Terbit online pada laman web jurnal http://ejournal2.pnp.ac.id/index.php/jtm

## J URNAL T eknik M esin
Vol. 16 No. 1 (2023) 97 - 103 ISSN Media Elektronik: 2655-5670
Analisis Sifat Mekanik Pada Material Standar Paduan COR ALSi 10 Mg(b) Dari Skrap Aluminium
Titiek Deasy Saptaryani 1 *, Yuli Nurasri 2 , Budi Santoso 3 , Mulianti 4
123 Program Studi Teknik Mesin, Politeknik Purbaya
4 Jurusan Teknik Mesin, Universitas Negeri Padang
* titiekdspurbaya@gmail.com

## Abstract
The  metal  industry  in  Tegal  Regency  is  classified  into  ferrous  and  non-ferrous  metal  industries.  The  shipping  component industry is the leading producer of the non-ferrous metal industry. The problem faced by the non-ferrous metal processing industry, especially the Small and Medium Industry ship components is the availability of standard materials as raw materials at affordable prices. Instead, SMEs use scrap material to reduce selling prices, as a result of which product quality does not meet the required specifications. This research made 2 (two) formulas of AlSi 10 Mg (b) from an aluminum scrap mixture where AlSi 10 Mg (b) is  one  of  the  standard  materials  of  cast  aluminum  alloy  recognized  by  Biro  Klasifikasi  Indonesia  (BKI).  The study aimed to recommend raw material formulas to SMEs to ship components to make products according to BKI standards. The  research  began  by  collecting  a  database  of  aluminum  scrap  composition,  then  simulating  calculations  with  an  Excel program  to  obtain  theoretical chemical composition so  that the  need for aluminum scrap was  produced. The two standard material formulas of AlSi 10 Mg (b) are made from different main scrap where formula 1 is the piston, and formula 2 is the brake lining with the supporting scrap is the pan, aluminum elbow, and aluminum plate as well as the AlSi 49 and AlMg 20 master alloys.  The  simulation  results  are  then  cast  with  the  sand-casting  method.  The  cast  results  are  made  of  specimens  testing chemical composition and hardness. The results of the chemical composition test show that both formulas are in accordance with the conditions of AlSi 10 Mg(b) cast alloy, namely the percentage of Silicon (Si) and Magnesium (Mg) in formula 1 is 9.16% and 0.39% while formula 2 is 10.69% and 0.22%. Both formulas are still with Copper (Cu) content that still exceeds the limit of above 0.1%. The hardness value has met BKI standards above 50HBN.
Keywords: ship component, aluminum scrap, AlSi 10 Mg (b) , BKI, sand casting

