URL: http://ojs.ummetro.ac.id/ummojs/index.php/turbo
PENGARUH TEMPERATUR PELEBURAN PADA PENGECORORAN LOGAM PADUAN AL-Si TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO

## Sulis Dri Handono
Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Metro Jl.Ki Hajar Dewantara No.166 Kota Metro Lampung 34111, Indonesia esdehaa@gmail.com

## Abstrak
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mempelajari  pengaruh  temperatur  peleburan  terhadap  struktur mikro  dan  kekerasan.  Paduan  yang  digunakan  adalah  Al-Si  7,79%.  Paduan  aluminium  –  silikon memiliki sifat  mekanis  yaitu mampu cor,mampu  las dan ketahanan korosi  yang baik.  Pengamatan yang dilakukan terhadap struktur mikro memperlihatkan bahwa paduan Al-Si 7,79% menunjukkan beberapa pola yang sama yaitu kecenderungan fasa silikon akan berubah menjadi serpihan tebal dan primary  silikon  cenderung  berubah  semakin  besar.  Kondisi  ini  disebabkan  terjadinya  peningkatan waktu  pembekuan  seiring  dengan  peningkatan  temperatur  peleburan  dan  cetakan . Penelitan  ini menggunakan tiga variasi  temperatur peleburan  yaitu  700 0 C, 750 0 C, dan 800 0 C. Kekerasan secara umum  akan  meningkat  seiring  dengan  peningkatan  temperatur  peleburan.  Kekerasan  tertinggi didapatkan pada temperatur peleburan 750°C yaitu 79,94 BHN.
Kata kunci : Temperatur peleburan,paduan Al-Si,struktur mikro,kekerasan

## PENDAHULUAN

## Pengecoran
Usaha  pengecoran  logam  mempunyai peranan strategis dalam perekonomian nasional  terutama  dalam  industri  otomotif. Proses  Pengecoran  (CASTING)  adalah  salah satu  teknik  pembuatan  produk  dimana  logam dicairkan dalam tungku peleburan kemudian di peleburankan  kedalam  rongga  cetakan  yang serupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akan dibuat. Pemilihan jenis bahan yang akan digunakan  dalam  pengecoran  mempunyai fungsi  penting  dalam  melaksanakan  proses pengecoran.  Tiap-tiap  bahan  yang  akan dipergunakan  mempunyai  sifat  dan  karakter yang berbeda-beda, masing-masing mempunyai keunggulan  dan  kelemahan tersendiri.[1]
Aluminium  tidak  hanya  dimanfaatkan untuk  peralatan  rumah  tangga,  tetapi  juga digunakan  pada  berbagai  bidang  dan  jenis industri,  antara  lain  untuk  material  pesawat terbang,  pembungkus  produk  di  industri makanan,  komponen  mesin,  elektronik,  dan
sebagainya.  Contoh  paduan  yang  sering dipergunakan  untuk  bagian-bagian  mesin adalah  Al-Si,  Al-Cu-Si  dan  Al-Si-Mg. Sedangkan  untuk  bagian  mesin  yang  tahan panas adalah Al-Cu-Ni-Mg, Al-Si-Cu-Ni-Mg, dan untuk bagian yang tahan korosi adalah Al- Mg.

## Alumunium
Aluminium  ditemukan  ditemukan  oleh sir  Humprey  Davy  pada  tahun  1809  sebagai suatu unsur, dan pertama kali direduksi sebagai logam  oleh  H.C.  Oesterd  tahun  1825.  Secara industri  tahun  1886, Paul  Heroult  di  Perancis dan C.M. Hall di Amerika secara terpisah telah memperoleh logam.
Aluminium  merupakan  logam  ringan mempunyai  ketahanan  korosi  yang  baik  dan hantaran listrik  yang baik dan sifat-sifat  yang baik  lainnya  sebagai  sifat  logam.  Aluninium didapat  dari  alumina  dengan  cara  elektrolisa dari  garamnya  yang  terdifusi.  Aluminium didapat dalam keadaan cair dengan elektrolisa umumnya mencapai kemurnian 99,85% berat.
Dengan mengelektrolisa kembali dapat dicapai kemurnian 99,99%.[2]
Tabel 1. Sifat-sifat fisik aluminium
Sifat-sifat Kemurnian Al (%) 99,996 >99,0 Massa jenis (kg/m 3 ) Titik cair ( o C) Panas Jenis (cal/g. o C) (100 o C) Hantaran listrik (%) Tahanan listrik koefisien temperatur (/ o C)
Koefisien pemuaian (/ o C) Jenis Kristal, konstanta kisi 2,6989 660,2 0,2226 64,94
0,00429 23,86 x 10 -6
fcc , a=4,013 kX 2,71 653-657 0,2297 59 (dianil)
0,0115 23,5 x 10 -6 fcc , a=4,04 kX

