ANALISA PENGARUH PENAMBAHAN Mg PADA KOMPOSIT MATRIK ALUMINIUM REMELTING PISTON BERPENGUAT SiO2 MENGGUNAKAN METODE STIR CASTING TERHADAP KONDUKTIVITAS TERMAL DAN KETAHANAN AUS.
ANALISA PENGARUH PENAMBAHAN Mg PADA
KOMPOSIT MATRIK ALUMINIUM REMELTING PISTON
BERPENGUAT SiO2 MENGGUNAKAN
METODE STIR CASTING TERHADAP
KONDUKTIVITAS TERMAL DAN KETAHANAN AUS
SKRIPSI
Oleh :
IMAM SUPRYATMA
I1413017
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
ANALISA PENGARUH PENAMBAHAN Mg PADA
KOMPOSIT MATRIK ALUMINIUM REMELTING PISTON
BERPENGUAT SiO2 MENGGUNAKAN
METODE STIR CASTING TERHADAP
KONDUKTIVITAS TERMAL DAN KETAHANAN AUS
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat
Untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
Oleh :
IMAM SUPRYATMA
I1413017
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
i
ii
iii
ANALISA PENGARUH PENAMBAHAN Mg PADA
KOMPOSIT MATRIK ALUMINIUM REMELTING PISTON
BERPENGUAT SiO2 MENGGUNAKAN
METODE STIR CASTING TERHADAP
KONDUKTIVITAS TERMAL DAN KETAHANAN AUS
ABSTRAK
Imam Supriyatma
Jurusan Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta
E-mail : supriatmno1@gmail.com
Abstrak
Aluminium merupakan salah satu material tambang yang keberadaannya
semakin menipis di kerak bumi, namun permintaan aluminium semakin meningkat
setiap tahunnya. Penggunaan aluminium scrap (daur ulang) mulai diminati oleh
pelaku usaha. Alasan penggunaan aluminium scrap adalah lebih ekonomis dan
ramah lingkungan. Kekurangan dari aluminium scrap adalah kekuatan mekaniknya
yang rendah. Untuk meningkatkan kekuatan mekanik pada aluminium scrap
dibutuhkan perlakuan khusus dengan penambahan unsur kimia lain. Penelitian ini
dilakukan untuk mengetahui pengaruh penambahan Mg pada komposit Al-SiO2
terhadap konduktivitas termal dan ketahanan aus yang dimiliki. Penelitian ini
memakai fraksi massa SiO2 (mesh 270) sebesar 9% wt dan variasi penambahan Mg
0% wt, 1% wt, 1,5% wt, 2% wt, dan 2,5% wt. Dengan proses pembuatan komposit
menggunakan metode stir casting dengan suhu pengadukan 650OC, kecepatan 600
rpm selama 5 menit, dan suhu penuangan 725OC. Hasil pengujian konduktivitas
termal menunjukkan peningkatan nilai konduktivitas termal seiring dengan
penambahan Mg, dari 14,061 W/mOC (tanpa penambahan Mg) menjadi 28,947
W/mOC (penambahan Mg 2,5% wt). Berbeda halnya dengan hasil pengujian
keausan, nilai laju keausan mengalami penurunan dari 4,441x10-3 mm³/s (tanpa
penambahan Mg) menjadi 0,95x10-3 mm³/s (penambahan Mg 1,5% wt) dan
mengalami peningkatan menjadi 8,129x10-3 mm³/s (penambahan 2,5% wt).
