Pengaruh Temperatur Cetakan Bentuk Produ
Waluyo dkk, MeTrik Polban, Vol.5 No. 02 - Juli 2011
ISSN : 1411-0741
Pengaruh Temperatur Cetakan, Bentuk Produk dan Inokulan Al-Ti-B
pada Proses Pengecoran Sentrifugal Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis
Paduan Aluminium.
Waluyo Musiono Bintoro1) , H.R. Soekrisno2), Priyo Tri Iswanto2)
1).
Mahasiswa Sekolah Pasca Sarjana Program Magister
Universitas Gadja Mada, Yogyakarta
2).
Staf Pengajar Jurusan Teknik mesin dan Industri, FT
Universitas Gadja Mada, Yogyakarta.
E-mail: [email protected]
Intisari
Penelitian ini membahas tentang pembuatan komponen yang terbuat dari tuangan paduan aluminium dengan
menggunakan proses penuangan sentrifugal sumbu vertical, cetakan diputar pada 1000 Rpm dengan 2 macam
temperatur cetak dan 3 variasi komposisi Al-Ti-B sebagai inokulan. Produk tuangan selanjutnya akan diuji dan
di analisa sifat fisik dan makanisnya dengan beberapa metoda pengujian. Untuk proses pengujian digunakan
bentuk-bentuk benda uji standar yang sesuai untuk standar pengujian seperti untuk; uji kekerasan, uji tarik dan
uji impak yang menggunakan Standar pengujian ASTM dan selanjutnya akan pada mesin uji mekanis. Dari
pengujian sebelumnya dari pengamatan miko struktur diketahui bahwa ukuran butiran pada tuangan
sentrifugal akan semakin halus ukuran butirannya pada sisi terluar.Penjelasan dari hasil pengamatan ini
disebabkan karena adanya gaya sentrifugal (CF) selama proses penuangan kedalam cetakan. Logam cair akan
ditekan oleh gaya sentrifugal sehingga menimbulkan tekanan pada setiap layer, hal ini juga menjelaskan bahwa
produk yang dibuat dengan menggunakan metoda ini bebas cacat, sisi terluar dari produk sentrifugal akan
memiliki nilai kekerasan yang tinggi dibandingkan dengan sisi tengah produk, sifat mekanisnya juga akan
memiliki nilai yang tinggi pada tekanan terbesar gaya sentrifugal (sisi terluar) dibandingkan kebagian tengah.
Temperatur cetakan akan berpengaruh pada nilai kekerasan produk dari metoda ini.
Kata kunci: Vertical Centrifugal casting, Al-Ti-B, Mechanical properti, Rpm.
Abstract
This study was carried out to produce aluminum alloy components in vertical centrifugal casting process
1000 rpm with 2 different temperatures mold in 3 variation compositions Al-Ti-B as an inoculation and
investigating microstructures and mechanical properties of aluminum alloy by various testing. For this
purpose specimen for testing such as; Hardness test, tensile test, Impact test were prepared by ASTM
standard and tested in a testing machine. It was observed that the grain size of the microstructures of the
cast products gradually smoothest from the inside to the outside of the product. This phenomenon is
because a CF (Centrifugal Force), which push out all materials during filling period to the centrifugal
mold. This explain why the cast product from this method are free from defect, the far side of the cast
product was harder than the centre side. The mechanical properties of the cast products improved from
less centrifugal force to bigger (outside). The mold temperature also influenced to the hardness of the cast
product.
I.
PENDAHULUAN
Lingkungan industri kecil adalah baris terdepan
dari kehidupan masyarakat Indonesia, salah
satunya adalah industri kecil pengecoran yang
menggunakan bahan baku aluminium bekas.
Metode pengecoran yang sering digunakan dan
paling sederhana adalah menggunakan metode
pengecoran gravitasi. Metode pengecoran
gravitasi seperti ini biasanya banyak memiliki
kekurangan pada produk coran, yaitu banyaknya
produk yang memiliki cacat. Cacat yang sering
terjadi pada metode pengecoran gravitasi salah
satunya adalah keropos (porositas), hal ini
disebabkan karena selama proses pengecoran
logam cair masuk kedalam rongga cetak dengan
hanya memanfaatkan gaya gravitasi sehingga
menyebabkan produk coran menjadi cacat.
