URL: http://ojs.ummetro.ac.id/index.php/turbo

## PENGARUH VARIASI PUTARAN CETAKAN DAN PENAMBAHAN INOKULAN Ti-B PADA CENTRIFUGAL CASTING TERHADAP  SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO PADUAN ALUMINIUM A356.0
Eko Nugroho 1 , Yulian Hudawan 2
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadyah Metro Lampung 1,2
Email : exonugros@yahoo.co.id 1 , hudawany123@yahoo.com 2 .

## Abstrak
Perkembangan industri pengecoran global hingga lokal sampai saat ini tumbuh dengan sangat  pesat.  Salah  satu  produk  yang  banyak  dicari  konsumen  adalah  velg,  part  pada  roda sepeda motor. Tetapi sayangnya velg lokal sering dikeluhkan memiliki kualitas lebih rendah dari pabrikan. Paduan alumunium  A-356.0 merupakan  salah satu bahan material yang cocok untuk bahan baku pembuatan velg racing (cast wheel) mobil maupun sepeda motor. Karena memiliki  beberapa  kelebihan  seperti:  ringan,  tahan  korosi  dan  warnanya  menarik,  namun memiliki kekurangnan yaitu sifat mekanisnya belum memenuhi syarat. proses pembuatannya menggunakan proses Vertical Centrifugal Casting (VCC) dengan penambahan inokulan Al-Ti- B  sebagai  unsur  penghalus  butir,  inokulan Al-Ti-B  akan  dicampurkan  kedalam  8  kg  cairan aluminium  dengan  komposisi  variasi  campuran  0,  6,  9,  dan  12  gram  untuk  selanjutnya dituangkan ke dalam cetakan dengan 2 variasi putaran yaitu 450 dan 850 rpm. Selanjutnya hasil dari pengecoran centrifugal casting diuji secara mekanis menggunakan pengujian standar yaitu; uji kekerasan, uji tarik dan struktur mikro nya mengunakan standar ASTM. Hasil pengujian di proleh nilai kekerasan dan kekuatan tarik  yang paling tinggi pada spesimen A3 dan B3 yaitu 64.73 BHN dan 67.81 BHN, 182.18 Mpa  dan 188.28 Mpa. Titanium  yang  dikombinasikan dengan    Boron    atau    Carbon    merupakan    unsur    paduan Al-Si    yang    berfungsi    untuk menghaluskan butiran  (grain  refiner) Hal  inilah  yang mempengaruhi  adanya  perubahan sifat mekanik  dan  struktur  mikro  tersebut.  Dengan semakin  halus  butiran,  maka  penjalaran dislokasinya  akan  semakin  sulit,  sehingga mempunyai ketahanan yang lebih besar, karena diperlukan  energi  yang  lebih  besar  untuk merusak  butiran  yang  halus  tersebut. adanya gaya sentrifugal ( CF ) selama proses penuangan kedalam cetakan. Logam cair akan dilempar oleh  gaya  sentrifugal  sehingga  menimbulkan  tekanan  pada  setiap  layer,  hal  ini  juga menjelaskan bahwa .produk yang dibuat dengan menggunakan metode ini bebas cacat porosity, sisi  terluar dari produk sentrifugal  akan memiliki  nilai  kekerasan  yang tinggi  dibandingkan dengan sisi tengah produk, sifat mekanisnya juga akan memiliki nilai yang tinggi pada tekanan terbesar gaya sentrifugal (sisi terluar) dibandingkan bagian tengah.
Kata  Kunci : Vertical  Centrifugal  Casting , Aluminium A356.0,  inokulan  Al-Ti-B,  sifat mekanis dan struktur mikro.