## Abstrak
Industri logam di Kabupaten Tegal digolongkan ke dalam industri logam fero dan non fero. Industri komponen perkapalan menjadi  produk  unggulan  industri  logam  non  fero.  Permasalahan  yang  dihadapi  industri  pengolahan  logam  non  ferro, khususnya  Industri  Kecil  Menengah  (IKM)  komponen  kapal  adalah  ketersediaan  material  standar  sebagai raw  material dengan  harga terjangkau.  Sebagai  gantinya,  para  IKM  menggunakan  material  skrap  untuk  menekan  harga  jual, akibatnya kualitas produk kurang memenuhi spesifikasi yang dipersyaratkan. Penelitian ini membuat 2 (dua) formula AlSi 10 Mg (b) dari campuran skrap  aluminium  dimana  AlSi 10 Mg (b). merupakan  salah  satu  material  standar  aluminium  paduan  cor  yang  diakui oleh  Biro  Klasifikasi  Indonesia  (BKI).  Tujuan  penelitian  memberi  rekomendasi  formula raw  material kepada  IKM komponen kapal untuk membuat produk sesuai standar BKI. Penelitian dimulai dengan mengumpulkan data komposisi kimia skrap  aluminium,  selanjutnya  simulasi  perhitungan  dengan  program  excel  untuk  mendapatkan  komposisi  kimia  teoritis sehingga  dihasilkan  kebutuhan  skrap  aluminium.  Kedua  formula  material  standar  AlSi 10 Mg (b) dibuat  dari  skrap  utama berbeda  dimana  formula  1  adalah  piston,  dan  formula  2  adalah  kampas  rem  dengan  skrap  pendukungnya  adalah  panci, aluminium  siku  dan  aluminium  plat  serta master  alloy AlSi 49 dan  AlMg 20 .  Hasil  simulasi  kemudian  dicor  dengan  metoda pengecoran sand  casting .  Hasil  cor  dibuat  spesimen  uji  komposisi  kimia  dan  kekerasan.  Hasil  uji  komposisi  kimia menunjukkan kedua formula sesuai dengan syarat paduan cor AlSi 10 Mg (b) yaitu prosentase Silikon (Si) dan Magnesium (Mg) pada formula 1 adalah 9,16%  dan 0,39%  sedangkan formula 2  adalah 10,69%  dan  0,22%.  Kedua formula  masih  dengan kadar Tembaga (Cu) yang  masih melebihi   batas yaitu di atas 0,1%. Nilai kekerasan sudah memenuhi standar BKI di atas 50HBN.
Kata kunci: komponen kapal, skrap aluminium, AlSi 10 Mg (b) , BKI, sand casting
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 16 No. 1 (2023) 97 - 103
1. Pendahuluan
Industri  logam  di  Kabupaten  Tegal  digolongkan  ke dalam industri logam fero dan non fero. Produk yang telah dikenal oleh  masyarakat umum adalah  alat-alat pertanian,  pompa  air,  kerajinan  logam,  alat-alat rumah  tangga,  komponen  kapal,  komponen  otomotif dan  komponen  alat-alat  berat.  Industri  komponen perkapalan  menjadi  produk  unggulan  industri  logam yang  merupakan  kompetensi  inti  industri  di Kabupaten Tegal [1].
Industri  Kecil  Menengah  (IKM)  komponen  kapal  di Kabupaten  Tegal,  Jawa  Tengah,  berjumlah  29 perusahaan,  telah  memanfaatkan  skrap  paduan aluminium melalui proses sand casting sebagai bahan pengganti  ingot  yang  bertujuan  menekan  harga  jual produk.  Produk  yang  dihasilkan  masih  belum memenuhi  spesifikasi  yang  dipersyaratkan  terutama pada  komposisi  kimia,  sifat  mekanik  dan porositasnya.  Banyak  hal  yang  mempengaruhi  hal tersebut  terutama  keterbatasan  para  pelaku  industri tentang  bagaimana  membuat  material  skrap  menjadi material  standar  dan  mahalnya  biaya  uji  material [1,2,3].
Material untuk membuat komponen kapal selain baja, salah  satunya  adalah  material  paduan  aluminium. Paduan aluminium yang dipakai umumnya terdiri dari 2  (dua)  jenis  yaitu  wrought  aluminium  alloy,  yaitu paduan aluminium yang dibuat dengan cara di tempa, dan casting aluminium alloy, yaitu paduan aluminium yang dibuat dengan cara di cor [4].
Pengecoran  aluminium  memiliki  peranan  penting  di dalam  perkembangan  industri  aluminium  sejak ditemukannya  pada  akhir  abad  XIX.  Produk komersial  aluminium  hasil  cor  yang  pertama  adalah peralatan  rumah  tangga  dan  komponen-komponen dekorasi.  Pemakaian  aluminium  saat  ini  sudah diarahkan  untuk  memenuhi  kebutuhan  spesifikasi dibidang  keteknikan.  Aluminium  dapat  dicor,  dirol dan diekstrusi ke dalam bentuk yang paling kompleks [1,5].
Kelebihan  proses  pengecoran  adalah  dapat  membuat produk  dengan  geometri  yang  kompleks  (ketebalan minimum,  ukuran  inti  minimum,  dsb),  dapat membuat  bentuk  baik  eksternal  maupun  internal dengan  kualitas  yang  diinginkan  (permukaan  akhir, porositas,  dll),  dapat  melalui  beberapa  teknik  untuk membuat  produk net  shape atau near  shape ,  dapat membuat  produk  dengan  ukuran  yang  sangat  besar serta  cocok  untuk  produk  massal  (merupakan parameter ekonomis) [1,6].
