## PENGARUH PRESSURELESES SINTERING KOMPOSIT AL-KAOLIN TERHADAP DENSITAS, KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO
Sigit Budihartono 1

## Abstrak
Aluminium  serbuk  sebagai  matrik  dan  kaolin  sebagai  penguat  dikenal  sebagai bahan  komposit  matrik  logam  (MMC),  yang  dapat  diproduksi  dengan  teknik metalurgi serbuk. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh tekanan kompaksi  dan  variasi  suhu sinter komposit  Al-Kaolin  terhadap  kekerasan, densitas,  dan  struktur  mikro.  Dalam  penelitian  ini  komposit  Al-kaolin  dengan variasi  penambahan  unsur  penguat  sebesar  0,  5,  10  dan  15  %  kaolin. Pembentukan green body dengan tekanan kompaksi 550 MPa, dan proses sinter pada  suhu  500°C,525°C,550°C  selama  2  jam.  Pengujian  meliputi  uji  densitas, kekerasan  dan  pengamatan  setruktur  mikro.  Hasil  penelitian  menunjukan kenaikan  densitas  optimum  dicapai  pada  komposisi  kaolin  5%  sebesar  2,7362 gr/cm 3 dan  kekerasan  tertinggi  pada  komposisi  15%  kaolin  VHN rata-rata 54 kg/mm 2 pada  suhu sinter 550°C.  Tingkat  porositas  paling  rendah  berdasarkan foto struktur mikro didapat pada Al murni (0% kaolin).
Kata kunci:  Metalurgi serbuk, Komposit Al-kaolin, Kompaksi, Sintering .

## PENDAHULUAN
Indonesia  merupakan  salah  negara  dengan  kekayaan  alam  yang  cukup  dapat dibanggakan.  Salah  satunya  adalah  terdapat  banyak  kandungan  mineral,  seperti  kaolin  dan Aluminium. Mineral merupakan salah satu bahan baku yang sangat penting khususnya dalam bidang industri.
Potensi kandungan dan cadangan kaolin di Indonesia sangat banyak, seperti di daerah Bangka  Belitung,  Jawa  (Karaha,  Tumpakrejo,  dan  Jelok),  sedangkan  di  Maluku  Utara terdapat  di  bukit  Gumena.  Perkembangan  produksi  kaolin  di  Indonesia  meningkat  sebesar 11,9% per tahun, industri yang paling banyak menggunakanya adalah ceramik, semen, serat gelas, batu tahan api ( firebricks ), material tahan api ( refractories ) dan lain-lain ( Suseno dkk, 1999 ).  Penggunaan  Kaolin  sebagai  material  teknik  di  Indonesia  belum  dapat  dioptimalkan dan masih sedikit penelitian yang dilakukan dibidang keramik maju ( advances ceramic ).
Aluminium di Indonesia mulai dihasilkan tahun 1982 walaupun dalam jumlah  kecil. Industri bahan baku Alumunium di Indonesia sebenarnya sudah dimulai sejak masa sebelum perang,  yaitu  dengan  adanya eksport bauksit  dari  Pulau  Bintan,  yang  hingga  kini  sudah
1 Jurusan Teknik Mesin Sekolah Tinggi Teknologi Nasional Yogyakarta
mencapai  kapasitas  sekitar  1,2  juta  ton  per  tahun.  Pada  saat  ini  peranan  bauksit  semakin besar,  karena  sudah  berdiri  dan  sudah  mulai  beroperasi  Pabrik  peleburan  Aluminium ( Smelter )  di  Asahan.  Pabrik  yang  berkapasitas  225.000  ton  per  tahun  tersebut  adalah  yang terbesar  saat  ini  dikawasan  Asia  dan  Australia,  dan  bahkan  untuk  ukuran  Internasional diketahui  hanya  ada  beberapa  buah  smelter  di  Amerika,  Kanada  dan  di  Eropa  yang  lebih besar  kapasitasnya,  dengan  kehadiran  pabrik  tersebut  dirasakan  sangat  penting  untuk mengamati  lebih  cermat  keadaan  industri  Aluminium  ditingkat  yang  lebih  luas  sambil mempersiapkan dan mempertumbuhkan industri dalam Negeri.
Komposit atau bahan komposit berarti terdiri dari dua atau lebih bahan yang berbeda digabung  atau  dicampur  secara makroskopis .  Keunggulan  bahan  komposit  adalah  sifat- sifatnya  yang  unggul  seperti  ringan,  kuat,  kaku,  serta  tahan  terhadap  korosi  beban  lelah, dengan alasan ini bahan tersebut semakin banyak digunakan di dunia Industri.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mempelajari  pengaruh  tekanan  kompaksi  dan temperatur sinter komposit Al-Kaolin terhadap kekerasan, densitas, dan struktur mikro.

