## “PENGARUH TEMPERATUR TUANG DENGAN JENIS MATERIAL
PADUAN Al RONGSOK (KAMPAS REM PANCI) TERHADAP POROSITAS,

## KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO HASIL PENGECORAN
EVAPORATIVE”
Syaiful Rahman, Rudi Siswanto
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat JL. Akhmad Yani Km.36 Banjarbaru, Kalimantan Selatan,70714 Telp. 0511-4772646, Fax 0511-4772646 E-mail : Rahmanthh18@gmail.com
Abstrak . Daur ulang aluminium bekas merupakan salah satu alternatif untuk menekan limbah (rongsok)  dari  aluminium.  Daur  ulang  adalah  salah  satu  cara  pengolahan  sampah  yang dilakukan  mulai  dari  pemilihan,  pengumpulan  lalu  dilakukan  proses  pegecoran  untuk membuat  produk  yang  baru  yang  lebih  bernilai  ekonomis.  Temperatur  tuang  salah  satu variabel  yang  dapat  mempengaruhi  hasil  coran  dimana  jika  temperatur  tuang  rendah  maka akan terjadi pembekuan cepat sebelum cetakan terisi penuh, dan jika temperatur tuang terlalu tinggi  dapat  terjadi  penyusutan  dan  nilai  porositas  dapat  meningkat,  dalam  penelitian  ini menggunakan temperatur  tuang 650°C, 700°C, 750°C dan 800°C. Tujuan dari penelitian  ini adalah  untuk  mengetahui  pengaruh  temperatur  tuang  dengan  jenis  material  paduan  Al rongsok dari sepatu kampas rem dan panci terhadap porositas, kekerasan dan struktur mikro hasil pengecoran evaporative . Metode pengecoran evaporative menggunakan pola styrofoam yang  ditimbun  didalam  pasir  cetak,  logam  yang  dicor  akan  membentuk  seperti  pada  pola styrofoam . Hasil dari  pengujian temperatur tuang berpengaruh terhadap porositas, kekerasan dan struktur mikro.
Kata kunci: Evaporative, temperatur tuang, Aluminium, sepatu kampas rem, panci.
Recycling is a way of processing used materials that is started with selection, collection, then the  process  of  foundry  to  create  a  new  product  that  is  more  valuable  economical.  The objective of this research is to know the effect of casting temperature with the kind of guide material  AI  alloy  junk  from  brake  shoe  and  pan  on  porosity,  hardness,  microstructure  (the evaporative  foundry  result).  The  recycling  of  used  aluminum  is  an  alternative  to  reduce  the waste material from aluminum. Casting temperature is an variable that can effect the result of foundry where if the casting temperature is low, then there will be a quick freeze before the mold  is  completely  filled.  And  if  the  casting  temperature  is  too  high,  then  shrinkage  can occur  and  the  porosity  value  may  increase.  This  research  used  four  casting  temperature variations, namely: 650°C, 700°C, 750°C, and 800°C. The evaporative foundry method uses styrofoam  pattern  that  is  piled  up  into  sand  mold.  The  metal  that  is  casted  will  form  like styrofoam pattern. The result of casting temperature testing can effect on porosity, hardness, and microstructure.
Keywords : evaporative, Casting temperature, aluminium, brake shoe, fan

## PENDAHULUAN
Aluminium  merupakan  salah  satu unsur  kimia.  Dengan  lambang Al ,  dan nomor  atomnya  13.  Aluminium  juga merupakan  logam  paling  berlimpah. Aluminium  tidak  termasuk  jenis  logam berat,  Aluminium  ialah  unsur  yang berjumlah  sekitar  8%  dari  permukaan bumi  dan  paling  berlimpah  ketiga  setelah oksigen dan silikon.