Aluminium  sendiri  dapat  di  daur  ulang (recycle) tanpa  batas  dan  tanpa  kehilangan  karakteristik superior  nya  serta  merupakan  pertimbangan  utama untuk  pemanfaatan aluminium selanjutnya,  mewakili salah  satu  atribut  kunci  dari  keberadaan  logam [1,2,3,7].  Daur  ulang (Recycling) mempunyai  nilai penting  secara  ekonomi,  energi,  lingkungan  dan
sebagai  implikasi  penghematan  sumber  daya  serta biaya  produksi  yang  rendah  [1,2,3,8].  Selain  itu, keuntungan ekonomi yang signifikan dari daur ulang aluminium  telah  dibuktikan  yang  hasilnya  setiap kenaikan1%  jumlah  kaleng  aluminium  yang didaur ulang,  penghematan  ekonomi  untuk  ekonomi  AS adalah  $12  Juta/tahun  [1,2,3,9].  Aluminium  yang  di daur  ulang  menghemat  95%  energi  yang  diperlukan untuk  menghasilkan  aluminium  dari  bahan  baku alam.  Faktanya  untuk  memproduksi  1  (satu)  pound aluminium dibutuhkan 4 (empat) pound bijih bauxite. Jadi  setiap  pound  daur  ulang  menghemat  4  (empat) pound  bijih  bauxite.  Peningkatan  penggunaan  daur ulang  logam  memiliki  efek  penting  terhadap  emisi CO 2 ,  dimana  daur  ulang  aluminium  hanya menghasilkan  4%  CO 2 dibanding  dengan  produksi dari sumber daya alam [1,2,3,10].
Aluminium  merupakan  unsur  ketiga  paling  banyak digunakan setelah baja, yaitu 8% Senyawa aluminium terdapat  di  kulit  bumi,  dengan  perhitungan  secara global  sebesar  24  (dua  puluh  empat)  juta  ton/tahun dan lebih dari 7 (tujuh) juta ton/tahun di produksi dari daur  ulang  aluminium  [1,2,3,9].  Aluminium  murni bersifat  lembut (soft) ,  lemah (weak) ,  merupakan logam  ringan  (beratnya  kurang  dari  sepertiga  berat baja,  tembaga  atau  kuningan)  tetapi  dapat  menjadi kuat, lunak (ductile) , dan dapat dibentuk (malleable) , tahan  korosi  dan  sangat  bagus  sebagai  konduktor panas  dan  listrik  [1,2,3,7].  Tetapi  sisi  negatif penggunaan  aluminium  yaitu:  kekuatan  rendah  pada temperatur  tinggi, fusing  point rendah,  kekerasan rendah, resistan terhadap keausan dan abrasi  rendah, kekuatan  fatik  dan  kekuatan  mulur  rendah  [1,3,10]. Selain itu, aluminium mempunyai suhu leleh (melting temperature) rendah  dan  memiliki  kekuatan  tarik yang  rendah  yaitu  kekuatan-tarik  90-140  N/mm 2 . Tetapi  dapat  dipadu  dengan  banyak  elemen,  seperti tembaga,  seng,  magnesium,  mangan,  litium  dan silikon,  untuk  memproduksi  cakupan  yang  luas dengan sifat yang spesifik untuk tujuan yang berbeda [1,2,3,7].
Tujuan utama penggunaan paduan aluminium adalah dalam  aplikasi  material  ringan  seperti  di  industri aerospace dan automobil .  Penggunaannya  pada pembuatan piston mobil, kemudi dan cylinder heads . Trendnya  adalah  sebagai  bahan  baku  pada manufaktur engine  block yang  menggantikan cast iron . Kedua, aluminium tahan terhadap korosi karena mempunyai  suatu  lapisan  oksida  yang  kuat  dimana bersifat  melindungi  dan  mencegah  korosi  dari material dasar (base material) [1,2,3,11]. Kebanyakan  aluminium  dalam  bentuk  paduan  dan dengan  penggunaan  tipe  paduan  aluminium  yang berbeda dapat diproduksi dengan cakupan karakteristik  yang  luas,  contohnya,  kekuatan  tarik, kekerasan  dan plastic  malleability [1,2,8]. Paduan yang  paling  banyak  adalah  silikon  (Si),  magnesium (Mg),  mangan  (Mn),  tembaga  (Cu)  and  seng  (Zn). Paduan  yang  berisi  maksimal  1%  besi  dan  silikon
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 16 No. 1 (2023) 97 - 103
dalam  total  paduan  disebut  aluminium  murni (unalloyed  aluminium  [1,  6].  Salah  satu  paduan aluminium  cor  yang  digunakan  untuk  produk komponen  kapal  sesuai  aturan  Biro  Klasifikasi Indonesia  (BKI)  adalah  AlSi 10 Mg(b)  seperti  terlihat pada Tabel 1 [1,2,3,4].
Tabel 1. Paduan aluminium cor standar BKI [1,2,3,4] Designation of alloy Cast procedure Material condition Sea water suitability EN AC-41000  S, K F, TG Good (AlSi 2 MgTi) EN AC-42100  S, K, L TG,TG4 Good (AlSi 7 Mg 0,3 ) EN AC-42200  S, K, L TG, TG4 Good (AlSi 7 Mg 0,6 ) EN AC-43100  S, K, L F, TG, Good / (AlSi 10 Mg(b)) TG4 moderate AN AC-44100 S, K, L, D F Good / (AlSi10Mg(b)) moderate EN AC-51000  S, K, L F Very good (AlMg 3 (b)) EN AC-51300  S, K, L F Very good (AlMg 5 ) EN AC-51400  S, K, L F Very good (AlMg 5 (Si))
S =  sand casting
K =  permanent mould casting L =   investement casting D =    pressure die casting F =    cast condition TG =  solution annealed and completely artificially aged TG4 =  solution  annealed  and  not  completely  artificially aged-under aged (only for permanent mould casting)