Cacat lainnya yang sering timbul diantaranya
adalah cacat salah alir, rongga udara dan rongga
penyusutan yang mana cacat coran tersebut akan
42
Waluyo dkk, MeTrik Polban, Vol.5 No. 02 - Juli 2011
penyusutan yang mana cacat coran tersebut akan
memberikan pengaruh pada kualitas coran yang
kurang baik. Peningkatan kualitas produk coran
dapat dilakukan dengan perbaikan proses
pengecorannya dengan memberikan gaya
dorong pada logam cair selama proses pengisian
rongga cetak, gaya dorong pada proses
pengecoran akan didapat jika metode
pengecorannya menggunakan metode
pengecoran sentrifugal, hal lainya adalah
kualitas bahan/material coran dengan
penambahan inokulan untuk peningkatan
kualitas produk coran.
Tujuan peneliti mencoba menganalisa pengaruh
2 variasi temperatur cetakan yang berkaitan
dengan prosesnya dan 3 variasi penambahan
inokulan Al-Ti-B yang berkaitan dengan
peningkatan kualitas material coran. Kedua
metodologi tersebut memberikan pengaruh
terhadap pengurangan cacat coran dan
peningkatan kualitas material hasil coran.
Manfaat dari penelitian ini diharapkan dapat
memberikan kontribusi terhadap pengrajin
coran dalam mengurangi cacat coran yang
terjadi serta meningkatkan kualitas produk coran
dengan adanya penambahan inokulan Al-Ti-B
dengan memanaskan cetakan terlebih dulu pada
awal mencetak. Sehingga dapat menghemat
biaya produksi serta menghasilkan produk coran
yang lebih baik.
II
METODOLOGI PENELITIAN
Peneliti ini dilakukan dengan tahapan dari
persiapan material dalam hal ini material yang
digunakan adalah material velg bekas kendaraan
roda empat, karena material ini yang sering
digunakan pengrajin cor dalam memproduksi
velg kendaraan motor mio dengan ukuran 14
inch.
Cetakan yang digunakan adalah cetakan baja,
material tersebut dibuat dengan menggunakan
proses pemesinan CNC membentuk rongga
cetakan berbentuk velg sepeda motor.
Selanjutnya velg ini dibentuk dan digunakan
untuk spesimen benda uji.
Persiapan Tungku Peleburan
Persiapan peleburan diantaranya memotong
velg bekas menjadi potongan kecil tujuannya
agar mudah dimasukkan kedalam mangkuk
dapur lebur serta mempercepat proses
pencairannya. Minyak pelumas bekas digunakan
sebagai bahan bakar peleburannya dan juga
thermokopel dipersiapkan untuk mengetahui
temperature cairan logam.
ISSN : 1411-0741
Proses Peleburan
Setelah dilakukan persiapan peralatan yang
diperlukan selanjutnya adalah proses peleburan
pada tungku peleburan, pengukuran temperatur
lebur pada logam cair digunakan pembaca
digital dengan sensor unitnya thermokopel. Pada
temperatur lebur sekitar 750o C dilakukan
pembuangan terak dari permukaan mangkuk
peleburan. Jika paduan inokulasi Al-Ti-B
diinginkan, maka penambahannya dapat
dilakukan pada ladel tuang.
Sementara proses peleburan berlangsung
cetakan dipanaskan dengan pemanas khusus
berbahan bakar LPG.
Gambar . Mengukur suhu cetakan.
Proses pemanasan cetakan ini kurang lebih 2 jam
hingga tercapai temperatur yang berkisar 250 300 oC. Pengontrolan temperatur digunakan
thermokopel sambil menjaga temperatur cairan
logam pada temperatur 750o C. Selanjutnya
dilakukan penuangan dengan 2
variasi
temperatur cetakan logam dan variasi
penambahan inokulan Al-Ti-B 0%, 0.08 %, 0.1
%, 0.15 % , setelah cetakan dingin dilakukan
pelepasan spesimen coran dari cetakannya
kemudian dilakukan analisa kekerasannya,
kekuatan tariknya untuk mengetahui kekuatan
mekaniknya.
