## MEKANIKA - JURNAL TEKNIK MESIN
Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Volume 9 No. 2 (2023) ISSN: 2460-3384 (p); 2686-3693 (e)

## PENGARUH TEKANAN DAN PRESENTASE KOMPOSISI TERHADAP NILAI KEKERASAN KOMPOSIT AL-ABU DASAR BATU BARA DENGAN METODE METALURGI SERBUK
Mastuki 1 , Ichlas Wahid 2 , Lulot Andryanto 3
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Jalan Semolowaru No. 45 Surabaya 60118, Tel. 031-5931800, Indonesia email: mastuki@untag-sby.ac.id
ABSTRAK ,,
Proses ., metalurgi ., serbu ., memiliki ., keunggulan , dibandingkan , proses ., pengecoran. . Tiap-tiap proses memiliki  kekuatan ., dan  kelemahan . , Penelitian  ini  mengkaji  pengaruh  dan  variabilitas  tekanan  dan temperatur selama sintering terhadap nilai densitas, ultrastruktur, dan kekerasan. Menggunakan proses metalurgi serbuk dan menggunakan serbuk aluminium murni dengan serbuk abu batubara sebagai bahan dasarnya.  Fluktuasi  tekanan  yang  digunakan  adalah  4000  psi,  5000psi , dan  6000 . psi.  Pada suhu.,sintering ., 400  °  C. ,. Uji ., densitas, ., uji ., struktur  mikro, ., dan ., uji ., kekerasan ., digunakan  untuk mengumpulkan data. Didapatkan dari hasil tes ini. Nilai kekerasan maksimum adalah 64.83HRB pada suhu sintering 400 °C dan tekanan 4000psi, dan nilai kekerasan minimum adalah 23HRB pada tekanan 6000psi pada suhu sintering 400 °C.
Kata , kunci: Paduan , Al-Abu dasar batu bara, Metalurgi Serbuk, Tekanan, Sintering, Kekerasan .