## Paduan  aluminum  AlSi
10 Mg(b)  merupakan  bahan komponen  atau  bangunan  kapal  sesuai  standar  BKI dari  jenis  casting  aluminium  alloy  berdasarkan European  Nation  (EN)  Aluminum  Casting  (AC)- 43100,  sehingga  biasa  ditulis  dengan  EN  AC-43100 (AlSi 10 Mg(b)).  Dalam  ketentuan  BKI  yang  terlihat pada  tabel  1  menyatakan  bahwa  paduan  EN  AC- 44100  (AlSi 10 Mg(b))  termasuk  dalam  paduan aluminium  silikon  magnesium  yang heatratable dan dapat  diproses  melalui sand  casting,  permanent mould  casting,  investement  casting dan pressure  die casting [4].  Paduan  yang  termasuk  AlSi-  dan AlSiMg-alloy  tidak  disarankan  untuk  pembuatan produk yang langsung kontak dengan air laut, kecuali dengan penambahan coating dan kandungan Cu pada komposisi bahan maksimal 0,1 % - 0,15%[1,2,3,4].
Aluminium  pada  keadaan  padat  hanya  mampu melarutkan  sedikit  saja  silikon,  dimana  kelarutan silikon  didalam  kristal  campuran  α  (alfa)  akan menurun  drastis  bersama  dengan  penurunan temperatur. Unsur silikon dengan nomor atom 14 dan berat  atom  28,0855  mempunyai  titik  lebur  ( melting point ) sebesar 1414 o C [1,2,3,12]. Kelarutan silikon di dalam  aluminium adalah sebagai berikut: 1,65% (577
0 C), 0.8%  (500 o C),  0.3%  (400 o C),  0.1%  (300 o C) dan  0.05%  (250 o C)  [1,2,313].  Silikon  ditambahkan dengan  tujuan  untuk  meningkatkan  mampu  cor ( castability )  serta  memperbaiki  sifat  mekanis  dari aluminum murni.  Penambahan  unsur  silikon  sampai dengan  20%.  Jadi  semakin  tinggi  kandungan  silikon
akan  meningkatkan  mampu  alir  pada  paduan  logam cair.  Disamping  itu,  penambahan  unsur  silikon  juga dapat  memperbaiki  sifat  fluiditas  dan feeding characteristic dari paduan. Tetapi kandungan silikon lebih  dari  20%  akan  membentuk  partikel  inklusi didalam  paduan [1,2,3,14].
Sifat  mekanik  suatu  paduan  dipengaruhi  oleh beberapa  faktor,  seperti:  komposisi  kimia,  perlakuan panas (heat treatment) , proses pengecoran dan proses pengerjaan,  Jadi  dengan  merubah  komposisi  kimia sampai  batas  tertentu,  maka  sifat  mekanik  akan berubah  sesuai  dengan  yang  diinginkan  [1,2,3,15]. Komposisi  kimia  AlSi 10 Mg (b) standar  BKI  megacu standar DIN EN 1706 [16] seperti terlihat pada tabel 2 dan sifat mekanik seperti terlihat pada Tabel 3.
Tabel 2. Komposisi Kimia AlSi 10 Mg (b) [16] Alloy group Si Mg Cu Fe Mn Ni Zn Ti Pb Sn Ti AlSi 10 Mg(b) 9,0- 11,0 0,20- 0,45 0,1 (0,08) 0,55 (0,45) 0,45 0,05 0,10 0,15 0,05 0,05 0
Tabel 3. Sifat mekanik paduan AlSi 10 Mg (b) [16] Alloy group Chemical Symbols Temper Designation Tensile Strenght Proof stress Mpa min Elongation Brinell hardness HBS min AlSi 10 Mg AlSi 10 Mg (b) F T6 150 220 80 180 2 1 50 75
Data  komposisi  kimia  skrap  sebagian  telah  diteliti oleh  R.  Widodo,  Jarot  Raharjo,  dsb  [13,17,18] terlihat  pada  tabel  4.  Sedangkan  penambahan komposisi kimia master alloy yang merupakan bahan tambahan terlihat pada tabel 5.
Tabel 4. Komposisi kimia skrap aluminium [11][15,16,17] Bahan Cu Mg Si Fe M n Ni Zn Ti Pb Sn Cr Piston 1,4 6 0,7 1 12, 35 0,2 5 0,4 6 0,0 06 0,0 8 0,0 07 0,0 06 0,0 1 0,0 04 Kampas rem 2,2 45 0,1 226 10, 66 1,1 16 0,1 59 0,0 57 0,8 26 0,0 25 0,0 61 0,0 24 0,0 26 Panci 0,1 7 0,0 8 0,2 2 0,5 0,0 9 0,0 0 0,0 05 0,0 2 0,0 1 0,0 0 0,0 0 Alumi nium siku 0,0 28 0,0 17 0,0 9 0,1 98 0,0 12 0,0 02 0,0 35 0,0 16 0,0 0 0,0 05 0,0 05 Alumi nium plat 0,0 6 0,6 36 0,3 8 0,4 25 0,0 41 0,0 08 0,0 85 0,0 14 0,0 06 0,0 07 0,0 11