Penambahan inokulan Al-Ti-B [7] dilakukan
dengan cara memasukan serbuk Al-Ti-B
kedalam cairan logam pada ladel, lakukan
pengadukan agar paduan homogen dan segera
dilakukan penuangan. Setelah pemberian variasi
inokulan Al-Ti-B selesai selanjutnya dilakukan
pemeriksaan produk, analisa kekuatan coran
dengan pengujian tarik, kekerasan, impak. Hasil
Cetakan
Produk hasil penuangan menghasilkan velg 14
inch seperti terlihat pada gambar 2.
43
Waluyo dkk, MeTrik Polban, Vol.5 No. 02 - Juli 2011
ISSN : 1411-0741
1.
Gambar 2. Produk yang dibuat.
III
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari pengamatan dan analisa hasil pengujian
diketahui bahwa pada variasi temperatur cetakan
250o C dan 300o C, menghasilkan sifat yang
berbeda dengan material asalnya. Cetakan
dengan temperatur tinggi akan menurunkan nilai
kekerasannya. Analisa hasil ditampilkan dalam
bentuk tabel dan grafik.
a. Uji kekerasan.
Gambar 4. Grafik variasi kekerasan pada velg
VCC dan komposisi Al-Ti-B.
Nilai kekerasan brinnel pada setiap posisi radius
juga berbeda, hal ini memperlihatkan adanya
pengaruh gaya sentrifugal yang bekerja pada
logam cair selama proses pengisian proses
penuangan.
Pengujian kekerasan dilakukan menggunakan
metoda brinnel, indentor yang digunakan
menggunakan bola baja yang dikeraskan
berdiameter 2.5 mm dengan beban 61,3 N.
Produk dicetak pada cetakan dengan
temperature 250o C, di ambil pada posisi yang
sama. Dari data hasil pengujian dapat dilihat
pada tabel dan grafik di bawah ini.
Tabel 1. Tabel kekerasan variasi paduan Al-TiB dari velg VCC.
Gambar 5. Grafik variasi kekerasan pada
radius berbeda.
Velg dicetak pada cetakan dengan 2 temperatur
berbeda..
b. Uji impak
Uji impak dilakukan pada produk penuangan
yang dilakukan dengan 2 macam temperatur
cetakan (250o dan 300o C) dan variasi paduan TiB (0% - 0.15%) dari material dasar velg bekas,
benda uji impak menggunakan standar
pengujian ASTM E23, hasil pengujian ini
menunjukan material mengalami peningkatan
ketangguhan (toughness) hasil tertinggi didapat
pada cetakan dengan temperature 250o C, dengan
paduan Al-Ti-B 0.15%, hasil pengujian dapat
dilihat pada grafik dibawah ini.
44
Waluyo dkk, MeTrik Polban, Vol.5 No. 02 - Juli 2011
ISSN : 1411-0741
Gambar 7.
Gambar 6. Grafik pengaruh temperature
cetakan, komposisi Al-Ti-B
dengan produk yang ada dipasar
terhadap uji impak.
a.
Uji tarik
Pengujian tarik menggunakan standar specimen
ASTM E8M, kekuatan tarik terbesar terjadi pada
produk yang dicetak pada temperature 250o C
dengan penambahan 0,15% inokulan Al-Ti-B,
ada kenaikan sekitar 78 MPa jika di bandingkan
dengan produk lokal yang beredar dipasar.
Tabel 2.
Tabel kekuatan tarik dari variasi
paduan Ti-B dari berbagai variasi
percobaan di bandingkan produk
lokal yang ada.
Tabel 3.
Tabel kekuatan tarik dari variasi
paduan Al-Ti-B dari berbagai
variasi percobaan.
IV
Grafik pengaruh temperature
cetakan, komposisi Ti-B terhadap
kekuatan tarik.
KESIMPULAN
1. Pengaruh penambahan inokulan Al-TiB pada pengecoran velg dengan VCC;
a. Pada penambahan inokulan Al-Ti-B
sebesar 0,15 % ketangguhan velg
yang dicetak dengan temperatur
250 o C memiliki ketangguhan
tertinggi 0,078 J/mm2 .
b. Penurunan ketangguhan velg yang
dicetak dengan temperatur 300o C
disebabkan karena inokulan Al-TiB tidak berfungsi, bahkan
prosentase unsur Ti mengalami
penurunan sebesar 0,006 % dari
bahan baku.
c. S e d a n g k a n p e n i n g k a t a n
ketangguhan velg yang dicetak
dengan temperatur 250o C
kemungkinan disebabkan karena
inokulan Al-Ti-B berfungsi sebagai
penghalus butiran sehingga grafik
ketangguhannya meningkat.