Aluminium digunakan dalam banyak  hal,  dan  dapat  digunakan  dalam kabel bertegangan tinggi. Secara luas juga digunakan  dalam  bingkai  jendela  dan badan  pesawat  terbang,    pada  peralatan rumah  sebagai  panci,  botol  minuman ringan,  tutup  botol  susu  dan  sebagainya, dan  komponen  komponen  mesin.  Karena aluminium  banyak  digunakan  dalam kehidupan manusia maka sampah rongsokan  dari  limbah  aluminium  juga banyak  tidak  termanfaatkan  dengan  baik. Salah satu kegiatan daur ulang yang dapat dilakukan  pada  aluminium  adalah  melalui proses  peleburan.  Peleburan  logam  ialah suatu    proses  pencairkan  logam  pada temperatur  tertentu  dengan  menggunakan energi  panas  yang  dihasilkan  oleh  open ataupun  tungku.  Tungku  adalah  sebuah peralatan yang digunakan untuk melelehkan logam. Temperatur  tuang  adalah  salah  satu variabel  yang  dapat  mempengaruhi  hasil coran,  sebab  jika  temperatur  tuang  terlalu rendah  akibatnya  rongga  cetakan  akan tidak  terisi  penuh  logam  cair  akan membeku  sebelum  memenuhi  cetakan, dan jika temperatur tuang terlalu tinggi hal ini  akan  mengakibatkan  porositas  yang tinggi dan hasil coran mengalami penyusutan    atau  kehilangan  keakurasian dimensi
Pengecoran (casting) merupakan
suatu  proses  penuangan  material  cair seperti  logam  atau  plastik  ke    dalam cetakan,  kemudian  dibiarkan  membeku  di dalam  cetakan  tersebut,  dan  kemudian dikeluarkan  atau  di  pecah-pecah  untuk dijadikan  suatu    komponen.  Pengecoran
biasanya digunakan untuk pembuat bagian mesin  dengan  bentuk  yang  kompleks (Surdia dkk, 2000).
Pengecoran evaporative merupakan salah  satu  metode  dalam  pengecoran logam, yang mana pola dan sistem saluran menjadi  satu-kesatuan  yang  terbuat  dari bahan styrofoam . Pola pengecoran evaporative merupakan  pola  yang  hanya sekali  pakai,  dimana    pola  dari  bahan styrofoam akan    menguap  jika  terkena panas  logam  cair.  Metode  ini  dilakukan dengan  cara  pola  dan  sistem  saluran ( styrofoam )  di  tanam  dalam  pasir  cetak dengan  posisi  sistem  saluran  tuang  mucul di  permukaan  pasir  cetak,  sebagai  saluran masuk logam cair, selanjutnya pada proses penuangan    logam  cair  dituangkan  ke saluran  yang  sudah  disiapkan,  logam  cair masuk  dan  secara  bersamaan    pola  akan terbakar terbakar  (menguap)  sampai logam cair memenuhi cetakan pasir.
Temperatur tuang meruapakan salah satu  unsur  yang  penting  dan  harus diperhatikan  dalam  memproduksi  produk pengecoran  dengan  kualitas  tinggi,  sebab faktor  ini  sangat  berpengaruh  terhadap kualitas  coran  yang  meliputi  mikro struktur  dan  sifat  mekanisnya  sehingga didapatkan  hasil  coran  yang  mempunyai sifat  fisik  yang  diinginkan.  Diagram  fasa temperatur  tuang  dapat  di  lihat  pada Gambar 1.
Gambar 1. Diagram fasa Al-Si
1. Pengujian
a. porositas Porositas  atau  suatu  cacat  ( void )
meruapakan  gas  yang  terjebak  pada  saat pembekuan  pada  produk  cor  yang  dapat menurunkan  kualitas  benda  tuang.  Salah satu  penyebab  adannya  porositas  pada penuangan  paduan  aluminium  ialah  gas hidrogen.  Porositas  dihitung  melalui pengukuran massa jenis, melalui pengukuran  berat  spesimen  di  udara  dan di  dalam  air  murni,  untuk  menghitung besarnya porositas suatu material, menggunakan rumus sebagai berikut: 𝑝 𝑎𝑝 =  𝑝 𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑  × 𝑤 𝑠 𝑤 𝑠−𝑤 𝑠𝑏 (1) di mana: p ap = massa jenis aktual (gram/cm 3 ) w s
= berat di udara (gram)
w sb = berat didalam air (gram)
p liquid = massa jenis cairan (gram/cm 3 ) mencari porositas:
𝑃% = (1 − 𝑝 𝑎𝑝 𝑝 𝑡ℎ ) 𝑥 100% (2) di mana: P% = porositas p ap = massa jenis aktual (gram/cm 3 ) p th = massa jenis teoritis (gram/cm 3 ) Untuk mencari nilai densitas
terukur  menggunakan  rumus  1  dan  untuk mencari  nilai  porositas  menggunakan rumus 2 (Prasetya dkk, 2012).
