## PENGARUH PROSES PENGECORAN TERHADAP SIFAT-SIFAT MEKANIS PADA BALING-BALING PERAHU MOTOR
Siproni 1) , Muhammad Rasid 2) , Dicky Seprianto 3) , Yahya 4)
1,2,3,4) Staf pengajar jurusan teknik mesin Politeknik Negeri Sriwijaya Jln. Srijaya Negara Bukit Besar Palembang 30139 Telp.353414 fax : 0711-453211

## Abstrak
Perahu Motor ( Motor Ketek ) merupakan alat transportasi air yang sangat penting di daerah Sumatera Selatan, khususnya Kota Palembang. Di antara sekian banyak komponen yang ada pada Prahu motor adalah baling-baling ( propeller ), karena dengan menggunakan baling-baling  inilah  Prahu  motor  akan  dapat  bergerak,  bahkan  melaju  dengan  kecepatan yang  tinggi.  Kebanyakan  baling-baling  ( propeller )  yang  digunakan  sebagai  penggerak Perahu motor dibuat dari bahan kuningan ( brass ) atau paduan aluminium ( aluminum alloy ), yang  masing-masing  mempunyai  kekurangan  dan  kelebihan.  Kuningan  mempunyai  berat jenis  yang  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan  aluminium,  akan  tetapi  kuningan  mempunyai kekuatan  mekanis  yang  lebih  besar  bila  dibandingkan  dengan  aluminium.  Salah  satu kesamaan  dari  kedua  material  tersebut  yaitu  anti  korosi  dan  mudah  dituang/dicor.  Proses pengecoran  pada  baling-baling  dapat  dilakukan  dengan  2  (dua)  cara  yaitu  pengecoran dengan  menggunakan  cetakan  yang  terbuat  dari  pasir  ( sand  casting )  dan  dengan menggunakan  cetakan  yang  terbuat  dari  logam  ( die  casting ).  Dari  kedua  metode  di  atas, metode sand  casting paling  banyak  digunakan,  oleh  karena  proses  pembuatan  cetakan yang  mudah  dan  murah.  Sedangkan  metode die  casting jarang  digunakan,  oleh  karena proses  pembuatan  cetakan  yang  rumit.  Di  Sumatera  Selaatan  Khusus  kota  Palembang, pembuatan  baling-baling  ( propeller )  banyak  dikerjakan  oleh  industri kecil dengan  kapasitas yang  masih  rendah  dan  tidak  kontinyu  (tergantung  pesanan).  Dari  beberapa  industri  kecil pembuat  baling-baling,  maka  kebanyakan    proses  pengecoran  yang  dilakukan  dengan menggunakan  metode sand  casting .  Sedangkan  metode die  casting digunakan  hanya apabila  ada  pesanan  khusus.  Proses  pengecoran  dengan  metode sand  casting biasanya menghasilkan baling-baling yang kurang baik, misalnya permukaan kasar dan sering terjadi keropos. Hal ini disebabkan oleh karena sifat pasir cetak yang kasar dan mengandung air. Sedangkan  pada die  casting ,  kemungkinan  di  atas  tidak  akan  terjadi,  oleh  karena permukaan  cetakan  yang  halus  dan  cetakan tidak mungkin  mengandung air.  Dengan  hasil yang demikian tadi maka sifat-sifat mekanis pada baling-baling juga akan berbeda. Diantara beberapa sifat mekanis yang penting adalah kekerasan ( hardness ), kekuatan Tarik  dan laju perambatan retak ( crack growth rate ). Kekerasan sangat diperlukan pada baling-baling oleh karena untuk mempertahankan keausan dari gesekan-gesekan dengan air atau partikel lain. Sedangkan  sifat  perambatan  retak  juga  diperlukan  oleh  karena  untuk  memperlambat terjadinya retak/patah akibat adanya tumbukan dengan benda lain. Oleh karena itu penting sekali  untuk  mengetahui  seberapa  besar  pengaruh  proses  pengecoran  terhadap  sifat-sifat mekanis  tadi.  Pada  material  aluminium  untuk  pembuatan  baling-baling  motor  ketek  proses pembentukkan  menggunakan  cetakan  pasir  dan  cetakan  logam  tidak  terlalu  berpengaruh secara  siknifikan  terhadap  kekuatan  mekanisnya,  tetapi  untuk  proses  pencetakan  dengan cetakan  pasir  mempunyai sifat  mekanis  yang  lebih baik   dari  cetakan  logam  yaitu  . 76,187 MPa untuk Tensile Streng dan 53,836 HB untuk kekerasan. Untuk Material Kuningan untuk pembuatan  baling-baling  motor  ketek  proses  pembentukan  dengan  menggunakan  cetakan yang  berbeda  mempunyai  pengaruh  yang  cukup  siknifikan,  dimana  proses  dengan menggunakan  cetakan  pasir  mempunyai  sifat  mekanis  yang  lebih  baik  dari  cetakan  logam yaitu 343,495 MPa untuk untuk tensile streng dan 84,365 HB untuk kekerasan.
Kata Kunci : Baling-baling, die casting

