PEMBUATAN DAN UJI KEKERASAN SERTA UJI KOMPOSISI KIMIATERHADAP CINDERA MATA BERLOGO SOLIDARITY M FOREVER
DENGAN METODE PENGECORAN LOGAM MENGGUNAKAN BAHANALUMINIUM 5052
(Skripsi)
Oleh :
M. ARIEF DWI SYAHPUTRA
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG2019
ABSTRAK
PEMBUATAN DAN UJI KEKERASAN SERTA UJI KOMPOSISI KIMIATERHADAP CINDERA MATA BERLOGO SOLIDARITY M FOREVER
DENGAN METODE PENGECORAN LOGAM MENGGUNAKAN BAHANALUMINIUM 5052
Oleh
M. Arief Dwi Syahputra
Paduan aluminium Al-Mg merupakan paduan aluminium seri 5xxx, seperti A5005yang memiliki kadar Magnesium (Mg) yang rendah digunakan untuk aksesoris,sedangkan paduan yang memiliki Mg antara 2 – 5% digunakan untuk materialkonstruksi seperti A5052, A5056, A5083. Pada aluminium seri ini apabila untukmeningkatkan kekuatan terhadap korosi tegangan (stress-corrostion), Mn dan Crditambahkan [2].
Pada penelitian ini produk alumunium dihasilkan melalui proses pengecoran (casting)menggunakan cetakan pasir dimana pada proses ini peralatannya sederhana dan biayarendah. Setelah melakukan proses pengecoran, produk cor yang telah jadi akanmengalami pengujian diantaranya uji kekerasan, uji kandungan material dan lainsebagainya untuk mengetahui nilai kekerasan Rockwell dan kandungan komposisisebelum dan setelah proses peleburan. Hasil uji komposisi aluminium 5052 sebelumpeleburan yaitu; Si 0.070%, Fe 0.28%, Cu 0.02%, Mn 0.05%, Mg 2.56%, Cr 0.18%,Zn 0.02%. Dan hasil uji komposisi aluminium 5052 setelah peleburan yaitu; Si2.57%, Fe 0.565%, Cu 0.409%, Mn 0.062%, Mg 2.28%, Cr 0.132%, Ni 0.0177%, Zn0.631% dan Ti 0.024%. Hasil uji kekerasan dengan metode Rockwell untukaluminium 5052 sebelum peleburan rata-rata 83.1 HRB dan setelah peleburan rata-rata 29.4 HRB. Penurunan uji kekerasan pada aluminium 5052 sebelum peleburandan setelah peleburan yaitu sebesar 53.7 HRB. Hasil uji komposisi kimia merupakanhal yang paling mempengaruhi turunnya tingkat kekerasan terhadap perbandinganaluminium 5052 sebelum peleburan dan setelah peleburan yakni berkurangnyakandungan Mg sebesar 0.28% dan bertambahnya kandungan Si sebesar 2.5 %.
Keywords: Alumunium 5052, Pengecoran, Uji kekerasan, Uji komposisi Kimia
ABSTRACT
MAKING AND HARDNESS TEST AND CHEMICAL COMPOSITION TESTON SOUVENIR WITH SOLIDARITY M FOREVER USING METAL
DRYING METHOD USING ALUMINUM MATERIAL 5052
BY
M. Arief Dwi Syahputra
Al-Mg aluminum alloy is a 5xxx series aluminum alloy, such as the A5005 which hasa low Magnesium ( Mg) used for accessories, while an alloy that has an Mg between2-5% is used for construction materials such as A5052, A5056, A5083. In this seriesof aluminum if to increase the strength of the stress corrosion (stress-corrostion), Mnand Cr are added[2]. In this study aluminum products are produced by casting usingsand molds where the equipment is simple and low cost.
After conducting the casting process, the finished product will undergo testingincluding hardness test, material content test, etc. to determine the value of Rockwellhardness and composition content before and after the smelting process. The testresults of aluminum composition 5052 before smelting are; Si 0.070%, Fe 0.28%, Cu0.02%, Mn 0.05%, Mg 2.56%, Cr 0.18%, Zn 0.02%. And the test results of aluminum5052 composition after smelting are; Si 2.57%, Fe 0.565%, Cu 0.409%, Mn 0.062%,Mg 2.28%, Cr 0.132%, Ni 0.0177%, Zn 0.631% and Ti 0.024%. The hardness testresults with the Rockwell method on aluminum 5052 before smelting averaged 83.1HRB and after smelting averaged 29.4 HRB. Decrease in hardness test againstaluminum 5052 before smelting and after smelting that is equal to 53.7 HRB. Theresults of the chemical composition test were the most influences on the decrease inthe level of hardness against the ratio of aluminum 5052 before smelting and aftersmelting namely the reduction of Mg content by 0.28% and increasing Si content by2.5%.
Keywords: Aluminium 5052, casting, hardness test, chemical compotition test .
PEMBUATAN DAN UJI KEKERASAN SERTA UJI KOMPOSISI KIMIA
TERHADAP CINDERA MATA BERLOGO SOLIDARITY M FOREVER
DENGAN METODE PENGECORAN LOGAM MENGGUNAKAN BAHAN
ALUMINIUM 5052
Oleh :
M. ARIEF DWI SYAHPUTRA
(Skripsi)
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Lampung
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2019
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Palembang, pada tanggal 11 Juli
1996 sebagai anak kedua dari 3 bersaudara, dari
pasangan Bapak M. Ma’ruf dan Heriyani. Pendidikan
TK Kemala Bhayangkari 6 Palembang diselesaikan
pada tahun 2002. SD YKPP 2 Plaju Palembang pada
tahun 2008, SMP Patra Mandiri 1 Plaju Palembang
diselesaikan pada tahun 2011, SMA Patra Mandiri 1
Plaju Palembang diselesaikan pada tahun 2013, dan
pada tahun 2013 penulis terdaftar sebagai mahasiswa
jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui Seleksi
Bersama Masuk Perguruan Tinggi Negri (SBMPTN).
Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif dalam organisasi Himpunan Mahasiswa
Teknik Mesin (HIMATEM) sebagai anggota Divisi HUMAS pada periode 2014-
2015 serta Divisi Dana dan Usaha pada periode 2015-2016.
Penulis melaksanakan kerja praktik di PT. Pertamina RU III Plaju Palembang
dengan judul laporan “Proses Pembuatan dan Perhitungan Biaya Produksi Shaft
Sleeve Pada Pompa Pertalite CD-6”. Kemudian pada tahun 2018 penulis
melakukan penelitian dengan judul “Pembuatan dan Uji Kekerasan Serta Uji
Komposisi Kimia Terhadap Cindera Mata Berlogo Solidarity M Forever Dengan
Metode Pengecoran Logam Menggunakan Bahan Aluminium 5052” dibawah
bimbingan Nafrizal, S.T.,M.T., Dr. Sugiyanto dan Zulhanif, S.T.,M.T.
Motto Hidup
“ Ingatlah Allah saat hidup tak berjalan sesuai keinginanmu.
Allah pasti punya jalan yang lebih baik untukmu”
-Anonim-
“Waktu itu bagaikan pedang, jika kamu tidak memanfaatkannya
Menggunakan untuk memotong, ia akan memotongmu
(menggilasmu)”
(H.R. Muslim)
“Saat Allah mendorongmu ke tebing, yakinlah kalau hanya ada dua
hal yang mungkin terjadi. Mungkin saja Ia akan menangkapmu, atau
Ia ingin kau belajar bagaimana caranya terbang”
-Anonim-
“Lakukan yang terbaik, sehingga aku tak akan menyalahkan
Diriku sendiri atas segalanya”
-Magdalen Neuner-
“Make it simple, and do the best”
-M. Arief D. Syahputra-
SANWACANA
Assalamu’alaikumWarahmatullahiWabarakatuh.
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah.SWT, karena berkat rahmat dan
karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan skripsi ini dengan
baik. Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan
pendidikan S1 di Jurusan Teknik Mesin Universitas Lampung. Dalam laporan ini
penulis mengambil judul “PEMBUATAN DAN UJI KEKERASAN SERTA
UJI KOMPOSISI KIMIA TERHADAP CINDERA MATA BERLOGO
SOLIDARITY M FOREVER DENGAN METODE PENGECORAN LOGAM
MENGGUNAKAN BAHAN ALUMINIUM 5052”. Dengan selesainya laporan
skripsi ini, penulis mendapatkan banyak bantuan, bimbingan dan arahan dari
semua pihak, oleh karena itu penyusun mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Ahmad Su’udi, S.T., M.T. Sebagai Ketua Jurusan Teknik Mesin
Universitas Lampung.
2. Bapak Nafrizal S.T., M.T. Sebagai Pembimbing Skripsi penulis.
3. Bapak Dr. Sugiyanto Sebagai Pembimbing II Skripsi penulis.
4. Bapak Zulhanif, S.T.,M.T. Sebagai Pembahas Skripsi penulis.
5. Kedua orang tua, kakak, adikku dan keluarga yang telah memberikan
bimbingan moral maupun spiritual, juga atas nasehat dan doanya.
6. Ryan Hermawan sebagai partner tugas akhir, Bang kris, Alan Suseno, Agung
Wibowo, Yogie Bayu, Riki Andriyanto, Dimas Bob, Aloy, Ari Gunawan,
Aulia Rahman, Poppy, Eky Phandika yang selalu membantu, menyemangati
serta memotivasi penulis.
7. Teman satu perjuangan angkatan 2013 dan semua pihak khususnya D3 dan
S1 Teknik mesin Universitas Lampung.
8. Kekasihku Yasmin Alya Nafilah yang selalu memberikan semangat serta doa
kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa tidak ada yang sempurna di dunia ini, oleh karena itu
penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dan
sangat berguna untuk kita semua demi perbaikan di masa yang akan datang. Akhir
kata, penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis dan kita
semua khususnya teknologi tepat guna. Amin
Wassalamu’alaikumWarahmatullahiWabarakatu.
Bandar Lampung, 14 Januari 2019
Penulis
M. ARIEF DWI SYAHPUTRA
i
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL
DAFTAR ISI ................................................................................................... i
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... iv
DAFTAR TABEL .......................................................................................... v
DAFTAR PUSTAKA
I. PENDAHULUAN ................................................................................. 1
A. Latar Belakang ................................................................................. 1
B. Tujuan .............................................................................................. 3
C. Batasan Masalah .............................................................................. 3
D. Sistematika Penulisan ...................................................................... 4
II. TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................... 6
A. Pengecoran Logam .......................................................................... 6
B. Cetakan Dan Pasir Cetak ................................................................. 7
C. Pola ................................................................................................. 9
D. Tungku ............................................................................................ 10
1. Tungku Induksi ……………………………………………….. 10
2. Tungku Krusibel ……………………………………………… 11
ii
3. Tungku Kupola ………………………………………………. 12
E. Aluminium Dan Paduannya ............................................................ 13
F. Paduan Aluminium Al-Mg ............................................................. 16
G. Uji Kekerasan …………………………………………………….. 17
H. Uji Komposisi Kimia ………………………………………….. .... 20
III. METODOLOGI PENELITIAN .......................................................... 21
A. Waktu dan Tempat Penelitian ......................................................... 21
B. Diagram Alir Penelitian .................................................................. 22
C. Bahan Dan Alat Penelitian .............................................................. 23
D. Prosedur Penelitian ......................................................................... 29
E. Pengambilan Data ............................................................................ 31
F. Rencana Analisa .............................................................................. 32
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................. 34
A. Proses Pengecoran ........................................................................... 34
B. Pengujian Kekerasan Metode Rockwell .......................................... 39
1. Pengaruh Jumlah Kandungan Mg Terhadap Nilai Kekerasan Al-Mg
5052…………………………………………………………… 41
2. Pengaruh Jumlah Kandungan Si Terhadap Nilai Kekerasan Al-Mg
5052 ………………………………………………………….. 42
iii
V. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 43
A. Kesimpulan ...................................................................................... 43
B. Saran ................................................................................................ 44
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Alumunium didapatkan dari hasil pengecoran dan proses pembentukan. Melalui
proses pengecoran ini aluminium dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu, dengan
menggunakan cetakan permanen dan tidak permanen. Metode tidak permanen
secara umum menggunakan cetakan pasir.
