PENDAHULUAN PENGARUH HEAT TREATMENT TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS ALUMUNIUM PADUAN DENGAN KOMPOSISI Si 1,5%, 2,1% DAN 2,7% MENGGUNAKAN CETAKAN PASIR DAN CETAKAN LOGAM.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Era industrialisasi pada saat sekarang ini, bidang pengecoran sangat
penting dalam menunjang industri di Indonesia. Pada hakekatnya
pembangunan
di
bidang
industri
ini
adalah
untuk
mengurangi
ketergantungan dari negara-negara lain, sehingga Indonesia mampu
membuat benda-benda atau mesin-mesin keperluan sendiri, dengan
sendirinya terjadi peningkatan perkembangan ekonomi dan peningkatan
lapangan kerja.
Oleh karena itu manusia selalu mencari sesuatu yang mendekati ke
arah yang lebih sempurna. Begitu pula dalam penggunaan bahan, para
perancang, mengambil keputusan dan ahli mesin produksi harus
menghayati sifat bahan yang akan digunakan dalam memproduksi suatu
produk, baik kekuatannya, kekerasannya, keuletannya, ketahanannya
terhadap sifat kimia atau boleh dikatakan harus mengetahui sifat fisis dan
mekanis dari bahan yang dapat digunakan karena merupakan faktor penting
sehingga dalam arti luas dapat meningkatkan nilai produk.
Untuk menyikapi fenomena semacam ini kita perlu melaksanakan
perencanaan dan pengkajian terhadap teknologi yang ada, sebagai contoh
bila alumunium dapat diolah kembali secara efektif sehingga mampu
menekan adanya kelangkaan energi dan bahan. Alumunium sebagai salah
satu logam non fero yang akhir-akhir ini penggunaannya semakin
meningkat, antara lain mudah dikerjakan, mempunyai kekerasan yang
cukup dan tahan terhadap korosi. Dengan meluasnya penggunaan
alumunium dalam beberapa sektor akan semakin meningkatnya kebutuhan
alumunium. Oleh karena itu dengan menggunakan alumunium bekas akan
menambah efisiensi dan pemanfaatannya.
Bahan logam pada saat sekarang semakin baik dan rumit, digunakan
pada peralatan modern yang memerlukan bahan dengan kekuatan impak
dan ketahanan fatige yang tinggi disebabkan meningkatnya kecepatan putar
dan pergerakan linear serta peningkatan frekuensi pembebanan pada
komponen. Untuk mendapatkan kekuatan dari bahan tersebut dapat
dilakukan dengan proses perlakuan panas. Perlakuan panas adalah suatu
proses pemanasan dan pendinginan logam dalam keadaan padat untuk
mengubah sifat-sifat fisis logam tersebut. Melalui perlakuan panas yang
tepat, tegangan dalam dapat dihilangkan, besar butiran dapat diperbesar atau
diperkecil, ketangguhan dapat ditingkatkan atau dapat dihasilkan suatu
permukaan yang keras disekeliling inti yang ulet..
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan
panas antara lain; Komposisi kimia, Langkah Perlakuan Panas, Cairan
Pendinginan, Temperatur Pemanasan, dan lain-lain. Proses hardening
cukup banyak dipakai di Industri logam atau bengkel-bengkel logam
lainnya. Alat-alat permesinan atau komponen mesin banyak yang harus
dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan gesekan dari
logam lain, misalnya roda gigi, poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak. Dalam kegiatan produksi, waktu yang
dibutuhkan untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah
yang sangat sering dipertimbangkan dalam Industri dan selalu dicari upayaupaya untuk mengoptimalkannya. Pengoptimalan ini dilakukan mengingat
bahwa waktu (lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh
besar terhadap biaya produksi.
Alumunium adalah suatu material yang mempunyai sifat fisik
tergantung pada komposisi bahan paduan. Namun ketergantungan pada
komposisi lebih kecil dibandingkan dengan ketergantungan sifat mekanik
pada komposisi. Selain itu alumunium merupakan unsur no. 3 terbanyak di
alam kira-kira 8 % kini menempati urutan ketiga setelah besi dan baja. Hal
ini karena sifat fisik dan mekanik yang baik, bahah baku yang mudah
didapat dan teknik produksi yang tinggi.
Pembuatan alumunium biasa dilakukan dengan berbagai cara, salah
satunya menggunakan metode pengecoran atau cetakan. Cetakan tersebut
biasa menggunakan media cetakan dengan media cetakan pasir maupun
logam. Untuk uji material menggunakan uji struktur mikro, uji kekerasan,
uji komposisi kima, dan uji heat treatment.