## Titiek Deasy Saptaryani1*, Yuli Nurasri2, Budi Santoso3
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 16 No. 1 (2023) 97 - 103
Tabel 5. Komposisi kimia master alloy Master Alloy Si Mg C u F e M n N i Z n T i P b S n C r AlSi 49 49,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 AlMg 2 0 0 0,19 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Di  Indonesia,  proses  daur  ulang  skrap  telah lama dilakukan  oleh  para  pelaku  industri  logam  tetapi produk  belum  memenuhi  kualitas  standar  tertentu dikarenakan  pencampuran  skrap  tidak  menggunakan formulasi  peramuan  acuan  standar.  Beberapa penelitian  yang  relevan  tentang  pencampuran  bahan daur ulang  yang terpublikasikan seperti  yang  terlihat pada Tabel 6.

## Tabel 6. Pemetaan peneliti bahan skrap [1]
Nama Penelit i Bahan standar yang dibuat Skrap yang digunak an Metode cor Hasil Jarot Raharj o, 2001
[17]
LM 4 LM 13 Piston,  kawat, plat, hanger, roda gigi, casing, blok mesin, baling- baling, panci,
Cu
kabel dan AlSi49
- cetakan pasir - cetakan logam komposis i kimia sesuai
Arie Hendart o, dkk 2011 [18] ADC 10 ADC 12 AC4D Piston, blok mesin, casing, panci, roda gigi, velgenkei, plat/list/profil,, AlCuingot, AlMg, AlMn AlSi45    dan Altab Cu - cetakan pasir - dapur krusibel komposis i kimia sesuai Kiryanto 2012 [19] JIS H 4000 1970 Seri 5005 atau SNI 07- 1352-1989 AC2A Aluminium siku, dan kampas rem Cetakan pasir 70 % memenuhi T. Deasy 2014 2019 Paduan AlSi 12 (b) Standar BKI Piston, blok mesin, kampas rem, ditambah panci, Al siku, Al
plat dan master alloy AlSi 45 Cetakan pasir, dapur IKM  komp osisi kimia sesuai
 sifat mekanik sesuai
Pada  penelitian  kali  ini  akan  membuat  2  (dua) formula  material  paduan  cor  AlSi 10 Mg (b) dari  bahan skrap aluminium yang mengacu pada standar material BKI seperti  dalam tabel 1. Metoda pengecoran  yang dilakukan  mengacu  pada  standar  ASTM:  ASTM  B 26/B  26M,  “ Specification  for  Aluminum-Alloy  Sand Casting ”  [6].  Komposisi  kimia  yang  diharapkan sesuai  tabel  2  dan  sifat  mekanik  yang  diharapkan sesuai standar DIN EN 1706 pada tabel 3 [16].

## 2. Metode Penelitian
Untuk  menghasilkan  bahan  AlSi 10 Mg (b) harus menggunakan  dengan  kandungan  silikon  dan magnesium  yang  cukup  tinggi,  maka  dipilihlah  dua material  skrap  yaitu  piston  dan  kampas  rem  sebagai material  utama  ditambah  panci,  aluminium  siku, aluminium plat dan master alloy AlSi 49 dan AlMg 20 .
Skrap aluminium yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan  bahan  paduan  cor  AlSi 10 Mg (b) tersebut kemudian  di  data  komposisi  kimia  masing-masing skrap-nya  yang  merujuk  pada  Peneliti  sebelumnya [1,2,3].
Proses  selanjutnya  adalah  membuat  simulasi dengan metode  tabel  menggunakan  perangkat  lunak MS.excel. Dari hasil simulasi didapatkan bahan untuk membuat  kedua  formula  AlSi 10 Mg (b) dari  masing- masing  skrap  dengan  rincian  yang  terlihat  pada Tabel            7 dan Tabel 8.
Tabel 7. Kebutuhan material skrap untuk formula 1 AlSi 10 Mg (b) No  Jenis Material Kebutuhan  Bahan (Kg) 1 Piston 2 2 Panci 4 3 Aluminium siku 3,8 4 Aluminium plat 6 5 AlMg 20 1 6 AlSi 49 3,2 Jumlah 20
Tabel 8. Kebutuhan material skrap untuk formula 2 AlSi 10 Mg (b) No Jenis Material  Kebutuhan  Bahan (Kg) 1 Kampas rem 1,6 2 Panci 2 3 Aluminium siku  2,4 4 Aluminium plat  6 5 AlMg 20 4 6 AlSi 49 4 Jumlah 20
Alat  yang  digunakan  pada  proses  cor  adalah  dapur krusibel  dengan  tipe  dapur  terbuka  dengan menggunakan  bahan  bakar  solar.  Kontruksi  dapur terdiri  atas  krusibel  sebagai  tempat  peleburan  logam yang  terletak  di  tengah-tengah  dapur  sedangkan burner dipasang pada tungku sebagai penghubung ke bahan  bakar,  kowi  untuk  memasak  logam  cair diletakkan  ditengah-tengah  seperti  terlihat  pada Gambar 1.

## Gambar 1. Tungku peleburan
Kowi  digunakan  sebagai  tempat  untuk  melebur  dan mencampur  coran.  Kowi  yang  digunakan  berbahan keramik  dengan  kapasitas  pemasakan  20  Kg  seperti terlihat  pada  Gambar  2.  Cetakan  jenis  cetakan  pasir pada Gambar 3.
Gambar 2. kowi 20 Kg
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 16 No. 1 (2023) 97 - 103
Alat  bantu  lain  adalah  timbangan,  mesin  gerinda, mesin  potong,  gayung  untuk  penuangan,  serok  baja, termokopel dan mesin bubut.