Pada proses pengecoran menggunakan cetakan pasir peralatan yang digunakan
relatif murah dan sederhana. Adapun metode pengecoran dengan metode cetakan
permanen biasanya berbahan logam dan cara ini relatif lebih baik, dapat membuat
produk dengan ketebalan yang minimum, serta hasil permukaan produk cornya
lebih halus, akan tetapi untuk biaya metode ini terbilang cukup tinggi, Setiawan,
(2014: 31).
Menurut Ozturk, F.,dkk, (2008), aluminium magnesium (Al-Mg) paduan (seri
5xxx) memiliki perhatian besar dalam industri otomotif karena kekuatan mereka
yang tinggi akan ketahanan terhadap korosi, kemampuan las dan potensi daur
ulang. Paduan Al-Mg 5052 memiliki komposisi kimia dan sifat fisik menunjukkan
ketahanan yang baik sehingga dapat digunakan dalam konstruksi. Berbeda dengan
2
paduan lainnya yang mempunyai ketahanan korosi dikarenakan lapisan pelindung,
paduan jenis ini tidak rentan terhadap korosi ketika berkontak dengan cairan yang
mengandung ion halida sekalipun. Paduan ini memiliki unsur sekitar 2,2-2,8%
magnesium dan 0,15-0,35% kromium. Magnesium sendiri sebagai penambah
kekuatan pada aluminium sedangkan kromium berfungsi untuk meningkatkan
ketahanan korosi.
Setelah melakukan proses pengecoran, produk cor yang telah jadi akan mengalami
pengujian diantaranya uji kekerasan, uji kandungan material dan lain sebagainya.
Menurut Purnawan, dkk., (2016), uji kekerasan merupakan cara untuk menentukan
tingkat kekerasan suatu material, karena dengan pengujian ini kita dapat
mengetahui sifat mekanis dari material tersebut. Uji kekerasan pada umumnya
menggunakan 3 macam metode pengujian yaitu, Brinnel, Rockwell, dan Vickers.
Uji komposisi kimia merupakan pengujian yang bertujuan mengetahui unsur
kandungan apa saja yang terdapat pada suatu logam, baik logam ferro maupun
logam non ferro. Pada penggunaan bahan material aluminium selain dapat
digunakan untuk material konstruksi dapat juga kita gunakan sebagai produk cor
lainnya seperti pin cor, plakat dan lain sebagainya.
Sebelumnya Setiawan, (2014) telah melakukan penelitian tentang pengujian
kekerasan dan komposisi kimia produk cor propeller aluminium. Dari hasil
penelitian tersebut berbahan alumunium daur ulang didapatkan hasil uji kekerasan
3
metode Rockwell dengan rata-rata 60,5 HRB dan hasil uji komposisi kimia Al =
71.2%, Cu = 11.7%, Si= 2,57 % dan Fe= 0.67%. Untuk itu penulis mengambil
judul Pembuatan Dan Uji Kekerasan Serta Uji Komposisi Kimia Terhadap
Cindera Mata Berlogo Solidarity M Forever Dengan Metode Pengecoran
Logam Menggunakan Bahan Aluminium 5052.
B. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Mempraktikkan proses pembuatan cinderamata berlogo SOLIDARITY M
FOREVER menggunakan metode pengecoran logam berbahan aluminium seri
5052.
2. Menentukan hasil uji komposisi Al 5052 sebelum peleburan dan setelah
dilakukannya peleburan.
3. Menentukan hasil uji kekerasan terhadap Al 5052 sebelum peleburan dan
setelah dilakukannya peleburan.
C. Batasan Masalah
Dalam pelaksanaan penelitian ini, penulis membatasi masalah yang diangkat yaitu
produk cor yang dihasilkan diasumsikan tidak terjadi cacat, bahan yang digunakan
hanya aluminium seri 5052, dengan pengujian yang dilakukan hanya uji komposisi
dan uji kekerasan dengan metode Rockwell.
4
D. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan yang digunakan oleh penulis dalam menyusun laporan
adalah sebagai berikut :
1. Bab I Pendahuluan, Berisikan tentang latar belakang masalah yang diambil,
tujuan, batasan masalah dan sistematika penulisan dari penelitian ini.
2. Bab II Tinjauan Pustaka, Berisikan tentang teori-teori yang berhubungan dan
mendukung pembahasan tentang uji kekerasan dan uji kandungan material
terhadap produk cor berbahan aluminium seri 5052.
3. Bab III Metodologi, Berisikan tentang metode-metode penulis dalam
melakukan pengumpulan informasi, tempat, waktu penelitian dan
menerangkan alur penelitian.
4. Bab IV Hasil dan Pembahasan, Berisikan tentang hasil yang diperoleh dari
pengujian kekerasan dan uji kandungan material terhadap produk cor
berbahan aluminium seri 5052
5. Bab V Kesimpulan dan Saran, Berisikan simpulan yang diambil dari hasil
pembahasan masalah serta saran-saran yang ingin disampaikan dari penelitian
ini.