Kata Kunci: komposit, aluminium, SiO2, magnesium, stir casting, konduktivitas
termal, ketahanan aus.
iv
ANALYSIS OF EFFECT ADDITION Mg ON ALUMINIUM
MATRIX COMPOSITE REMELTING PISTON REINFORCED
SiO2 USING STIR CASTING METHOD FOR THERMAL
CONDUCTIVITY AND WEAR RESISTANCE
Imam Supriyatma
Mechanical Engineering Sebelas Maret University Surakarta
E-mail : supriatmno1@gmail.com
Abstract
Aluminum is one of the mining material that the existence is decline in the
earth crust. However, the aluminum demand is increasing every year. The using of
aluminum scrap (recycling) was began to demand by businesses. The reason of
using aluminum scrap is more economical and environmental friendly, but
disadvantage of aluminum scrap is a low mechanical strength. To enhance the
mechanical strength of the aluminum scarp has required special treatment with the
additional of another chemical element. This research aims to know the effect of
additional Mg on Al-SiO2 composites for thermal conductivity and wear rate. This
study used the mass fraction of SiO 2 (270 mesh) by 9% wt and the variation of the
additional Mg 0% wt, 1% wt, 1.5% wt, 2% wt, and 2.5% wt. The composite
manufacturing process using stir casting method with a temperature of 650 OC
stirring speed of 600 rpm for 5 minutes, and the pouring temperature of 725 OC. The
results test was showed an increase the thermal conductivity along with the addition
of Mg, from 14.061 W / mOC (without the addition of Mg) to 28.947 W / mOC
(addition of Mg 2.5% wt). Unlike the case with the results of wear rate test, the
wear rate was decreased value of 4.441x10-3 mm³ / s (without the addition of Mg)
becomes 0.951x10 -3 mm³ / s (addition of Mg 1.5 % wt) increased to 8.129x10-3 mm³
/ s (additional 2.5% wt).
Keywords: composite, aluminum, SiO 2, magnesium, stir casting, thermal
conductivity, wear resistance.
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan kenikmatan
kepada kita semua sehingga laporan tugas akhir ini dapat penulis selesaikan. Tujuan
penulisan skripsi ini adalah sebagai persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana
teknik di Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Tugas akhir ini memaparkan pengaruh penambahan mg pada komposit matriks
aluminium remelting piston berpenguat SiO2 terhadap konduktivitas termal dan
ketahanan aus.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah
membantu dalam penelitian dan penulisan laporan tugas akhir ini, khususnya
kepada:
1. Ayah, Ibu, dan keluarga tercinta atas segala dukungan, dan bimbingan serta
doa sehingga penulis bisa menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Bapak Teguh Triyono, ST, MEng dan Bapak Eko Surojo, ST, MT, selaku
dosen pembimbing yang telah memberikan arahan dan masukan selama
penyusunan tugas akhir ini.
3. Bapak Dr. Eng. Syamsul Hadi, ST., MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNS.
4. Bapak Sukmaji Indro Cahyono, ST, MEng, Ibu Indri Yaningsih, ST,MT,
dan Bapak DR. Joko Triyono, ST, MT, selaku dosen penguji.
5. Bapak Eko Prasetya Budiana, ST, MT, selaku dosen pembimbing akademik.
6. Seluruh dosen dan staf Teknik Mesin FT UNS yang telah membuka wacana
keilmuan penulis.
7. Semua laboran Jurusan Teknik Mesin UNS
8. Teman-teman D3, S1, dan S2 Teknik Mesin UNS yang telah memberikan
dukungan dan motivasi dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
9. Serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, atas bantuan
dan dorongan semangat serta doanya. Terima kasih, semoga Allah SWT
membalas budi baik kalian.
vi
Penulis menyadari, bahwa dalam skripsi ini masih terdapat banyak
kekurangan. Oleh karena itu, bila ada saran, koreksi dan kritik demi kesempurnaan
skripsi ini, penulis terima dengan ikhlas dan dengan ucapan terima kasih.
Dengan segala keterbatasan yang ada, penulis berharap skripsi ini dapat
digunakan sebagaimana mestinya.
Surakarta, Januari 2016
Penulis
vii
DAFTAR ISI
ABSTRAK ............................................................................................................. iv
KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi
DAFTAR ISI ........................................................................................................ viii
DAFTAR TABEL ................................................................................................. xii
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiii
DAFTAR NOTASI .............................................................................................. xiv
BAB I PENDAHULUAN ...................................... Error! Bookmark not defined.