## 1. PENDAHULUAN
Perahu  Motor  (  Motor  Ketek  )  merupakan alat transportasi air yang sangat penting di daerah Sumatera  Selatan,  khususnya  Palembang.  Di antara  sekian  banyak  komponen  yang  ada  pada Perahu  motor  (  Ketek  )  adalah  baling-baling ( propeller ),  karena  dengan  menggunakan  baling- baling  inilah  maka  Prahu  motor  (  Ketek  )  akan dapat bergerak, bahkan melaju dengan kecepatan yang tinggi.
Kebanyakan  baling-baling  ( propeller )  yang digunakan  sebagai  penggerak  Perahu  motor  ( Ketek  )  dibuat  dari  bahan  kuningan  ( brass )  atau paduan aluminium ( aluminum alloy ), yang masing- masing  mempunyai  kekurangan  dan  kelebihan. Kuningan  mempunyai  berat  jenis  yang  lebih  tinggi dari  pada  aluminium,  akan  tetapi  kuningan mempunyai  kekuatan  yang  lebih  besar  bila dibandingkan dengan aluminium. Tetapi keduanya mempunyai kesamaan yaitu anti korosi dan mudah dituang/dicor.
Proses pengecoran pada baling-baling dapat dilakukan  dengan  2  (dua)  cara/metode,  yaitu pengecoran  dengan  menggunakan  cetakan  yang terbuat  dari  pasir  ( sand  casting )  dan  dengan menggunakan  cetakan  yang  terbuat  dari  logam ( die  casting ).  Dari  kedua  metode  di  atas,  metode sand  casting paling  banyak  digunakan,  oleh karena  proses  pembuatan  cetakan  yang  mudah dan murah. Sedangkan metode die casting jarang digunakan,  oleh  karena  proses  pembuatan cetakan yang rumit.
Di Sumatera
Selatan Khusus kota Palembang,  pembuatan  baling-baling  ( propeller ) banyak  dikerjakan  oleh  industri  kecil  dengan kapasitas  yang  masih  rendah  dan  tidak  kontinyu. Hal  ini  disebabkan  terbatasnya  kemampuan  dan juga  modal.  Dari  beberapa  industri  kecil  pembuat baling-baling, maka kebanyakan proses pengecoran yang dilakukan dengan menggunakan metode sand  casting .  Sedangkan  metode die casting digunakan  hanya  apabila  ada  pesanan khusus.
Proses  pengecoran  dengan  metode sand casting biasanya  menghasilkan  benda  kerja  yang kurang  baik,  misalnya  permukaan  kasar  dan sering  terjadi  keropos.  Hal  ini  disebabkan  oleh karena  sifat  pasir  cetak  yang  kasar  dan mengandung  air.  Sedangkan  pada die  casting , kemungkinan  di  atas  tidak  akan  terjadi,  oleh karena  permukaan  cetakan  yang  halus  dan cetakan tidak mungkin mengandung air.
Dengan hasil yang demikian tadi maka sifat- sifat  mekanis  pada  baling-baling  juga  akan berbeda.  Diantara  beberapa  sifat  mekanis  yang penting  adalah  kekerasan  ( hardness )  dan  laju perambatan  retak  ( crack  growth  rate ).  Kekerasan sangat  diperlukan  pada  baling-baling  oleh  karena untuk  mempertahankan  keausan  dari  gesekan- gesekan  dengan  air  atau  partikel  lain.  Sedangkan sifat perambatan retak juga diperlukan oleh karena
untuk memperlambat  terjadinya  retak/patah  akibat adanya tumbukan dengan benda lain. Oleh karena itu  penting  sekali  untuk  mengetahui  seberapa besar pengaruh proses pengecoran terhadap sifat- sifat mekanis tadi.

