(skripsi) oleh : m. arief dwi syahputra - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/55300/3/skripsi...

51
PEMBUATAN DAN UJI KEKERASAN SERTA UJI KOMPOSISI KIMIA TERHADAP CINDERA MATA BERLOGO SOLIDARITY M FOREVER DENGAN METODE PENGECORAN LOGAM MENGGUNAKAN BAHAN ALUMINIUM 5052 (Skripsi) Oleh : M. ARIEF DWI SYAHPUTRA JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2019

Upload: vuongtruc

Post on 19-Jun-2019

244 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

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.

5

Lampiran

Berisikan hal-hal yang berkaitan 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.