Dari uraian di atas, maka perlu kiranya diadakan penelitian terhadap
pengecoran alumunium. Tentang sifat fisis dan mekanisnya disertai aplikasi
teknologi yang berkembang sehingga dapat mendekati pada suatu kesamaan
dari nilai produk atau setidak-tidaknya mendekati standar mutu yang ada di
Indonesia.
1.2. Batasan Masalah
Agar permasalahan lebih fokus, maka pada penulisan tugas akhir ini
masalah-masalah yang ada dibatasi pada hal-hal sebagai berikut :
1. Pengaruh heat treatment terhadap sifat fisis dan mekanis alumunium
paduan dengan komposisi Si 1,5%, 2,1% dan 2,7% dicetak dengan
menggunakan cetakan pasir dan cetakan logam.
2. Pengujian yang akan di lakukan adalah penguijian komposisi kimia,
struktur mikro dan kekerasan.
3. Perlakuan panas (heat treatment) yang akan dilakukan adalah proses aging
(age hardening.)
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui:
1.
Mengetahui sifat kimia (unsur paduan yang dominan ) pada alumunium
paduan dengan komposisi Si 1,5% 2,1% dan 2,7% dengan spesimen
proses heat teratment yang di cetak dengan cetakan pasir dan cetakan
logam.
2.
Mengetahui sifat fisis alumunium paduan dengan komposisi Si 1,5%,
2,1% dan 2,7% dengan spesimen proses heat teratment yang di cetak
dengan cetakan pasir dan cetakan logam. Setelah dilakukan uji struktur
mikro.
3. Mengetahui mekanik dari alumunium paduan dengan komposisi Si 1,5%,
2,1% dan 2,7% dengan spesimen proses heat teratment yang di cetak
dengan cetakan pasir dan cetakan logam. Setelah dilakukan uji struktur
mikro
1.4. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diperoleh dari hasil penelitian ini yaitu :
1.
Bidang Akademik
Dengan penelitian ini dapat mengetahui secara jelas dan akurat
pengaruh dari heat treatment terhadap sifat fisis (komposisi kimia dan
struktur mikro) dan mekanis (kekerasan) dari alumunium paduan dengan
komposisi Si 1,5%, 2,1% dan 2,7% dicetak dengan menggunakan
cetakan pasir dan cetakan logam.
2. Bidang otomotif dan industri
Secara tidak langsung, hasil dari penelitian ini dapat digunakan oleh
industri pengecoran atau ahli teknik sebagai referensi atau pembanding
dalam produksi logam agar dapat menghasilkan paduan alumunium yang
lebih berkualitas.
1.5. Metode Penelitian
1. Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut :
a) Aluminium cor produk lokal.
b) Buat spesiemen dengan bentuk dan ukuran sesuai dengan standart
ASTM.
2. Alat penelitian
Alat-alat yang akan digunakan pada penelitian ini adalah mikroskop
optik, mesin uji komposisis kimia, furnice, pencatat waktu, dan mesin uji
kekerasan. Sedangkan alat bantu yang digunakan antara lain adalah amplas
dan tang penjepit.
3. Jalannya penelitian
Material dasar dibuat spesiemen untuk uji kekerasan dan uji
struktur mikro. Sebelum semua spesiemen tersebut di heat treatment
dilakukan uji komposisi kimia untuk mengetahui apakah raw material
yang diteliti bisa di heat treatment atau tidak. Spesiemen dikelompokkan
menjadi dua. Kelompok pertama langsung di uji (uji struktur mikro dan uji
kekerasan) dan kelompok spesiemen kedua sebelum dilakukan pengujian
di heat treatment dengan urutan sebagai berikut :
1. Solution treatment pada temperatur 450 oC dengan waktu tahan 1 jam
kemudian diquenching pada media air.
2. Aging pada temperatur 150 oC selama 3 jam.
1.6. Sistematika Penulisan
Penulisan laporan Tugas Akhir ini terdiri dari enam bab, dengan
sistematika penulisan sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang Latar Belakang Penelitian, Batasan Masalah,
Rumusan Masalah, Tujuan Penelitian, Manfaat Penelitian dan
Sistematika Penulisan.
BAB II : DASAR TEORI
Bab ini berisi tentang tinjauan pustaka dan dasar teori alumunium
dan paduannya, pengecoran logam, cetakan logam, perlakuan panas
(hardening, tempering, annealing, normalising).
BAB III : METODE PENELITIAN
Bab ini berisi tentang diagram alir penelitian yaitu tahapan
penyiapan material, pengujian komposisi kimia, proses heat
treatment, uji kekerasan dan uji struktur mikro.
BAB IV : HASIL PENGUJIAN
Bab ini berisi tentang data hasil pengujian yaitu hasil uji komposisi
kimia, uji kekerasan dan uji struktur mikro.
BAB V : PEMBAHASAN
Bab ini berisi tentang pembahasan dari hasil pengujian (uji
komposisi kimia, uji kekerasan dan uji struktur mikro).
