penerapan metode turbulence flow casting dalam perbaikan
TRANSCRIPT
1
LAPORAN AKHIR
PENELITIAN HIBAH BERSAING
Tahun Anggaran 2016
Penerapan Metode Turbulence Flow Casting dalam Perbaikan Komponen
Otomotif yang Terbuat dari Paduan Aluminium untuk Meningkatkan
Keandalan dan Daya Saing
Tim Peneliti:
Dr. Ir. Muki Satya Permana, MT. (Ketua)
Ir. Herman Somantri, MT (Anggota)
UNIVERSITAS PASUNDAN
OKTOBER 2016
Dibiayai oleh
Direktorat Riset dan Pengabdian Masyarakat
Direktorat Jenderal Penguatan Riset dan Pengembangan
Kementerian Riset, Teknologi, dan Pendidikan Tinggi
Sesuai dengan Surat Perjanjian Penugasan Pelaksanaan Hibah Penelitian
Nomor: 105/SP2H/PPM/DRPM/II/2016, tanggal 17 Februari 2016
Rekayasa
2
Halaman Pengesahan
1. Judul Penelitian:
Penerapan Metode Turbulence Flow Casting dalam Perbaikan Komponen
Otomotif yang Terbuat dari Paduan Aluminium untuk Meningkatkan Keandalan
dan Daya Saing
2. Ketua Peneliti
a) Nama Lengkap : Dr. Ir. Muki Satya Permana, MT
b) Jenis Kelamin : Laki-laki
c) NIP : 151.100. 85
d) Jabatan Struktural : Ketua Program Studi Magister Teknik Mesin
e) Jabatan Fungsional : Lektor Kepala
f) Fakultas/Jurusan : Teknik/Teknik Mesin
g) Pusat Penelitian : Lemlit – Universitas Pasundan
h) Alamat : Jurusan Teknik Mesin, Universitas Pasundan,
Jl. Setiabudi 193, Bandung-40153.
i) Telepon/Faks : (022) 2019352/(022) 2019329
j) Alamat Rumah : Jl. Puskesmas 44 (Terusan Buah Batu)
Bandung
k) Telepon/Faks/E-mail : 081320699949/(022) 2019329
3. Jangka Waktu Penelitian : 2 tahun
4. Pembiayaan
a. Jumlah biaya yang diajukan ke Dikti : Rp. 100.580.000,-
b. Jumlah biaya tahun ke 2 : Rp. 50.000.000,-
Biaya tahun ke 2 yang diajukan ke Dikti : Rp. 50.000.000,-
Biaya tahun ke 2 dari Institusi Lain : Rp. -
Mengetahui,
Dekan FT – UNPAS Bandung Ketua Peneliti,
Dr. Ir. Yudi Garnida, M.S. Dr. Ir. Muki Satya Permana, MT
NIP: 151. 102. 29 NIP: 151 100 85
Menyetujui,
Ketua Lembaga Penelitian
Dr. Hj. Erni Rusyani, SE., MM
NIP : 196202031991032001
3
I. Identitas Penelitian
1. Judul Usulan:
Penerapan Metode Turbulence Flow Casting dalam Perbaikan Komponen
Otomotif yang Terbuat dari Paduan Aluminium untuk Meningkatkan Keandalan
dan Daya Saing
2. Ketua Peneliti
a) Nama Lengkap : Dr. Ir. Muki Satya Permana, MT
b) Bidang Keahlian : Physical Metallurgy & Alloy Design
c) Jabatan Struktural : Ketua Program Studi Magister Teknik Mesin
d) Jabatan Fungsional : Lektor Kepala
e) Unit Kerja : Universitas Pasundan
f) Alamat Surat : Jurusan Teknik Mesin, Universitas Pasundan,
Jl. Setiabudi 193, Bandung-40153.
g) Telepon/Faks : (022) 2019352/(022) 2019329
h) E-mail : [email protected]
3. Tim Peneliti
No. N a m a Bidang Keahlian Instansi Alokasi Waktu
Jam/mg Bulan
1 Dr. Ir. Muki Satya Permana Physical Metallurgy Universitas Pasundan 20 33
2 Ir. Herman Somantri, MT Heat Transfer Universitas Pasundan 20 33
4. Objek Penelitian:
- Material yang akan diteliti : Paduan Aluminium
- Komponen kajian : Brake Shoe Pad
- Mengembangkan teknik perbaikan
- Menerapkan metode perbaikan turbulence flow casting
5. Masa pelaksanaan penelitian
Mulai : November 2014
Berakhir : November 2016
6. Anggaran yang diusulkan
Tahun pertama : Rp. 50.490.000,-
Anggaran keseluruhan : Rp. 50.090.000,-
4
7. Lokasi Penelitian
Laboratorium Teknik Produksi Universitas Pasundan
8. Hasil yang ditargetkan
a. Penerapan metode baru Turbulence Flow Casting pada perbaikan komponen
yang terbuat dari paduan Aluminimum
b. Menyusun SOP rekondisi komponen Otomotif
9. Perguruan tinggi pengusul : Universitas Pasundan
10. Instansi lain yang terlibat : -
11. Keterangan lain yang dianggap perlu
Kerjasama perintisan penelitian ini telah dilakukan antara Universitas Pasundan, ITB,
dan PT. Pindad (Persero)
2. ABSTRAK
Dewasa ini banyak komponen otomotif terbuat dari paduan Aluminium. Pada awalnya
komponen-komponen yang rusak atau retak selalu dilakukan penggantian mengingat tingginya
tingkat kesulitan perbaikan dengan proses pengelasan. Mengingat volume komponen yang sangat
besar dan tingginya harga komponen maka proses perbaikan mulai dipandang sebagai solusi yang
sangat menguntungkan. Selama ini, proses perbaikan pada komponen paduan Aluminium
dilakukan dengan menggunakan pengelasan TIG atau MIG.