## 2. KAJIAN PUSTAKA
Kemudian  Colangelo  dan  Heiser  (1989) menyatakan  bahwa  terdapat  4  faktor  yang mempengaruhi  perambatan  retak  fatik  suatu logam/komponen, yaitu : (a) konsentrasi tegangan, (b)  ukuran  komponen,  (c)  kekasaran  permukaan, dan (d) tegangan kerja rata-rata. Jadi jelas bahwa kekasaran  permukaan  akan  mempengaruhi  sifat mekanis  suatu  logam.  Bahkan  pada  nilai  tertentu, kekasaran  permukaan  akan  menurunkan  umur fatik hampir 50%nya (Gungor dan Edwards, 1993). Selain  itu  juga  Gungor  menemukan  bahwa spesimen yang permukaannya halus bisa mencapai  tegangan  kerja  100  MPa,  sedang  yang permukaannya  kasar  hanya  mencapai  tegangan kerja 80 MPa.
Kuningan  merupakan  logam  paduan  non- ferro  dari  tembaga  (Cu)  dan  seng  (Zn)  dengan kadar antara 60 – 90% Cu dan 10 – 40% Zn, serta sedikit  unsur-unsur  lain,  seperti  mangan  (Mn), silikon  (Si),  dan  timah  hitam  (Pb).  Kuningan mempunyai banyak kegunaan, dari mulai komponen  mesin  sampai  dengan  perabotan rumah  tangga.  Hal  tersebut  disebabkan  karena kuningan  mempunyai  sifat-sifat  yang  cukup  baik, antara  lain  :  (a)  mempunyai  kekerasan  dan kekuatan tarik yang cukup, (b) mudah dituang/dicor,  bahkan  untuk  benda-benda  yang tipis,  (c)  warna  yang  menarik,  dan  (d)  merupakan konduktor  listrik  ataupun  panas  yang  cukup  baik (Tata Surdia, 1992).
Kuningan  yang  digunakan  sebagai  bahan baling-baling Perahu motor (ketek) atau kapal laut adalah  yang  mempunyai  kadar  60%  Cu –  39%Zn – 1% Sn (Smith, 1993). Dengan kadar kandungan seperti  tersebut  maka  kuningan  sangat  mudah dituang/dicor, dan juga mempunyai kekuatan yang cukup  baik.  Sedangkan  bahan  aluminium  yang sering  digunakan  dalam  pembuatan  baling-baling motor  tempel  adalah  paduan  aluminium  seri 2xxx, yaitu  dengan  kadar  campuran  4%Cu – 1,5%Mn  – 2,0%Ni (Smith, 1993). Selain ketahanan korosinya bertambah dengan adanya penambahan unsur Ni, juga  kekuatannya  bertambah  dengan  adanya unsur Cu dan Mn.
Gambar 1. Bagan proses pengecoran dengan metode sand casting