BAB V1 : PENUTUP
Bab ini berisikan kesimpulan dan saran.
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Era industrialisasi pada saat sekarang ini, bidang pengecoran sangat
penting dalam menunjang industri di Indonesia. Pada hakekatnya
pembangunan
di
bidang
industri
ini
adalah
untuk
mengurangi
ketergantungan dari negara-negara lain, sehingga Indonesia mampu
membuat benda-benda atau mesin-mesin keperluan sendiri, dengan
sendirinya terjadi peningkatan perkembangan ekonomi dan peningkatan
lapangan kerja.
Oleh karena itu manusia selalu mencari sesuatu yang mendekati ke
arah yang lebih sempurna. Begitu pula dalam penggunaan bahan, para
perancang, mengambil keputusan dan ahli mesin produksi harus
menghayati sifat bahan yang akan digunakan dalam memproduksi suatu
produk, baik kekuatannya, kekerasannya, keuletannya, ketahanannya
terhadap sifat kimia atau boleh dikatakan harus mengetahui sifat fisis dan
mekanis dari bahan yang dapat digunakan karena merupakan faktor penting
sehingga dalam arti luas dapat meningkatkan nilai produk.
Untuk menyikapi fenomena semacam ini kita perlu melaksanakan
perencanaan dan pengkajian terhadap teknologi yang ada, sebagai contoh
bila alumunium dapat diolah kembali secara efektif sehingga mampu
menekan adanya kelangkaan energi dan bahan. Alumunium sebagai salah
satu logam non fero yang akhir-akhir ini penggunaannya semakin
meningkat, antara lain mudah dikerjakan, mempunyai kekerasan yang
cukup dan tahan terhadap korosi. Dengan meluasnya penggunaan
alumunium dalam beberapa sektor akan semakin meningkatnya kebutuhan
alumunium. Oleh karena itu dengan menggunakan alumunium bekas akan
menambah efisiensi dan pemanfaatannya.
Bahan logam pada saat sekarang semakin baik dan rumit, digunakan
pada peralatan modern yang memerlukan bahan dengan kekuatan impak
dan ketahanan fatige yang tinggi disebabkan meningkatnya kecepatan putar
dan pergerakan linear serta peningkatan frekuensi pembebanan pada
komponen. Untuk mendapatkan kekuatan dari bahan tersebut dapat
dilakukan dengan proses perlakuan panas. Perlakuan panas adalah suatu
proses pemanasan dan pendinginan logam dalam keadaan padat untuk
mengubah sifat-sifat fisis logam tersebut. Melalui perlakuan panas yang
tepat, tegangan dalam dapat dihilangkan, besar butiran dapat diperbesar atau
diperkecil, ketangguhan dapat ditingkatkan atau dapat dihasilkan suatu
permukaan yang keras disekeliling inti yang ulet..
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan
panas antara lain; Komposisi kimia, Langkah Perlakuan Panas, Cairan
Pendinginan, Temperatur Pemanasan, dan lain-lain. Proses hardening
cukup banyak dipakai di Industri logam atau bengkel-bengkel logam
lainnya. Alat-alat permesinan atau komponen mesin banyak yang harus
dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan gesekan dari
logam lain, misalnya roda gigi, poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak. Dalam kegiatan produksi, waktu yang
dibutuhkan untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah
yang sangat sering dipertimbangkan dalam Industri dan selalu dicari upayaupaya untuk mengoptimalkannya. Pengoptimalan ini dilakukan mengingat
bahwa waktu (lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh
besar terhadap biaya produksi.
Alumunium adalah suatu material yang mempunyai sifat fisik
tergantung pada komposisi bahan paduan. Namun ketergantungan pada
komposisi lebih kecil dibandingkan dengan ketergantungan sifat mekanik
pada komposisi. Selain itu alumunium merupakan unsur no. 3 terbanyak di
alam kira-kira 8 % kini menempati urutan ketiga setelah besi dan baja. Hal
ini karena sifat fisik dan mekanik yang baik, bahah baku yang mudah
didapat dan teknik produksi yang tinggi.
Pembuatan alumunium biasa dilakukan dengan berbagai cara, salah
satunya menggunakan metode pengecoran atau cetakan. Cetakan tersebut
biasa menggunakan media cetakan dengan media cetakan pasir maupun
logam. Untuk uji material menggunakan uji struktur mikro, uji kekerasan,
uji komposisi kima, dan uji heat treatment.
Dari uraian di atas, maka perlu kiranya diadakan penelitian terhadap
pengecoran alumunium. Tentang sifat fisis dan mekanisnya disertai aplikasi
teknologi yang berkembang sehingga dapat mendekati pada suatu kesamaan
dari nilai produk atau setidak-tidaknya mendekati standar mutu yang ada di
Indonesia.
