ISSN: 2721-6225 (print)
ISSN: 2745-6331 (online) page 109-116

## KARAKTERISTIK HASIL PENGECORAN DIE CASTING PADUAN
ALUMUNIUM TEMBAGA (Al-Cu)

## CHARACTERISTICS DIE CASTING OF COPPER ALUMINUM ALLOY (Al-Cu)
Edy Pranata 1) , Ma’ruf 1)
1 Universitas Lambung Mangkurat, Banjarbaru, Indonesia email: edypranataaa321@gmail.com * , ma,ruf@ulm.ac.id
Received:
20 Januari 2024 Accepted: 19 Mei 2024
Published:
19 Mei 2024

## Abstract
Aluminum is a non-ferrous metal whose basic ingredients are bauxite and creole. Metal  is  more  than  half  composed  of  chemical  elements,  One  of  the  most  useful types  of  metal  in  the  industry  is  Al-Cu  alloy  commonly  used  for  heavy-duty forging, aircarft fitting and truck frame. Casting is the oldest way to process metal forming. Thick metal casting or die casting is pressure casting where the metal is pressed into the mold in near freezing conditions.The Die Casting process carried out variations in pouring temperatures of (650°C, 670°C and 69 °C), pressures of (0,  2.5,  5  and  7.5  MPa)  with  a  stirring  time  of  90  seconds.  While  the  results  of testing  the  value  of  hardness,  the  highest  hardness  to  pouring  temperature  with the results of 650°C of 86 HB and the lowest at 690°C of 58 HB and the highest hardness to pressure with a result of 7.5 MPa of 86 HB at 650 o C and the lowest without  pressure  of  58  HB  at  temperature  of  690 o C. The  higher  the  pouring temperature,  the  lower  the  hardness  value  and  The  greater  the  pressure,  the higher the hardness value of the specimen.
Keywords: Casting, Die Casting, Pouring Temperature, Pressure, Hardness

## Abstrak
Aluminium  merupakan  logam  non-besi  yang  bahan  dasarnya  adalah  bauksit  dan kreol.  Logam  lebih  dari  setengahnya  terdiri  dari  unsur-unsur  kimia.  Salah  satu jenis logam yang paling berguna dalam industri adalah paduan Al-Cu yang biasa digunakan  untuk  penempaan  tugas  berat,  pemasangan  pesawat  terbang,  dan rangka truk. Pengecoran merupakan cara tertua dalam proses pembentukan logam.
Pengecoran  logam  tebal  atau  die  casting  adalah  pengecoran  bertekanan  dimana logam  ditekan  ke  dalam  cetakan  dalam  kondisi  mendekati  titik  beku.  Proses  Die Casting dilakukan variasi suhu penuangan (650°C, 670°C dan 690°C), tekanan ( 0, 2,5,  5  dan  7,5  MPa)  dengan  waktu  pengadukan  90  detik.  Sedangkan  hasil pengujian  nilai  kekerasan,  kekerasan  tertinggi  terhadap  suhu  penuangan  dengan hasil  650 ° C  sebesar  86  HB  dan  terendah  pada  suhu  690 ° C  sebesar  58  HB  dan kekerasan  terhadap  tekanan  tertinggi  dengan  hasil  7,5  MPa  sebesar  86  HB  pada suhu 650 ° C dan terendah tanpa tekanan sebesar 58 HB pada suhu 690 ° C. Semakin tinggi temperatur penuangan semakin menurun nilai kekerasan dan semakin besar tekanan semakin tinggi nilai kekerasan spesimen.
Kata Kunci : Pengecoran, Die Casting , Suhu Penuangan, Tekanan, Kekerasan
DOI: 10.20527/jtamrotary.v7i`1.216 How  to  cite :  Pranata,  E.,  &  Ma’ruf.,  “Karakteristik  Hasil  Pengecoran Die  Casting Paduan  Alumunium Tembaga (Al-Cu)” . JTAM ROTARY, 6(2), 109-116, 2024.