DaftarPustaka
Berisikan tentang literatur dan refrensi yang mendukung penulis dalam penyusunan
laporan tugas akhir.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Pengecoran Logam
Proses peleburan suatu logam dengan menggunakan temperatur sesuai dengan
titik lebur logam yang digunakan kemudian ditungkan ke dalam cetakan yang
terbentuk dari pola merupakan arti dari pengecoran logam. logam yang biasa
digunakan dalam proses pengecoran antara lain seperti; baja, aluminium,
tembaga, kuningan dan lain-lain. Adapun kelebihan dan kelemahan dalam proses
ini, yaitu :
1. Mampu membuat benda yang berbentuk kompleks, dari sisi bagian dalam
maupun bagian luar;
2. Dapat membuat benda dengan ukuran yang besar;
3. Dapat menggunakan bermacam-macam logam;
4. Sangat membantu untuk produksi secara masal.
Sedangkan kelemahan pada proses ini secara umumnya yaitu,
Memiliki keterbatasan dari sifat mekanik, kemungkinan terjadinya porositas,
Ukuran produk yang dibuat bias kurang akurat dengan design yang ditentukan,
Permukaan produk yang masih kasar, Surdia dan Chijiwa, (1996: 3-6).
7
Gambar 1, menunjukkan gambar skema proses pengecoran logam menggunakan
cetakan pasir :
Pasir Rangka Cetak
Gambar 1. Skema Proses Pengecoran Logam Dengan Cetakan Pasir
sumber: Surdia dan Chijiwa, (1996: 3)
B. Cetakan Pasir dan Pasir Cetak
Cetakan pasir ialah cetakan dari pasir yang dan diberi pengikat. Pasir yang biasa
dipakai adalah pasir silika, baik pasir silika alami maupun buatan. Sementara
bahan pengikat yang sering digunakan adalah bentoit, Astika, dan Agus, (2010:
Bahan Baku Tungku
Pasir
Ladel
PembuatanPola
Penuangan Pada Pola
Elemen Mesin
Pemeriksaan
Pembersihan
Pembongkaran
Assembling
8
133). Di Indonesia pasir silika umumnya berbentuk prisma segienam dan struktur
kristalnya berbentuk heksagonal yang terbuat dari silika triagonal terkristalisasi,
dengan skala kekerasan mohs 7 dan densitas 2,65 g/cm3, seperti yang terlihat pada
gambar 2.
Gambar 2. Pasir silika
Dalam pasir cetak harus memenuhi kriteria agar dapat dipergunakan dalam proses
pengecoran, adapun kriterianya yaitu; memiliki sifat mampu bentuk, permeabilitas
yang pantas, ukuran butir yang yang sesuai, ketahanan terhadap temperatur tinggi,
serta harga yang relatif murah, Surdia dan Chijiwa, (1996 : 109-110).
9
Tabel 1. Temperatur penuangan untuk berbagai coran. Sumber: Surdia dan
Chijiwa, (1996).
Macam coran Tempetatur penuangan (oC)Paduan ringan
BronsKuninganBesi corBaja cor
650-7501.100-1.250950-1.100
1.250-1.4501.500-1.550
C. Pola
Surdia dan Chijiwa, (1996) menyatakan bahwa, pola merupakan hal yang sangat
pokok dalam proses pengecoran logam. Pada umumnya pola yang sering dipakai
untuk cetakan produk cor yaitu pola logam dan pola kayu. Pola logam digunakan
untuk dapat menjaga tingkat ketelitian terhadap ukuran benda coran, terutama
dalam jumlah produksi, sehingga unsur pola bisa lebih lama dan mampu untuk
produktivitas lebih tinggi. Sedangkan pola kayu terbuat dari bahan kayu, harga
yang tentunya lebih murah, dan proses pembuatannya pun mudah.
Dalam pemilihan pola untuk membuat cetakan, ada beberapa hal yang harus
diperhatikan yaitu produktivitas pola, kualitas pola terhadap coran dan harga.
Dalam proses ini ada beberapa tipe pola yang sering digunakan antara lain; pola
pejal, pola pelat pasangan, pola pelat kup dan drag, serta pola kerangka, Surdia
dan Chijiwa, (1996: 56-59).
10
D. Tungku
Tungku merupakan salah satu alat yang pasti digunakan dalam proses pengecoran
yang bertujuan untuk mengubah logam atau meleburkan logam hingga cair dan
tentunya harus sesuai dengan jenis logam dan jumlah logam yang diperlukan
,Hasan, (2014: 1).
Rahmat, (2015) mengatakan, secara umum tungku yang sering digunakan antara
lain:
1. Tungku Induksi
Cara kerja jenis tungku ini yaitu memanaskan logam sampai ketitik maksimal
leburnya daru suatu logam dan biasanya cocok digunakan untuk mencairkan
baja serta material lainnya yang tahan terhadap temperatur tinggi. Keunggulan
dari jenis tungku ini yaitu dapat mengatur kandungan kimia dari bahan dalam
skala peleburan yang kecil dan jenis ini sering juga digunakan puntuk
meleburkan logam ferro maupun non-ferro. Gambar dibawah ini merupakan
salah satu contoh dari tungku induksi.
11
Gambar 3. Tungku InduksiSumber: Alibaba (April 2018)
2. Tungku Krusibel
Sepanjang sejarah dalam mencairkan logam tungku jenis ini telah sering
digunakan selain tungku jenis ini bersifat fleksibel, jenis ini juga mampu
untuk mencairkan logam ferro maupun non-ferro. Dalam proses pemanasan
tungku ini menggunakan berbagai jenis bahan bakar dan biasanya terdapat
blower sebagai penyuplai udaranya. Dibawah ini merupakan salah satu
contoh tungku krusibel.
12
Gambar 4. Tungku Krusibel
3. Tungku Kupola
Tungku jenis ini sangat cocok untuk mencairkan besi cor, mampu bekerja
secara kontinu, mampu mencairkan logam dengan skala yang banyak serta
memiliki tingkat peleburan yang tinggi. Muatan dari tungku jenis ini terdapat
lapisan logam, kokas dan fluks. Gambar dibawah ini merupakan salah satu
contoh tungku kupola.