## PENDAHULUAN .,

## Latar Belakang Masalah .,
Penggunaan material dalam dunia  engineering juga berkembang pesat  dari waktu ke waktu. Dalam dunia rekayasa, ada kebutuhan akan bahan dengan sifat fisik dan mekanik yang sangat baik,  tetapi  dengan  biaya  produksi  yang  rendah.  Banyak  penelitian  telah  dilakukan  untuk menemukan material baru, termasuk komposit.
Komposit , adalah , kombinasi , dari , dua , atau , lebih  bahan  yang  menciptakan  sifat  baru  yang berbeda dari matriks. Salah satu komposit matriks logam adalah abu aluminium berbahan dasar karbon. Dalam aplikasi tersebut, bahan ini digunakan sebagai salah satu  suku cadang mobil, yaitu  rem  cakram  sepeda  motor.  Saat  digunakan  sebagai  piringan,  material  harus  memiliki salah  satu  sifat:  kekerasan.  Selama  proses  pengereman,  rem  cakram  dapat  bergesekan  dan menghasilkan panas. Panas dapat  menyebabkan perubahan sifat mekanik suatu bahan, salah satunya adalah perubahan kekerasan. Material komposit matriks aluminium memiliki sifat fisik dan mekanik yang rendah, salah satunya adalah kekerasan yang rendah.
Pada Al + 5% abu dasar batu bara, struktur mikro paduan aluminium menunjukkan bahwa abu dasar batu bara semakin ., terdispersi ., dalam ., matriks . larutan padat ., aluminium. , Al- abu dasar batu bara  semakin banyak terjadi pada tekanan 6000 Psi. ,
Variasi , kompaksi ., yang ., digunakan ., yaitu ., sebesar  4000,  5000  dan  6000  Psi . dengan  variasi
%abu dasar batu bara , 3.5, , 4.5, , dan,5.5% , dari , massa specimen , disinter . pada . suhu . 400 . °C , selama , 10 , menit.
Perumusan ., Masalah .
Perumusan , adalah , : a. Pengaruh h perbandingan n Al-
, Abu , Dasar , Batu , Bara , terhadap p densitas, . kekerasan n dan struktur r mikro?
b. Bagaimana a proses , pada a metallurgy , serbuk , paduan , Al- Abu , Dassar , Batu , Bara , terhadap p densitas, , kekerasan , Dan . struktur mikro?
Batasan Masalah ,
Batasan , masalah , adalah . :
1. Serbuk k campuran , adalah h serbuk , Al . dan , Abu , Dasar , Batu , Bara.
2. Variasi i tekanan . kompaksi . yang g diguanakan , adalah , 4000 , Psi, . 5000 , Psi, . dan,6000 , Psi.
3. Variasi , %abu , dasar , batu , bara , yang,digunakan,adalah 5, 10 dan 15%.
4. Suhu ., sintering ., yang ., di ., gunakan ., adalah ., 400 o C.
5. Waktu , tahan , tekan n 10 , menit.
Tujuan ., Penelitian ,
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  pengaruh  tekanan  dan  %  abu  dasar  batu  bar terhadap denditas, kekerasan dan struktur mikro komposit aluminium-abu dasra batu bara dengan metode metalurgi serbuk.
Manfaat Penelitian .,
Dalam penulisan ., skripsi ini ., dapat memotifasi :
1. Memanfaat , penelitian , menambah pengalaman , di , Universitas s 17 , Agustus s 1945 , Surabaya.
2. Dapat , digunakan , sebagai , referensi , untuk , mengerjakan , Tugas , Akhir.
3. Memperluas , wawasan , dengan , proses , metalurgi , serbuk , di , Indonesia.
Sifat dan Karakteristik Serbuk .,,
Alam , bubuk , dalam , proses , metalurgi , bubuk , dan , menerapkan , metodologi , yang , co cok , untuk , kuantitatif , menggambarkan , dalam , hal-hal , apa , pun , sifat , bubuk , yang , paling , kritis. , Ukuran , partikel , juga , memutuskan , kekuatan , perspektif , dan , kualitas , selama , proses , pencampuran.
Proses Pencampuran Serbuk .,
Pencampur , ini , sajikan , distribusi , ukuran , partikel , saya , menginginkannya.Kualitas , suatu , campuran , biasanya , dinyatakan , dengan , standar , deviasi,konsentrasi , jumlah , sampel , campuran.Pencampuran , berarti , mencampur , bubuk , dengan , komposisi , kimia , yang , berbeda.
.
Gambar 2.1 Diagram parrtikel fase kedua dalam campuran bubuk Pencampuran , serbuk , dapat , dilakukan , dengan , mencampur  berbeda , logam , dan , bahan , lainnya , untuk , menyelesaikan , sifat , fisik , dan , mekanis , yang , lebih , lebih , baik.  Blending , bubuk , bisa , selesai , dengan , campuran , berbeda , logam , dan , bahan , lainnya , untuk , menyelesaikan , sifat , fisik , dan , mekanik , yang lebih , lebih , baik.
Proses Penekanan (Compacting) .
,
Manipulasi , tekanan , dapat , membagi , tekanan , menjadi , metode , lagi , dengan , bantuan. , Kompresi , dingin , dan , suhu , tinggi. Dalam , kebanyakan , kasu , nyata , pengerasan , kerja , terjadi , pada , suhu , kamar , sementara , pengerasan , kerja , panas , terjadi , pada , suhu , tinggi.
Gambar 2.2 Prinsip pengepresan dingin (kiri: aksial- resp. Pengepresan mati; kanan: pengepresan isostatik)
Tekanan , serbuk , dan , tekanan , total , yang,dinyatakan , dalam , rasio , densitas , diubah , seperti , yang , d itunjukkan , pada , Gambar , 2.2. , Ini , mengontrol , parameter , terutama , ukuran , partikel , kapasitansi , dan , deformasi , plastik.
Dalam , semua , kasus , kurva , dekat , denganmateri , teoretis , yang , merupakan , tingkat , kepadatan , ter akhir , yang , lebih , rendah.
Perbedaan , bubuk , bubuk , halus , kepadatan , bubuk , halus , dan , bubuk , kasar , yang , sesuai , tidak , berk urang , degan , meningkatnya , tekanan. Gambar , 2.3 , hanya , menunjukkan , situasi , mikroskop. Hanya , bubuk , aluminium , oksida , kaleng , rapuh , saja , dikompresi , pada , kepadatan , kepadatan , aca k , dibandingkan , dengan , pengemasan , kepadatan , maksimum , bubuk , besi , sangat , ulet , hanya , jika , l ebih , tinggi , kaleng , pengisian , dalam , dijelaskan , dalam , jumlah , besar.
Deformasi , plastis , menciptakan , ruang , antara , partikel.
Gambar 2.3 Hubungan kerapatan tekanan tipikal dalam pemadatan bubuk logam dan keramik (setelah Fischmeister)
Penekanan Panas (Hot Compacion) .,
Tahap , pertama: , titik , kontak , partikel , diubah , menjadi , jembatan , sinter , yang , disebut , "leher" Tahap , menengah; , ketika , leher , kuat , dan , tumbuh , ketika , rasio , x: , melebihi , nilai , tertentu, , partik el , individu , mulai , kehilangan , identitasnya.
Tahap , terakhir: , antara , 90% , hingga , 95% , dari , kepadatan , teoritis, , proporsi , relatif , dari , ruang , se l , tertutup , meningkat , dengan , cepat.