## Gambar 3. Cetakan pasir
Sebelum  melakukan  pengecoran,  bahan-bahan  hasil simulasi  dilakukan  proses  pembersihan  dan pemotongan. kemudian ditimbang sesuai kebutuhannya  dengan  alat  timbang  digital  seperti terlihat pada Gambar 4.

## Gambar 4. Proses penimbangan
Proses  selanjutnya  adalah casting yaitu     melebur bahan  baku  skrap  paduan  aluminium  sesuai  hasil perhitungan  peramuan  dan  pemaduan  pada  Tabel  7 dan  Tabel  8  untuk  kedua  formula.  Peleburan dilakukan  sampai  mencapai  temperatur  ±725 0 C. Logam  cair  hasil  peleburan  dituangkan  ke  dalam cetakan yang telah disiapkan.
Proses  pengecoran  diawali  dengan  pengisian  bahan bakar  solar+bensin  kemudian    dihembuskan  udara menggunakan blower untuk pemanasan kowi  selama ±10  menit.  Selanjutnya  material  skrap  yang  sudah dipotong-potong dimasukkan dalam kowi yang sudah dipanaskan.  Mula-mula  potongan  panci,  aluminium siku dan aluminium  plat  yang  dicor  terlebih  dahulu selama  ±15  menit  sampai  mencair  kemudian  diaduk seperti terlihat pada Gambar 5.

## Gambar 5. Proses pengecoran
Bahan  skrap  utama  (piston  dan  kampas  rem) ditambahkan  ke  dalam  kowi  dikuti  penambahan AlSi 49 dan  AlMg 20 master  alloy .  Ketika  material sudah  terlihat  cair  selanjutnya  penambahan covering flux sambil  terus  diaduk  secara  manual  selama  ±5
menit  sehingga  mulai  terlihat  kotoran-kotoran  yang mengapung  berbentuk  bara kehitaman yang kemudian disingkirkan dari logam cair.

## Gambar 6. Proses pengecekan suhu
Pengecekan  suhu  menunjukkan  ±700 0 C  maka  tidak diperbolehkan  untuk  melakukan  pengadukan  agar lapisan oksida pada logam cair tidak rusak. Setelah ± 10  menit  maka  suhu  logam  cair  menunjukkan kenaikan  secara  cepat  mencapai  suhu  759 0 C  seperti terbaca  pada  termokopel  digital  pada  Gambar  6  dan selanjutnya  dilakukan  proses  penuangan  secara manual  seperti  terlihat  pada  Gambar  7.  Proses selanjutnya  adalah  pembongkaran  cetakan  yang sudah  diisi  logam  cair  setelah  ±20  menit  dari  waktu penuangan dengan harapan produk cor sudah padat .

## Gambar 7. Proses penuangan
Produk  hasil  cor  dilakukan  pengujian  komposisi kimia dengan ukuran sampel  uji 20 mm dan 20 mm. Peralatan  uji  menggunakan  mesin  uji  komposisi (spectrometer)  Shimadzu  OES  5500  II  standard ASTM  E  1251-04  [20].  Preparasi  spesimen  setelah dipotong  kemudian  dipoles  dengan  mesin  poles. Penembakan dilakukan sebanyak 3 kali untuk diambil rata-rata komposisi kimia bahan.
Uji  kekerasan  Rockwel  B  (HRB)  berpedoman  pada standar  ASTM  E18-11  [20]  menggunakan  alat  uji Kekerasan  Rockwell  HR-150A  dengan  ukuran spesimen  20x20x20mm 3 .  Preparasi  spesimen setelah dipotong  kemudian  dipoles  dengan  mesin  poles. Pengujian  dilakukan  dengan  3  kali  penekanan indentor.