2. Pengaruh temperatur cetak pada
pengecoran piringan pejal dan velg dengan
VCC;
a. Kekuatan tarik tertinggi terjadi pada
velg yang dicetak pada cetakan
dengan temperatur 250o C yaitu
sebesar 209,44 MPa dengan
penambahan inokulan Al-Ti-B
sebesar 0,15%. (data hasil
penelitian sdr. Kuncahyo(2010),
lokal 131,8 MPa dan pabrikan 304,3
MPa ).
45
Waluyo dkk, MeTrik Polban, Vol.5 No. 02 - Juli 2011
b. Velg yang dibuat dengan temperatur
cetakan 300o C memiliki sifat yang
kurang bagus, yaitu ; kekuatan tarik,
ketangguhan dan kekerasannya
lebih rendah dari velg yang dibuat
dengan temperatur cetakan 250o C.
3. Pengaruh gaya sentrifugal pada pengecoran
velg dengan metoda VCC;
a. Kekuatan tarik produk piringan
pejal/velg meningkat dari posisi
radius terkecil 86,7 MPa hingga 175
MPa pada radius terluar.
b. Kekerasan produk piringan
pejal/velg meningkat dari posisi
radius terkecil 50,95 BHN hingga
61,03 BHN pada radius terluar.
c. Ketangguhan (impak) tertinggi
pada piringan pejal/velg 0,023
J/mm2.
( lokal 0,013 J/mm2
dan pabrikan 0,038 J/mm2.)
4. Peningkatan kualitas pengecoran velg yang
dibuat oleh industri pengecoran
lokal;
ISSN : 1411-0741
3.
Aspiyansyah, 2009, “Pengaruh Parameter
4.
Proses Pengecoran Squeze (Temperatur
Tu a n g , Te m p e r a t u r C e t a k a n d a n
Kandungan Si) Terhadap Kekerasan,
Kekuatan Tarik Dan Struktur Mikro Pada
Cor Tipis Al-Si”, Thesis S-2 Teknik Mesin
Universitas Gadjah Mada.
Chirita, G., Stefanescu, I., Soares, D., Silva,
5.
F.S., 2006, Centrifugal Versus Gravity
Casting Techniques Over Mechanical
Properties, Anales de Mecánica de la
Fractura Vol. I
Joshi, A, M., Centrifugal Casting, Dept. of
6.
Metallurgical Engg. & Material Science,
Indian Institute of Technology – Bombay,
India.
PHUAN YOONG JIANN., 2005, Fe
7.
Evaluation Of Thermal Property Of Mould
Wall Material For Investment Casting And
The Effect Of Layers On The Hardness Of
The Casting Product, Faculty of
Mechanical Engineering University of
Technology Malaysia, march 2005.
Santoso,N., Priyo Tri Iswanto., Suyitno.,
8.
2010, Pengaruh Variasi Temperature
Cetakan dan Inokulan Ti-B Terhadap
Kekuatan Mekanik Hasil Coran
Aluminium, Seminar Nasional UGM.
Zagórski, R., OEleziona, J., Pouring Mould
9.
During Centrifugal Casting Process, July
2007, Archive of Material Science and
Engineering, vol 28, issue 7, pp 441-44
Zolotorevsky, V.S., Belov, N.A. And
l
Dari hasil penelitian khususnya kesimpulan
1, 2, dan 3 maka kualitas velg industry lokal
jelas bisa ditingkatkan mutunya dengan
menggunakan pengecoran sentrifugal pada
putaran 1000 Rpm pada temperatur cetakan
250o C dan paduan Al-Ti-B sebesar 0,15%.
Referensi
1. Annual Book of ASTM Standards, vol 02.02,
2.
vol 20.04
Askeland, R, 1996, “The Science And
Engineering Of Materials”, Chapman And
Hall
Glazort, M., 2007, "Casting Aluminum
Alloys", Moscow.