13
Gambar 5. Tungku KupolaSumber: dokumen.tips, (April 2018)
E. Alumunium dan Paduannya
Alumunium merupakan logam ringan berberat jenis 2.7 gram/cm3 memiliki
konduktifitas listrik sebesar 60% serta mampu sebagai penghantar panas yang
baik. Aluminium juga termasuk logam yang reaktif karena dapat teroksidasi
terhadap oksigen. Sifat dari aluminium sendiri yaitu mudah dibentuk dan ulet,
Irawan, (2013: 1).
Menurut Wiryosumarto, dan Okumura, (2014) alumunium serta paduannya
termasuk logam ringan yang memiliki kekuatan tinggi, memiliki daya tahan
terhadap karat serta konduktor listrik yang cukup baik. Berikut sifat umum dari
beberapa jenis paduan aluminium :
14
1) Jenis Al-murni teknik (seri 1000)
Jenis ini memiliki kemurnian hampir 100%, baik dalam ketahanan korosi,
konduksi listrik serta panas. Jenis ini juga bersifat baik dalam kemampuan las
dan potong, akan tetapi kekuatan aluminium jenis ini terbilang rendah.
2) Jenis paduan Al-Cu (seri 2000)
Paduan jenis ini termasuk jenis bahan yang mampu diperlaku-panaskan.
Melalui penyepuhan terhadap sifat mekanik jenis ini hampir sama dari sifat
baja lunak. Bila dibandingkan terhadap jenis lainnya untuk daya tahan korosi
jenis ini terbilang rendah.
3) Jenis paduan Al-Mn (seri 3000)
Merupakan jenis yang tidak mampu diperlaku-panaskan. Maka dari itu, untuk
menaikkan tingkat kekuatan pada saat proses pembuatannya dilakukan dengan
pengerjaan dingin. Namun, untuk kekuatan dari jenis ini lebih baik
dibandingkan dengan aluminium murni.
4) Paduan jenis Al-Si (seri 4000)
Jenis ini merupakan dapat diperlaku-panaskan. Dikarenakan sifatnya bila
dalam keadaan cair mempunyai sifat alir yang baik serta saat pembekuan
dapat dikatakan tidak mengalami keretakkan jenis ini sering digunakan
sebagai bahan dalam proses pengelasan terhadap paduan aluminium.
5) Paduan Al-Mg (seri 5000)
Jenis ini juga merupakan tidak dapat diperlaku-panaskan. Dikarenakan
sifatnya tahan terhadap korosi cukup baik, jeni ini pun sering dipakai tidak
15
hanya untuk konstruksi umum, dapat juga untuk tangki-tangki penyimpanan
oksigen cair serta gas alam cair.
6) Paduan jenis Al-Mg-Si (seri 6000)
Merupakan paduan mampu diperlaku-panaskan, serta memiliki mampu
potong, mampu las dan baik dalam daya tahan korosi. Namun, jenis ini sering
mengalami pelunakkan di daerah las akibat dari panas pada saat
pengelasannya.
7) Paduan jenis Al-Zn (seri 7000)
Merupakan paduan mampu diperlaku-panaskan, memiliki kekuatan tarik >50
kgf/mm2 dan sering dikenal dengan ultra duralium. Akan tetapi, ketahanan
terhadap korosi sangat kurang. Biasanya ke dalam paduan pokok Al-Zn
ditambahkan Mg, Cu dan Cr.
Tabel 2. Karakteristik Alumunium. Sumber : Irawan, (2013: 1).
Sifat-sifat Aluminium murni tinggi
Struktul Kristal FCC
Densitas pada 20o C (sat. 103kg/m3) 2.698
Titik cair (oC) 660.1
Koefisien mulur panas kawat 20o-100oC (10-6/K) 23.9
Konduktifitas panas 20o- 400oC (W/(m.K) 238
Tahanan listrik 20oC (10-8 KΩ.m) 2.69
Modulus elastisitas (GPa) 70.5
Modulus kekakuan (GPa) 26.0
16
F. Paduan Aluminium Al-Mg
Jenis ini juga merupakan tidak dapat diperlaku-panaskan. Dikarenakan sifatnya
tahan terhadap korosi cukup baik, jeni ini pun sering dipakai tidak hanya untuk
konstruksi umum, dapat juga untuk tangki-tangki penyimpanan oksigen cair serta
gas alam cair.
Menurut Ozturk, F.,dkk, (2008), aluminium magnesium (Al-Mg) paduan (seri
5xxx) memiliki perhatian besar dalam industri otomotif karena kekuatan mereka
yang tinggi akan ketahanan terhadap korosi, kemampuan las dan potensi daur
ulang. Paduan Al-Mg 5052 memiliki komposisi kimia dan sifat fisik menunjukkan
ketahanan yang baik sehingga dapat digunakan dalam konstruksi. Berbeda dengan
paduan lainnya yang mempunyai ketahanan korosi dikarenakan lapisan pelindung,
paduan jenis ini tidak rentan terhadap korosi ketika berkontak dengan cairan yang
mengandung ion halide sekalipun. Paduan ini memiliki unsur sekitar 2,2-2,8%
magnesium dan 0,15-0,35% kromium. Magnesium sendiri sebagai penambah
kekuatan pada aluminium sedangkan kromium berfungsi untuk meningkatkan
ketahanan korosi.
17
Gambar 6. Aluminium 5052
G. Uji Kekerasan
Menurut Saputra (2011), kekerasan merupakan salah satu sifat mekanik dari suatu
material. Tingkat kekerasan suatu material harus diketahui terlebih untuk suatu
material yang dalam penggunaannya akan mengalami deformasi plastis dan
pergesekan. Didunia teknik, umumnya pengujian kekerasan menggunakan tiga
macam metode pengujian kekerasan, yaitu :
1. Metode Brinnel
Pengujian kekerasan dengan metode ini memiliki tujuan untuk menentukan
kekerasan dari suatu material dalam bentuk daya tahan suatu material terhadap
identor yang ditekankan terhadap permukaan spesimen uji tersebut Wahyuni,
dkk., (2003: 2).