## LANDASAN TEORI
Wang  (2004) telah  melakukan  penelitian  komposit  Al/TiO 2 (20  dan  25%  volume) dengan  metode  metalurgi  serbuk.  Hasil  penelitiannya  menunjukkan  bahwa  terjadi  reaksi Alumina  sebagai  penguat  komposit  matrik  Al  berasal  dari  Al/TiO 2 .  Sifat  fisik  dan  sifat mekanis  dari  bahan  komposit  sangat  dipengaruhi  oleh  jumlah  unsur-unsur  penyusunanya ( Gibson (1994 ).
Mayoshi dan Yasuo ( 2000 ) tentang tempaan yang panas dari keramik mullite-based disiapkan  dari  kaolin–alumina,  adalah  tanah  liat  untuk  porselin  yang  pertama  adalah dikeringkan dengan pemanasan pada suatu temperatur 1000°C, untuk 2 jam, curah kepadatan dan  membuka  merembes  menyangkut  suatu  spesimen  A  47  adalah  2,73  g/cm 3 dan  0,36% berturut-turut.
Toto dan Lilik ( 2005 )  pengaruh  kadar  TiO 2 terhadap  kekuatan  bending  komposit serbuk  Al/TiO 2 pembentukan green  body dengan  tekanan  kompaksi  400 dan  500  MPa,  dan proses sinter pada suhu 550 O C selama 2 jam. Pengujian meliputi pengujian kekerasan dengan menggunakan  uji  kekerasan Brinell ,  pengamatan  srtuktur  mikro  menggunakan  SEM  dan mikroskop  optik.  Hasil  penelitian  menunjukan  kekerasan  meningkat  dengan  meningkatnya tekanan  kompaksi.  Komposisi  optimum  dicapai  pada  komposisi  Al/TiO 2 4%  berat  dan kekerasan 42 BHN pada pembentukan dengan tekanan kompaksi 500 MPa.

## Metalurgi Serbuk
Metalurgi serbuk adalah sebuah kegiatan yang mencakup pembuatan benda komersial dari serbuk logam melalui penekanan. Proses ini dapat disertai pemanasan, akan tetapi suhu harus  berada  di  bawah  titik  cair  serbuk.  Pemanasan  selama  proses  penekanan  atau  sesudah penekanan yang dikenal dengan istilah sinter menghasilkan pengikatan partikel halus, dengan demikian kekuatan dan sifat-sifat fisis lainya meningkat.
Produk  hasil  metalurgi  serbuk  dapat  terdiri  dari  produk  campuran  serbuk  berbagai logam  atau  dapat  pula  terdiri  dari  campuran  bahan  baku  bukan  logam  untuk  meningkatkan ikatan  partikel  dan  mutu  benda  jadi  secara  keseluruhan,  misalnya  kobal  atau  jenis  logam lainya  diperlukan untuk  mengikat  partikel tungsten ,  sedang  grafit  ditambahkan  pada  serbuk logam bantalan untuk meningkatkan kualitas bantalan.

## Cara Pembuatan Serbuk
Meskipun  semua  logam  secara  teoritis  dapat  dibuat  menjadi  serbuk,  tetapi  ada beberapa jenis logam yang dimanfaatkan untuk pembuatan benda langsung jadi, karena lebih ekonomis. Beberapa jenis logam yang sering digunakan langsung jadi adalah kelompok besi dan  tembaga.  Bahan  yang  banyak  digunakan  dalam  metalurgi  serbuk  adalah  nikel,  perak, wolfram, dan aluminium.
Pembuatan serbuk dapat dilakukan dengan beberapa cara namun secara modern yang digunakan  adalah atomisasi atau  penyemprotan  logam,  merupakan  suatu  cara  yang  baik untuk  membuat  serbuk  dari  logam  suhu  rendah  seperti  timah  hitam,  aluminium,  seng,  dan timah putih.