Tujuan jangka panjang dari penelitian ini adalah untuk menerapkan metode perbaikan Turbulence
Flow Casting yang bermanfaat baik bagi industri maupun masyarakat luas. Tujuan khususnya
adalah menyusun SOP perbaikan komponen. Untuk mencapai tujuan tersebut, diajukan metode
penyelesaian masalah secara eksperimen yang akan diawali dengan melakukan
rancang-bangun peralatan dan dengan mempertimbangkan kecepatan dan kemudahan proses
perbaikan, aspek keilmuan perpindahan panas, aspek beban kerja, desain material dan proses,
serta otomatisasi proses.
Penelitian ini merupakan kelanjutan dari penelitian terdahulu yaitu pengembangan metode baru
perbaikan komponen yang terbuat dari besi cor yang telah dilakukan sejak tahun 2010 hingga
tahun 2013. Penerapan metode perbaikan ini direncanakan berlangsung selama dua tahun. Di
tahun pertama, kegiatan akan diititik-beratkan pada penerapan metoda Turbulence Flow Casting
pada material sample paduan Aluminium dan di tahun kedua akan dilakukan perbaikan
komponen otomotif yang terbuat dari paduan Aluminium.
5
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................. 3
IDENTITAS PENELITIAN ................................................................................ 4
ABSTRAK.......................................................................................................... 5
Bab I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah …………………………………….... 6
1.2 Tujuan Khusus ……………………………………………...... 7
1.3 Pentingnya atau Keutamaan Rencana Penelitian ini ……….... 8
Bab II STUDI PUSTAKA/HASIL YANG SUDAH DICAPAI DAN STUDI
PENDAHULUAN YANG SUDAH DILAKSANAKAN ………… 10
2.1 Aluminium ……………………………………… 10
2.2 Silikon……………………………………………….. 10
2.3 Aluminium Silikon ………………………………………. 10
2.4 Sifat Umum Dari Paduan Aluminium-Silikon………….. 13
2.5 Metode-metode Perbaikan yang Telah Dikembangkan………. 13
2.6 Hasil yang Sudah Dicapai…………………………………… 16
2.7 Studi Pendahuluan yang Sudah Dilaksanakan………………. 17
BAB III METODE PENELITIAN ……………………………………. 18
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN………………………………….. 35
BAB V DAFTAR PUSTAKA ………………………………………. 42
6
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Penelitian yang diusulkan pada hibah bersaing ini merupakan penelitian lanjutan dari
hasil-hasil penelitian terdahulu tentang Pengembangan Perbaikan Cacat Permukaan pada
Komponen yang Terbuat dari Besi Cor Kelabu. Penelitian ini telah berhasil melahirkan
metode baru yang diberi nama TFC (Turbulence Flow Casting). Sebagai gambaran,
keuntungan penerapan metode TFC dibandingkan dengan metode konvensional (TIG dan
MIG) adalah metode ini mampu menghasilkan kualitas sambungan yang serupa dengan
logam induk. Biaya penghematan produksi dengan metode TFC sebesar 95% dan waktu
perbaikan relatif cepat yaitu dapat memperbaiki 10 komponen bahkan lebih dalam waktu
satu hari. Sedangkan perbaikan dengan metode konvensional memiliki kelemahan yaitu
kualitas sambungan yang relatif rendah karena
terjadi retak dan sambungan yang rapuh.
Hasil penelitian terdahulu telah memberikan kontribusi yang sangat berharga terutama
bagi industri manufaktur di Indonesia. Terlebih lagi, hasil penelitian ini dapat diajukan
untuk memperoleh hak paten dan dapat diusulkan pula untuk dijadikan standar perbaikan
SII di Indonesia. Namun demikian, penyempurnaan proses TFC masih harus dilakukan
mengingat aspek praktis ke arah aplikasi industri dan keterulangan proses
(reproduceablity) masih harus diuji dan dibuktikan kebenarannya. Oleh sebab itu, maka
masalah yang ingin dipecahkan dalam usulan penelitian ini adalah bagaimana
menerapkan metode TFC pada komponen yang terbuat dari paduan Aluminium yang
memiliki kualitas sambungan yang sama dengan komponen awal.
Strategi penyelesaian masalah dilakukan melalui kaji ekperimental. Pendekatan
eksperimental dititikberatkan pada upaya pencapaian ide yang dituangkan dalam bentuk
alternatif rancangan peralatan yang mampu menahan laju perpindahan panas ke
lingkungan serendah mungkin. Pencarian solusi atas masalah ini akan dilakukan dengan
komponen otomotif berupa shock absorber dan brake shoe pad sebagai bahan kajian. Hal
ini dilakukan agar hasil penelitian ini dapat langsung diuji dan diterapkan di lapangan.