## 3.   Hasil dan Pembahasan
1). Uji Komposisi kimia
Hasil  uji  komposisi  kimia  dapat  dilihat  pada Tabel 9.

## Titiek Deasy Saptaryani1*, Yuli Nurasri2, Budi Santoso3
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 16 No. 1 (2023) 97 - 103
Tabel 9. Hasil uji komposisi Mate rial
Komposisi kimia
Si Mg Cu Fe Mn Ni Zn Ti Pb Sn Cr F 1 9,16 0,39 0,2 0,39 0,08 0 0,04 0 0 0 0 F 2 10,69 0,22 0,22 0,41 0,04 0,01 0,09 0,01 0,01 0 0,01 DIN 1706 9,0- 11,0 0,20- 0,45 0,1 (0,08) 0,55 (0,45) 0,45 0,05 0,10 0,15 0,05 0,05 0
Data  hasil  pengujian  komposisi  kimia  pada  Tabel  9 menunjukkan bahwa secara umum baik Fomula 1 dan Formula  2  termasuk  paduan  cor  AlSi 10 Mg (b) jika melihat  dari  kandungan  unsur  silikon  sesuai  standar DIN  EN  1706  yaitu  untuk  unsur  silikon  formula  1 adalah 9,16% dan formula 2 sebesar 10,69%. Silikon (Si)  digunakan  untuk  meningkatkan  karakteristik pengecoran dengan memperbaiki fluiditas, ketahanan hot tearing dan feeding . Jumlah maksimum Si dalam proses  pengecoran  tergantung  pada  kebutuhannya, untuk  solidifikasi  lambat  ( sand dan investment ) sekitar  5-7%  Si,  untuk  cetakan  permanen  sekitar  7- 9% Si, dan untuk die casting sekitar 8-12% [1,6].
Unsur magnesium kedua formula hasil uji komposisi kimia  pada  tabel  9  sesuai  komposisi  standar  yaitu untuk formula 1 sebesar 0,39% dan formula 2 sebesar 0,22%,  dan  ini  sesuai  standar  DIN  EN  1706. Magnesium  (Mg)  berkonstribusi  meningkatkan kekerasan  dan  kekuatan  dalam  paduan  Al-Si  karena fasa  larut  Mg 2 Si  yang  tergantung  temperatur.  Fase pengerasan  didapatkan  dengan  penambahan  0,70% Mg.  Paduan  Al-Si  dengan  kekuatan  tinggi  biasanya mempunyai  kandungan  Mg  sebanyak  0,40  –  0,70%. Paduan  biner  Al-Mg  banyak  digunakan  untuk meningkatkan hasil finishing permukaan, respon yang baik terhadap  finishing kimia, ketahanan  korosi,  dan kombinasi  yang  baik  antara  kekuatan  dan  keuletan [1,6].
Tetapi  untuk  kedua  Formula  pada  Tabel  9  terlihat adanya  ketidaksesuaian  pada  kandungan  tembaga (Cu)  yang  melebihi  dari  standar.  Biasanya  dengan kandungan  Cu  tinggi  memperbaiki  kekuatan  dan kekerasan  dalam  paduan heat  treatable tetapi  akan menurunkan  ketahanan  korosi, hot  tearing ,  dan castability [1,6].  Cu  mempunyai  pengaruh  negatif terhadap porositas artinya kandungan Cu yang rendah akan  mengurangi  porositas.  Cu  dalam  pengecoran paduan  aluminium  membentuk  Al 2 Cu  yang  tampak seperti partikel-partikel kecil pink diakhir solidifikasi dan  Cu  meningkatkan  penyebaran  mikroporositas. Tembaga secara signifikan meningkatkan tekanan gas hidrogen yang menyebabkan gas terlarut [1,21].
2). Uji Sifat Kekerasan
Uji  kekerasan  Rockwel  B  (HRB)  yang  berpedoman pada  standar  ASTM  E18-11  menggunakan  alat  uji Kekerasan Rockwell HR-150A [22].
Dari  Gambar  8  terlihat  grafik  hasil  uji  kekerasan dimana  kekerasan  kedua  formula  AlSi 10 Mg (b) dari
skrap memenuhi standar DIN EN  1706 yaitu di atas 50HBN. Range kekerasan  pada  formula  1  sebesar 129-139HBN dan Range kekerasan formula 2 sebesar 178-204HBN.  Diantara  kedua  formula,  kekerasan tertinggi  pada  formula  2 terlihat pada Gambar 8.

## Gambar 8. Grafik rata-rata uji kekerasan (HBN)
Pada  formula  2  kandungan  Cu  lebih  tinggi dibandingkan  formula  1.  Dan  kandungan  unsur  Cu digunakan  untuk  memperbaiki  kekuatan  dan kekerasan  [1,6].  Tetapi  kandungan  Cu  tinggi  juga linier   dengan pertambahan persentase porositas yang menyebabkan kekerasan menurun [1,6].

## 4.   Kesimpulan
Dari  hasil  penelitian  dapat  diambil  kesimpulan sebagai berikut:
1). Komposisi  kimia  kedua  formula  material AlSi 10 Mg (b) dari  skrap  memenuhi  komposisi standar  BKI  yang  mengacu  pada  DIN  EN  1706 pada  unsur  silikon  dan  magnesiumnya  tetapi unsur Cu yang melebihi (Tabel 9).
2). Nilai  kekerasan kedua  formula material AlSi 10 Mg (b) sesuai  dengan  persyaratan  nilai kekerasan DIN EN 1706 yaitu >50 HBN, dan dari kedua  formula  nilai  kekerasan  lebih  tinggi AlSi 10 Mg (b) yang berbahan utama kampas rem.
Kedua  formula  sesuai  dengan  standar  DIN  EN  1706 acuan  BKI  untuk  komponen  kapal,  tetapi  dari  kedua formula  lebih  direkomendasikan Formula  1 karena mengacu  pada  komposisi  Mg  yang  lebih  tinggi dibanding  formula  2  karena    unsur  Mg  merupakan finishing  kimia,  ketahanan  korosi,  dan  kombinasi yang baik antara kekuatan dan keuletan.