## Serbuk Paduan
Serbuk yang dihasilkan dari logam murni memiliki sifat yang berbeda  dengan serbuk paduan. Serbuk paduan yang dipadu selama proses pencairan, menghasilkan produk dengan sifat  yang  hampir  sama  dengan  paduan  padat,  hal  ini  memungkinkan  dihasilkanya  paduan seperti  baja  tahan  karat,  yang  sebelumnya  tidak  mungkin  dibentuk  melalui  pencampuran. Kelebihan  serbuk  logam  pencampuran  mempunyai  sifat-sifat  seperti  daya  tahan  korosi, kekuatan tinggi atau daya tahan terhadap suhu tinggi.

## Penekanan ( Pressing )
Serbuk  ditekan    kedalam  cetakan  ( die) baja  dengan  tekanan  sebesar  20 MPa  sampai 1400  MPa,  karena  partikel  yang  lunak  dapat  ditekan  dengan  mudah,  serbuk  yang  bersifat
plastik  tidak  memerlukan  tekanan  yang  tinggi,  sedang  untuk  serbuk  yang  lebih  keras  untuk mencapai massa jenis yang memadai diperlukan tekanan yang lebih besar.
Massa  jenis  dan  kekerasan  meningkat  dengan  meningkatnya  tekanan,  akan  tetapi selalu  ada  tekanan  optimum,  untuk  tekanan  yang  lebih  tinggi  diperlukan  cetakan  yang  kuat dan  mesin  tekan  ( press )  berkapasitas  tinggi,  oleh  karena  itu  dengan  sendirinya  ongkos produksi naik dengan meningkatnya tekanan.
Umumnya  mesin  tekan  yang  dikembangkan  untuk  proses  lain  dapat  dimanfaatkan pula  untuk  metalurgi  serbuk.  Meskipun press  mekanik banyak  digunakan  karena  laju produksinya  yang  tinggi, press  hidrolik digunakan  bila  benda  besar  dan  bila  diperlukan tekanan  yang  tinggi. Press “ punch “  tunggal  dan press “ multi  punch  rotary ”  berkecepatan tinggi,  mulai  dari  pengisian  cetakan  dengan  serbuk,  pengeluaran  benda  jadi,  berlangsung secara kontinu dan bertahap.

## Sinter
Pemanasan  kompaksi  mentah  sampai  suhu  tinggi  disebut sinter .  Pada  proses sinter , benda  padat  terjadi  karena  terbentuk  ikatan-ikatan.  Panas  menyebabkan  bersatunya  partikel dan  efektivitas  reaksi  dengan  permukaan  meningkat,  dengan  perkataan  lain  proses sinter menyebabkan  bersatunya  partikel  sedemikian  rupa  sehingga  kepadatan  bertambah.  Selama proses  ini  terbentuklah  batas-batas  butir,  yang  merupakan  tahap  permulaan  rekristalisasi,  di samping  itu  gas  yang  ada  akan  menguap.  Suhu sinter umumnya  berada  di  bawah  titik  cair unsur  utama.  Gambaran  mekanisme sinter pada  serbuk logm  bisa  dilihat dengan mikroscop scanning  electron .  Titik  kontak  tumbuh  karena  difusi  atom-atom  dan  menghasilkan penyusutan yang diiringi pengurangan porositas.
Proses sinter serbuk logam pada umumnya dapat digunakan dapur komersial, namun beberapa  jenis  logam  tertentu  memerlukan  dapur-dapur  khusus.  Waktu  pemanasan  berbeda untuk  jenis  logam  yang  berlainan  dan  tidak  diperoleh  manfaat  tambahan  dengan diperpanjangnya  waktu  pemanasan (sinter ).  Lingkungan  sangat  berpengaruh  karena  benda mentah  terdiri  dari  partikel  yang  kecil  yang  mempunyai  daerah  permukaan  yang  luas,  oleh karena  itu  lingkungan  harus  terdiri  dari  gas  reduksi  atau  nitrogen  untuk  mencegah terbentuknya lapisan oksida pada permukaan selama proses pemanasan .
Ada  dua  jenis  dapur  yang  dipakai,  dapur  satuan  ( batch  type  furnance )  dan  dapur kontinu. Selama proses sinter terjadi perubahan dimensi baik berupa pengembangan maupun penyusutan tergantung pada bentuk dan distribusi ukuran partikel serbuk, komposisi serbuk,
prosedur sinter dan  tekanan  pemampatan.  Ukuran  yang  tepat  diperoleh  berdasarkan perhitungan perubahan ukuran pada waktu pembuatan kompak mentah dan proses sinter.

