnya dikategorikan dengan sebutan
forged wheels. Hasilnya, sebuah produk aluminium yang sangat padat, kuat dan bisa
sangat ringan. Tetapi faktor biaya peralatan, pengembangan dan proses, membuat cara ini tidak banyak produsen velg yang mampu melakukannya. Maka produsen
velg yang mampu melakukan sistem forging, produk velg yang dihasilkan menjadi eksklusif. Harga menjadi tinggi walaupun permintaan konsumen tetap
tinggi.
Gambar 2.13 Proses pembuatan velg sistem forging Sumber: http:putrasaimima.blogspot.com201103proses-pembuatan-velg-
mobil.html
Universitas Sumatera Utara
2.9.2 Tipe Multi-Piece Wheels
Merk velg Enkei Sport RCS, adalah salah satu contoh velg two pieces- welded construction. Bagian tengah velg dibuat terpisah, kemudian di las ke
rimbibir velg. Velg tipe ini menggunakan dua atau tiga komponen terpisah yang dirakit menjadi satu wujud velg. Umumnya multi-piece wheels menerapkan lebih
dari satu metode pembuatan. Misalnya, bagian tengah dibuat secara casting atau forged, sedangkan lingkar pinggir velgnya dibuat dengan sistem spun
dari aluminium. Komponen terpisah tersebut kemudian dibaut, di-sealant atau dilas welded menjadi satu wujud velg mobil yang ditunjukkan pada gambar
2.14.
Gambar 2.14 Velg mobil tipe multi-piece wheels
Model multi-piece wheels sendiri mulai berkembang pada awal 1970-an untuk untuk kebutuhan balap mobil, dengan pertimbangan untuk mengejar light-
weight. Pada perkembangan selanjutnya sistem ini jadi banyak diterapkan pada velg dengan R17 ke atas, dengan tujuan mendapatkan velg yang seringan
mungkin.
2.10 Tegangan
Apabila sebuah batang atau plat dibebani sebuah gaya maka akan terjadi gaya reaksi yang sama dengan yang arah berlawanan. Gaya tersebut akan diterima
sama rata oleh setiap molekul pada bidang penampang batang tersebut. Jadi tegangan adalah suatu ukuran intensitas pembebanan yang dinyatakan oleh gaya
Universitas Sumatera Utara
dan dibagi oleh luas di tempat gaya tersebut bekerja. Tegangan ada bermacam- macam sesuai dengan pembebanan yang diberikan.
Komponen tegangan pada sudut yang tegak lurus pada bidang ditempat bekerjanya gaya disebut tegangan langsung. Pada pembebanan tarik akan terjadi
tegangan tarik maka pada beban tekan akan terjadi tegangan tekan. Biasanya dinyatakan dalam bentuk persentasi atau tidak dengan persentasi. Besarnya
tegangan menunjukkan apakah bahan tersebut mampu menahan perubahan bentuk sebelum patah. Makin besar tegangan suatu bahan maka bahan itu mudah
dibentuk Srinivasan,2006. Maka, rumus tegangan adalah
σ =
F A
............................................................................2.1 dimana:
F = gaya Newton A = luas penampang awal mm
2
2.11 Regangan
Regangan adalah suatu bentuk tanpa dimensi untuk menyatakan perubahan bentuk. Biasanya dinyatakan dalam bentuk persentasi atau tidak dengan
persentasi. Besarnya regangan menunjukkan apakah bahan tersebut mampu menahan perubahan bentuk sebelum patah. Makin besar regangan suatu bahan
maka bahan itu mudah dibentuk Srinivasan,2006. Maka, rumus regangan adalah ε =
�� ��
.........................................................................2.2 dimana:
Lo = panjang mula-mula mm Δ L = perpanjangan mm
2.12 Simulasi Numerik