46
ISSN : 1411-0741
Pengaruh Temperatur Cetakan, Bentuk Produk dan Inokulan Al-Ti-B
pada Proses Pengecoran Sentrifugal Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis
Paduan Aluminium.
Waluyo Musiono Bintoro1) , H.R. Soekrisno2), Priyo Tri Iswanto2)
1).
Mahasiswa Sekolah Pasca Sarjana Program Magister
Universitas Gadja Mada, Yogyakarta
2).
Staf Pengajar Jurusan Teknik mesin dan Industri, FT
Universitas Gadja Mada, Yogyakarta.
E-mail: [email protected]
Intisari
Penelitian ini membahas tentang pembuatan komponen yang terbuat dari tuangan paduan aluminium dengan
menggunakan proses penuangan sentrifugal sumbu vertical, cetakan diputar pada 1000 Rpm dengan 2 macam
temperatur cetak dan 3 variasi komposisi Al-Ti-B sebagai inokulan. Produk tuangan selanjutnya akan diuji dan
di analisa sifat fisik dan makanisnya dengan beberapa metoda pengujian. Untuk proses pengujian digunakan
bentuk-bentuk benda uji standar yang sesuai untuk standar pengujian seperti untuk; uji kekerasan, uji tarik dan
uji impak yang menggunakan Standar pengujian ASTM dan selanjutnya akan pada mesin uji mekanis. Dari
pengujian sebelumnya dari pengamatan miko struktur diketahui bahwa ukuran butiran pada tuangan
sentrifugal akan semakin halus ukuran butirannya pada sisi terluar.Penjelasan dari hasil pengamatan ini
disebabkan karena adanya gaya sentrifugal (CF) selama proses penuangan kedalam cetakan. Logam cair akan
ditekan oleh gaya sentrifugal sehingga menimbulkan tekanan pada setiap layer, hal ini juga menjelaskan bahwa
produk yang dibuat dengan menggunakan metoda ini bebas cacat, sisi terluar dari produk sentrifugal akan
memiliki nilai kekerasan yang tinggi dibandingkan dengan sisi tengah produk, sifat mekanisnya juga akan
memiliki nilai yang tinggi pada tekanan terbesar gaya sentrifugal (sisi terluar) dibandingkan kebagian tengah.
Temperatur cetakan akan berpengaruh pada nilai kekerasan produk dari metoda ini.
Kata kunci: Vertical Centrifugal casting, Al-Ti-B, Mechanical properti, Rpm.
Abstract
This study was carried out to produce aluminum alloy components in vertical centrifugal casting process
1000 rpm with 2 different temperatures mold in 3 variation compositions Al-Ti-B as an inoculation and
investigating microstructures and mechanical properties of aluminum alloy by various testing. For this
purpose specimen for testing such as; Hardness test, tensile test, Impact test were prepared by ASTM
standard and tested in a testing machine. It was observed that the grain size of the microstructures of the
cast products gradually smoothest from the inside to the outside of the product. This phenomenon is
because a CF (Centrifugal Force), which push out all materials during filling period to the centrifugal
mold. This explain why the cast product from this method are free from defect, the far side of the cast
product was harder than the centre side. The mechanical properties of the cast products improved from
less centrifugal force to bigger (outside). The mold temperature also influenced to the hardness of the cast
product.
I.
PENDAHULUAN
Lingkungan industri kecil adalah baris terdepan
dari kehidupan masyarakat Indonesia, salah
satunya adalah industri kecil pengecoran yang
menggunakan bahan baku aluminium bekas.
Metode pengecoran yang sering digunakan dan
paling sederhana adalah menggunakan metode
pengecoran gravitasi. Metode pengecoran
gravitasi seperti ini biasanya banyak memiliki
kekurangan pada produk coran, yaitu banyaknya
produk yang memiliki cacat. Cacat yang sering
terjadi pada metode pengecoran gravitasi salah
satunya adalah keropos (porositas), hal ini
disebabkan karena selama proses pengecoran
logam cair masuk kedalam rongga cetak dengan
hanya memanfaatkan gaya gravitasi sehingga
menyebabkan produk coran menjadi cacat.