## Komposit
Komposit  merupakan gabungan  dua atau  lebih  bahan  yang  berbeda  dicampur  secara makroskopis. Keunggulan  komposit  yaitu  sifat-sifatnya  yang  unggul  seperti  ringan,  kuat, kaku,  dan  tahan  terhadap  korosi  beban  lelah,  dengan  alasan  ini  bahan  tersebut  semakin banyak digunakan di dunia industri, seperti beton bertulang merupakan komposit yang terdiri dari besi beton dalam matrik beton, contoh lain adalah plastik yang diperkuat serat-gelas, baja berlapis gelas dan aluminium berlapis milar ( Vlack, 1991 ).

## Kaolin
Berdasarkan  pusat  penelitian  dan  pengembangan  teknologi  mineral  dan  batubara tahun  2005,  yang  dipelihara  dan  didesain  oleh  kelompok  program  teknologi  informasi pertambangan kaolin merupakan massa batuan yang tersusun dari material lempung dengan kandungan  besi  yang  rendah,  dan  umumnya  berwarna  putih  atau  agak  keputihan  kaolin mempunyai  komposisi hidrous  Alumunium  silikat (2H 2 O,Al 2 O 3 ,2SiO 2 ),  dengan  disertai mineral  peserta.  Proses  pembentukan  kaolin  (kaolinisasi)  dapat  terjadi  melaluli  proses pelapukan dan proses hidrotermal alterasi pada batuan beku felspestrik . Endapan kaolin ada dua  macam  yaitu  endapan  residual  dan  sedimentasi.  Komposisi  kimia  dari  kaolin:  Al 2 O 3 , SiO 2 , CaO, MgO,  Na 2 O,  K 2 O,  TiO 2 ,  P 2 O 5 yang  mempunyai  sifat  warna putih  sampai  agak keputih-putihan.  Mineral  yang  termasuk  dalam  kelompok  kaolin  adalah  kaolonit,  nakrit, dikrit dan halloysit (Al 2 (OH)4SiO 5 .2H 2 O), yang mempunyai kandungan air lebih besar dan umumnya  membentuk  endapan  tersendiri.  Sifat-sifat  mineral  kaolin  antara  lain  yaitu kekerasan 2-2,5, berat jenis 2,6-2,63, plastis, mempunyai daya hantar panas dan listrik yang rendah, serta pH bervariasi.
Potensi  dan  cadangan  yang  besar  di  Indonesia  terdapat  di  Kalimantan  Barat, Kalimantan Selatan, dan Pulau Bangka dan Belitung, serta potensi lainnya tersebar di Pulau Sumatera,  Pulau  Jawa,  dan  Sulawesi  Utara.  di  Kecamatan  Dampit,  Ampelgading,  Bantur, Pagak dan Kalipare. Kaolin ini mempunyai cadangan yang diperkirakan ada jutaan ton.