## Pendahuluan
Perkembangan  di  bidang  industri sangat  penting  terutama  dalam  industri pengecoran untuk menunjang perekonomian  di  Indonesia,  hal  ini dimaksudkan agar ketergantungan terhadap negara  lain  dapat  berkurang,  sehingga Indonesia  dapat  menghasilkan  produk sendiri  ataupun  untuk  di  ekspor.  Oleh
karena  itu  industri  Indonesia  harus berkonsentrasi meningkatkan kualitas produk agar dapat bersaing di pasar global.
Industri  pengecoran  yang  menjadi sektor  pendukung  utama  bagi  industri otomotif, terutama pada dukungan pembuatan  suku  cadangnya.  Promosi besar-besaran pun dibuat dan dimunculkan penggunaan teknologi terkini dalam proses
produksinya agar konsumen tertarik menggunakan  produk    buatannya,  hal  ini dapat kita lihat secara jelas dengan adanya berbagai  macam  penawaran  berbagai macam  produk  kendaran  terbaru  yang diproduksi.  Seiring  dengan  membaiknya kemampuan  masyarakat  dalam  berusaha, maka  keinginan  untuk  memiliki  motor dengan penampilan beda menjadi tinggi.
Maka perkembangan industri multinasional,  nasional  ataupun  lokal sampai  saat  ini  tumbuh  dengan  sangat pesat.  Salah  satu  produknya  adalah velg part, pada  roda sepeda  motor .  Velg merupakan part yang  perlu  diperhatikan oleh produsen. Selain berfungsi sebagai inti roda, velg juga  sangat  menentukan kenyamanan selama berkendara. Velg juga memiliki  nilai  estetik,  dimana  bentuk  dan tampilannya  akan  membuat  kendaraan terlihat lebih menarik. Banyak macam velg yang  diproduksi  oleh  pabrikan  lokal,  baik yang  berfungsi  sebagai  komponen  asli/ Original  Equipment  Manufacturer (OEM) atau komponen  yang  dibuat  tidak  berdasarkan permintaan  produsen  tertentu/ Original Equipment specific  manufacturers  request (OES) .  Semua  produk  bersaing  di  pasaran berebut konsumen, dengan berbagai macam tawaran sesuai harga, dan kualitas. ( Waluyo, 2011).

## Tinjauan Pustaka
1.  Aluminium
Alumnium  adalah logam yang paling banyak  terdapat  di  lapisan  bumi,  dan merupakan  unsur  ketiga  terbanyak  setelah Oksigen dan Silikon. Kandungan Aluminium  pada  lapisan  bumi  mencapai kurang lebih 8,07% hingga 8,23% dari total massa  padat  kerak  bumi.  Eksplorasi tahunan  dunia  mencapai  produksi  sekitar 30 juta ton/ tahun dalam bentuk bauksit dan bebatuan  lain  (Corrundum,  Gibbsite, Boehmite,  Diaspore,  dan  lain-lain).  Sulit menemukan  Aluminium  murni  di  alam karena Aluminium merupakan logam yang cukup  reaktif.  Sekalipun  pada  temperatur ruang  aluminium  akan  bereaksi  dengan
oksigen  dan    membentuk  lapisan  sangat tipis  aluminium  oksida  (Al 2 O 3 )  yang  akan melindungi lapisan dibawahnya dari pengaruh lingkungan yang korosif/ fenomena passivasi.
2.  Paduan Alumunium A-356
Paduan alumunium A-356 merupakan salah satu bahan material yang cocok untuk bahan  baku  pembuatan velg  racing  (cast wheel) mobil  maupun  sepeda  motor. Karena  memiliki  beberapa  kelebihan seperti: ringan, tahan korosi dan warnanya menarik,  namun  memiliki  kekurangnan yaitu  sifat  mekanisnya  belum  memenuhi syarat.
Tabel  1.  Batasan  Komposisi  A356.0  (Al7Si- 0,3Mg) (ASTM 356.0)
3.  Pengecoran centrifugal
Pengecoran centrifugal adalah  proses penuangan  logam  cair  ke  dalam  cetakan yang berputar, proses pengecoran ini dapat menghasilkan  produk  coran  yang  relatif bebas  dari  gas  dan shrinkage  porosity karena  pengaruh  gaya centrifugal hasil coran  akan  lebih  padat,  permukaan  halus dan  struktur  logam  yang  di  hasilkan  akan memberikan  sifat  mekanik  yang  baik. Selain  itu  pengotor  yang  memiliki  berat jenis  yang  lebih  rendah  di  bandingkan logamnya  akan  berkumpul  di  permukaan dalam  dan  dapat  di  buang  melalui  proses pemesinan,  kecepatan  putar  cetakan  yang ideal akan menghasilkan gaya adhesi yang cukup  besar  antara  logam  cair  dengan dinding cetakan dan getaran yang minimal. Kondisi  seperti  ini  dapat  menghasilkan sebuah  benda  cor  dengan  struktur  yang seragam  kecepatan  putar  yang  terlalu rendah  dapat  mengakibatkan  sliding  dan menghasilkan  permukaan  yang  kurang baik.  Sedangkan  kecepatan  putar  yang terlalu  tinggi  dapat  menimbulkan  getaran, dimana hasilnya berupa segregasi melingkar. (Chirita, 2008:27).