## Daftar Rujukan
[1]. T.  Deasy,  2014,  Pembuatan  Komponen  Kapal  Berbahan Paduan  Cor  AlSi 12 (b)  Dari  Skrap  Aluminium,  Tesis Magister Teknik Mesin, Universitas Diponegoro, Semarang.
[2]. T.Deasy,  2019,  Analisis  Komposisi  Kimia  Dan  Kekerasan MaterialStandar  AlSi 12 (b)  Dari  Skrap  Aluminium  Yang Berbeda”, Jurnal Engineering Universitas Pancasakti Tegal, volume 10 Nomor 2, pp 53-62.
[3]. T  Deasy,  DH  Gunawan,  2014,  Pembuatan  Bahan  Standar AlSi 12 (b)  dari  skrap  aluminium;  Study  komposisi  kimia, porositas dan kekerasan bahan, Prosiding SNATIF-KUDUS, vol. 1
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 16 No. 1 (2023) 97 - 103
[4]. Biro  Klasifikasi  Indonesia  (BKI),  2006, Rules  for  the classification  and  construction  of  seagoing  steel  ships , volume V section 10.
[5]. Prof. Ir. Tata Surdia MS., 2000, Teknik Pengecoran Logam , Pradnya Paramita, Jakarta.
[6]. ASM Metal Handbook Vol5, 1998, Casting
[7]. W.  Khraisata,  and  W.  Abu  Jadayil,  2010, Strengthening Aluminum  Scrap  by  Alloying  with  Iron ,  JJMIE  Volume  4 Number 3, June.
[8]. H. Amini Mashhadi, A. Moloodi, M. Golestanipour, E.Z.V. Karimi,  2009, Recycling  of  aluminium  alloy  turning  scrap via cold pressing and melting with salt flux, Science Dirrect, Elsevier, Journal of  materials processing  technology 2 0  9, 3138–3142.
[9]. Subodh K. Dash, June 2006, Designing Aluminum Alloys for a Recycle-Friendly World , Journal of Light Metal Age.
[10]. Y.  Xiao,  M.A.  Reuter,  Juli  2002, Recycling  of  distributed aluminium turning scrap , Science Dirrect, Elsevier, Mineral Engnineering 15 (2000) 963-970.
[11]. T.O.  Mbuya,  B.O.  Odera,  S.P. Ng’ang’a  and F.M.  Oduori, 2010, Effective  Recycling  of  Cast  Aluminium  Alloys  for Small  Foundries ,  Jomo  Kenyatta University  of Agriculture and Technology, JAGST Vol. 12(2).
[12]. ASM Metal Handbook Vol.3, 1998, Alloy Phase Diagrams.
[13]. R.  Widodo,  April  2012,  Teknik  Pengelolaan  Bahan  Baku Peleburan Aluminium, Jurnal Foundry Vol. 2 No. 1, ISSN : 2087-225.
[14]. T. Lipiński, 2008, Influence exothermical mixtures contents Na or B on elongation and hardness AlSi12 alloy , Archives
of Foundry Engineering (AFE), ISSN (1897-3310) Volume 8 Issue 1.
[15]. Suhariyanto,  2002,  Perbaikan      Sifat      Mekanik      Paduan Aluminium (A356.0) dengan Menambahkan TiC.
[16]. DIN EN 1706, Juni 2008, Aluminium and aluminium alloys– Castings: Chemical composition and mechanical properties .
[17]. Jarot  Raharjo,  2001,  Pembuatan  Ingot  Standar  Paduan Aluminium  BS  1490  Seri  LM  4  dan  LM  13  Dari  Bahan Baku  Skrap,  Tesis  Program  Pasca  Sarjana  Fakultas  MIPA, Program Studi Ilmu Material, Universitas Indonesia.
[18]. Arie  Hendarto,  Muslim  E.  Harahap,  Eko  Syamsuddin Hasrito, Danny M. Gandana, Nopember 2011,  Peningkatan Daya   Saing Baling-baling Kapal Penumpang Produk IKM Logam  Di Kabupaten   Tegal      Melalui      Pengembangan Teknologi  Pengecoran  dan  Desain  yang  Hidrodinamis, BPPT.
[19]. Kiryanto,  Eko  Samito  Hadi,  Muhammad  Ansori,  Februari 2012,  Analisa  Sifat  Mekanik  Paduan  Aluminium  Sebagai Rangka  Jendela  Kapal  di  Perusahaan  Pengecoran  Logam CV.  Setia  Kawan  Kota  Tegal  dengan  Cetakan  Tidak Permanen, Jurnal Kapal – vol 9 No.1.
[20]. ASTM  E  1251-04, Standard  Test  Method  for  Analysis  of Aluminum  and  Aluminum  Alloys  by  Atomic  Emission Spectrometry .
[21]. Manash  Dash,  Makhlouf  Makhlouf,  2001, Effect  of  key Alloying  Elements  on  the  Feeding  Characteristics  of Aliminium-Silicon Casting Alloys, Journal of Light Metals 1.
[22]. ASTM Handbook E18-11, 2004, Standard Test Method for Brinell  Hardness  of  Metallic  Materials, PO.  Box  C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, USA.