Cacat lainnya yang sering timbul diantaranya
adalah cacat salah alir, rongga udara dan rongga
penyusutan yang mana cacat coran tersebut akan
42
Waluyo dkk, MeTrik Polban, Vol.5 No. 02 - Juli 2011
penyusutan yang mana cacat coran tersebut akan
memberikan pengaruh pada kualitas coran yang
kurang baik. Peningkatan kualitas produk coran
dapat dilakukan dengan perbaikan proses
pengecorannya dengan memberikan gaya
dorong pada logam cair selama proses pengisian
rongga cetak, gaya dorong pada proses
pengecoran akan didapat jika metode
pengecorannya menggunakan metode
pengecoran sentrifugal, hal lainya adalah
kualitas bahan/material coran dengan
penambahan inokulan untuk peningkatan
kualitas produk coran.
Tujuan peneliti mencoba menganalisa pengaruh
2 variasi temperatur cetakan yang berkaitan
dengan prosesnya dan 3 variasi penambahan
inokulan Al-Ti-B yang berkaitan dengan
peningkatan kualitas material coran. Kedua
metodologi tersebut memberikan pengaruh
terhadap pengurangan cacat coran dan
peningkatan kualitas material hasil coran.
Manfaat dari penelitian ini diharapkan dapat
memberikan kontribusi terhadap pengrajin
coran dalam mengurangi cacat coran yang
terjadi serta meningkatkan kualitas produk coran
dengan adanya penambahan inokulan Al-Ti-B
dengan memanaskan cetakan terlebih dulu pada
awal mencetak. Sehingga dapat menghemat
biaya produksi serta menghasilkan produk coran
yang lebih baik.
II
METODOLOGI PENELITIAN
Peneliti ini dilakukan dengan tahapan dari
persiapan material dalam hal ini material yang
digunakan adalah material velg bekas kendaraan
roda empat, karena material ini yang sering
digunakan pengrajin cor dalam memproduksi
velg kendaraan motor mio dengan ukuran 14
inch.
Cetakan yang digunakan adalah cetakan baja,
material tersebut dibuat dengan menggunakan
proses pemesinan CNC membentuk rongga
cetakan berbentuk velg sepeda motor.
Selanjutnya velg ini dibentuk dan digunakan
untuk spesimen benda uji.
Persiapan Tungku Peleburan
Persiapan peleburan diantaranya memotong
velg bekas menjadi potongan kecil tujuannya
agar mudah dimasukkan kedalam mangkuk
dapur lebur serta mempercepat proses
pencairannya. Minyak pelumas bekas digunakan
sebagai bahan bakar peleburannya dan juga
thermokopel dipersiapkan untuk mengetahui
temperature cairan logam.
ISSN : 1411-0741
Proses Peleburan
Setelah dilakukan persiapan peralatan yang
diperlukan selanjutnya adalah proses peleburan
pada tungku peleburan, pengukuran temperatur
lebur pada logam cair digunakan pembaca
digital dengan sensor unitnya thermokopel. Pada
temperatur lebur sekitar 750o C dilakukan
pembuangan terak dari permukaan mangkuk
peleburan. Jika paduan inokulasi Al-Ti-B
diinginkan, maka penambahannya dapat
dilakukan pada ladel tuang.
Sementara proses peleburan berlangsung
cetakan dipanaskan dengan pemanas khusus
berbahan bakar LPG.
Gambar . Mengukur suhu cetakan.
Proses pemanasan cetakan ini kurang lebih 2 jam
hingga tercapai temperatur yang berkisar 250 300 oC. Pengontrolan temperatur digunakan
thermokopel sambil menjaga temperatur cairan
logam pada temperatur 750o C. Selanjutnya
dilakukan penuangan dengan 2
variasi
temperatur cetakan logam dan variasi
penambahan inokulan Al-Ti-B 0%, 0.08 %, 0.1
%, 0.15 % , setelah cetakan dingin dilakukan
pelepasan spesimen coran dari cetakannya
kemudian dilakukan analisa kekerasannya,
kekuatan tariknya untuk mengetahui kekuatan
mekaniknya.