## 4.  Teknik  Penuangan  Logam  ke  Dalam
Cetakan
Pada  proses  penuangan  ( pouring ), logam cair dapat dituangkan melalui salah satu  ujung  cetakan,  kedua  ujung  cetakan atau  sepanjang  saluran  yang  memiliki panjang  yang  tidak  dapat  ditentukan.  Laju penuangan  yang  terlalu  lambat  akan menghasilkan  formasi  bertumpuk  dan porositas gas, dimana laju pembekuan yang sangat  lambat  merupakan  salah  satu penyebab  terjadinya  keretakan  ke  arah longitudinal .  Pada  pengecoran  dengan temperatur yang tinggi memerlukan kecepatan  putar  yang  lebih  tinggi  untuk menghindari terjadinya sliding . Sedangkan untuk  temperatur  pengecoran  yang  rendah akan  menyebabkan  permukaan  coran bertumpuk  dan  adanya  porositas  gas. Temperatur pengecoran juga mempengaruhi laju pembekuan.
Gambar 1. prinsip pengecoran centrifugal

## Metode
Penelitian ini di lakukan dengan tahap persiapan bahan dalam hal  ini bahan  yang digunakan adalah material A356.0  karena material  ini  yang  sering  digunakan  dalam pengerajin  velg  lokal  dalam  memproduksi velg sepada motor dengan ukuran 14 inchi. Cetakan  yang  digunakan  adalah  cetakan baja  material  tersebut  dibuat  dengan mengunakan proses pemesinan cnc membentuk rongga cetakan berbentuk velg sepada  motor.  Selenjutnya  velg  ini  di bentuk  dan  di  gunakan  dalam  pembutan spesimen uji. Persiapkan peleburan diantaranya mempersiapkan bahan A356.0 setelah dilakukan persiapan peralatan yang di  perlukan  selanjutnya  adalah  proses
peleburan pada tungku peleburan mengunakan  tempratur  lebur  pada  logam cair  digunakan  pembaca  digital  dengan sensor  unitnya  termokopel.pada  tempratur lebur sekitar 725 0 C dilakukan pembuangan terak dari permukaan mangkuk peleburan.
Penambahan inokulan Al-Ti-B dilakukan dengan  cara  memasukan serbuk al-ti-b  kedalam  cairan  logam  pada  ladel, lakukan pengadukan agar paduan homogen dan  segera  dilakukan  penuangan.  Setelah pemberi variasi inokulan Al-Ti-B.

## Hasil dan Pembahasan

## 1.  Kekerasan
Pengujian kekerasan dilakukan menggunakan alat uji brinell ASTM E 10 . Pada  percobaan  yang  telah  saya  lakukan mengunakan  8  buah  spesimen  untuk pengujian kekerasan yaitu  dengan 2 variasi putaran  cetakan  450  rpm,  850  rpm,  dan penambahan Ti-B dengan variasi 0 gr, 6 gr, 9 gr, 12 gr. Pada penelitian diambil 4 titik pada  tiap  spesimen.  Ke  empat  titik  ini diambil  untuk  mewakili  nilai  kekerasan material tersebut. Pada mesin Brinell Test , dengan  beban  sebesar  62,5  kgf.  Nilai kekerasan  yang didapat  dari mesin Brinell satuannya  adalah  BHN.  Pada  pengujian kekerasan  spesimen A dan B  didapatkan bahwa nilai  kekerasan  yang terjadi  pada 8 spesimen  tidak  flukuatif,  bisa  kita  lihat dengan  uji  struktu  mikro  diatas  bahwa semakin  kecil  ukuran  butir  maka  nilai kekerasan akan meningkat. nilai kekerasan yang paling baik terjadi  pada spesimen A3 yaitu  64,73 BHN  dan spesimen B3 yaitu 67.81 BHN.
Gambar 2. Grafik nilai uji kekerasan