1.1 Latar Belakang ................................................. Error! Bookmark not defined.
1.2 Perumusan Masalah ......................................... Error! Bookmark not defined.
1.3 Batasan Masalah .............................................. Error! Bookmark not defined.
1.4 Tujuan Penelitian ............................................. Error! Bookmark not defined.
1.5 Manfaat Penelitian ........................................... Error! Bookmark not defined.
1.6 Sistematika Penulisan ...................................... Error! Bookmark not defined.
BAB II DASAR TEORI ........................................ Error! Bookmark not defined.
2.1 Tinjauan Pustaka .............................................. Error! Bookmark not defined.
2.1 Dasar Teori ....................................................... Error! Bookmark not defined.
2.3 Material penyusun Metal Matrix Composite (MMC) Error! Bookmark not
defined.
2.4 Fabrikasi Komposit Matrik Logam ............... Error! Bookmark not defined.
2.5 Proses Pembuatan Komposit Al-SiO2-Mg ... Error! Bookmark not defined.
2.6 Pengujian Yang Dilakukan ............................. Error! Bookmark not defined.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN............... Error! Bookmark not defined.
3.1 Variasi Penelitian yang Dilakukan ......... Error! Bookmark not defined.
3.2 Peralatan dan Bahan ........................................ Error! Bookmark not defined.
3.3 Proses Pembuatan Komposit Al-SiO2-Mg ... Error! Bookmark not defined.
3.4 Karakteristik Al-SiO2-Mg ............................... Error! Bookmark not defined.
3.5 Diagram Alir Penelitian .................................. Error! Bookmark not defined.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ....................... Error! Bookmark not defined.
4.1 Proses Produksi Spesimen Uji ....................... Error! Bookmark not defined.
4.2 Hasil Pengujian Konduktivitas Termal ......... Error! Bookmark not defined.
viii
4.3 Hasil Pengujian Ketahanan aus ...................... Error! Bookmark not defined.
ix
BAB V PENUTUP ................................................. Error! Bookmark not defined.
5.1 Kesimpulan ....................................................... Error! Bookmark not defined.
5.2 Saran .................................................................. Error! Bookmark not defined.
DAFTAR PUSTAKA ............................................ Error! Bookmark not defined.
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Piston yang mengalami over heating Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 2 Penguat dalam material komposit a) Konsentrasi, b) Ukuran, .. Error!
Bookmark not defined.
Gambar 2. 3 Tetrahedron silika-oksigen (SiO44 −) (Callister, 1997) ........... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 2. 4 Penataan silikon dan oksigen atom dalam satuan sel kristobalit,
................................................................................Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 5 Skema alat stir casting (Suyanto dkk. 2013)... Error! Bookmark not
defined.
Gambar 2. 6 Plot perubahan temperatur dengan ketebalan (Setiadi, 2006) ... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 2. 7 Skema Pengujian Dengan Metode Ogoshi ...... Error! Bookmark not
defined.
Gambar 3. 1 Peralatan stir casting .........................Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 2 Cetakan permanen .............................Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 3 Alat uji ketahanan aus .......................Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 4 Alat uji konduktivitas termal .............Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 5 Mikroskop Makro ..............................Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 6 Piston bekas .......................................Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 7 Pasir Silika.........................................Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 8 Serbuk Magnesium (Mg) ..................Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 9 Skema alat uji konduktivitas termal ..Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 10 Segmentasi pada proses pengukuran ............. Error! Bookmark not
defined.
Gambar 3. 11 Spesimen konduktivitas termal a) dengan tebal 4 mm ............ Error!
Bookmark not defined.
Gambar 3. 12 Alat uji keausan dan bagian-bagiannya ......... Error! Bookmark not
defined.
Gambar 3. 13 Ilustrasi proses pengujian keausan ..Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 14 Spesimen uji keausan (mm) ............Error! Bookmark not defined.
xi
Gambar 3. 15 Diagram alir penelitian ....................Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 1 Dimensi benda kerja ..........................Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 2 Keseluruhan benda kerja ...................Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 3 Ilustrasi proses pemotongan ..............Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 4 Hasil akhir spesimen uji konduktivitas termal Error! Bookmark not
defined.