## 3. METODE PENELITIAN
Didalam  penelitian  ini  menggunakan  dua material  yang  berbeda  yaitu  kuningan  dan aluminium,  dengan  dua  proses  pembentukan specimen yaitu menggunakan metode pengecoran pasir  dan  metode  dengan  pengecoran  logam .Dengan masing-masing specimen untuk pengujian tarik dan kekerasan  sebanyak 15 pcs.
Gambar 2. Flow Chart proses penelitian

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Komposisi Kimia
 Material Aluminium
Gambar 3. Komposisi Kimia material Aluminium
 Material Kuningan
Gambar 4. Komposisi kimia material  kuningan
4.2 Pengujian Kekerasan Gambar 5 Grafik distribusi kekerasan HB untuk material aluminium 0 20 40 60 80 0 5 10 15 20 Pengecoran Pasir Pengecoran Logam
Gambar 6 Grafik distribusi kekerasan HB untuk material kuningan
Gambar 7 Grafik kekerasan rata-rata untuk material aluminium dan kuninngan
Dari  tabel  gambar  5,6  dan  7  dapat  kita  simpulkan proses  pengecoran  mempunyai  pengaruh  yang cukup signifikan terhadap kekerasan pada material Aluminium dan kuningan. Untuk material aluminium  pengecoran  dengan  cetakan  pasir menghasilkan  kekerasan  yang  lebih  besar  dari cetakan  logam,  yaitu  dengan  cetakan  pasir dengan  53,836  HB  dan  dengan  menggunakan cetakan  logam  yaitu  sebesar  52,042  HB;  tetapi berbanding  terbalik  dengan  material  kuningan kekerasan tertinggi dengan menggunakan cetakan logam  yaitu  sebesar  86,979  HB,  sedangkan dengan cetakan pasir sebesar 84,365 HB.

## 4.3 Pengujian Tarik
Spesimen uji tarik untuk untuk kuningan dan aluminium  dibentuk  seperti  pada  gambar  8 dibawah ini.
4.4  Elongation ( Perpanjangan )
Gambar 9 Dstribusi Perpanjangan Elongation % untuk material Aluminium
Gambar 10 Dstribusi Perpanjangan Elongation  % untuk material Kuningan
Tabel 1 Elengotion rata-rata untuk masing-masing cetakan
Gambar 11 Grafik Elongation %  rata-rata untuk material Aluminium dan Kuningan
0 20 40 60 80 100 120 140 0 10 20 Pengecoran Pasir Pengecoran Logam 0 20 40 60 80 100 Alumium Cetakan pasir
Alumium Cetakan logam Kuningan Cetakan pasir Kuningan Cetakan logam
K e ke rasan HB Proses Pengecoran 0 1 2 3 4 5 0 5 10 15 20 Cetakan Logam Elongation Cetakan Pasir Spesimen uji 0 2 4 6 8 10 0 10 20 Kuningan Cetakan Logam Kuningan Cetakan Pasir

## 4.5  Tensile Streng
Gambar 12 Grafik distribusi Tensile Strength
..MPa untuk material aluminium
Grafik 13 distribusi Tensile Streng ..MPa  untuk material Kuningan
Tabel 2 Tensile strength untuk masing-masing cetakan
Gambar 14 Tensile Strength rata-rata untuk material aluminium dan kuningan
4.6  Yield Streng
Gambar 15 distribusi yield streng..MPa    untuk material aluminium
Gambar 16  Grafik distribusi yield streng ..MPa untuk material kuningan
Tabel 3 Yield Srength untuk masing-masing cetakan
Gambar 17 Yield Streng untuk material aluminiumd dan kuningan
0 50 100 150 0 10 20 Cetakan Logam Spesimen uji 0 200 400 600 800 1000 0 5 10 15 20 Cetakan Logam… Spesimen uji 0 20 40 60 80 100 120 0 10 20 Cetakan Logam Cetakan Pasir Spesimen uji 0 100 200 300 400 500 0 5 10 15 20 Cetakan Logam
Yield…
Spesimen uji