## 2.  Kekutan Tarik
Pengujian tarik
dilakukan menggunakan  alat  uji universal  testing machine dan  spesimen  uji  menggunakan standar  ASTM E 8. Pada percobaan  yang telah  saya  lakukan  mengunakan  32  buah spesimen  untuk  pengujian  tarik    yaitu dengan 2 variasi putaran cetakan 450 rpm, 850 rpm, dan penambahan Al-TiB dengan variasi 0 gr, 6 gr, 9 gr, 12 gr. Pada penelitian ini  diambil  4  kali  pengujian  tarik  untuk setiap  penambahan  Ti-B,  Ke  empat pengujian  ini diambil nilai rata-rata untuk mewakili  nilai  kekuatan  tarik  yang  terjadi pada  setiap  penambahan  Ti-B  Pada pengujian  kekuatan  tarik    spesimen  A didapatkan  nilai  kekerasan  tertinggi    pada spesimen  A3  yaitu    182.18  MPa  Pada pengujian  kekuatan  tarik  spesimen  B didapatkan  nilai  kekerasan  tertinggi    pada spesimen B3 yaitu  188.28 MPa.
Gambar 3. Grafik nilai kekutan tarik pada setaip spesimen
3.  Uji Struktur Mikro
Pada  penambahan  Ti-B  sebesar  12 gram  pada setiap variasi putaran di proleh nilai  kekerasan  dan  kekutan  tarik  yang meningkat ini di sebabkan karena. Titanium yang  dikombinasikan  dengan  Boron  atau Carbon    merupakan    unsur    paduan  Al-Si yang    berfungsi    untuk    menghaluskan butiran    (grain    refiner)    pada    aluminium cor, Ti-B dapat  menjadi  inti  dari paduan aluminium. Hal inilah yang mempengaruhi    adanya    perubahan    sifat mekanik    dan    struktur    mikro    tersebut. Dengan  semakin    halus    butiran,  maka penjalaran  dislokasinya    akan    semakin sulit,  sehingga mempunyai ketahanan yang lebih besar, karena diperlukan  energi  yang
lebih  besar  untuk merusak  butiran  yang halus  tersebut,  hal  ini ditunjukkan dengan naiknya  kekuatan  tarik  dan  kekerasannya. Disamping  itu  grain  refiner  juga  dapat mengurangi porosity, dan dapat merapatkan tekanan butiran. Akan tetapi  ada beberapa penambahan  Ti-B  yang  nilainya  menurun di bandingkan tidak ada penambahan Ti-B ini  di  sebabkan  karena  kecepatan  variasi putaran cetakan, padasaat pengadukan Ti-B dengan  aluminium  cair  tidak  merata,  dan waktu  penuangan  logam  cair  ke  cetakan terlalu lama.

## Gambar 4. Hasil pengujian struktur mikro struktur mikro

## Kesimpulan
1. Nilai kekerasan tertinggi yang paling baik terjadi pada spesimen A3 dan B3 yaitu  64,73  BHN  dan  67,81  BHN. Nilai    hasil  pengujian  kekerasan tersebut  masih  dibawah  nilai  ASM internasional sebesar 80 BHN. Presentase hasil capaian dari pengujian  kekerasan    ini  sebesar 84.76%.
2. Nilai  kekuatan  tarik  tertinggi  yang paling baik terjadi pada spesimen A3 dan B3 yaitu 182.18 Mpa dan 188.28 Mpa.  Nilai    hasil  pengujian  tarik tersebut  masih  dibawah  nilai  ASM internasional  sebesar  230  Mpa. Presentase hasil capaian dari pengujian kekuatan tarik  ini sebesar 81.86%.
3. Bahwa semakin tinggi variasi putaran cetakan dan penambahan Ti-b sebesar 12  gram,  struktur  mikro  pada specimen      mengalami  pengecilan butir.  Semakin  mengecilnya  ukuran butir pada spesimen akan menghasilkan  nilai  kekerasan  dan kekuatan tarik  meningkat Kondisi ini di  pengaruhi  oleh  adanya  gaya centrigugal dan penambahan Ti-B.

## Daftar Pustaka
[1] ASM  International,  Volume  2, “Properties  and  Selection  :  Non Ferrous Alloy and  Special Purpose”
Handbook.
[2] ASM  International,  Volume  15, “Casting” Handbook.
[3] Ardi  Widiyo  Atmoko.  (2012).  “ pengaruh  suhu  artificialaging  pada siklus  perlakuan  panas  T6  paduan aluminium  skrap  hasil  pengecoran centrifugal  casting terhadap  sifat
fisis dan mekanis.”. Tesis. Yogyakarta: Program Pasca Sarjana
Universitas Gadjah Mada.
[4] Chirita,  G.,  Soares,  D.,  Silva,  S., (2006),  “ Advantages  Of  The
Centrifugal  Casting  Technique  for the Production of Structural Components  With  Al-Si  Alloys”, Guimardes, Portugal.
[5] Chirita,  G.  (2008).  “Centrifugal versus  Gravity  Casting  Techniques Over Mechanical
Properties”. Portugal: Minho University.
[6] De Garmo, E .P. (1996). “Material and proses in manufacturing”. Jhon wiley and sons, inc.
[7] Hapusan Situngkir. (2009).
“Pengaru  putaran  cetakan  terhadap sifat  mekanik  besi  cor  kelabu  pada
pembuatan  silinder  linier  mesin otomotif dengan pengecoran centrifugal ”.  Jurnal    Dinamis
Volume  II.  No  4  Januari  2009. Medan: Universitas Sumatra Utara [8] “Paduan dan Petunjuk PraktikumIilmu Pengetahuan Bahan”  Universitas  Gadjah  Mada Yogyakarta(2010) [9] “Pedoman Penulisan Karya Ilmiah”.
Unversitas  Muhammadiyah  Metro. (2008)