7
1.2 Tujuan Khusus
Dengan adanya definisi masalah pada latar belakang masalah di atas, maka tujuan khusus yang
ingin dicapai melalui penelitian ini adalah :
1. Mereview karakteristik mekanik material komponen otomotif atau komponen yang
sejenis (sejenis dalam material dan proses pembuatan),
2. Menentukan parameter perancangan komponen otomotif,
3. Membuat model komponen otomotif yang belum mengalami kerusakan untuk dianalisis
kekuatannya,
4. Menentukan parameter pembuatan komponen otomotif,
5. Menentukan modus kerusakan pada komponen otomotif,
6. Menentukan parameter-parameter proses perbaikan terhadap cacat permukaan pada
komponen otomotif,
7. Membuat model komponen otomotif yang telah diperbaiki untuk dianalisis kekuatannya,
8. Mengembangkan prototipe percobaan perbaikan komponen dengan sasaran pengaturan
parameter-parameter perancangan, manufaktur dan perbaikan, misalnya parameter
temperatur & waktu preheat, dan waktu pencairan,
9. Melakukan rancang-bangun peralatan perbaikan
10. Penerapan metode perbaikan pada otomotif dan komponen komersial lainnya,
11. Melakukan pengujian lapangan (running test),
12. Mengembangkan “framework” untuk penelitian yang akan datang dalam bidang
perbaikan komponen mesin sehingga diperoleh metode perbaikan yang lebih efiesien,
hasilnya lebih baik dan lebih mudah dilakukan,
13. Publikasi ilimiah dalam Jurnal Nasional dan Jurnal Internasional,
14. Mengusulkan standar perbaikan melalui SII, dan
15. Mengusulkan untuk memperoleh paten (HKI).
8
1.3 Pentingnya atau Keutamaan Rencana Penelitian ini
Penelitian ini merupakan bagian dari program peningkatan kualitas penelitian dan peningkatan
kualitas dosen di Jurusan Teknik Mesin Universitas Pasundan. Lingkup luas dari penelitian ini
meliputi baik aspek teori maupun aspek praktis dari metode perbaikan komponen blok mesin dan
kepala silinder yang meliputi aspek analisis system beban pada blok mesin & kepala silinder,
analisis material, analisis kekuatan, dan kegagalan yang terjadi, sebagai bagian dari aktivitas
akademik.
Keuntungan yang akan diperoleh dari penelitian yang diusulkan adalah dapat meningkatkan
kemampuan analisis, perancangan, manufaktur dan aplikasi dari metode perbaikan komponen
blok mesin dan kepala silinder, sekaligus dapat mengusulkan standar SII untuk perbaikan
komponen blok mesin dan kepala silinder yang memang sangat banyak jumlahnya. Hasil lain
dari penelitian ini dapat dimanfaatkan dan dapat meningkatkan kemampuan UKM dalam
melaksanakan perbaikan komponen blok mesin dan kepala silinder. Hasil penelitian ini akan
dipublikasikan dalam seminar dan journal ilmiah.
Sebagai refleksi dari sasaran di atas, terlihat bahwa penelitian yang diusulkan sangat potensial
untuk mengembangkan iklim akademis, kualitas penelitian, peningkatan kualitas penelitian
dosen khususnya di bidang teknik mesin, manufaktur dan material.
Keterlibatan mahasiswa dalam penelitian yang diusulkan sangatlah penting dan diperlukan. Dari
kedalaman dan lingkup penelitian yang dijelaskan di atas, penelitian yang diusulkan sangat
potensial untuk dijadikan penelitian bersama antara perguruan tinggi dan industri.
Dari tujuan yang diuraikan di atas terlihat jelas bahwa penelitian ini akan :
1. Menghasilkan terobosan baru dalam ilmu pengetahuan dan teknologi, khususnya pada
bidang perbaikan komponen blok mesin dan kepala silinder atau komponen mesin yang
sejenis (sejenis dalam material dan beban yang dialami)
2. Meningkatkan kemampuan dan mutu pendidikan di bidang teknik mesin
3. Meningkatkan mutu penelitian di Jurusan Teknik Mesin Universitas Pasundan
Dengan demikian maka beberapa keutamaan dari rencana penelitian ini adalah :
a. Mengembangkan proses perbaikan yang secara praktis dapat diterapkan di lapangan.
b. Mengurangi masuknya produk impor dan mengurangi pengeluaran devisa Negara
khususnya di industri-industri otomotif.
9
c. Mengusulkan standar SII untuk perbaikan komponen otomotif yang jumlahnya cukup
banyak.
d. Hasil dari penelitian ini dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan kemampuan UKM
dalam melaksanakan perbaikan komponen-komponen yang terbuat dari paduan
Aluminium.
e. Membuka gerbang baru teknik perbaikan dan memberikan sumbangan yang sangat
berharga dalam meningkatkan efisiensi produksi.
f. Terbuka lebar bagi peneliti, praktisi maupun instansi seperti B4T untuk memberikan
pelatihan yang berguna bagi semua pihak yang berkepentingan dan merupakan ajang
pertukaran informasi di bidang ilmu pengetahuan dan teknologi baik di dalam maupun di
luar negeri.
g. Menjelaskan fenomena metalurgi yang terjadi di daerah sambungan sebagai terobosan
baru dalam perbaikan welding untuk memperbaiki metode lama yang selama ini sudah
dikembangkan.