## Alumunium
Aluminium ditemukan oleh Sir Humphrey Davy pada tahun 1809 sebagai suatu unsur, dan pertama kali direduksi sebagai logam oleh H. C. Oersted tahun 1825 secara industri tahun 1886,  Paul  Heroult  di  Perancis  dan  C.  M.  Hall  di  Amerika  Serikat  secara  terpisah  telah
memperoleh  logam  aluminium  dari  alumina  dengan  cara  elektrolisa  dari  garamnya  yang terfusi, sampai sekarang proses Herolut Hall masih dipakai untuk memproduksi aluminium. Penggunaan logam sebagai logam setiap tahunya adalah pada urutan kedua setelah besi dan baja, yang tertinggi diantara logam non ferro . Produksi aluminium tahunan di dunia mencapai 15 juta ton pertahun pada tahun 1981.
Aluminium    didapat  dalam  keadaan  cair  dengan  elektrolisa,  umumnya  mencapai kemurnian    99,85%,  dengan  mengelektrolisa  kembali  dapat  dicapai  kemurnian  mencapai 99,99%, yaitu dicapai bahan dengan angka sembilanya empat. Aluminium  merupakan logam ringan mempunyai ketahanan korosi yang baik dan hantaran listrik yang baik dan sifat-sifat yang baik lainya sebagai sifat logam sebagai tambahan terhadap, kekuatan mekaniknya yang sangat meningkat dengan penambahan Cu, Mg, Si, Mn, Zn dan Ni, secara satu persatu atau bersama-sama,  memberikan  sifat  baik  lainya  seperti  ketahanan  korosi,  ketahanan  aus, koefisien pemuaian rendah. Material ini dipergunakan di dalam bidang yang luas bukan saja untuk  peralatan  rumah  tangga  tapi  dipakai  juga  untuk  keperluan  material  pesawat  terbang, mobil, kapal laut dan kontruksi. ( Surdia, 2005 )

## METODEOLOGI PENELITIAN

## Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini berupa:
1. Piston bekas 2 kg dibuat serbuk  50 mesh
2. Serbuk kaolin  325 mesh
3. Bahan pendukung lain seperti:
- Amplas berukuran 800, 1000, 1500, 2000 mesh .
- Air, Alkohol 95%
- Ballmil
- Kotak dan plastik serbuk
- Benang

## Diagram Alir Proses Penelitian

## MULAI
PERSIAPAN BAHAN
A UJI KOMPOSISI PENGAYAKAN PENIMBANGAN MIXING 5 JAM DENGAN ALKOHOL 95 % KOMPAKSI 550 MPa SINTERING
SUHU 500 O , 525 O , 550 O C DITAHAN SELAMA 2 JAM 0% KAOLIN 5% KAOLIN 10% KAOLIN 15% KAOLIN

## Peralatan Penelitian
Peralatan yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah:
1. Tungku, kompor dan kompresor milik Teknik Mesin UII.
2. Atomisasi milik Teknik Mesin UII.
3. Spectometer  emisi (alat  uji  komposisi)  tipe  E  2000  /  Fe  20,  milik  laboratorium POLMAN Ceper, Klaten, Jawa tengah.
4. Cetakan ( die ) milik Teknik Mesin D3 UGM.
5. Ayakan  merek OCTAGON milik Teknik Kimia S1 UGM.
6. Timbangan Digital balance GM-300P milik Teknik Mesin D3 UGM.
7. Mixing dengan  merek Stuart  Scientific ,  buatan  Amerika  punya  Teknik  Mesin  S1 UGM.
8. Kompaksi  buatan  Jerman,  dengan  merek TARNOGROCKI milik  Teknik  Mesin  D3 UGM.
9. Pemanasan  ( Sinter ) dengan  menggunakan  alat  merek CARBOLITA ,  buatan  Inggris milik Teknik Mesin D3 UGM.
10. Densitas menggunakan alat Teknik Mesin D3 UGM Digital balance GM-300P.
SELESAI PEMBAHASAN KESIMPULAN A UJI DENSITAS
UJI STRUKTUR
MIKRO
UJI KEKERASAN
11. Kekerasan (hardness  tester )  milik  D3  UGM  Teknik  Mesin,  merek Weinheim- Birkenau/Karl Frank GMBH.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Uji Komposisi
Hasil  uji  komposisi  menunjukkan  bahwa  komposisi  piston  didominasi  oleh kandungan  Al  (Alumunium)  77,38%  dan  Si  (Silikon)  19,1%.  Paduan  Al-Si  sangat  baik kecairanya, mempunyai permukaan bagus tanpa getasan panas, koefisien pemuaian kecil dan penghantar  panas  yang  baik.  Paduan  yang  terkandung  lainya  adalah  Ni  1,04%,  Mg  1,00%, dan  Cu  0,741%  ketiga  unsur  tersebut  meningkatkan  kekerasan  pada  saat  panas.  ( Surdia, 2005 )