b. Struktur Mikro Menurut  Mu’afax  dkk  (2013) struktur  mikro  ialah    gambar  dari sekumpulan fasa-fasa yang diamati dengan  teknik  metalografi.  Metalografi ialah  pengujian  spesimen  menggunakan mikroskop  dengan  pembesaran  beberapa ratus  kali,
ini  bertujuan  untuk memperoleh gambaran dan untuk mengetahui sifat logam. c. Kekerasan vicker Pengujian kekerasan Vickers menggunakan  mata  penumbuk    yang berbentuk  piramida  intan  bujur  sangkar.
Angka  kekerasan  piramida  intan  (DPH) atau  angka  kekerasan Vickers (VHN  atau Hv),  diartikan  sebagai  beban  dibagi  luas permukaan lekukan. Luas ini dihitung dari pengukuran  mikroskop  panjang  diagonal jejak.  VHN  ditentukan  dengan  persamaan sebagai berikut :
VHN = 1,8544 . P/d 2 wenwiuejjejejj (3)
di mana:
P =  beban yang bekerja pada penetrator intan (kg)
d =   panjang rata-rata diagonal bekas penekan (mm)
Pada  hasil  pengujian  spesimen, lekukan  yang  benar  dari  bekas  penumbuk piramida  intan  yang  berbentuk  bujur sangkar. Waktu penekanan yang diperlukan  selama  5  detik,  dengan  beban 1 – 100 kg.

## METODE PENELITIAN
Pada  penelitian yang  dilakukan inimenggunakan metode eskperimen (pengujian labiraturium) paduan Al
(kampas  rem  dan  panci)  dilebur  didalam tungku kursibel kemudian dituang kedalam  cetakan  sesuai  temperatur  tuang yang  telah  divariasikan,  dengan  waktu tunggu  didalam  cetakan styrofoam selama 20  menit.  Hasil  coran  dikeluarkan  dan didinginkan dengan temperatur ruang, lalu dilakukan pemotongan untuk dibuat spesimen uji dan selanjurnya dilakukan uji porositas,  uji  kekerasan,  dan  pengamatan struktur mikro.
Variabel  penelitian  terbagi  menjadi tiga yaitu variabel bebas: temperatur tuang dan  jenis  material,  variabel  terikat:  uji porositas,  uji kekerasan dan  struktur mikro,  variabel  kontrol:  jenis  pasir cetakan,  pola styrofoam waktu  tunggu dalam cetakan, pendinginan.
Adapun  diagram  alir  penelitian  ini dapat dilihat pada Gambar 2.

## Gambar 2 diagram alir penenlitian

## PEMBAHASAN
1. Kampas Rem a. Struktur Mikro
Hasil  dari  pengamatan  dapat  dilihat sebagai berikut: Gambar 3. Spesimen kampas rem
Berdasarkan hasil pengamatan pada foto  struktur  mikro  diketahui  bahwa paduan  Al  memiliki  karakteristik  yang berbeda-beda  pada  jenis  material  sepatu kampas  rem terkandung Si  menurut Hermawan  dkk  (2013).  Pada  Gambar  3 material jenis sepatu kampas rem rata-rata memiliki  struktur  Si  berbentuk  seperti jarum yang memanjang, hal ini menunjukkan  bahwa  spesimen  kode    (A) Bentuk silikon terlihat memanjang diantara matrik aluminium dimana struktur  yang  memanjang  seperti  jarum- jarum  yang  halus  ini  akan  menghasilkan kekerasan yang relatif lebih kuat.