10
II. STUDI PUSTAKA/HASIL YANG SUDAH DICAPAI DAN STUDI
PENDAHULUAN YANG SUDAH DILAKSANAKAN
2.1 Aluminium
Aluminium ditemukan oleh Sir Humhrey Davy tahun 1809. Sebagai unsur, pertama kali direduksi
sebagai logam oleh H.C Oerted tahun 1825, dan secara industri tahun 1886 oleh Paul Heroult dari
Perancis dan C.M. Hall. Secara terpisah di Amerika telah diperoleh aluminium dan alumina
dengan cara elektrolisa dari garamnya yang terfusi. Aluminium merupakan logam ringan yang
mempunyai ketahanan korosi, daya hantar listrik (60% Cu) dan sifat-sifat baik lainnya dari
logam. Kekuatan mekaniknya akan meningkat dengan penambahan senyawa Cu, Mg, Ni. Oleh
karena itu logam ini dipergunakan dalam banyak proses industri dan juga banyak digunakan untuk
komponen-komponen kendaraan sepeda motor atau mobil. Terdapat beberapa sifat penting yang
dimiliki Aluminium sehingga banyak digunakan sebagai Material Teknik, diantaranya:
1. Penghantar listrik dan panas yang baik (konduktor).
2. Mudah difabrikasi.
3. Ringan (2,7 gr/cm3).
4. Tahan korosi dan tidak beracun.
5. Kekuatannya rendah, tetapi paduan (alloy) dari Aluminium bisa meningkatkan sifat
mekanisnya
2.2 Silikon
Silikon merupakan salah satu dari beberapa unsur yang dapat dicampur dengan Aluminium.
Mencampurkan silicon kedalam Aluminium biasa memperbaiki sifat Aluminium tersebut dan
mendapatkan sifat yang diinginkan. Sebelum dilakukan peleburan, terlebih dahulu silicon padat atau
bongkahan dihaluskan sampai pada besar butir yang diinginkan. Besar butiran silicon berpengaruh
terhadap sifat campuran, semakin kecil besar butiran maka campuran akan semakin baik.
2.3 Aluminium Silikon (Al-Si)
Aluminium dengan Silikon sebagai unsur paduan utama merupakan paduan Aluminium cor yang
paling penting. Hal ini dikarenakan paduan Al-Si memiliki fluiditas yang tinggi oleh adanya volume
yang besar dari Al-Si eutektik. Kelebihan lainnya dari paduan Aluminium Silikon ini yaitu memiliki
ketahanan korosi yang tinggi, sifat mampu las yang baik serta memiliki koefisien ekspansi termal
11
rendah karena adanya Silikon. Akan tetapi, kehadiran partikel Silikon ini yang keras dalam
mikrostrukturnya, membuat paduan Aluminium Silikon ini sulit dalam proses permesinannya.
Paduan Aluminium Silikon berdasarkan kadar Silikon yang terkandung didalamnya terbagi menjadi
hipoeutektik, eutektik dan hipereutektik. Paduan Aluminium Silikon hipoeutektik mengandung kurang
dari 12% Si dan memiliki mikro struktur yang terdiri dari dendrite Aluminium dalam eutektik. Paduan
Aluminium Silikon ini memiliki kekuatan tarik yang relatif tinggi dan keuletan yang baik. Akan
tetapi, ketahanan aus untuk paduan ini relatif rendah sehingga tidak digunakan dalam aplikasi yang
membutuhkan ketahanan aus tinggi.
Pengaruh unsur Silikon pada paduan Al-Si dapat meningkatkan sifat mampu cor (terutama pada kadar
Silikon 5-12% Silikon meningkatkan fluiditas dan ketahanan terhadap retak panas), meningkatkan
kekuatan dan kekerasan serta menurunkan berat jenis. Bila kadar Si > 12%, maka akan terbentuk
kristal Silikon primer yang bersifat keras, memiliki ekspansi termal rendah, ketahanan ausnya baik
sehingga cocok untuk aplikasi temperatur tinggi seperti piston. Akan tetapi sifat mampu
permesinannya kurang baik. Paduan aluminium silikon berdasarkan kadar silikon yang terkandung
didalamnya terbagi menjadi hipoeutektik, eutektik dan hipereutektik. Untuk keperluan komersial
paduan hipereutektik jarang digunakan. Gambar 2.1 menunjukkan diagram fasa Al-Si.
Gambar 2.1 Diagram fasa Al-Si
12
Paduan aluminium silikon hipoeutektik mengandung kurang dari 12% Si dan memiliki mikrostruktur
yang terdiri dari dendrite aluminium dalam eutektik. Paduan aluminium silikon ini memiliki kekuatan
tarik yang relatif tinggi dan keuletan yang baik. Akan tetapi, ketahanan aus untuk paduan ini relative
rendah sehingga tidak digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan ketahanan aus yang tinggi.
Paduan aluminium silikon hipereutektik, mengandung silikon lebih dari 12.7%. Mikrostruktur paduan
ini terdiri dari endapan partikel silikon primer dalam matriks eutektik. Karena adanya endapan partikel
silikon, maka paduan aluminium silikon hipereutektik memiliki ketahanan aus yang sangat baik.
Akan tetapi kekuatan tarik dan keuletannya lebih rendah dibandingkan dengan aluminium silikon
hipoeutektik. Selain itu, adanya endapan partikel silikon ini membuat masalah pada proses
pemesinannya.
Sedangkan paduan aluminium silikon eutektik, memiliki kadar silikon sebesar 12-12.7%. Eutektik
terbentuk antara larutan padat aluminium yang mengandung sedikit silikon dan silikon murni sebagai
fasa kedua. Komposisi eutektik telah menjadi perdebatan sejak lama, akan tetapi sekarang secara
umum telah disepakati 12.7% Si. Pembekuan yang lambat dari paduan aluminium silicon
menghasilkan mikrostruktur yang sangat kasar dimana eutektik terdiri dari plat lebar atau jarum-
jarum silikon dalam matriks aluminium yang kontinyu.