Penambahan inokulan Al-Ti-B [7] dilakukan
dengan cara memasukan serbuk Al-Ti-B
kedalam cairan logam pada ladel, lakukan
pengadukan agar paduan homogen dan segera
dilakukan penuangan. Setelah pemberian variasi
inokulan Al-Ti-B selesai selanjutnya dilakukan
pemeriksaan produk, analisa kekuatan coran
dengan pengujian tarik, kekerasan, impak. Hasil
Cetakan
Produk hasil penuangan menghasilkan velg 14
inch seperti terlihat pada gambar 2.
43
Waluyo dkk, MeTrik Polban, Vol.5 No. 02 - Juli 2011
ISSN : 1411-0741
1.
Gambar 2. Produk yang dibuat.
III
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari pengamatan dan analisa hasil pengujian
diketahui bahwa pada variasi temperatur cetakan
250o C dan 300o C, menghasilkan sifat yang
berbeda dengan material asalnya. Cetakan
dengan temperatur tinggi akan menurunkan nilai
kekerasannya. Analisa hasil ditampilkan dalam
bentuk tabel dan grafik.
a. Uji kekerasan.
Gambar 4. Grafik variasi kekerasan pada velg
VCC dan komposisi Al-Ti-B.
Nilai kekerasan brinnel pada setiap posisi radius
juga berbeda, hal ini memperlihatkan adanya
pengaruh gaya sentrifugal yang bekerja pada
logam cair selama proses pengisian proses
penuangan.
Pengujian kekerasan dilakukan menggunakan
metoda brinnel, indentor yang digunakan
menggunakan bola baja yang dikeraskan
berdiameter 2.5 mm dengan beban 61,3 N.
Produk dicetak pada cetakan dengan
temperature 250o C, di ambil pada posisi yang
sama. Dari data hasil pengujian dapat dilihat
pada tabel dan grafik di bawah ini.
Tabel 1. Tabel kekerasan variasi paduan Al-TiB dari velg VCC.
Gambar 5. Grafik variasi kekerasan pada
radius berbeda.
Velg dicetak pada cetakan dengan 2 temperatur
berbeda..
b. Uji impak
Uji impak dilakukan pada produk penuangan
yang dilakukan dengan 2 macam temperatur
cetakan (250o dan 300o C) dan variasi paduan TiB (0% - 0.15%) dari material dasar velg bekas,
benda uji impak menggunakan standar
pengujian ASTM E23, hasil pengujian ini
menunjukan material mengalami peningkatan
ketangguhan (toughness) hasil tertinggi didapat
pada cetakan dengan temperature 250o C, dengan
paduan Al-Ti-B 0.15%, hasil pengujian dapat
dilihat pada grafik dibawah ini.
44
Waluyo dkk, MeTrik Polban, Vol.5 No. 02 - Juli 2011
ISSN : 1411-0741
Gambar 7.
Gambar 6. Grafik pengaruh temperature
cetakan, komposisi Al-Ti-B
dengan produk yang ada dipasar
terhadap uji impak.
a.
Uji tarik
Pengujian tarik menggunakan standar specimen
ASTM E8M, kekuatan tarik terbesar terjadi pada
produk yang dicetak pada temperature 250o C
dengan penambahan 0,15% inokulan Al-Ti-B,
ada kenaikan sekitar 78 MPa jika di bandingkan
dengan produk lokal yang beredar dipasar.
Tabel 2.
Tabel kekuatan tarik dari variasi
paduan Ti-B dari berbagai variasi
percobaan di bandingkan produk
lokal yang ada.
Tabel 3.
Tabel kekuatan tarik dari variasi
paduan Al-Ti-B dari berbagai
variasi percobaan.
IV
Grafik pengaruh temperature
cetakan, komposisi Ti-B terhadap
kekuatan tarik.
KESIMPULAN
1. Pengaruh penambahan inokulan Al-TiB pada pengecoran velg dengan VCC;
a. Pada penambahan inokulan Al-Ti-B
sebesar 0,15 % ketangguhan velg
yang dicetak dengan temperatur
250 o C memiliki ketangguhan
tertinggi 0,078 J/mm2 .
b. Penurunan ketangguhan velg yang
dicetak dengan temperatur 300o C
disebabkan karena inokulan Al-TiB tidak berfungsi, bahkan
prosentase unsur Ti mengalami
penurunan sebesar 0,006 % dari
bahan baku.
c. S e d a n g k a n p e n i n g k a t a n
ketangguhan velg yang dicetak
dengan temperatur 250o C
kemungkinan disebabkan karena
inokulan Al-Ti-B berfungsi sebagai
penghalus butiran sehingga grafik
ketangguhannya meningkat.