b. Porositas
Pengujian porositas dilakukan untuk mengetahui tingkat porositas yang dialami matrial  coran  ulang  diagram  hubungan temperatur  tuang  terhadap  porositas  dapat dilihat sebagai berikut:
Gambar 4.   Hubungan Temperatur Tuang dan Porositas
Dari  Gambar  4  terlihat  hasil penelitian  porositas  dari  spesimen  sepatu kampas  rem  temperatur  tuang  650°C hampir  mendekati  0%,  pada  temperatur tuang  700°C  ada  peningkatan  porositas sekitar  0.1%,  pada  temperatur  tuang 750°C  porositas  meningkat  menjadi  1.2% kemudian pada temperatur 800°C porositas  mengalami  peningkatan  yang tinggi yaitu 4.7%. 0.0% 0.1% 1.2% 4.7%
0.0% 2.0% 4.0% 6.0% 650 700 750 800 P o ro si tas (%) Temperatur Tuang (°C) Hubungan Temperatur Tuang(°C) dan Porositas (%)
c. Kekerasan Pengujian kekerasan dilakukan untuk  mengatahui  tingkat  kekerasan  yang dimiliki  oleh  material  hasil  coran  dengan variasi  temperatur  tuang  dan  didapat  data sebagai berikut:
Gambar 5.  Hubungan Temperatur Tuang dan kekerasan Hasil pengujian kekerasan didapatkan tingkat kekerasan pada temperatur  tuang  650°C  didapatkan  nilai kekerasan 82 kg/mm 2 lalu pada temperatur tuang  700°C  naik  mencapai  88  kg/mm 2 dan pada temperatur tuang 750°C kekerasan  yang  didapat  naik  menjadi  100 kg/mm 2
kemudian  naik  lagi  pada temperatur  tuang  800°C  dengan  tingkat kekerasan  102  kg/mm 2 ,  dari  Gambar  4 terlihat  kenaikan  temperatur  tuang  juga diikuti  oleh  kenaikan  tingkat  kekerasan sehingga  dapat  ditarik  kesimpulan  yaitu semakin  tinggi  temperatur  tuang  maka nilai kekerasan juga semakin meningkat.
d. Hasil Analisa
Dari  Gambar  4  dan  5    dapat  dilihat pada  material  sepatu  kampas  rem  ketika temperatur  tuang  650°C  mempunyai tingkat  kekersan  82  kg/mm 2 dengan porositas hampir mendekati 0% karena Al belum  dalam  temperatur  menguap  lihat Gambar  7  A1  terlihat dentrite yang banyak,  ketika  temperatur  tuang  700°C mempunyai  tingkat  keketasan  yaitu  88 kg/mm 2 dengan  porositas  0.1%  terlihat
dari  Gambar  3    bagian  A2 dentrite mulai berkurang dan struktur mulai merata. Pada temperatur tuang 750°C kekerasan meningkat  menjadi  100  kg/mm 2 dengan porositas 1.2%.
Pada temperatur tuang 800°C
kekerasan terus naik menjadi 102 kg/mm 2 namun porositas juga naik menjadi 4.9 %. Ini  seperti  penelitian  shin  dan  lee  (2004) mengatakan, peningkatan temperatur tuang maka nilai porositas semakin tinggi. Salah  satu  yang  penyebab  terjadinya porositas  ialah  adanya  gas hydrogen yang terjebak  pada  saat  proses  pembekuan, dimulai dari bagian logam yang bersentuhan  dengan  cetakan  dimana  inti kristas  mulai  tumbuh  dan  bulit-butir  itu memanjang,  artinya  semakin  lama  logam mengalami  pembekuan  dalam  cetakan maka porositas semakin tinggi (Raharjo dkk, 2011).
Hasil  terbaik  pada  750°C    dengan tingkat  kekerasan  100  kg/mm 2 dan  nilai porositas  hanya  1.2%  pada  jenis  material ini  cenderung  getas  karena  menurut Hermawan,dkk  (2013)  material  kampas rem  menggandung  Si,  yang  menyebabkan sifat  material  menjadi  keras.  Dalam penelitian  ini  terlihat  semakin  temperatur tuang  naik tingkat kekerasan juga  naik, di ikuti  juga  porositas  yang  naik,  tingkat kekerasan  yang  meningkat  ini  disebabkan paduan  Si  yang  semakin  tinggi  teperatur tuang  maka  kekuatan  mengikatnya  juga semakin mengikat.