Gambar 4. 5 Dimensi spesimen uji keausan ..........Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 6 Spesimen uji keausan ........................Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 7 Rata-rata konduktivitas termal untuk setiap variasi penambahan Mg
...........................................................Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 8 Ilustrasi a) tidak terjadi pembasahan b) terjadi pembasahan..... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 4. 9 Foto macro spesimen uji konduktivitas termal a) Tanpa penambahan
b) Penambahan 1% Mg c) Penambahan 1.5% Mg d) Penambahan 2%
Mg .....................................................Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 10 Rata-rata laju keausan untuk setiap variasi penambahan Mg . Error!
Bookmark not defined.
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Sifat fisik dan mekanik aluminium (Samuel, 2012) .. Error! Bookmark
not defined.
Tabel 2. 2 Sifat fisik dan mekanik SiO2 (Darmansyah, 2010) .... Error! Bookmark
not defined.
Tabel 2. 3 Sifat fisk dan mekanik magnesium (Lutfi & Sukron, 2010) ......... Error!
Bookmark not defined.
Tabel 3. 1 Komposisi material remelting piston bekas ........ Error! Bookmark not
defined.
Tabel 4. 1 Data gradient temperature suhu pada setiap variasi ... Error! Bookmark
not defined.
Tabel 4. 2 Hasil perhitungan konduktivitas termaluntuk ..... Error! Bookmark not
defined.
Tabel 4. 3 Data hasil pengujian dan perhitungan laju keausan ... Error! Bookmark
not defined.
xiii
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A Perhitungan fraksi massa ................... Error! Bookmark not defined.
Lampiran B Hasil pengujian komposisi kimia ....... Error! Bookmark not defined.
Lampiran C Foto makro uji keausan ...................... Error! Bookmark not defined.
Lampiran D Komposisi kimia piston standar MAHLE ....... Error! Bookmark not
defined.
Lampiran E Sifat fisik dan mekanik piston standar MAHLE ..... Error! Bookmark
not defined.
Lampiran F Terbentuknya clustering SiO2 ............ Error! Bookmark not defined.
xv
DAFTAR NOTASI
Q
laju perpindahan kalor (W)
ΔT
perbedaan suhu (OC)
Δx
perbedaan jarak (m)
K
konduktivitas termal (W/mOC)
T0
suhu yang terbaca pada termo-couple heater (OC)
T1
suhu yang terbaca pada termo-couple 1 (OC)
T2
suhu yang terbaca pada termo-couple 2 (OC)
T3
suhu yang terbaca pada termo-couple 3 (OC)
T4
suhu yang terbaca pada termo-couple 4 (OC)
T5
suhu yang terbaca pada termo-couple 5 (OC)
T6
suhu yang terbaca pada termo-couple 6 (OC)
T7
suhu yang terbaca pada termo-couple 7 (OC)
T8
suhu yang terbaca pada termo-couple 8 (OC)
T9
suhu yang terbaca pada termo-couple 9 (OC)
T10
suhu yang terbaca pada termo-couple 10 (OC)
Taf
suhu pada titik af (OC)
Tai
suhu pada titik ai (OC)
Tbf
suhu pada titik bf (OC)
Tbi
suhu pada titik bi (OC)
ΔTa
perbedaan suhu pada permukaan sampel a (OC)
ΔTb
perbedaan suhu pada permukaan sampel b (OC)
ΔTR
perbedaan suhu pada permukaan bahan silinder standar Cu (OC)