## Proses Pemanasan (Sintering) .,
Proses sintering dapat dibagi secara fenomenologis menjadi tiga tahap, menurut Gambar 2.5 yang berlaku terutama untuk sintering solid state.
Tahap pertama: titik kontak partikel diubah menjadi jembatan sinter yang disebut "leher" (gambar 2.4). Bahkan sebelum sintering, kontak ada dalam bentuk bidang mikro alih-alih kontak titik, dan ekstensi mereka tergantung pada tekanan. Batas butir biasanya terbentuk di antara dua partikel yang berdekatan dalam bidang kontak. Pusat partikel hanya sedikit dekat (sama dengan kontraksi yang sangat kecil).

## Gambar 2.4 Mekanis mesin tering yang mungkin terjadi diarea leher (kecuali aliran plastic dan kental)
Tahap  menengah;  ketika  leher  kuat  dan  tumbuh,  ketika  rasio  x:  melebihi  nilai  tertentu, partikel individu mulai kehilangan identitasnya. Jaringan pori-pori.
Tahap terakhir: antara 90% hingga 95% dari kepadatan teoritis, proporsi relatif dari ruang sel tertutup meningkat dengan cepat. Lubang terisolasi menjadi semakin bulat.
Gambar 2.5 Tiga tahap sintering 1. Tahap pertama 2.
Tahap menengah 3. Tahap akhir
Aluminium .,
Aluminium a sebagian n besar , menunjukkan n konduktivitas , listrik , dan , hangat , yang , bagus ,
namun , amalgam , unik , dengan , resistivitas , listrik , tinggi , telah , dibuat. , Massa , jenis , aluminium , ad il , 2,7 , g , / , cm3 , yaitu , sekitar , sepertiga , dari , baja , (7.83g , / , cm3).Satu , kaki , kubik , baja , beratnya , kir a , -kira , 490 , pon; , satu , kaki , kubik , aluminium , beratnya , hanya , kira-kira , 170 , pon.
Abu Dasar Batubara .,
Abu , batu , bara , adalah , karbon , karena , bersumber , dari , alam , yang , mengandung , unsur-
unsur
, mineral , tanah , yaitu , silika , alumina , oksida , besi , dapur , alkali , belerang , dan , air.partikel , abu batu , bara , ini , sangat , ringan , yaitu , antara , 0,4 , sampai , dengan , 0,6,gr/cm , sehingga , diharapkan , m endapat , suatu , material , yang , lebih , ringan , dengan , karateristik,matreial , yang , lebih , baik.
Pengujian Densitas .,
Pengujian , densitas , adalah , Pengukuran , kepadatan ., material , padat ., atau , curah , metode .. , Archimedes ., digunakan . ,Hitung , nilai , kerapatan ., aktual , dan . teoretis ., gunakan , persamaan.
Kekerasan .,
Kekerasan , suatu ., material , dapat , didefinisikan ., sebagai , ketahanan ., material , terhadap ., tekanan,material ., keras , lainnya. . Tegangan , ini ., dapat , berupa ., mekanisme , pengekangan , reflek
si ., atau . lekukan ., material . pada ., permukaan ., sampel .., Berdasarkan mekanisme ., pengekangan ., ini ,. dikenal ., ada ., 3 jenis ., kekerasan :
1. Metode ., Gores
2. Metode ., elastic/pantul (rebound)
3. Metode ., Identasi
Gambar 2.7 Teknik Pengujian Kekerasan
Berikut penjelasannya: Metode Brinnel
Pengujian kekerasan ., dengan metode Brinnell ., bertujuan untuk ., mengetahui kekerasan  material ., berupa  tahanan ., material  terhadap ., bola  baja  (indentor),  dan ., kekerasan ini ., ditekankan  pada  permukaan ., material  yang ., diuji  (sample).  Idealnya,  uji  Brinell ., cocok untuk ., material  dengan  kekerasan ., Brinell  hingga ., 400  HB.  Jika  lebih  besar ., dari  nilai  ini, metode  uji ., Rockwell  atau  Vickers ., direkomendasikan.  Tingkat  kekerasan ., Brinell  (HB) didefinisikan ., sebagai hasil bagi .,( koefisien) beban ., uji (F) dalam Newton dikalikan ., dengan angka ., koefisien  0,102  dan  luas ., permukaan  (mm  persegi)  dari  bola ., baja  (A)  bekas luka ., kompresi (A). Dalam ., prakteknya, uji Brinnel ., yang biasa dijabarkan ., pada (contoh): HB ., 5/750/15, yang berarti ., uji kekerasan Brinnel ., dilakukan dengan bola ., baja (indentor) dengan ., diameter 5 mm ., , Beban uji ., adalah 750 N per ., 0,102, dan waktu uji ., adalah 15 ., detik. Lamanya pengujian tergantung ., dari bahan yang ., akan diuji. Untuk semua ., jenis baja, waktu pengujian ., adalah 15 detik, dan ., untuk bahan non-ferrous ., waktu pengujian ., adalah 30 detik.
Strukturmikro ,.
Pengujian ., strukturmikro ., yang ., menggunakan ., Micro ., Hardenes ., Tester ., dengan ., pe mbesaran ., foto ., diperoleh ., dari ., perkalian ., lensa ., obyektif ., dan ., okuler. ., Lensa ., obyektif ., yan g ., dipakai ., 10x, ., lensa ., okuler ., 10x ., sehingga ., perbesaran ., bisa ., mencapai ., 100x. ., Pada ., jarak . , 10 ., setrip ., pada ., foto ., untuk ., perbesaran ., 100x ., adalah ., 100 ., μm