## 2. Material Panci
a. Material Panci
Hasil  pengamatan  pada  material panci dapat di lihat pada Gambar 6.
82
88 100 102 0 50 100 150 650 700 750 800 Kek er as an (kg /mm ²) Temperatur Tuang ( ° C)
Hubungan Temperatur Tuang( ° C) dan Kekerasan(kg/mm² )
Gambar 6. Spesimen material panci
Pada  jenis  material  panci  terlihat susunan  strukrur  mikro  yang  didominasi oleh  Al  seperti  telihat  pada  Gambar  6 terlihat  kandungan  Zn  yang  membentuk seperti  garis-garis  kecil  yang  tersebar tidak  teratur  tapi  merata.    Dengan  adanya perbedaan  karakteristik  hasil  pengecoran
Al paduan rongsok dikarenakan temperatur tuang yang berbeda-beda.
b. Porositas
Dari  hasil  pengujian  porositas  jenis material  panci  dapat  dilihat  sebagai berikut: Gambar 7.  Hubungan Temperatur Tuang Dan Porositas
Pada temperatur tuang 650°C tingkat  porositasnya  2.3%  lalu  pada temperatur 700°C tingkat porositas meningkat menjadi 3.2%, pada temperatur tuang  750°C  tingkat  porositas  menurun pesat  menjadi  0.4%  kemudian  pada
temperatur tuang 800°C meningkat menjadi 7.5%. c. Kekerasan Hasil  pengujian  kekerasan  dapat dilihat sebagai berikut:
Gambar 4 Hubungan Temperatur Tuang dan Porositas
Gambar 8 Hasil Uji Porositas Pada Panci
Gambar  8  menunjukan  hubungan temperatur  tuang  dan  tingkat  kekerasan hasil  dari  pengujian  kekerasan  material panci  didapatkan  tingkat  kekerasan  pada temperatur tuang 650°C adalah 36 kg/mm 2 kemudian  pada  temperatur  tuang  700°C kekerasan  menurun  menjadi  34  kg/mm 2 kemudian  pada pada  temperatur  tuang 750°C tinggkat kekerasan naik menjadi 35 kg/mm 2 kemudian  pada  temperatur  tuang 800°C  kembali  mengalami  penurunan kekerasan  menjadi  29  kg/mm 2 .  Dari  hasil menunjukan  dari  kenaikan  temperatur 650°C  ke  700°C  mengalami  menurunan tingkat  kekerasan  kemudian  700°C  ke 750°C mengalami kenaikan kekerasan lalu dari  750°C  ke  800°C  kembali  mengalami penurunan kekerasan.
d. Hasil Analisa
Dari  Gambar  7  dan  8  hasil pengujian  pada  material  panci  terlihat pada  temperatur  tuang  650°C  nilai kekerasan  yang  didapat  36  kg/mm 2 dan tingkat  porositas  2.3%,  pada  temperatur tuang 700°C nilai kekerasan yang didapatkan  menurun  sampai  34  kg/mm 2 dan  tingkat    porositas  naik  menjadi  3.2%,
2.3% 3.2% 0.4% 7.5%
0.0% 5.0% 10.0% 650 700 750 800 P o ro si tas (%) Temperatur Tuang (°C) Hubungan Temperatur Tuang(°C) dan Porositas (%) 36 34 35 29 0 10 20 30 40 650 700 750 800 K ek er as an (k g/ m m ²) Temperatur Tuang (°C) Hubungan Temperatur Tuang(°C) dan Kekerasan(kg/mm²)
pada  temperatur  tuang  750°C    nilai kekerasan  meningkat  sampai  35  kg/mm 2 dan  tingkat  porositas  menutun  menjadi 0.4%  dan  kemudian  pada  temperatur tuang  800°C  kekerasan  kembali  menurun menjadi  29  kg/mm 2 dan  tingkat  porositas meningkat  sampai  7.5%  lebih  tinggi  dari sebelumnya. Dan biasanya setelah temperatur  optimum  tercapai  maka  tren kekerasan akan cenderung menurun dikarenakan  terbentuknya  porositas  yang meningkat.  Data  tersebut  dapat  terlihat nilai  kekerasan  tertinggi  terdapat  pada temperatur  tuang  750°C    dengan  tingkat porositas  0.4%.  sumber  yang  utama  pada porositas adalah hidrogen yang mempunyai  daya  larut  yang  tinggi didalam  aluminium  cair  menurut  Puga  Et
Al(2009).