## Tabel 2. Sifat mekanik aluminium
Sifat-sifat Kemurnian Al (%) 99,996 >99,0 Dianil 75%  dirol dingin Dianil H18 Kekuatan tarik (kg/mm 2 ) Kekuatan mulur (0,2%)(kg/mm 2 ) Perpanjangan (%)
Kekerasan Brinell
4,9 1,3 48,8 17 11,6 11,0 5,5 27 9,3 3,5 35 23 16,9 14,8 5 44

## TINJAUAN PUSTAKA

## Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis
Sifat-sifat  khas  bahan  industri  perlu dikenal  secara  baik,  karena  bahan  tersebut digunakan  untuk  berbagai  keperluan  dalam berbagai  keadaan.  Sifat-sifat  bahan  yang diinginkan sangat banyak, termasuk sifat-sifat mekanik  (kekuatan,  kekerasan,  kekakuan, keliatan,  keuletan,  kepekaan  takikan),  sifat- sifat hantaran listrik, sifat magnet, sifat termal (panas  jenis,  pemuaian,  konduktivitas),  sifat- sifat fisik (ukuran massa jenis struktur), sifat- sifat  teknologi  (mampu  mesin,  mampu keras) dan  masih  banyak  lagi.Pengujian  yang dilakukan  pada  bahan  coran  ini  adalah pengujian sifat fisik dan mekanik bahan coran meliputi  pengujian  komposisi  kimia  dan pengujian struktur mikro.[3]

## Pengujian Struktur Mikro
Pengujian ini untuk mempelajari
karakteristik  struktur  dari  logam,  baik  logam murni  atau  logam  paduan.  Pengujian  ini merupakan  salah  satu  pengujian  fisis  yang bertujuan  untuk  mengamati  besarnya  butiran dan kristal yang ada, serta mengamati bentuk, ukuran dan distribusi dari fase lain.[4]
Tabel 3. Larutan bahan etsa (Samsudin, Pengujian Bahan Logam).
Material uji etsa Bahan etsa Komposisi Baja H NO 3 Alkohol 1-5 Cc 100 Cc Cu Cr O 3 (15%)
H Cl 50 Cc 2 tetes
Al
HF H Cl Air 10 Cc 15 Cc 90 Cc Pengujian Kekerasan Kekerasan didefinisikan
sebagai ketahanan  sebuah  benda  terhadap  penetrasi atau  daya  tembus  dari  bahan  Menurut  Van Vliet (1983) kekerasan adalah sifat ketahanan bahan terhadap desakan  ke  dalam  yang tetap, disebabkan oleh sebuah alat pendesak dengan bentuk  tertentu  di  bawah  pengaruh  gaya tertentu.  Ada  tiga  macam  pembebanan  untuk pengujian kekerasan yaitu :
1. Goresan,
2. Menjatuhkan bola, dan
3. Penekanan.[5]

## Pengujian Kekerasan Brinell
Pengukuran
kekerasan
Brinell
menggunakan  penumbuk  ( penetrator )  yang terbuat  dari  bola  baja.  Metode  ini  dilakukan dengan  mengindentasi  dengan  indentor  pada permukaan  benda  uji  dengan  beban  tertentu kemudian  bekas  indentor  diukur.  Bekas indentasi  pada  kekerasan  Brinell  memberi keuntungan  pada  material  tidak  homogen sehingga  beban  yang  diterima  lebih  merata misalnya pada paduan Alumunium. Selain itu, kekerasan Brinell juga tidak begitu dipengaruhi  oleh  goresan  dan  kekerasan permukaan  dibanding  dengan  uji  kekerasan lainnya.  Angka  kekerasan  Brinell  dapat ditentukan dengan persamaan berikut:
  2 2 2 d D D D P BHN     .....................(1)
Dengan :
BHN = angka kekerasan Brinell (Kg/mm 2 ) P   = pembebanan (Kg)
D = diameter indentor (mm)
d = diameter bekas injakan (mm)
Untuk  lebih  jelasnya  tentang  mekanisme pengujian kekerasan Brinell dapat dilihat pada skema pengujian pada gambar 1