La
ketebalan spesimen a (m)
Lb
ketebalan spesimen b (m)
LR
ketebalan spesimen bahan silinder standar (m)
λ’a
konduktivitas termal spesimen a (kcal/mhrOC)
λ’b
konduktivitas termal spesimen b (kcal/mhrOC)
xvi
λ
konduktivitas termal sesungguhnya (kcal/mhrOC)
B
tebal revolving disk (mm)
b
lebar celah material yang terabrasi (mm)
r
jari-jari revolving disk (mm)
P
beban penekanan pada revolving disk (kg)
v
kecepatan putaran revolving disk (m/s)
t
waktu pengaus (s)
h
jarak pengaus (m)
W
volume material yang terabrasi (mm3)
V
laju keausan (mm3/s)
xvii
18
KOMPOSIT MATRIK ALUMINIUM REMELTING PISTON
BERPENGUAT SiO2 MENGGUNAKAN
METODE STIR CASTING TERHADAP
KONDUKTIVITAS TERMAL DAN KETAHANAN AUS
SKRIPSI
Oleh :
IMAM SUPRYATMA
I1413017
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
ANALISA PENGARUH PENAMBAHAN Mg PADA
KOMPOSIT MATRIK ALUMINIUM REMELTING PISTON
BERPENGUAT SiO2 MENGGUNAKAN
METODE STIR CASTING TERHADAP
KONDUKTIVITAS TERMAL DAN KETAHANAN AUS
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat
Untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
Oleh :
IMAM SUPRYATMA
I1413017
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
i
ii
iii
ANALISA PENGARUH PENAMBAHAN Mg PADA
KOMPOSIT MATRIK ALUMINIUM REMELTING PISTON
BERPENGUAT SiO2 MENGGUNAKAN
METODE STIR CASTING TERHADAP
KONDUKTIVITAS TERMAL DAN KETAHANAN AUS
ABSTRAK
Imam Supriyatma
Jurusan Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta
E-mail : supriatmno1@gmail.com
Abstrak
Aluminium merupakan salah satu material tambang yang keberadaannya
semakin menipis di kerak bumi, namun permintaan aluminium semakin meningkat
setiap tahunnya. Penggunaan aluminium scrap (daur ulang) mulai diminati oleh
pelaku usaha. Alasan penggunaan aluminium scrap adalah lebih ekonomis dan
ramah lingkungan. Kekurangan dari aluminium scrap adalah kekuatan mekaniknya
yang rendah. Untuk meningkatkan kekuatan mekanik pada aluminium scrap
dibutuhkan perlakuan khusus dengan penambahan unsur kimia lain. Penelitian ini
dilakukan untuk mengetahui pengaruh penambahan Mg pada komposit Al-SiO2
terhadap konduktivitas termal dan ketahanan aus yang dimiliki. Penelitian ini
memakai fraksi massa SiO2 (mesh 270) sebesar 9% wt dan variasi penambahan Mg
0% wt, 1% wt, 1,5% wt, 2% wt, dan 2,5% wt. Dengan proses pembuatan komposit
menggunakan metode stir casting dengan suhu pengadukan 650OC, kecepatan 600
rpm selama 5 menit, dan suhu penuangan 725OC. Hasil pengujian konduktivitas
termal menunjukkan peningkatan nilai konduktivitas termal seiring dengan
penambahan Mg, dari 14,061 W/mOC (tanpa penambahan Mg) menjadi 28,947
W/mOC (penambahan Mg 2,5% wt). Berbeda halnya dengan hasil pengujian
keausan, nilai laju keausan mengalami penurunan dari 4,441x10-3 mm³/s (tanpa
penambahan Mg) menjadi 0,95x10-3 mm³/s (penambahan Mg 1,5% wt) dan
mengalami peningkatan menjadi 8,129x10-3 mm³/s (penambahan 2,5% wt).
Kata Kunci: komposit, aluminium, SiO2, magnesium, stir casting, konduktivitas
termal, ketahanan aus.