## Uji Densitas
Hasil  pengujian  densitas  menunjukkan  bahwa  dengan  bertambahnya  prosentase kandungan kaolin akan meningkatkan densitas (Gambar 1 dan Tabel 1). Penyebab terjadinya peningkatanan  densitas  karena  dipengaruhi  jumlah  fraksi  volume  unsur  penyusunnya  yaitu dengan  massa  jenis  Al  =  2,7  gr/cm 3 sedangkan  massa  jenis  TiO 2 =  4,27  gr/cm 3 dan  juga karena tekanan 550 MPa merupakan tekanan diatas tekanan 500 MPa ( Toto dan Lilik, 2005 ) yang mempengaruhi kepadatan dari benda uji, atau dengan kata lain densitasnya meningkat. Peningkatan  tersebut  disebabkan  oleh  sifat  logam  Al  sebagai  matrik  yang  bersifat  ulet  dan memiliki  sifat  plastis,  dengan  adanya  sifat  plastis  tersebut  apabila  ada  beban  yang  bekerja pada  bahan  tersebut  maka  bahan  akan  berubah  bentuk.  Perubahan  bentuk  dikarenakan tekanan yang mendorong serbuk-serbuk mengisi ruang kosong di dalam cetakan.

## Tabel 1. Hasil Rata-Rata Uji Densitas
Variasi 500°C 525°C 550°C 0% kaolin 2,6455 gr/cm 3 2,6631 gr/cm 3 2,6639 gr/cm 3 5% kaolin 2,7322 gr/cm 3 2,7034 gr/cm 3 2,7362 gr/cm 3 10% kaolin 2,6884 gr/cm 3 2,6979 gr/cm 3 2,7339 gr/cm 3 15% kaolin 2,6836 gr/cm 3 2,6884 gr/cm 3 2,6745 gr/cm 3
Gambar 1. Hasil Pengujian Densitas
Hal lain yang juga dapat mempengaruhi densitas yaitu kadar perekat binder pada saat pencampuran  menggunakan  alkohol  95%  harus  sesuai,  sehingga  kondisi  serbuk  Al-kaolin pada  saat  dikompaksi  untuk  pembuatan green  body tidak  kering.  Hal  tersebut  dapat mempengaruhi  proses  pemampatan  yang  berpengaruh  terhadap  tingkat  porositas  dari green body. Porositas menentukan tinggi rendahnya densitas dari spesimen.
Besar butir  dari  serbuk juga dapat  mempengaruhi  densitas.  Perbandingan besar butir dari  Al  berbanding  kaolin  sebaiknya  kecil  untuk  memudahkan  proses  kompaksi  berjalan dengan baik, makin besar perbedaan ukuran besar butir Al-kaolin, proses pemampatan pada saat  kompaksi  akan  semakin  sulit,  hal  ini  disebabkan  Al  yang  bersifat  ulet  tidak  dapat menyatu secara optimal.
Pembuatan  serbuk  Al  yang  dilakukan  adalah  dengan atomisasi kemudian  diayak. Hasil yang diperoleh dari proses pengayakan adalah 50 mesh , semakin kecil besar butir dari serbuk semakin baik.
Proses  pemanasan  ( sinter )  juga  dapat  mempengaruhi  densitas  dari  spesimen,  karena perbedaan suhu lebur dari kaolin yang lebih besar dari Al, dimana suhu lebur kaolin 1857°C, sedangkan  suhu  lebur  dari  alumunium  660°C,  sehingga  pada  saat  proses  pemanasan  pada suhu  500°C,  525°C,  550°C  kaolin  belum sinter .  Al  yang  sudah sinter tidak  menyatu  secara
0 1 2 3 0% 5% 10% 15% g r/ cm ³ komposisi kaolin 500°C 525°C 550°C
merata  dengan  kaolin  karena  titik  lebur  dari  kaolin  yang  sangat  besar  menyebabkan  tidak terjadinya sinter antar serbuk secara maksimal pada saat proses pemanasan. Pemanasan sinter yang ideal untuk Al yaitu 2/3 dari titik lebur alumunium 660 ° C.
Hasil  dari  pengaruh  pada  ketiga  variasi suhu sintering diperoleh  pada  pencampuran kaolin  5%  yang  mengalami  persamaan  peningkatan  densitas,  diikuti  dengan  penurunan densitas  pada  penambahan  10%  kaolin  dan  15%  kaolin  variasi  suhu  500°C  dan  525°C disebabkan  pada  penambahan  kaolin  dan  variasi  suhu  tersebut  belum  terjadi  pertumbuhan titik  kontak  karena  difusi  atom-atom  secara  langsung  tidak    terjadi  penyusutan  porositas. Perbedaan  kembali  terjadi  pada  penambahan  10%  kaolin  suhu  550°C  yang  mengalami kenaikan  densitas  yang  disebabkan  pada  penambahan  kaolin  dan  suhu  tersebut  telah  terjadi pertumbuhan  titik  kontak  karena  difusi  atom-atom  dan  terjadi  penyusutan  porositas. Selanjutnya    terjadi  penurunan  densitas  kembali  pada  penambahan  15%  kaolin  suhu  550°C yang disebabkan pada penambahan kaolin dan suhu tersebut belum terjadi pertumbuhan titik kontak karena difusi atom-atom dan belum terjadi penyusutan porositas.
Perbedaan densitas antar variasi sangat kecil yaitu didapat selisih terbesar 0,09 gr/cm 3 ini menunjukan bahwa pada tekanan 550 MPa kepadatan pada spesimen cukup baik, dan jika ada porositas antar spesimen perbedaanya sangat kecil yaitu 4% dari besar densitas spesimen.