Sifat-sifat paduan Al-Si, yaitu:
1. Mudah dicetak
2. Meningkatkan ketahanan aus
3. Meningkatkan kekerasan
4. Menurunkan berat jenis
5. Menurunkan koefisien ekspansi panas
6. Menurunkan keuletan
Keuntungan dan kerugian pada material Aluminium – Silikon, yaitu:
Keuntungan :
mperkecil daya lentur
13
Kerugian :
2.4 Sifat Umum Dari Paduan Aluminium-Silikon
Paduan Al – Si juga termasuk logam yang tidak bisa mendapat perlakuan panas. Paduan ini sangat
baik kecairannya sehingga banyak digunakan pada produk-produk coran. Produk-produk berupa
coran mempunyai kondisi permukaan yang baik, tahan korosi, ringan, koefisien pemuaian yang kecil
dan sebagai penghantar listrik yang baik.
2.5 Metode-metode Perbaikan yang Telah Dikembangkan
1. Las busur listrik,
2. Las Oksi-asetilen dan Flame Spray
3. Ultrasonic insert casting.
4. Metallock & Stitch
5. Friction Welding
6. Discharge Joining
2.5.1 Las busur listrik
Kiser dan Irving [19], membuat perbandingan empat jenis proses pengelasan dan tiga diantaranya
termasuk kedalam kategori las busur listrik yaitu SMAW, GMAW, dan FCAW. Dari tabel 1
dibawah, besi cor kelabu ditandai oleh garis terputus-putus. Semua metode las busur listrik yang
ada, penggunaannya sangat terbatas (limited) bahkan ada yang tidak direkomendasikan.
Sekalipun las listrik SMAW lebih umum digunakan, namun pemakaiannya dibatasi mengingat
heat input yang tinggi dan kompensasi elongation sangat rendah, antara 0 dan 2%. Hal ini berarti
daerah sambungan sangat rentan terhadap retak dan adanya perubahan kecilpun, akibat
penyusutan, tidak diinginkan.
14
Tabel 1. Penggunaan las busur listrik dan las gas untuk berbagai jenis besi cor dan
pengaruhnya terhadap weldability.[19]
Tingginya heat input dengan menggunakan las busur listrik karena demikian hebatnya tumbukan
elektron pada sisi anoda, menyebabkan kutub ini menjadi lebih tinggi temperaturnya dibanding
katoda.[2,21] Beberapa literatur menyebutkan temperatur katoda berkisar 38000C dan anoda
sekitar 50000C.[4,5,20] Kenyataannya temperatur tersebut bisa lebih tinggi tergantung dari jenis
elektroda, gas pelindung, dan selang arus yang digunakan. [11,12]
2.5.2 Oxyfuel Welding
Dari tabel 1, oxyfuel welding (Las Oksi-asetilen dan Flame Spray) memberikan hasil yang paling
baik. Namun pengelasan yang diterapkan dengan cara ini, masih melibatkan pencairan logam
induk yang berarti masih menghasilkan penggetasan di daerah sambungan. Selain itu pengelasan
dengan OFW, hanya digunakan untuk memperbaiki cacat yang relatif kecil.[22]
Salah satu teknik pengelasan dalam kategori OFW adalah las oksiasetilen. Las oksiasetilen
memberikan peluang yang paling baik karena laju pemanasan dan pendinginan relatif rendah
dibandingkan dengan las busur listrik sehingga dapat mengurangi terbentuknya martensit dan
fissures.[13,22]
Temperatur di ujung api las (dekat torch) hanya sekitar 32000C dan temperatur di benda kerja
yang mencair sekitar 16000C.[22] Namun begitu, semua perbaikan yang melibatkan dilusi tidak
dapat menjamin sambungan terbebas dari efek penggetasan.
Ket.: OFW = Oxyfuel Welding, SMAW = Shielded Metal Arc Welding, GMAW = Gas Metal Arc Welding, FCAW = Flux Core Arc Welding.
15
2.5.3 Metode Ultrasonic Insert Casting
Metode perbaikan dengan cara penuangan telah dikembangkan oleh Pan & Co-workers pada
tahun 2000, yaitu dengan menggunakan metode Ultrasonic insert casting (gambar 3a).[7] Metode
ini tidak melibatkan adanya pencairan logam induk. Proses perbaikan, dilakukan dengan
menuangkan logam cair ke permukaan cacat dan selama itu dibangkitkan getaran ultrasonik
(high-power ultrasound). Getaran ultrasonik digunakan untuk menghilangkan oxide-layer yang
timbul akibat panas yang terbawa oleh logam cair saat penuangan ke permukaan cacat dilakukan.
Metode ini masih mempunyai kelemahan karena tidak mudah diterapkan di lapangan (no
practicable), relatif mahal, dan dimensi cacat permukaan yang dapat diperbaiki relatif kecil.
Struktur mikro yang terlihat pada gambar 3b, adalah contoh perbaikan cacat pada baja dengan
menuangkan logam cair aluminium. Contoh ini merupakan gambaran interface yang terbebas
dari fusion zone dan HAZ.
Gambar 2.2. a. Sketsa metode perbaikan dengan menggunakan metode
ultrasonic insert casting
b. Struktur mikro, memperlihatkan sambungan di interface.[7]
16
Cetakan Pasir
Spesimen
In
Out
θ
h 3
6
5
1
4
2
7 7
2.6 Hasil yang Sudah Dicapai
Penelitian terdahulu telah berhasil membangun empat buah metode yaitu metode-metode
Pouring, Powder Filling, Droplet Spray dan Turbulence Flow Casting (TFC). Satu diantaranya
telah memenuhi tujuan penelitian yaitu metode TFC. Sketsa proses TFC diperlihatkan pada
gambar 2.3.