## Gambar 2.9 Mikroskop metalografi
Satu , metode , untuk , menghitung , mengukur , item , adalah , metode , Planimetri , kemudian , hitung , jumlah , total , semua , item , dalam , lingkaran , dalam , tambah , setengah , jumlah , hal , yang , sila ng , dengan , lingkaran , .
METODE PENELITIAN .,
Penimbangan Bahan Paduan .,
Penimbangan ., abu ., dasar ., batu ., bara ., dimana ., proses ., selanjutnya ., akan ., dilanjutkan ., pencampuran ., bahan ., aluminium .,( Al )., dengan ., bahan ., penguat ., Abu ., Dasar ., Batu ., Bara ., Ked ua ., bahan ., tersebut ., dicampurkan ., dengan ., komposisi ., Al  :  Abu  Dasar  Batu ., Bara  95%  : 5%,90 : 10%,85% : 15%
Pencampuran (Mixing) .,
Setelah ., dilakukan ., penimbangan ., selanjutnya ., serbuk .,( Al )., dan ., Abu ., Dasar ., Batu ., B ara .., serbuk ., yang .,, sudah ., ditimbang ., dengan ., massa ., yang ., sudah ., ditentukan ., yaitu ., massa ., 3 ., gram .,, dengan ., perbandingan ., komposisi ., Aluminium .,, (Al):
95%,90%,85% . ,dengan ., penguat ., Abu Dasar ., Batu ., Bara ., 5%,10%,15
Variabel Suhu dan Waktu Tahan Sintering .,
Setelah  sampel  dikompres  menjadi ., bentuk  yang  sesuai ., dalam  cetakan  tablet, lakukan ., proses sintering. . Sintering ., adalah proses di ., mana butiran-butiran ., terikat (difusi) satu ., sama lain dan ., meningkat dengan ., pemanasan sehingga ., titik leleh bahan ., atau sampel tidak ., terlampaui.  Nilai ., kepadatan, , Pada  proses ., sintering  ini  digunakan ., tungku  diatur ., pada  suhu ., 400  °C,  dan  dipanaskan ., pada  suhu  pemanasan ., yang  ditentukan ., selama  90 menit.
Pengujian Densitas ,
Pengujian , densitas , adalah , untuk , mengetahui , kerapatan , atau , kepadatan , terhadap , perla kuan , Suhu , Sintering , dan , Waktu , Tahan , Sintering.
Pengujian Struktur Mikro .,
Pengujian , struktur ., mikro , dilakukan , untuk , mengamati ., struktur , mikro ., dan , batas . butir . , yang , terkandung ., dalam , benda , uji. , yang , diberi . perlakuan ., panas ,.
Permukaan , sampel ., telah , dihaluskan ., sehingga , struktur ., sampel , dapat . terlihat , dan . terbaca , lebi h , baik.
Pengujian Kekerasan ,.
Uji i kekerasan ., dimaksudkan , untuk , mengetahui , perbedaan , kekerasan ,. varian , yang , dite rapkan. , Uji , kekerasan , menggunakan , kekerasan , Digital , Rockwell , B , dengan ., beban , uji , 100 , kgf , dan , menggunakan , standar . uji . ASTM . E1815 . HRB . dengan . indentor . bola . baja , berdiameter , 1/1 6 , inci , untuk , menunjukkan , sifat , mekanik , material , yang , diberi , perlakuan , panas , Sampel.
Densitas .,
Hasil nilai ., densitas dapat ., di hitung dengan ., rumus sebagai ., berikut:
m
(V2 − V1)
Kekerasan (HRB ).,
Hasil rata-rata nilai ., kekerasan dapat ., dilihat pada tabel ., sebagai berikut:

## KESIMPULAN .,
Kesimpulan .,
Menyimpulkan , pengujian , di , atas , adalah :
1. Dampak , variasi , dan , tekanan , pada , densitas , dan , kekerasan. Variabel , 4000 , psi, 5000 ,
psi, 6000 , psi. , Paduan , batuan , dasar , Al-Abu , batubara ,, dapat , dimasukkan .
Lihat . tekanan . , 4000 . diperoleh . Psi, nilai . densitas . minimum
2.410 . gr/cm³,dan . nilai . densitas . maksimum 2.901 . gr/cm . Di , sisi , lain , untuk , durometer , inci , maksimum , pada , tekanan , 6000 , psi , bisa , menjadi , 47,526 , HRB,dan . untuk . durometer , inci . minimum . pada . tekanan . 4000 . psi . bisa . menjadi . 42,84 . HRB.Sebagai . perbandingan , nilai . Al . murni . yang , merupakan , densitas , te rendah , pada ,, 4000 , psi,adalah , 42,6 , g/cm³, . dan . tertinggi , 42,58 , g/cm , pada , tekanan , 5000 , psi.
2. pengaruh dengan variasi campuran 5%,10%,15% Paduan Al-Abu dasar batu bara, bisa di lihat pada campuran 10% mendapatkan nilai densitas terkecil 2,410 gr/cm³, . dan di lihat campuran 15% mendapatkan nilai densitas terbesar 2,90,1 gr/cm³ .

## Saran
Agar , penelitian , berikutnya , mengenai , pengaruh , tekanan , dan , suhu , sintering , paduan , Al- Abu , dasar , batu , bara , dengan , metode , metalurgi , serbuk , maka , penulis , menyarankan:
1. Dalam , prosesnya , pembuatan , sampel , itu , akan , lebih , hati-hati , dan , luar , biasa . Dan , lebih , teliti.Sekali , lagi , mulai , dari , proses , hingga , pencampuran , proses , penempatan , cetakan , dan , pengepresan.Saya , berharap , hasil , dan , polanya , cocok ,, seperti , tekanan , oli.
2. Studi , selanjutnya , terkait , dengan , metode metalurgi , serbuk , variabilitas , besarnya , tekanan , dan , peningkatan , suhu , sintering , dapat , meningkat.

## Daftar Pustaka
Davis , J . R , 2001 . Aluminum , and , Aluminum , Alloys , ASM , International , 351 , – , 416.
Tsutsui, , T. ,, 2012 . Recent , Technology , of , Powder , Metallurgy , and , Applications ., Hitachi , Chem ical , Technical , Report , No. , 54 ,, 12–20.
ASTM , 2004 , b . Standard , Test , Methods , for , Dete , mining , Average , Grain , Size.
Shahid , R.N . and , Scudino , S , 2018.
Microstructure , and , mechanical , behavior , of , almg , composites , synthesized , by , reactive , si ntering , Metals , 8,(10).

## HALAMAN INI SENGAJA DIKOSONGKAN