## Uji Kekerasan
Grafik  Uji  kekerasan Vickers menunjukkan  dengan  tekanan  kompaksi  550  MPa didapat  kekerasan  VHNrata-rata  adalah  47,55  Kg/mm 2 melebihi  hasil  kekerasan  pengujian ( Toto dan Lilik, 2005 ) dengan hasil kekerasan 42 BHN pada pembentukan dengan tekanan kompaksi  500  MPa  (Gambar  2).  Ini  menunjukkan  bahwa  semakin  besar  tekanan  kompaksi akan  meningkatkan  kekerasan  spesimen.    Pengaruh  tekanan  pada  saat  kompaksi  akan menyebabkan  partikel  Al  mengalami  deformasi  plastis,  karena  sifat  logam  Al  yang  ulet, sehingga dengan adanya deformasi plastis yang besar maka Al akan mendorong celah antar partikel  menjadi  lebih  kecil  sehingga  porositas  yang  ada  di green  body pun  akan  semakin menyusut,  semakin  kecil  porositas  maka  densitas  dari  spesimen  akan  meningkat,  dengan meningkatnya densitas maka akan meningkatkan kekerasan.
Peningkatan kekerasan dapat juga dipengaruhi oleh adanya pengerasan regangan dari partikel  Al.  Jika  bahan  dideformasi  pada  temperatur  rendah  (relatif  terhadap  titik  cairnya), maka pengerasan terjadi mengikuti deformasinya. Gejala ini dinamakan pengerasan regangan atau pengerasan  kerja,  meningkatnya  deformasi  akan meningkatkan  kekuatan  dari  spesimen
tersebut.  Penurunan  kekerasan  karena  sifat  serbuk  kaolin  yang  mengalami  aglomerasi, sehingga tidak dapat tercampur sempurna secara homogen dengan serbuk matrik Al, sehingga kontak  antara  serbuk  kaolin  tidak  akan  meningkatkan  kekuatan  terhadap  komposit, menurunnya  densitas  spesimen  menunjukkan  pula  jumlah  porositas  bertambah,    kekerasan juga akan menurun.
Gambar 2. Grafik Uji kekerasan Vickers
Penambahan  temperatur sintering menunjukkan  adanya  peningkatan  kekerasan, seiring  dengan  penambahan  %  kaolin  akan  tetapi  penambahan  kaolin  yang  terlalu  banyak akan  meningkatkan  porositas  yang  mengakibatkan  penurunan  kekerasan.  Uji  kekerasan diperoleh peningkatan kekerasan secara konstan terjadi pada variasi penambahan kaolin 5 %. Peningkatan  ini  juga  tidak  jauh  beda  dengan    ( Toto  dan  Lilik,  2005 )  komposisi  optimum dicapai pada komposisi 4% kaolin. Kekerasan tertinggi terjadi pada penambahan 15% kaolin pada suhu sinter 550°C dengan hasil kekerasan 54,33 Kg/mm².