Gambar 2.3 Sketsa proses perbaikan dengan menggunakan metode TFC
Proses penyambungan dengan metode TFC terjadi oleh adanya logam cair bertemperatur
tinggi yang mengalir melalui cetakan pasir dan mengenai permukaan cacat hingga mencair
selama selang waktu tertentu. Dari hasil perbaikan ini, ikatan metalurgi di sambungan dinilai baik
karena letak patahan yang diuji melalui pengujian tarik terjadi di daerah logam pengisi (bukan di
sambungan) dengan harga kekuatan tarik sekitar 200 MPa. Melalui pengaturan parameter,
metode ini mampu memperbaiki cacat tanpa menghasilkan besi cor putih, martensit, retak dan
porositas. Secara praktis, faktor yang turut menentukan keberhasilan proses TFC adalah cara
pemberian preheat (pemanasan mula) terhadap komponen yang akan diperbaiki. Pada penelitian
ini pemberian preheat dilakukan dengan menggunakan pemanas api, logam cair, dan pemanas
17
listrik setempat di daerah cacat. Untuk itu maka teknik pemberian preheat perlu dikembangkan
lebih lanjut tertutama pada komponen-komponen berdimensi besar dengan ketebalan diatas 500
mm. Walaupun demikian, prinsip utama yang harus diperhatikan dalam pemberian preheat
adalah masukan panas harus dapat menghasilkan laju pendinginan yang rendah.
2.5 Studi Pendahuluan yang Sudah Dilaksanakan
Studi pendahuluan yang sudah dilaksanakan berkenaan dengan pengembangan dan
penerapan metode baru memperbaiki cylinder head berukuran kecil sebagaimana terlihat pada
gambar 2.4.
Gambar 2.4 Hasil perbaikan cylinder head dengan menggunakan metode TFC
(a). Cylinder head sebelum diperbaiki, (b). Proses perbaikan
(c, d). Kondisi cylinder head setelah perbaikan
(b)
(c)
(d)
Cacat
(a)
18
Gambar 3.1 Diagram alir percobaan
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Proses Percobaan
Tahapan percobaan perbaikan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah:
Mulai
Pemilihan Bahan Aluminium Al-Si Studi Literatur
Pengolahan Data
Analisis
Kesimpulan
Proses Perbaikan Cacat pada Spesimen
dengan Proses Pengecoran
-Uji Tarik
-Uji Keras
- Metalografi
Tidak
Ya
Pembuatan Cetakan Pasir
Proses Peleburan dan Pembuatan Spesimen
Aluminium (Al-Si)
Perancangan dan Pembuatan Pola
19
3.2 Pemilihan Material Aluminium Al-Si
Material yang digunakan untuk pembuatan spesimen berasal dari suku cadang sepatu
remmaupun rem tromol kendaraan bermotor yang berbahan Aluminium Silicon (Al-Si).
Gambar 3.2 Material Aluminium Silikon dari komponen sepatu rem
3.3 Perancangan dan Pembuatan Pola
Sebelum melakukan pengecoran logam Al-Si, pertama-tama dilakukan
perancangan dan pembuatan pola yang nantinya akan digunakan untuk pembuatan
cetakan benda coran. Pola yang digunakan terbuat dari bahan kayu karena cepat dibuat
dan umumdigunakan untuk cetakan pasir.
Gambar 3.3 Pola Cetakan
20
3.4 Pembuatan Cetakan Pasir
Cetakan pasir yaitu cetakan yang paling lazim dipakai karena mudah dalam proses
pembuatannya dan jumlah produksinya kecil, namun kekurangannya adalah cetakan pasir
ini hanya untuk dipergunakan dalam sekali proses penuangan logam. Komposisi cetakan
pasir yang digunakan adalah Pasir Silika dan Bentonit sepagai pengikat serta diberi air
secukupnya dengan perbandingan campuran pasir dan bentonit adalah 2:1.
Gambar 3.4 Cetakan Pasir
3.5 Parameter Proses Peleburan & Pembuatan Spesimen Komponen
Parameter yang digunakan untuk peleburan Al-Si pada proses pembuatan komponen ini
adalah:
Penyalaan dan pemanasan tungku ± 1 jam
Material : Aluminium-Silikon 12%
Jumlah material : 5 kg
21
Gambar 3.5 Tungku krusibel
Temperatur cair : 788 ºC
Proses degassing : Natrium Clorida (NaCl) & Sodium Karbonat
Temp. Penuangan : 713 ºC
Tinggi penuangan : ± 10 cm
Kondisi ladle : Preheat T = 250ºC ± 15 menit
Jenis cetakan : Pasir
Komposisi cetakan : Pasir silika, bentonit dan air (manual mix)
Kondisi cetakan : Sangat padat dan diberi vent
Kondisi tungku : Terbuka
3.5.1 PemanasanTungku
Tungku yang dipergunakan ialah jenis tungku krusible dengan kondisi tungku terbuka di luar
ruangan. Jadi tungku kontak langsung dengan udara sekitar atau udara lingkungan tanpa
tertutup. Lalu dilakukan penyalaan dan pemanasan tungku kurang lebih 1 jam.
22
3.5.2 Peleburan Material Aluminium-Silikon 12%
Jenis material yang dipergunakan untuk proses percobaan ini ialah bahan Aluminium-
Silikon dengan kandungan silikon sebesar 12%. Komponen-komponen yang
mempergunakan material jenis ini lebih banyak digunakan untuk komponen kendaraan
bermotor diantaranya seperti sepatu rem, piston, blok mesin dan lain-lain. Lalu bahan-
bahan aluminium silikon tersebut dilebur hingga mencair di dalam tungku peleburan
(tungkukrusible).