iv
ANALYSIS OF EFFECT ADDITION Mg ON ALUMINIUM
MATRIX COMPOSITE REMELTING PISTON REINFORCED
SiO2 USING STIR CASTING METHOD FOR THERMAL
CONDUCTIVITY AND WEAR RESISTANCE
Imam Supriyatma
Mechanical Engineering Sebelas Maret University Surakarta
E-mail : supriatmno1@gmail.com
Abstract
Aluminum is one of the mining material that the existence is decline in the
earth crust. However, the aluminum demand is increasing every year. The using of
aluminum scrap (recycling) was began to demand by businesses. The reason of
using aluminum scrap is more economical and environmental friendly, but
disadvantage of aluminum scrap is a low mechanical strength. To enhance the
mechanical strength of the aluminum scarp has required special treatment with the
additional of another chemical element. This research aims to know the effect of
additional Mg on Al-SiO2 composites for thermal conductivity and wear rate. This
study used the mass fraction of SiO 2 (270 mesh) by 9% wt and the variation of the
additional Mg 0% wt, 1% wt, 1.5% wt, 2% wt, and 2.5% wt. The composite
manufacturing process using stir casting method with a temperature of 650 OC
stirring speed of 600 rpm for 5 minutes, and the pouring temperature of 725 OC. The
results test was showed an increase the thermal conductivity along with the addition
of Mg, from 14.061 W / mOC (without the addition of Mg) to 28.947 W / mOC
(addition of Mg 2.5% wt). Unlike the case with the results of wear rate test, the
wear rate was decreased value of 4.441x10-3 mm³ / s (without the addition of Mg)
becomes 0.951x10 -3 mm³ / s (addition of Mg 1.5 % wt) increased to 8.129x10-3 mm³
/ s (additional 2.5% wt).
Keywords: composite, aluminum, SiO 2, magnesium, stir casting, thermal
conductivity, wear resistance.
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan kenikmatan
kepada kita semua sehingga laporan tugas akhir ini dapat penulis selesaikan. Tujuan
penulisan skripsi ini adalah sebagai persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana
teknik di Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Tugas akhir ini memaparkan pengaruh penambahan mg pada komposit matriks
aluminium remelting piston berpenguat SiO2 terhadap konduktivitas termal dan
ketahanan aus.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah
membantu dalam penelitian dan penulisan laporan tugas akhir ini, khususnya
kepada:
1. Ayah, Ibu, dan keluarga tercinta atas segala dukungan, dan bimbingan serta
doa sehingga penulis bisa menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Bapak Teguh Triyono, ST, MEng dan Bapak Eko Surojo, ST, MT, selaku
dosen pembimbing yang telah memberikan arahan dan masukan selama
penyusunan tugas akhir ini.
3. Bapak Dr. Eng. Syamsul Hadi, ST., MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNS.
4. Bapak Sukmaji Indro Cahyono, ST, MEng, Ibu Indri Yaningsih, ST,MT,
dan Bapak DR. Joko Triyono, ST, MT, selaku dosen penguji.
5. Bapak Eko Prasetya Budiana, ST, MT, selaku dosen pembimbing akademik.
6. Seluruh dosen dan staf Teknik Mesin FT UNS yang telah membuka wacana
keilmuan penulis.
7. Semua laboran Jurusan Teknik Mesin UNS
8. Teman-teman D3, S1, dan S2 Teknik Mesin UNS yang telah memberikan
dukungan dan motivasi dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
9. Serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, atas bantuan
dan dorongan semangat serta doanya. Terima kasih, semoga Allah SWT
membalas budi baik kalian.
vi
Penulis menyadari, bahwa dalam skripsi ini masih terdapat banyak
kekurangan. Oleh karena itu, bila ada saran, koreksi dan kritik demi kesempurnaan
skripsi ini, penulis terima dengan ikhlas dan dengan ucapan terima kasih.
Dengan segala keterbatasan yang ada, penulis berharap skripsi ini dapat
digunakan sebagaimana mestinya.
Surakarta, Januari 2016
Penulis
vii
DAFTAR ISI
ABSTRAK ............................................................................................................. iv
KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi
DAFTAR ISI ........................................................................................................ viii
DAFTAR TABEL ................................................................................................. xii
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiii
DAFTAR NOTASI .............................................................................................. xiv
BAB I PENDAHULUAN ...................................... Error! Bookmark not defined.
1.1 Latar Belakang ................................................. Error! Bookmark not defined.
1.2 Perumusan Masalah ......................................... Error! Bookmark not defined.
1.3 Batasan Masalah .............................................. Error! Bookmark not defined.
1.4 Tujuan Penelitian ............................................. Error! Bookmark not defined.
1.5 Manfaat Penelitian ........................................... Error! Bookmark not defined.
1.6 Sistematika Penulisan ...................................... Error! Bookmark not defined.
BAB II DASAR TEORI ........................................ Error! Bookmark not defined.