2. Pengaruh temperatur cetak pada
pengecoran piringan pejal dan velg dengan
VCC;
a. Kekuatan tarik tertinggi terjadi pada
velg yang dicetak pada cetakan
dengan temperatur 250o C yaitu
sebesar 209,44 MPa dengan
penambahan inokulan Al-Ti-B
sebesar 0,15%. (data hasil
penelitian sdr. Kuncahyo(2010),
lokal 131,8 MPa dan pabrikan 304,3
MPa ).
45
Waluyo dkk, MeTrik Polban, Vol.5 No. 02 - Juli 2011
b. Velg yang dibuat dengan temperatur
cetakan 300o C memiliki sifat yang
kurang bagus, yaitu ; kekuatan tarik,
ketangguhan dan kekerasannya
lebih rendah dari velg yang dibuat
dengan temperatur cetakan 250o C.
3. Pengaruh gaya sentrifugal pada pengecoran
velg dengan metoda VCC;
a. Kekuatan tarik produk piringan
pejal/velg meningkat dari posisi
radius terkecil 86,7 MPa hingga 175
MPa pada radius terluar.
b. Kekerasan produk piringan
pejal/velg meningkat dari posisi
radius terkecil 50,95 BHN hingga
61,03 BHN pada radius terluar.
c. Ketangguhan (impak) tertinggi
pada piringan pejal/velg 0,023
J/mm2.
( lokal 0,013 J/mm2
dan pabrikan 0,038 J/mm2.)
4. Peningkatan kualitas pengecoran velg yang
dibuat oleh industri pengecoran
lokal;
ISSN : 1411-0741
3.
Aspiyansyah, 2009, “Pengaruh Parameter
4.
Proses Pengecoran Squeze (Temperatur
Tu a n g , Te m p e r a t u r C e t a k a n d a n
Kandungan Si) Terhadap Kekerasan,
Kekuatan Tarik Dan Struktur Mikro Pada
Cor Tipis Al-Si”, Thesis S-2 Teknik Mesin
Universitas Gadjah Mada.
Chirita, G., Stefanescu, I., Soares, D., Silva,
5.
F.S., 2006, Centrifugal Versus Gravity
Casting Techniques Over Mechanical
Properties, Anales de Mecánica de la
Fractura Vol. I
Joshi, A, M., Centrifugal Casting, Dept. of
6.
Metallurgical Engg. & Material Science,
Indian Institute of Technology – Bombay,
India.
PHUAN YOONG JIANN., 2005, Fe
7.
Evaluation Of Thermal Property Of Mould
Wall Material For Investment Casting And
The Effect Of Layers On The Hardness Of
The Casting Product, Faculty of
Mechanical Engineering University of
Technology Malaysia, march 2005.
Santoso,N., Priyo Tri Iswanto., Suyitno.,
8.
2010, Pengaruh Variasi Temperature
Cetakan dan Inokulan Ti-B Terhadap
Kekuatan Mekanik Hasil Coran
Aluminium, Seminar Nasional UGM.
Zagórski, R., OEleziona, J., Pouring Mould
9.
During Centrifugal Casting Process, July
2007, Archive of Material Science and
Engineering, vol 28, issue 7, pp 441-44
Zolotorevsky, V.S., Belov, N.A. And
l
Dari hasil penelitian khususnya kesimpulan
1, 2, dan 3 maka kualitas velg industry lokal
jelas bisa ditingkatkan mutunya dengan
menggunakan pengecoran sentrifugal pada
putaran 1000 Rpm pada temperatur cetakan
250o C dan paduan Al-Ti-B sebesar 0,15%.
Referensi
1. Annual Book of ASTM Standards, vol 02.02,
2.
vol 20.04
Askeland, R, 1996, “The Science And
Engineering Of Materials”, Chapman And
Hall
Glazort, M., 2007, "Casting Aluminum
Alloys", Moscow.
46