18
Idealnya, pengujian dengan metode Brinnel dipergunakan untuk material yang
permukannya kasar dengan nilai uji kekuatan berkisar 500-3000 kgf. Identor
biasanya telah dikeraskan atau bisa juga terbuat dari bahan Karbida Tungsten,
Saputra (2011: 1).
2. Metode Rockwell
Wahyuni, dkk., (2003) mengatakan bahwa uji kekerasan dengan metode
Rockwell ini bertujuan untuk menentukan tingkat kekerasan suatu material
dalam bentuk daya tahan material terhadap benda uji yang berupa bola baja
ataupun kerucut intan yang ditekankan pada permukaan benda uji tersebut.
Dibawah ini merupakan gambar pengujian kekerasan dengan metode Rockwell.
Gambar 7. Uji Kekerasan Metode RockwellSumber: Fadhilglory, (2018)
skala yang umum yang dipakai didalam pengujian metode ini adalah :
a. HRa diperuntukkan material yang sangat keras
b. HRb diperuntukkan material yang lunak
c. HRc diperuntukkan material dengan tingkat kekerasan sedang
19
Tabel dibawah ini merupakan skala yang dipergunakan dalam metode
pengujian Rockwell, Saputra, (2011: 3-4).
Tabel 3. Rockwell Hardness Scales. Saputra, (2011: 3-4).
Scale Indentor F0(kgf)
F1(kgf)
F(kgf)
E Jenis Material Uji
A Diamond Cone 10 50 60 100 Extremely hard materials,tugsen carbides, dll
B 1/16” steel ball 10 90 100 130 Medium hard materials. Lowdan medium carbon steels,kuningan, perunggu, dll
C Diamond Cone 10 140 150 100 Hardened steels, hardeneddan tempered alloys
D Diamond Cone 10 90 100 100 Annealed kuningan dantembaga
E 1/8” steel ball 10 90 100 130 Berrylium copper, phosphorbronze, dll
F 1/16” steel ball 10 50 60 130 Alumunium sheetG 1/16” steel ball 10 140 150 130 Cast iron, alumunium alloysH 1/8” steel ball 10 50 60 130 Plastik dan soft metals seperti
timahK 1/8” steel ball 10 140 150 130 Sama dengan H scaleL 1/4” steel ball 10 50 60 130 Sama dengan H scaleM 1/4” steel ball 10 90 100 130 Sama dengan H scaleP 1/4” steel ball 10 140 150 130 Sama dengan H scaleR 1/2” steel ball 10 50 60 130 Sama dengan H scaleS 1/2” steel ball 10 90 100 130 Sama dengan H scaleV 1/2” steel ball 10 140 150 130 Sama dengan H scale
3. Metode Vickers
Metode ini merupakan bagian dalam pengujian kekerasan untuk mengetahui
angka kekerasan dari suatu material dengan menggunakan identor intan dan
20
beban yang tidak terlalu besar. Penggunaan indentor dan beban pada metode
Vickers menjadi perbedaan dengan metode brinnel dan Rockwell.
H. Uji Komposisi Kimia
Uji komposisi kimia bertujuan untuk melihat jumlah unsur apa saja yang terdapat
pada suatu logam. Untuk pengujian ini sering menggunakan spectrometer dan dari
alat inipun akan terlihat unsur-unsur apa saja yang terkandung karena terdapat
perbedaan warna pada setiap unsurnya, Purnawan, dkk., (2016: 805).
Menurut Kusnadi S., (2013), Pengujian komposisi kimia merupakan pengujian
yang bertujuan untuk melihat jumlah unsur apa saja yang terdapat pada suatu
logam. Dengan dilakukannya uji komposisi ini peneliti dapat mengetahui unsur-
unsur apa saja yang terkandung dalam suatu logam sebelum melakukan penelitian
lebih lanjut.
Gambar 8. Alat Uji KomposisiSumber: spectro.com, (Mei 2018)
III. METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian
Waktu:
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Agustus sampai November tahun 2018.
Tempat:
1. Proses pengecoran dan pengujian komposisi material akan dilakukan di
PT. LIPI Tanjung Bintang, Lampung Selatan
2. Pengujian kekerasan metode Rockwell akan dilakukan di laboratorium
material Universitas Lampung.
Tabel 4. Rencana kegiatan penelitian
Kegiatan Agustus September Oktober November
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
1 Studi Literatur
2 Persiapan Alat dan
Bahan Pengujian
3
Pengujian
Sebelum
Peleburan
4 Proses
Pengecoran
5
Pengujian
Kekerasan
Setelah Peleburan
6
Uji Komposisi
Kimia Setelah
Peleburan
7 Pengolahan Data
8 Pembuatan
Laporan Akhir
22
B. Diagram Alir Penelitian
Secara garis besar, alur pelaksanaan penelitian ditunjukkan pada gambar 9.
Gambar 9. Diagram alir penelitian
23
C. Bahan dan Alat Penelitian
1. Adapun alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
a. Mesin Uji Kekerasan
Uji kekerasan bertujuan untuk menentukan nilai atau tingkat kekerasan
dari bahan aluminium 5052.
Gambar 10. Alat uji kekerasan
b. Alat Uji Komposisi
Uji komposisi bertujuan untuk mengetahui kandungan dari alumunium
5052. Pada penelitian ini uji komposisi dilakukan di PT. LIPI dan kondisi
spesimen yang diuji sebelum dan setelah peleburan.
24
Gambar 11. Alat Uji Komposisi
(Sumber: spectro.com, 2018)
c. Gerinda Pemotong
Digunakan untuk memotong bahan aluminium 5052 dan spesimen uji.
Gambar 12. Gerinda pemotong
25
d. Tungku
Tungku digunakan untuk meleburkan alumunium 5052. Pada penelitian
ini jenis tungku yang digunakan yaitu tungku krusibel.