## Gambar 1. Skema Pengujian Kekerasan Brinell

## METODE PENELITIAN

## Peralatan yang digunakan
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  tahap persiapan  material  yaitu  Al-Si  7,79%. Selanjutnya setelah mempersiapkan peralatan yang diperlukan yaitu proses peleburan pada tungku  menggunakan  bahan  bakar  gas. Temperatur  peleburan  dijaga  sesuai  dengan tiga variasi penelitian yaitu 7,750 dan 800°C.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar 2. Struktur Mikro Paduan Al Si 7,79 % Dengan Temperatur Peleburan 700°C,

## 750°C,800°C
Pengaruh Temperatur Peleburan terhadap Struktur Mikro dan Kekerasan
Kekerasan  bahan  Al  Si  7,79  %  akan berkurang  dengan  meningkatnya  temperatur peleburan. Hal ini menyebabkan bertambahnya  waktu  pembekuan  dan  daerah tumbuh  fasa  silikon  sehingga  pemisahan terjada  secara  sempurna  fasa  silikon  berubah dari  serpihan  menjadi  globular  dan  silicon
primar  kecil  menjadi  silicon  primar  besar. Perubahan ini dapat dilihat pada gambar diatas jika  dibandingkan  dengan  silicon  globular, struktur  silikon  primar  memiliki  karakteristik mekanis  yang  lebih  rendah.  Temperatur peleburan mempengaruhi pembentukan struktur mikro yang berpengaruh terhadap nilai kekerasan,  peningkatan  temperatur  peleburan akan  mengurangi  nilai  kekerasan  dengan terbentuknya silikon primer.
Gambar 3. Grafik Pengaruh Temperatur
Peleburan Temperatur Molding Terhadap Nilai Kekerasan
Hasil  pengujian  kekerasan  yang  terlihat dalam  grafik.  Kekerasan  bahan  Al  Si  7,79  % akan berkurang dengan meningkatnya temperatur peleburan. Saat temperatur peleburan mengalami kenaikan akan menyebabkan bertambahnya waktu pembekuan dan daerah tumbuh fasa silikon.Fasa  silikon  berubah  dari  serpihan menjadi  globular  dan  silicon  primar  kecil menjadi  silicon  primar  besar.  Perubahan  ini dapat  dilihat  pada  gambar  diatas  jika dibandingkan dengan silicon globular, struktur silikon primar memiliki karakteristik mekanis yang  lebih  rendah.  Temperatur  peleburan mempengaruhi  pembentukan  struktur  mikro yang  berpengaruh  terhadap  nilai  kekerasan, peningkatan temperatur peleburan akan mengurangi nilai kekerasan dengan terbentuknya silikon primer.

## Kesimpulan
Kesimpulan dari penelitian ini adalah :
65 70 75 80 700 750 800 N ilai K e ke rasan ( B H N ) Temperature Peleburan (°C) Nilai Kekerasan pada Temperature Molding 300°C 800ºC 700ºC 750ºC Si Α---+Al
1. Kekerasan  tertinggi  didapatkan  pada temperatur peleburan 750°C dengan yaitu 79,94 BHN
2. Struktur  mikro  mempunyai  hubungan terhadap  nilai  kekerasan  yaitu  fase aeutektik  silicon  yang  terbentuk  akan semakin  merapat  dan  mengecil  jika  nilai kekerasannya tinggi.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]    Bilfaqih,  Y.  (2015). Esensi  Penyusunan Materi Pembelajaran Daring. Yogyakarta: Deepublish. [2] T, D. (2015). TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN. Yogyakarta:  Penerbit Andi.
[3]  Rahayu, I. (2007). Praktis Belajar Kimia. Bandung: PT Grafindo Media Pratama.
[4]  Teknologi, I. B. (2009). Menuju abad 21: Iptek  pemacu  pembangunan  bangsa.
Jakarta: BPP Teknologi.
[5]    Smallman.  (1999). Met.  Fsk  Modern  & Rkys Material. Jakarta: Erlangga.