## PENDAHULUAN
Kemajuan teknologi serta perkembangan zaman pada era industrilisasi h sekarang ini tentunya akan diikuti h dengan permintaan akan kebutuhan barang-barang produksi dengan kualitas  yang h lebih  baik.  Sejalan  dengan  itu  para  ahli  teknik  telah  melakukan  berbagai penelitian  untuk  memperbaiki  hasil  produksi  dengan h memodifikasi  sifatsifat h material. Salah satu bidang h teknologi tersebut adalah h bidang pengolahan logam yang berupa proses produksi  atau h pengecoran,  yang  merupakan  salah  satu h teknologi  manufaktur  tertua sampai  saat  ini h dan  masih  banyak  digunakan h pada  komponen-komponen  produksi  yang siap pakai (Atmaja, 2011).
Die  casting merupakan  salah  satu  metode  pengecoran  yang  dapat  menghasilkan coran yang unggul. Proses pengecoran die casting ini memberikan tekanan pada logam cair yang  sudah  dituangkan  kedalam  cetakan.  Dibeberapa  industri  pengecoran  logam menggunakan  proses  pengecoran  ini,  dikarenakan  proses  yang  mudah  dan  produktivitas yang tinggi  serta menghasilkan coran  yang memiliki kualitas  yang unggul  dan ekonomis. Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  mengetahui  pengaruh  temperatur  tuang  dan  tekanan terhadap kekerasan pada proses die casting .

## Alumunium
Aluminium  merupakan  logam non  ferro yang  memiliki  sifat  lunak,  tahan  lama, ringan,  dan  mudah  ditempa.  Untuk  bahan-bahan  pokok  dalam  menghasilkan  alumunium antara lain bauksit dan kreolit. Bauksit mengandung 55-65% tanah tawas, 2-28%   30% air, dan  1-8%  asam  silikat.  Salah  satu  kelebihan  alumunium  tahan  terhadap  korosi  karena fenomena  pasivasi.  Pasivasi  adalah  pembentukan  lapisan  pelindung  akibat  reaksi  logam terhadap komponen udara sehingga lapisan tersebut melindungi  lapisan dalam logam dari korosi (Alaneme, 2011).

## Tembaga
Tembaga  adalah  logam  ulet  dengan  sangat  tinggi  termal  dan  konduktivitas  listrik. Tembaga  murni  lembut  dan  lunak  permukaan  baru  terkena  memiliki  warna  kemerahan- oranye.  Hal  ini  digunakan  sebagai  konduktor  panas  dan  listrik,  bahan  bangunan,  dan konstituen  dari  berbagai  logam  paduan.  Secara  industri  sebagai  penggunaan  tembaga dipakai sebagai kawat atau bahan penukar panas dalam memanfaatkan hantaran listrik dan panas yang baik (Setyawan, 2006).

## Diagram fasa Al-Cu
Diagram fasa Al-Cu seperti yang terlihat dalam Gambar 1.
Gambar 1. Diagram Fasa Al – Cu
Kelarutan maksimum tembaga pada alumunium 5,65% pada 1018 o F, sedangkan pada suhu  572 o F  kelarutannya  turun  menjadi  0,45%.  Adapun  paduan  yang  mengandung tembaga 2,5-5% dapat mengalami perlakuan panas dengan pengerasan penuaan, fase theta (ϴ)  adalah  fase  menengah  paduan  yang  komposisinya  mendekati  senyawa  CuAl2, perlakuan  kelarutan  dilakukan  dengan  memenaskan  paduan  pada  daerah  fase  tunggal, kappa (K)  yang diikuti dengan pendinginan secara cepat.  Penuaan selanjutnya baik  alami maupun  buatan  akan  mengakibatkan  presipitasi  pada  fase  (ϴ)  sehingga  memperkuat paduan  tersebut.  Paduan  ini  mungkin  mengandung  sejumlah  kecil  silicon,  besi, magnesium, mangan serta seng (Slamet, 2016).

## Die Casting
Pengecoran  logam  kental  atau die  casting adalah  pengecoran  yang  menggunakan tekanan dimana tekanan sangat diperlukan untuk menekan coran yang ada didalam cetakan dalam  kondisi  hampir  membeku.  Teknik  pengecoran  ini  merupakan  teknik  pembuatan antara, yaitu antara teknik-teknik pengecoran dan teknik pembentukan logam. Tetapi dapat juga dikatakan sebagai pengembangan pengecoran cetak ( die casting ) (Vinarcik, 2002).

## METODE PENELITIAN Alat
Adapun alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1. Portable hardness tester digital MITECH MH600
2. Thermometer/termokopel ( thermocouple )
3. Cetakan logam
4. Tungku peleburan 1 set
5. Kowi/cawan
6. Ladel
7. Palu
8. Sarung tangan anti panas
9. Blower
10. Mesin Bor
11. Agitator (pengaduk)
12. Arang
13. Gas elpiji
14. Penjepit
15. Mesin bubut

## Bahan
Adapun  bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini,  yaitu  Bahan  yang  digunakan dalam penelitan pengecoran die casting ini adalah meliputi Al-6,7%Cu.