Gambar 13. Tungku Krusibel
e. Ladel
Ladel digunakan untuk menuangkan bahan yang telah melebur atau
mencair kedalam cetakan.
Gambar 14. Ladel
26
f. Rangka Cetak
Rangka cetak merupakan tempat untuk membuat cetakan pasir pada
proses pengecoran.
Gambar 15. Rangka Cetak
g. Saringan Pasir
Saringan pasir atau yang biasa disebut ayakan pasir berfungsi sebagai
menyaring pasir-pasir antara yang halus dan yang tidak halus sesuai
dengan seberapa halus pasir yang dibutuhkan.
Gambar 16. Saringan Pasir
27
h. Pola
Pola berfungsi sebagai cetakan suatu produk yang ingin kita produksi.
Dalam hal ini pola yang dibuat sesuai dengan produk cor yang akan dibuat
yaitu cindera mata Solidarity M Forever dengan dimensi panjang 17 cm,
lebar 2 cm, tinggi 25 cm, dan huruf timbul setebal 0.3 cm.
Gambar 17. Pola
28
i. Amplas
Amplas digunakan untuk menghaluskan spesimen uji dan produk setelah
proses pengecoran. Adapun dalam penelitian ini menggunakan amplas
dengan ukuran kekasaran sebesar 80, 240, 500, dan 1000.
Gambar 18. Amplas
2. Adapun bahan yang digunakan dalam penelitian ini, yaitu :
a. Aluminium Paduan Al-Mg
Pada penelitian ini, peneliti menggunakan bahan aluminium 5052. Sifat
dari aluminium ini memiliki ketahanan terhadap korosi yang baik dan
unsur dari paduan ini 2-3% magnesium serta dapat dengan mudah
ditempa, diroll dan dieksekusi.
Gambar 19. Aluminium paduan 5052.
29
b. Pasir Silika
Pada penelitian ini pasir yang digunakan pada proses pengecoran yaitu
pasir silika dengan ukuran 100 mesh atau kurang lebih 0.1 mm.
Gambar 20. Pasir silika
D. Prosedur Penelitian
Berikut adalah prosedur penelitian yang akan dilakukan pada penelitian ini,
yaitu :
1. Persiapan Aluminium 5052
a. Mempersiapkan bahan aluminium 5052 berbentuk plat dengan berat 5
kg
b. Potong bahan dengan ukuran 4 cm x 6 cm untuk pengujian kekerasan
Rockwell.
2. Proses Pengecoran
a. Menyiapkan alat dan bahan untuk membuat cetakan seperti rangka
cetak, pasir silika, pola cindera mata, ayakan pasir.
30
b. Mengisi rangka cetak dengan pasir silika yang telah diayak, setelah
pasir terisi penuh kemudian dipadatkan, membentuk cetakan dengan
cara menekan pola ke pasir yang telah dipadatkan sehingga cetakan
terbentuk sesuai dengan pola yang diinginkan.
c. Menyiapkan alat dan bahan untuk proses peleburan seperti tungku,
ladel dan bahan aluminium 5052.
d. Memanaskan tungku hingga temperatur 700oC, kemudian masukan
aluminium 5052 kedalam tungku, tunggu hingga aluminium melebur.
e. Menuangkan aluminium yang telah lebur menggunakan ladel kedalam
cetakan melalui saluran turun.
f. Menunggu hingga temperatur menurun dan cairan aluminium
mengeras, lalu melakukan pembongkaran cetakan.
g. Melakukan pembersihan terhadap produk cindera mata dengan cara
memotong saluran naik dan saluran turun serta memperhalus
permukaan produk.
h. Menyiapkan sisa pengecoran aluminium 5052 (saluran naik dan
saluran turun) untuk dilakukan pengujian komposisi dan kekerasan
metode Rockwell setelah peleburan.
3. Pengujian Aluminium 5052
a. Uji Kekerasan Rockwell
Adapun langkah-langkah dari proses pengujian kekerasan Rockwell
adalah sebagai berikut :
1) Mengatur beban dari alat uji yaitu sebesar 980 N
31
2) Memasang indentor bola baja 1/16” pada alat uji
3) Meletakkan spesimen aluminium 5052 pada meja uji dari alat
4) Kemudian mengatur handle alat uji hingga indentor menyentuh
permukaan spesimen
5) Mengkalibrasi alat uji ke titik nol
6) Putar handle hingga jarum dari skala minor menunjukkan angka 3
7) Kemudian tarik tuas beban, tunggu hingga 10 detik
8) Tarik kembali tuas beban
9) Kemudian baca nilai kekerasan yang dihasilkan dan catat
10) Turunkan handle landasan hingga indentor tidak lagi menyentuh
spesimen
11) Ulangi langkah dengan titik yang berbeda.
b. Uji Komposisi
Pengujian ini digunakan untuk mengetahuan unsur apa saja yang
terkandung dalam suatu logam. Prinsip kerja dari alat uji komposisi,
yaitu memancarkan sinar radiasi terhadap permukaan benda uji
sehingga akan terlihat unsur-unsr apa saja yang terkandung karena
terdapat perbedaan warna pada setiap unsurnya.
E. Pengambilan Data
Pengambilan data pada setiap parameter dilakukan sebanyak lima kali, hal ini
dilakukan untuk mendapatkan hasil yang maksimal. Berikut adalah tabel yang
akan digunakan untuk pengambilan data.
32
Tabel 5. Data Pengujian Kekerasan Rockwell
Jenis
Material
Beban
(kgf)
No. Test D (mm) Warna
Skala
HRB Rata-rata
HRB
AL 5052
Sebelum
Peleburan
100 kgf 1. Bola Baja
1/16”
Merah
2.
3.
4.
5.
AL 5052
Setelah
Peleburan
100 kgf 1. Bola Baja
1/16”
Merah
2.
3.
4.
5.