2.1 Tinjauan Pustaka .............................................. Error! Bookmark not defined.
2.1 Dasar Teori ....................................................... Error! Bookmark not defined.
2.3 Material penyusun Metal Matrix Composite (MMC) Error! Bookmark not
defined.
2.4 Fabrikasi Komposit Matrik Logam ............... Error! Bookmark not defined.
2.5 Proses Pembuatan Komposit Al-SiO2-Mg ... Error! Bookmark not defined.
2.6 Pengujian Yang Dilakukan ............................. Error! Bookmark not defined.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN............... Error! Bookmark not defined.
3.1 Variasi Penelitian yang Dilakukan ......... Error! Bookmark not defined.
3.2 Peralatan dan Bahan ........................................ Error! Bookmark not defined.
3.3 Proses Pembuatan Komposit Al-SiO2-Mg ... Error! Bookmark not defined.
3.4 Karakteristik Al-SiO2-Mg ............................... Error! Bookmark not defined.
3.5 Diagram Alir Penelitian .................................. Error! Bookmark not defined.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ....................... Error! Bookmark not defined.
4.1 Proses Produksi Spesimen Uji ....................... Error! Bookmark not defined.
4.2 Hasil Pengujian Konduktivitas Termal ......... Error! Bookmark not defined.
viii
4.3 Hasil Pengujian Ketahanan aus ...................... Error! Bookmark not defined.
ix
BAB V PENUTUP ................................................. Error! Bookmark not defined.
5.1 Kesimpulan ....................................................... Error! Bookmark not defined.
5.2 Saran .................................................................. Error! Bookmark not defined.
DAFTAR PUSTAKA ............................................ Error! Bookmark not defined.
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Piston yang mengalami over heating Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 2 Penguat dalam material komposit a) Konsentrasi, b) Ukuran, .. Error!
Bookmark not defined.
Gambar 2. 3 Tetrahedron silika-oksigen (SiO44 −) (Callister, 1997) ........... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 2. 4 Penataan silikon dan oksigen atom dalam satuan sel kristobalit,
................................................................................Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 5 Skema alat stir casting (Suyanto dkk. 2013)... Error! Bookmark not
defined.
Gambar 2. 6 Plot perubahan temperatur dengan ketebalan (Setiadi, 2006) ... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 2. 7 Skema Pengujian Dengan Metode Ogoshi ...... Error! Bookmark not
defined.
Gambar 3. 1 Peralatan stir casting .........................Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 2 Cetakan permanen .............................Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 3 Alat uji ketahanan aus .......................Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 4 Alat uji konduktivitas termal .............Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 5 Mikroskop Makro ..............................Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 6 Piston bekas .......................................Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 7 Pasir Silika.........................................Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 8 Serbuk Magnesium (Mg) ..................Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 9 Skema alat uji konduktivitas termal ..Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 10 Segmentasi pada proses pengukuran ............. Error! Bookmark not
defined.
Gambar 3. 11 Spesimen konduktivitas termal a) dengan tebal 4 mm ............ Error!
Bookmark not defined.
Gambar 3. 12 Alat uji keausan dan bagian-bagiannya ......... Error! Bookmark not
defined.
Gambar 3. 13 Ilustrasi proses pengujian keausan ..Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 14 Spesimen uji keausan (mm) ............Error! Bookmark not defined.
xi
Gambar 3. 15 Diagram alir penelitian ....................Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 1 Dimensi benda kerja ..........................Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 2 Keseluruhan benda kerja ...................Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 3 Ilustrasi proses pemotongan ..............Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 4 Hasil akhir spesimen uji konduktivitas termal Error! Bookmark not
defined.