1.2. Batasan Masalah
Agar permasalahan lebih fokus, maka pada penulisan tugas akhir ini
masalah-masalah yang ada dibatasi pada hal-hal sebagai berikut :
1. Pengaruh heat treatment terhadap sifat fisis dan mekanis alumunium
paduan dengan komposisi Si 1,5%, 2,1% dan 2,7% dicetak dengan
menggunakan cetakan pasir dan cetakan logam.
2. Pengujian yang akan di lakukan adalah penguijian komposisi kimia,
struktur mikro dan kekerasan.
3. Perlakuan panas (heat treatment) yang akan dilakukan adalah proses aging
(age hardening.)
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui:
1.
Mengetahui sifat kimia (unsur paduan yang dominan ) pada alumunium
paduan dengan komposisi Si 1,5% 2,1% dan 2,7% dengan spesimen
proses heat teratment yang di cetak dengan cetakan pasir dan cetakan
logam.
2.
Mengetahui sifat fisis alumunium paduan dengan komposisi Si 1,5%,
2,1% dan 2,7% dengan spesimen proses heat teratment yang di cetak
dengan cetakan pasir dan cetakan logam. Setelah dilakukan uji struktur
mikro.
3. Mengetahui mekanik dari alumunium paduan dengan komposisi Si 1,5%,
2,1% dan 2,7% dengan spesimen proses heat teratment yang di cetak
dengan cetakan pasir dan cetakan logam. Setelah dilakukan uji struktur
mikro
1.4. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diperoleh dari hasil penelitian ini yaitu :
1.
Bidang Akademik
Dengan penelitian ini dapat mengetahui secara jelas dan akurat
pengaruh dari heat treatment terhadap sifat fisis (komposisi kimia dan
struktur mikro) dan mekanis (kekerasan) dari alumunium paduan dengan
komposisi Si 1,5%, 2,1% dan 2,7% dicetak dengan menggunakan
cetakan pasir dan cetakan logam.
2. Bidang otomotif dan industri
Secara tidak langsung, hasil dari penelitian ini dapat digunakan oleh
industri pengecoran atau ahli teknik sebagai referensi atau pembanding
dalam produksi logam agar dapat menghasilkan paduan alumunium yang
lebih berkualitas.
1.5. Metode Penelitian
1. Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut :
a) Aluminium cor produk lokal.
b) Buat spesiemen dengan bentuk dan ukuran sesuai dengan standart
ASTM.
2. Alat penelitian
Alat-alat yang akan digunakan pada penelitian ini adalah mikroskop
optik, mesin uji komposisis kimia, furnice, pencatat waktu, dan mesin uji
kekerasan. Sedangkan alat bantu yang digunakan antara lain adalah amplas
dan tang penjepit.
3. Jalannya penelitian
Material dasar dibuat spesiemen untuk uji kekerasan dan uji
struktur mikro. Sebelum semua spesiemen tersebut di heat treatment
dilakukan uji komposisi kimia untuk mengetahui apakah raw material
yang diteliti bisa di heat treatment atau tidak. Spesiemen dikelompokkan
menjadi dua. Kelompok pertama langsung di uji (uji struktur mikro dan uji
kekerasan) dan kelompok spesiemen kedua sebelum dilakukan pengujian
di heat treatment dengan urutan sebagai berikut :
1. Solution treatment pada temperatur 450 oC dengan waktu tahan 1 jam
kemudian diquenching pada media air.
2. Aging pada temperatur 150 oC selama 3 jam.
1.6. Sistematika Penulisan
Penulisan laporan Tugas Akhir ini terdiri dari enam bab, dengan
sistematika penulisan sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang Latar Belakang Penelitian, Batasan Masalah,
Rumusan Masalah, Tujuan Penelitian, Manfaat Penelitian dan
Sistematika Penulisan.
BAB II : DASAR TEORI
Bab ini berisi tentang tinjauan pustaka dan dasar teori alumunium
dan paduannya, pengecoran logam, cetakan logam, perlakuan panas
(hardening, tempering, annealing, normalising).
BAB III : METODE PENELITIAN
Bab ini berisi tentang diagram alir penelitian yaitu tahapan
penyiapan material, pengujian komposisi kimia, proses heat
treatment, uji kekerasan dan uji struktur mikro.
BAB IV : HASIL PENGUJIAN
Bab ini berisi tentang data hasil pengujian yaitu hasil uji komposisi
kimia, uji kekerasan dan uji struktur mikro.
BAB V : PEMBAHASAN
Bab ini berisi tentang pembahasan dari hasil pengujian (uji
komposisi kimia, uji kekerasan dan uji struktur mikro).
BAB V1 : PENUTUP
Bab ini berisikan kesimpulan dan saran.