Tabel 6. Data Pengujian Komposisi Kimia
F. Rencana Analisa
Setelah mendapatkan data pada hasill penelitian hal yang dilakukan selanjutnya
yaitu menganalisa data. Adapun rencana analisa data yang akan dilakukan
yaitu:
Sebelum Sesudah
Kandungan Kadar (%) Kandungan Kadar ( %)
33
1. Perbandingan hasil uji kekerasan Rockwell terhadap bahan aluminium 5052
sebelum dan setelah peleburan
2. Perbandingan hasil uji komposisi terhadap bahan aluminium 5052 sebelum
dan setelah peleburan.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang didapatkan dari penelitian ini adalah sebagai
berikut:
1. Proses pembuatan produk cor dimulai dari meleburkan aluminium 5052,
sementara menunggu proses peleburan, kita membuat cetakan produk cor
mulai dari mengayak pasir ke dalam rangka cetak, setelah penuh dan rata
kita cetak pola dengan cara menekan ke permukaan pasir tersebut, setelah
tercetak pola diangkat kemudian membuat saluran untuk jalan masuknya
cairan aluminium 5052. Setelah aluminium 5052 cair kemudian
dituangkan ke dalam saluran cetakan tersebut hingga rongga cetakan terisi
penuh. Setelah cetakan dingin dilanjutkan dengan proses pembongkaran
lalu melakukan pembersihan terhadap produk cor.
2. Hasil uji komposisi aluminium 5052 sebelum peleburan yaitu; Si 0.070%,
Fe 0.28%, Cu 0.02%, Mn 0.05%, Mg 2.56%, Cr 0.18%, Zn 0.02%. Dan
hasil uji komposisi aluminium 5052 setelah peleburan yaitu; Si 2.57%, Fe
0.565%, Cu 0.409%, Mn 0.062%, Mg 2.28%, Cr 0.132%, Ni 0.0177%, Zn
0.631% dan Ti 0.024%.
44
3. Hasil uji kekerasan dengan metode Rockwell terhadap aluminium 5052
sebelum peleburan rata-rata 83.1 HRB dan setelah peleburan rata-rata 29.4
HRB. Penurunan uji kekerasan terhadap aluminium 5052 sebelum
peleburan dan setelah peleburan yaitu sebesar 53.7 HRB.
4. Hasil uji komposisi kimia merupakan hal yang mempengaruhi turunnya
tingkat kekerasan terhadap perbandingan aluminium 5052 sebelum
peleburan dan setelah peleburan yakni berkurangnya kandungan Mg
sebesar 0.28% dan bertambahnya kandungan Si sebesar 2.5 %.
B. Saran
1. Sebaiknya untuk pembuatan pola cetakan bentuk gambar atau hurufnya
jangan tegak lurus melainkan sedikit miring dan tumpul untuk
mempermudah dalam mencetak pola ke pasir cetak.
2. Pada saat proses peleburan sebaiknya perlu dilihat temperatur suhu dan
waktu agar data yang dihasilkan lebih lengkap.
DAFTAR PUSTAKA
Alibaba, 2016. Indonesian.alibaba.com. Gambar Tungku Induksi. Diakses padapukul 15.45 WIB, April 2018.
Astika, I Made dan Made Agus S., 2010. Pengaruh Jenis Pasir Cetak dengan ZatPengikat Bentonit Terhadap Sifat Permeabilitas dan Kekuatan TekanBasah Cetakan Pasir (Sand Casting). Universitas Udayana
Dokument.tips. Gambar Tungku Kupola. Diakses pada pukul 16.10 WIB, April2018.
El-Karomi, dkk., 2016. Analisis Pengaruh Penambahan Unsur Magnesium (Mg)Terhadap Tingkat Kekerasan, Struktur Mikro dan Kekuatan Impact PadaVelg Aluminium (Al- 0,5% Si). Pendidikan Teknik Mesin, FKIP, UNS,Pabelan, Surakarta.
Hasan, Akhyar, 2014. Perancangan dan Pembuatan Tungku Peleburan LogamDengan Pemanfaatan Oli Bekas Sebagai Bahan Bakar. Universitas SyiahKuala, Banda Aceh.
Irawan, Yudy Surya, 2013. Aluminium dan Paduannya. Material Teknik. Diaksespada April 2018.
Kusnadi, S. 2013. TINJAUAN PUSTAKA Bab II. Diakses pada pukul 21.10 Wib,April 2018.
Ozturk, F.,dkk, 2008. Evaluation of Tensile Properties of 5052 Type Aluminium-Magnesium Alloy at Warm Temperetures, Nidge University, 51245Nidge, Turkey
Purnawan, Ade, dkk., 2016. Analisa Kekuatan Tarik Dan Komposisi BahanPaduan Aluminium Limbah Piston Dengan Metode Metal Casting UntukBahan Jendela Kapal. Departemen Teknik Perkapalan, UniversitasDiponegoro.
Saputra, Hadi, 2011. Hardness Testing. Diakses pada pukul 19.10 WIB, Mei2018
Saputro, Toga Agung, 2014. Analisa Heat Treatment Pada AluminiumMagnesium Silikon ( Al-Mg-Si ) Dengan Silikon (Si) (1%, 3%, 5%)Terhadap Sifat Fisis Dan Mekanis, Universitas MuhammadiyahSurakarta, 2014.
Setiawan, Hera. 2014. Pengujian Kekerasan Dan Komposisi Kimia Produk CorPropeller Aluminium, Universitas Muria Kudus
Spectro.com. Gambar Alat Uji Komposisi. Diakses pada pukul 21.00 WIB, Mei2018
Surdia, dan Chijiwa. 1996. Teknik Pengecoran Logam. Pradnya Paramitha,Jakarta.
Wahyuni, Ika, dkk., 2003. Uji Kekerasan Material Dengan Metode Rockwell.Universitas Airlangga, Surabaya.
Wiryosumarto, Harsono dan Toshie Okumura, 2014. Teknologi PengelasanLogam. PT Pradnya Paramita, Jakarta.