Gambar 4. 5 Dimensi spesimen uji keausan ..........Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 6 Spesimen uji keausan ........................Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 7 Rata-rata konduktivitas termal untuk setiap variasi penambahan Mg
...........................................................Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 8 Ilustrasi a) tidak terjadi pembasahan b) terjadi pembasahan..... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 4. 9 Foto macro spesimen uji konduktivitas termal a) Tanpa penambahan
b) Penambahan 1% Mg c) Penambahan 1.5% Mg d) Penambahan 2%
Mg .....................................................Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 10 Rata-rata laju keausan untuk setiap variasi penambahan Mg . Error!
Bookmark not defined.
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Sifat fisik dan mekanik aluminium (Samuel, 2012) .. Error! Bookmark
not defined.
Tabel 2. 2 Sifat fisik dan mekanik SiO2 (Darmansyah, 2010) .... Error! Bookmark
not defined.
Tabel 2. 3 Sifat fisk dan mekanik magnesium (Lutfi & Sukron, 2010) ......... Error!
Bookmark not defined.
Tabel 3. 1 Komposisi material remelting piston bekas ........ Error! Bookmark not
defined.
Tabel 4. 1 Data gradient temperature suhu pada setiap variasi ... Error! Bookmark
not defined.
Tabel 4. 2 Hasil perhitungan konduktivitas termaluntuk ..... Error! Bookmark not
defined.
Tabel 4. 3 Data hasil pengujian dan perhitungan laju keausan ... Error! Bookmark
not defined.
xiii
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A Perhitungan fraksi massa ................... Error! Bookmark not defined.
Lampiran B Hasil pengujian komposisi kimia ....... Error! Bookmark not defined.
Lampiran C Foto makro uji keausan ...................... Error! Bookmark not defined.
Lampiran D Komposisi kimia piston standar MAHLE ....... Error! Bookmark not
defined.
Lampiran E Sifat fisik dan mekanik piston standar MAHLE ..... Error! Bookmark
not defined.
Lampiran F Terbentuknya clustering SiO2 ............ Error! Bookmark not defined.
xv
DAFTAR NOTASI
Q
laju perpindahan kalor (W)
ΔT
perbedaan suhu (OC)
Δx
perbedaan jarak (m)
K
konduktivitas termal (W/mOC)
T0
suhu yang terbaca pada termo-couple heater (OC)
T1
suhu yang terbaca pada termo-couple 1 (OC)
T2
suhu yang terbaca pada termo-couple 2 (OC)
T3
suhu yang terbaca pada termo-couple 3 (OC)
T4
suhu yang terbaca pada termo-couple 4 (OC)
T5
suhu yang terbaca pada termo-couple 5 (OC)
T6
suhu yang terbaca pada termo-couple 6 (OC)
T7
suhu yang terbaca pada termo-couple 7 (OC)
T8
suhu yang terbaca pada termo-couple 8 (OC)
T9
suhu yang terbaca pada termo-couple 9 (OC)
T10
suhu yang terbaca pada termo-couple 10 (OC)
Taf
suhu pada titik af (OC)
Tai
suhu pada titik ai (OC)
Tbf
suhu pada titik bf (OC)
Tbi
suhu pada titik bi (OC)
ΔTa
perbedaan suhu pada permukaan sampel a (OC)
ΔTb
perbedaan suhu pada permukaan sampel b (OC)
ΔTR
perbedaan suhu pada permukaan bahan silinder standar Cu (OC)
La
ketebalan spesimen a (m)
Lb
ketebalan spesimen b (m)
LR
ketebalan spesimen bahan silinder standar (m)
λ’a
konduktivitas termal spesimen a (kcal/mhrOC)
λ’b
konduktivitas termal spesimen b (kcal/mhrOC)
xvi
λ
konduktivitas termal sesungguhnya (kcal/mhrOC)
B
tebal revolving disk (mm)
b
lebar celah material yang terabrasi (mm)
r
jari-jari revolving disk (mm)
P
beban penekanan pada revolving disk (kg)
v
kecepatan putaran revolving disk (m/s)
t
waktu pengaus (s)
h
jarak pengaus (m)
W
volume material yang terabrasi (mm3)
V
laju keausan (mm3/s)
xvii
18