## KESIMPULAN
1. Penambahan persentase kaolin terlalu banyak akan terjadi penurunan densitas jika tidak diikuti  dengan penambahan suhu sintering dikarenakan ikatan antara Al-kaolin tidak maksimal  sehingga  mengalami  kesulitan  dalam  penyusutan  porositas,  yang mengakibatkan kekerasan berkurang.
0 10 20 30 40 50 60 70 0% 5% 10% 15% V H N ( k g /m m ²) Komposisi Kaolin 500°C 525°C 550°C
2. Kekerasan  maksimal  spesimen  didapat  pada  penambahan  15%  berat  kaolin,  suhu sinter 550°C,  untuk  VHN rata-rata sebesar  54  kg/mm 2 ini  disebabkan  penambahan kaolin yang merupakan serbuk keras dengan titik lebur 1857 0 C. (Al= 660 0 C)
3. Tingkat porositas paling rendah berdasarkan foto struktur mikro dari spesimen didapat pada  Al  (raw  material),  sedang  porositas  tertinggi  (terbesar)  didapat  pada  spesimen dengan  penambahan  15%  kaolin,  karena  Al  yang bersifat  ulet  mengalami  deformasi plastis  sedangkan  partikel  keras  (kaolin)  hanya  mengalami  deformasi  elastis menyebabkan  celah  (rongga)  pada  spesimen  saat  pembentukan green  body pada proses kompaksi tidak dapat mengisi celah-celah (rongga) secara maksimal.

## SARAN
Penelitian tentang metalurgi serbuk sangat dibutuhkan untuk industri karena berbagai keunggulanya.  Penelitian  proses  metalurgi  serbuk  ini  belum  mencapai  hasil  yang  optimal, sehingga masih memerlukan pengembangan lebih lanjut antara lain :
1. Porositas  pada  tekanan  550  MPa  perlu  ditingkatkan  lagi,  dan  variasi  suhu  yang mendekati  titik  cair  akan  ada  kemungkinan  terjadi  pertumbuhan  titik  kontak  karena difusi atom-atom yang lebih baik
2. Ketelitian  sangat  penting  pada  saat  penelitian  mulai  dari  proses  pembuatan  serbuk, pencampuran, kompaksi, sampai pemanasan, sehingga didapatkan hasil yang optimal.

## REFERENSI
Dieter,  G.  E.,  terj.  Sriati  djaprie,  1986 , Metalurgi Mekanik ,  Jilid  1,  Edisi  Ketiga,  Erlangga, Jakarta.
Giancoli, Douglass C. 2001, Fisika , Jilid I, Edisi kelima, Erlangga, Jakarta.
Schonmetz, A., karl gruber, 1977, Pengetahuan Bahan Dalam Pengerjaan Logam , Penerbit Angkasa, Bandung.
Smallman,  R.E.,  2000, Metalurgi  Fisik  Modern ,  edisi  keempat,  PT.  Gramedia  Pustaka Utama, Jakarta.
Tata  Surdia,  Saito. S., 2005, Pengetahuan  Bahan  Teknik ,  Cetakan Keenam, PT. Pradnya Paramita, Jakarta.
Toto  Rusianto  dan  Lilik  Dwi  Setyana  2005, Pengaruh  Kadar  Kaolin  terhadap  kekuatan Bending Kompaksi Serbuk Al-Kaolin.
Vanvlack,  L.H.,  terj.  Sriati  Djaprie,  1991,  “ Ilmu  dan  Teknologi  Bahan ”,  Edisi  Keempat, Erlangga, Jakarta.
Wang Deqing 2000 , “In-situ Process of Aluminum-Alumina Composites in Al/TIO 2 systems” Journal of Advanced Materials.
PENULIS:

## SIGIT BUDIHARTONO
Email:  s1g1t.budi@yahoo.co.id Jurusan Teknik Mesin
Sekolah Tinggi teknologi Nasional Yogyakarta