Gambar 3.6 Proses peleburan Al-Si
Gambar 3.7 Pengukuran temperatur logam cair Al-Si
23
3.5.3 TemperaturPencairan
Untuk pencairan aluminium silikon tersebut, temperatur yang dicapai sampai seluruh
material Al-Si yang dimasukan kedalam tungku mencair secara keseluruhan adalah
780ºC.
3.5.4 Proses Degassing
Proses degassing adalah proses penghilangan gas yang ad pada logam cair di dalam
tungku. Berdasar proses pengerjakan, yang berperan penting terhadap proses
penghilangan gas (degassing) setelah perancangan sistem saluran adalah kondisi operasi.
Temperatur logam cair terlalu tinggi akan sangat mudah bereaksi dengan hidrogen,
apalagi jika kondisi tungku terbuka.Yang berperan sebagai proses penghilang gas setelah
kondisi operasi adalah penambahan media yang berfungsi sebagai penghilang gas
(degasser). Degasser (NaCl & NatriumKarbonat) dicampurkan ke dalam logam cair
secara langsung akan bereaksi dengan hidrogen. Fenomena reaksi yang terjadi adalah
adanya letupan-letupan di dalam logam cair yang tidak lama kemudian akan muncul slag.
Gambar3.8 Natrium clorida (NaCl) &sodium karbonat
Gambar 3.9 Proses degassing
24
Gambar 3.10 Setelah penuangan aluminium cair pada pembuatan spesimen
Semua proses dari parameter-parameter tersebut telahdilakukan,lalu logam aluminium yang
telah dituangkan dibiarkan mendingin atau membeku didalam cetakan pasir. Setelah
membeku, cetakan dibongkar dan diperoleh spesimen material Aluminium.
Gambar 3.5 Spesimen komponen hasil pengecoran
25
4. DATA PERCOBAAN PERBAIKAN PERTAMA (CETAKAN TERBUKA)
PEMBUATAN CETAKAN
Bahan Cetakan Pengikat Pasir
1. Pasir Silica (Mesh 4) Nama Bahan %
Ukuran Flask Resin (R) 1,8-2%
Bawah : 200x100x50 Katalis 22% x R
PELEBURAN
Bahan Material : Alumunium Silikon
Komposisi Kimia
Al Si
12%
Penuangan, Temperatur, Waktu
Suhu Peleburan : 670 C
Waktu Peleburan : 36 Menit
Suhu Tapping : 650 C
Suhu Pouring : 617 C
Ketinggian Tuang : 5 cm
Waktu Tuang : 30 Detik
Volume Argon : 5 Lpm
5. DATA PERCOBAAN PERBAIKAN KEDUA (CETAKAN TERUTUP)
PEMBUATAN CETAKAN
Bahan Cetakan Pengikat Pasir
1. Pasir Silica (Mesh 4) Nama Bahan %
Ukuran Flask Resin (R) 1,8-2%
Bawah : 300x100x50 Katalis 22% x R
Atas : 300x100x150
PELEBURAN
Bahan Material : Alumunium Silikon
Komposisi Kimia
Al Si
12%
Penuangan, Temperatur, Waktu
Suhu Peleburan : 670 C
Waktu Peleburan : 36 Menit
Suhu Tapping : 650 C
Suhu Pouring : 617 C
Ketinggian Tuang : 5 cm
Waktu Tuang : 30 Detik
Volume Argon : 5 Lpm
26
6. DATA PERCOBAAN PERBAIKAN KETIGA (CETAKAN TEBUKA)
PEMBUATAN CETAKAN
Bahan Cetakan Pengikat Pasir
1. Pasir Silica (Mesh 4) Nama Bahan %
Ukuran Flask Resin (R) 1,8-2%
Bawah : 200x100x50 Katalis 22% x R
PELEBURAN
Bahan Material : Alumunium Silikon
Komposisi Kimia
Al Si
12%
Penuangan, Temperatur, Waktu
Suhu Peleburan : 760 C
Waktu Peleburan : 30 Menit
Suhu Tapping : 690 C
Suhu Pouring : 690 C
Ketinggian Tuang : 5 cm
Waktu Tuang : 30 Detik
Volume Argon : 15 Lpm
Catatan
Untuk cetaan terbuka dilakukan pre heat selama 5 menit
7. DATA PERCOBAAN PERBAIKAN KEEMPAT (CETAKAN TERTUTUP)
PEMBUATAN CETAKAN
Bahan Cetakan Pengikat Pasir
1. Pasir Silica (Mesh 4) Nama Bahan %
Ukuran Flask Resin (R) 1,8-2%
Bawah : 300x100x50 Katalis 22% x R
Atas : 300X100X150
PELEBURAN
Bahan Material : Alumunium Silikon
Komposisi Kimia
Al Si
12%
Penuangan, Temperatur, Waktu
Suhu Peleburan : 760 C
Waktu Peleburan : 30 Menit
Suhu Tapping : 690 C
Suhu Pouring : 690 C
Ketinggian Tuang : 5 cm
Waktu Tuang : 30 Detik
Volume Argon : 15 Lpm
27
BAB IV
HASIL YANG TELAH DICAPAI DAN PEMBAHASAN
Pengamatan yang telah dilakukan dalam laporan kemajuan penelitian ini adalah
melakukan sejumlah proses pembuatan spesimen melalui proses pengecoran. Spesimen-
spesimen tersebut akan digunakan sebagai bahan percobaan perbaikan ulang. Sejumlah
perbaikan yang telah dilakukan di tahun pertama masih terdapat kekurangan yang
diantaranya adalah adanya incomplete fusion dan porositas yang disebabkan karena:
a. Faktor cetakan pasir dan sistem saluran atau in gate yang terlalu sempit dapat
menyebabkan laju aliran logam pengisi menjadi sedikit terhambat.
b. Penurunan temperatur karena menggunakan cetakan pasir. Alumunium cair akan
mengalami penurunan temperatur mulai dari masuk melalui pouring basin
sehingga saat mencapai daerah base metal temperatur alumunium pengisi sudah
berbeda sehingga tidak dapat mengikis permukaan kampuh dan weld metal tidak
menempel dengan base metal.
c. Laju aliran logam cair pada proses penuangan logam pengisi ke dalam komponen
aluminium diperkirakan terlalu cepat, yang mengakibatkan logam cair yang
dialirkan pada komponen yang ditanam di dalam cetakan tidak mampu menggerus
atau tidak mencairkan permukaan kampuh komponen aluminium.