## Tabel 4   Kekuatan mekanis material  Alumnium hasil  pengujian
No Materal Aluminium Elongati on % Tensile streng MPA Yield Streng MPa Kekera san HB 1 Cetakan Pasir 1,867 76,187 44,373 53,836 2 Cetakan logam 2,667 72,107 46,953 52,042
Dari  tabel  4,  untuk  material  aluminium  baik dengan  metode  cetakan  pasir  maupun  cetakan logam  terdapat  peningkatan  kekerasan  yang cukup  siknifikan  yaitu  dari  30  HB  menjadi  53,836 dan  52,042  dan  ini  berbanding  terbalik  dengan kekuatan  tarik  ( Tensile  Streng )  terjadi  penurunan yang  siknifikan  yaitu  dari  20  MPa  menjadi  76,187 untuk  cetakan  logam  dan  72,107  untuk  cetakan logam.
Tabel.  5    Kekuatan  mekanis  material  hasil pengecoran untuk material kuningan.
No Materal Kuningan Elong ation % Tensile streng MPA Yield Streng MPa Kekera san HB 1 Cetakan Pasir 0,4 343,495 187,933 84,365 2 Cetakan logam 4,2 97,893 67,232 86,979
Dari  tabel  5,  dapat  kita  ketahui  untuk  untuk material  kuningan  dengan  proses  pengecoran sand  casting (cetakan  pasir)  mempunyai  sifat mekanis  yang  lebih  baik  dari  cetakan  logam, dimana Tensil  Strength 343,495  MPa  sedangkan pada  cetakan  logam  Tensile  Streng  nya  hanya sebesar  343,495  ini  menunjukkan  bahwa  proses pengecoran  sangat  mempengaruhi kekuatan mekanis pada material kuningan.

## 5. KESIMPULAN
5.1 Pada  material  aluminium  untuk  pembuatan baling-baling motor
ketek
proses pembentukkan  menggunakan  cetakan  pasir dan cetakan logam tidak terlalu berpengaruh secara siknifikan terhadap kekuatan mekanisnya, tetapi untuk proses pencetakan dengan  cetakan  pasir  mempunyai  sifat mekanis yang lebih baik  dari cetakan logam yaitu . 76,187 MPa untuk Tensile Streng dan
53,836 HB untuk kekerasan.
5.2 Untuk  Material  Kuningan  untuk  pembuatan baling-baling motor
ketek proses pembentukan dengan menggunakan cetakan yang berbeda mempunyai pengaruh yang  cukup  siknifikan,  dimana  proses dengan menggunakan cetakan pasir
mempunyai  sifat  mekanis  yang  lebih  baik dari cetakan logam yaitu 343,495 MPa untuk untuk  tensile  streng  dan  84,365  HB  untuk kekerasan.

## DAFTAR PUSTAKA
Broek, D., 1986, “ Elementary Engineering Fracture Mechanics”, martinus Nijhoff Publishers, Dodrecht (Netherland).
Colangelo, V.J., Heiser, F.A., 1989, “ Analysis of Metallurgical Failure”, John Willey and Sons Inc., Singapore.
Gungor, S., Edwards, L., 1993, “Effect of surface texture on fatigue life in squeeze cast 6082 aluminum alloy”, Fatigue & Fracture of Engineering Materials and Structure , 16(4), 479-493
Inchekel, A., Talia, J.E., 1994, “ Effect if scracthes on the fatigue behaviour of aluminum alloy ”, Fatigue & Fracture of Engineering Materials and Structure , 17(5), 501-507.
Jastrzebsky, Zbigniew D., 1981, “ The Nature and Properties of Engineering Materials”, John Willey and Sons, New York.
Smith, William F., 1993, “ Structure and Propertise of Engineering Alloys”, McGraw-Hill Inc., Singapore.
Tata Surdia, Saito, S., 1992, “Pengetahuan Bahan Teknik”, PT. Pradnya Paramita, Jakarta.
Tata Surida, 1995, “Teknik Pengecoran Logam”, PT. Pradnya Paramita, Jakarta.