## Diagram Alir penelitian
Langkah-langkah dalam penelitian ini dapat dilihat dalam diagram alir pada gambar 2.

## Gambar 2. Diagram Alir Penelitian

## Persiapan Sampel
Material  dasar  pada  penelitian  ini  yaitu  aluminium  dan  tembaga  murni.    Dengan perbandingan  persentase  antara  aluminium  dan  tembaga  yaitu  93,3%  dan  6,7%.  Cara mendapatkan aluminium sebanyak 93,3% dan tembaga 6,7%.  yaitu dengan cara pengujian komposisi.

## Proses Peleburan
Peleburan  di  lakukan  menggunakan  cawan  berbahan  keramik  dan  tungku  yang terbuat  dari  semen.  Suhu  peleburan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  dengan  variasi
temperatur  penuangan  650ºC,  670ºC  dan  690ºC.  Setelah  mencapai  temperatur  yang diinginkan maka dilakukan pengadukan selama 90 detik dengan kecepatan 600 rpm.

## Gambar 3. Tungku Peleburan

## Proses Penuangan
Sebelum  proses  penuangan  dilakukan  cetakan  dipanaskan  terlebih  dahulu  dengan temperatur 250 o . Kemudian coran  yang sudah mencapai  temperatur tuang di  tuangkan ke cetakan menggunakan alat bantu ladel. Setelah coran dituangkan pada cetakan selanjutnya di lakukan penekanan menggunakan press hidrolik dengan tekanan sebesar 2.5, 5 dan 7,5 MPa selama 60 detik.

## Proses Pendinginan
Setelah proses penekanan selama 60 detik lalu cetakan didingikan pada udara terbuka selama 10 menit.

## Pengujian Kekerasan
Pada penelitian ini uji kekerasan akan dilakukan dengan menggunakan alat Portable hardness tester digital Mitech MH600 pengujian dilakukan di tiga titik yang berbeda pada sampel uji.
Gambar 4. Portable Hardness Tester Digital

## HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pengujian Kekerasan
Pengambilan  data  pengujian  kekerasan  menggunakan  alat portable hardness  tester digital Mitech  MH600  pada  material  aluminium  alloy.  Pengujian  dilakukan  setelah spesimen sudah disesuaikan, titik sampel yang diuji pada specimen   sebanyak 3 titik yang berbeda letaknya.
50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 650 670 690 Tekanan 0 Mpa Tekanan 2.5 Mpa Tekanan 5 Mpa Tekanan 7.5 Mpa Temperatur Tuang N ila i K ek er as an ( HB ) 63 84  85 86 60 82 84  85 58 79  79 81
Gambar 5. Grafik Hubungan Pengaruh Temperatur Tuang Terhadap Kekerasan
Pada  gambar  5  dapat  dilihat  pengaruh  temperatur  tuang  terhadap  kekerasan  dengan pengadukan 90 detik pada aluminium 6,7% Cu hasil pengecoran die casting . Menggunakan variasi  temperatur  penuangan  650  ºC  dengan  tanpa  penekanan  didapat  nilai  rata-rata  63 HB, tekanan 2.5 MPa didapat nilai rata-rata 84HB, tekanan 5 MPa didapat nilai rata-rata 85 HB  dan  tekanan  7.5  MPa  didapat  nilai  rata-rata  86  HB.  Dengan  menggunakan  variasi temperatur penuangan 670 o C dengan tanpa tekanan didapat nilai rata-rata 60 HB, tekanan 2.5  MPa  didapat  nilai  rata-rata  82  HB,  tekanan  5  MPa  di  dapat  nilai  rata-rata  84HB  dan tekanan  7.5  didapat  nilai  rata-rata  85  HB.  Dengan  menggunakan  variasi  temperatur penuangan  690 o C  dengan  tanpa  tekanan  didapat  nilai  rata-rata  58  HB,  tekanan  2.5  MPa didapat nilai rata-rata 79 HB, tekanan 5 MPa didapat nilai rata-rata 79 HB dan tekanan 7.5 MPa  di  dapat  nilai  rata-rata  81  HB.  Nilai  kekerasan  tertinggi  terdapat  pada  temperatur penuangan 650 o C dengan tekanan 7.5 MPa dengan nilai rata-rata 86 HB dan nilai terendah terdapat pada variasi temperatur penuangan 690 o C dengan tanpa tekanan dengan nilai rata- rata 58 HB. Dari variasi temperatur penuangan 650 o C, 670 o C dan 690 o C nilai kekerasan tertinggi  terdapat  pada  temperatur  penuangan  650 o C.  Hal  ini  karena  semakin  rendah temperatur  akan  mengakibatkan  pembekuan  yang  lebih  cepat  karena  dengan  pembekuan yang lebih cepat akan menghasilkan kekerasan yang lebih tinggi.
Grafik nilai kekerasan pada temperatur penuangan mengalami trend dimana semakin tinggi temperatur penuangan maka semakin rendah pula nilai kekerasan. Secara garis besar pada Gambar 5 dapat dilihat bahwa semakin tinggi temperatur penuangan maka kekerasan suatu material akan semakin turun (Hartono dkk, 2012).
Dari variasi temperatur penuangan 650 o C, 670 o C dan 690 o C nilai kekerasan tertinggi terdapat pada temperatur penuangan 650 o C dengan tekanan 7.5 MPa dengan nilai rata-rata 86  HB  yang  mana  temperatur  penuangan  650 o C  adalah  yang  paling  rendah  dibandingkan dengan variasi temperatur penuangan yang lainnya. Temperatur tuang dapat mempengaruhi pembentukan  atau  hasil  dari  struktur  mikro,  sedangkan  struktur  mikro  berpengaruh terhadap nilai kekerasan (Siswanto, 2017). Temperatur tuang yang tinggi akan mengurangi nilai  kekerasan, hal  ini  disebabkan oleh laju pendinginan  yang lambat sehingga terbentuk
50 55 60 65 70 75 80 85 90 0 2,5 5 7,5 Temperatu r Tuang 650C Temperatu r Tuang 670C Temperatu r Tuang 690C Tekanan N ila i K ek er as an 63 60 58 84 82 79 85 84 79 86 85 81
struktur mikro eutektik silikon yang semakin banyak dan semakin tipis yang  bersifat lunak (Chambali dkk, 2013)
Gambar 6 . Grafik Hubungan Pengaruh Temperatur Tuang Terhadap Kekerasan
Pada  gambar  6  dapat  dilihat  hasil  pengaruh  tekanan  terhadap  kekerasan  dengan pengadukan 90 detik pada aluminium 6,7%Cu hasil pengecoran die casting . Hasil dari uji kekerasan tanpa tekanan dengan variasi  temperatur tuang 650°C didapatkan hasil 63 HB, temperatur  tuang  670°C  didapatkan  hasil  60  HB  dan  temperatur  tuang  690°C  didapatkan hasil 58 HB. Hasil dari uji kekrasan pada tekanan 2,5 Mpa dengan variasi temperatur tuang 650°C  didapatkan  hasil  84  HB,  temperatur  tuang  670°C  didapatkan  hasil  82  HB  dan temperatur  tuang  690°C  didapatkan  hasil  79  HB.  Hasil  dari  uji  kekrasan  pada  tekanan  5 Mpa  dengan  variasi  temperatur  tuang  650°C  didapatkan  hasil  85  HB,  temperatur  tuang 670°C didapatkan hasil 84 HB dan temperatur tuang 690°C didapatkan hasil 79 HB. Hasil dari uji kekrasan pada tekanan 7,5 Mpa dengan variasi temperatur tuang 650°C didapatkan hasil 86 HB, temperatur tuang 670°C didapatkan hasil 85 HB dan temperatur tuang 690°C didapatkan hasil 81 HB. Nilai kekerasan paling rendah didapatkan pada tanpa tekanan pada temperatur  tuang  690°C  dengan  rata-  rata  nilai  kekerasan  58  HB.  Nilai  kekerasan  paling tinggi  didapatkan  pada  tekanan  7,5  Mpa  temperatur  tuang  650°C  dengan  rata-rata  nilai kekerasan 86 HB.
Dari Gambar 6 dapat dilihat pengaruh variasi tekanan terhadap nilai kekerasan pada pengecoran die casting . Pada gambar 4.3 juga dapat dilihat bahwa semakin besar tekanan yang  di  berikan  maka  nilai  rata-rata  kekerasan  akan  semakin  tinggi.    Pada  setiap  variasi temperatur  penuangan  nilai  rata-rata  kekerasan  tertinggi  selalu  didapatkan  pada  tekanan 7.5  Mpa,  semakin  besar  tekanan  yang  diberikan  maka  nilai  rata-rata  kekerasannya  akan semakin  besar.  Semakin  tinggi  tekanan  akan  mengakibatkan  penekanan  yang  lebih  keras dan hasil dari pengecoran akan lebih keras karena pemadatan struktur mikronya lebih rapat begitu pula sebaliknya jika tekanan lebih kecil maka akan mengakibatkan penekanan yang kurang  begitu  keras  karena  struktur  mikronya  kurang  memadat  sehingga  kekerasanya kurang  (Slamet  dkk,  2018).  Memberi  tekanan  langsung  pada  proses  pembekuan  dapat menghaluskan struktur silikon dan menaikkan nilai kekerasan terhadap pengecoran tuang. (Respati dkk, 2010).

## KESIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan  mengenai  pengaruh  temperatur penuangan,  tekanan  dan  waktu  pengadukan  terhadap  nilai  kekerasan  hasil  pengecoran padual  alumunium  dan  tembaga  dengan  proses die  casting dapat  disimpulkan  sebagai berikut:
1. Semakin  tinggi  temperatur  penuangan  semakin  menurun  nilai  kekerasan,  kekerasan tertinggi  pada  suhu  650 o C  sebesar  86  HB  dan  terendah  pada  temperatur  690 o C sebesar 58 HB.
2. Semakin  besar  tekanan  semakin  tinggi  nilai  kekerasan,  kekerasan  tertinggi  pada tekanan 7,5 Mpa sebesar 86 HB pada suhu 650 o C dan terendah tanpa tekanan sebesar 58 HB pada suhu 690 o C.

## REFERENSI
Alaneme,  K.  K.  (2011).  Corrosion  behaviour  of  heat-treated  Al-6063/SiCp  composites immersed in 5 wt% NaCl solution. Leonardo J Sci, 18(18), 55-64.
Atmaja,  G.  R.  (2011).  Analisis  Sifat  Mekanik  Penambahan  Unsur  Cu  Pada  Coran Alumunium. Makassar: Universitas Hasanuddin.
Chambali,  M.,  Purwanto,  H.,  &  B.  Respati,  S.  M.  (2013).  Pengaruh  Temperatur  Bahan Terhadap  Struktur  Mikro  Dan  Kekerasan  Pada  Proses  Semi  Solid  Casting  Paduan Alumunium Daur Ulang. Momentum, 6-12.
Hartono , Purwanto,  & Respati. (2012). Pengaruh Tekanan Terhadap Struktur  Mikro Dan Kekerasan  Pada  Proses  Semi  Solid  Casting  Pada  Paduan  Aluminium  Daur  Ulang. Semarang: Universitas Wahid Hasyim.
Respati,  SM  Bondan,  Helmy  Purwanto,  and  M.  S.  Mauluddin.  "Pengaruh  Tekanan  dan Temperatur Cetakan Terhadap Struktur Mikro dan Kekerasan Hasil Pengecoran pada Material Aluminium Daur Ulang." Prosiding Seminar Nasional & Internasional. Vol. 3. No. 1. 2010.
Setyawan,  S.  (2006).  Pengaruh  Variasi  Penambahan  Tembaga  (Cu)  Dan  Jenis  Cetakan Pada  Proses  Pengecoran  Terhadap  Tingkat  Kekerasan  Paduan  Alumunium  Silikon (Al-. Surakarta: Universitas Sebelas Maret.
Slamet,  S.,  Musyaddad,  F.,  &  Wibowo,  R.  (2018).  Pengaruh  Tekanan  Dan  Temperatur Tuang  Paduan  Al34,96%-Si38,8%-Cul5,9%  Terhadap  Sifat  Fisis  Dan  Mekanis Produk Sepatu Rem Melalui Teknik High Pressure Die Casting. Snatif.
Slamet,  S. (2016). The  effect  of Cu concentration on unidirectional  solidification process for micro structure of Al-Cu Alloy. Universitas Gadjah Mada.
Siswanto,  R.  (2017).  Analisa  Pengaruh  Temperatur  Tuang  Terhadap  Kekerasan  Dan Kekuatan  Tarik  Dari  Paduan  Al-19,6si-2,5cu,2,3zn  (Daur  Ulang)  Hasil  Pengecoran Evavorative. Prosiding Snrt.
Vinarcik, E. J. (2002). High integrity die casting processes. John Wiley & Sons.