Berdasarkan  pengujian  kekerasan dan  porositas  pada  material  panci  dapat ditarik  kesimpulan  jika  semakin  tinggi porositas  maka  nilai  kekerasan  akan berkurang  ini  terllihat  pada  hasil  uji spesimen  B3  dengan  nilai  porositas terkecil  yaitu  0.4%  dengan  kekerasan tertinggi    35  kg/mm 2 ,  hal  ini  juga  terjadi pada penelitian
yang dilakukan Kusharjana,  dkk  (2012)  menyimpulkan bahwa  semakin  tinggi  nilai  persentase cacat porositas pada produk cor aluminium  cetakan  pasir,  maka  semakin rendah  nilai  kekerasannya.  Perbedaan karakteristik ini menunjukan bahwa temperatur  tuang  berpengaruh  pada  sifat mekanik material coran aluminium.

## KESIMPULAN
Dari  penelitian  ini  dapat  ditarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Temperatur tuang berpengeruh terhadap  porositas  suatu  coran  ini terlihat  dari  hasil  penelitian  pada material  sepatu  kampas  rem  pada temperatur  tuang  650°C  porositas hampir mendekati 0%. Pada 700°C, 0.1  %,  pada  750°C  1.2%,  pada 800°C  4.7%.  kemudian  dari  jenis material  panci  menghasilkan  pada
temperatur  tuang  650°C,  2.3%. Pada  700°C,  3.2  %,  pada  750°C
0.4%, pada 800°C 7.5%.
2. Temperatur tuang berpengaruh terhadap kekerasan telihat dari hasil penelitian  pada  material  sepatu kampas rem semakin tinggi teperatur tuang maka tingkat kekerasan  juga  semakin  tinggi, kemudian  pada  meterial  panci tingkat  kekerasan  menurun  ketika temperatur  tuang  di  naikan  dari 650°C ke 700°C, lalu pada temperatur  tuang  750°  kekerasan sudah mencapai tingkat yang optimal,  kemudian  turun  kembali ditemperatur tuang  800°C.
3. Pada  foto  struktur  mikro  pada masing-masing  temperatur  tuang dan  jenis  material  menghasilkan struktur  yang  berbeda-beda  ini membuktikan temperatur tuang berpengaruh  terhadap  hasil  struktur mikro mengecoran aluminium.

## DAFTAR PUSTAKA
Hermawan dkk. 2013, “ Analisa Pengaruh
Variasi  Temperatur  Tuang  Pada Pengecoran Squeeze Terhadap Struktur  Mikro  Dan  Kekerasan Produk Sepatu Kampas Rem Dengan  Bahan  Aluminium  (Al) Silikon  (Si)  Daur  Ulang”, Teknik Mesin Ft Universitas Wahid Hasyim. Semarang. Puga,  H.,  et  al.  2009.  New  Trends  in Aluminium Degassing-A Comparative Study. Fourth International Conference on Advances and Trends in Engineering  Materials  and  their Applications. Kusharjanta bambang, wahyu purworaharjo,  joko  santoso,  2012, “ pengaruh bentuk penampang runner  terhadap  cacat  porositas dan  nilai  kekerasan  produk  cor aluminium cetakan pasir”. Mekanika, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Raharjo  dkk,  2011,” Analisis  Pengaruh
Pengecoran  Ulang  Terhadap  Sifat Mekanik  Paduan  Alumunium  ADC 12 ”,  jurnal  teknik  mesin  fakultas teknik  universitas  muhammadiyah semarang  ISNB.  978-602-99334-0-
6.
Surdia,T.  dan  Chijiwa,  K..2000. Teknik Pengecoran  Logam ,  Cetakan  Ke-8,
PT. Pradnya Paramita, Jakarta.