Dari hasil pengamatan visual dan foto makro pada spesimen pada percobaan repair
welding ketiga, keempat dan kelima dapat dianalisa faktor-faktor penyebab terjadinya
porositas dan incomplete fusion adalah :
a. Porositas
Aluminium cair sangat reaktif sekali terhadap gas hidrogen. Gas hidrogen dapat
membuat gelembung udara terikat di dalam aluminium cair yang mengakibatkan
porositas.
b. Incomplete fusion
Hal ini terjadi karena preheat yg kurang merata atau laju aliran aluminium ke
dalam cetakan terlalu cepat. Hal lain adalah karena volume cairan yang kurang
banyak atau waktu penuangan kurang lama.
28
Gambar 3.6 Pembuatan cetakan
Pembuatan cetakan terbuka & tertutup dilakukan secara manual, menggunakan pasir
silica dengan komposisi resin 1,8 – 2 % dan komposisi katalis 22 % dari resin.
29
Gambar 3.7 Pembuatan saluran aliran masuk dan keluar logam cair
Dalam pembuatan saluran masuk pada cetakan tertutup, dibuat choke terlebih dahulu.
Selanjutnya dibuat saluran masuk untuk argon dan saluran masuk untuk material yang
telah dileburkan.
30
Gambar 3.8 Hasil pembuatan cetakan terbuka & tertutup
Tertutup
Terbuka
31
Gambar 3.9 Peleburan dilakukan selama 36 menit temperatur 670oC.
32
Gambar 3.10 Proses penuangan-1 pada perbaikan dengan cetakan terbuka
Proses penuangan, dilakukan pada temperatur tuang 617oC, dengan tinggi penuangan 5
cm, waktu penuangan 30 detik, dan proses pemberian argon dilakukan 20 detik sebelum
penuangan dan selama penuangan dengan volume argon 5 Lpm.
Gambar 3.11 Hasil penuangan pada cetakan terbuka
33
Gambar 3.12 Proses penuangan-2 pada perbaikan dengan cetakan tertutup
Proses penuangan, dilakukan pada temperatur tuang 617 C, dengan tinggi penuangan 5
cm, waktu penuangan 30 detik, dan proses pemberian argon dilakukan 20 detik sebelum
penuangan dan selama penuangan dengan volume argon 5 Lpm.
Gambar 3.13 Hasil penuangan pada cetakan tertutup
34
Hasil percobaan pertama pada cetakan tertutup tersambung, namun pada saat dipukul
untuk memastikan sambungan hasil percobaan lepas.
Gambar 3.14 Peleburan dilakukan selama 30 menit temperatur 670oC
Proses peleburan kedua dilakukan pada temperatur 760oC dengan waktu selama 30
menit.
35
Gambar 3.15 Proses penuangan-3 pada perbaikan dengan cetakan terbuka
Proses penuangan dilakukan pada temperatur tuang 690oC, dengan tinggi penuangan 5
cm, waktu penuangan 30 detik, dan proses pemberian argon dilakukan 20 detik sebelum
penuangan dan selama penuangan dengan volume argon 15 Lpm serta dilakukan preheat
selama 20 detik.
Gambar 3.16 Proses penuangan-4 pada perbaikan dengan cetakan tertutup
36
Hasil percobaan keempat pada cetakan terbuka tersambung, namun pada saat
proses pemotongan hasil percobaan lepas.
Gambar 3.17 Proses penuangan-5 pada perbaikan dengan cetakan tertutup
Proses penuangan, dilakukan pada temperatur tuang 690oC, dengan tinggi penuangan 5
cm, waktu penuangan 30 detik, dan proses pemberian argon dilakukan 20 detik sebelum
penuangan dan selama penuangan dengan volume argon 15 Lpm.
Gambar 3.18 Proses penuangan-6 pada perbaikan dengan cetakan tertutup
37
V. KESIMPULAN
Beberapa hal yang dapat disimpulkan dari hasil eksperimen ini adalah:
4.1 Teknik perbaikan yang dinyatakan berhasil dalam memperbaiki paduan Al-Si
adalah metode TFC dengan menggunakan cetakan tanpa Cup.
4.2 Paremeter proses perbaikan meliputi: temperatur penuangan minimal 700oC,
waktu penuangan minimal 5 detik, temperatur preheat berkisar 200oC, spesimen
jarak penuangan logam cair ke spesimen 100 mm.
4.3 Dari hasil pengamatan metalografi masih terbentuk porositas dan incomplete
penetration.
4.4 Pengembangan lanjut proses TFC yang diikuti dengan penggunaan inert gas telah
dilakukan pada temperatur penuangan 619oC dan 690oC namun hasil perbaikan
masih perlu dievaluasi.
38
V. DAFTAR PUSTAKA
Abdulgader S.A., Olson D.L. dan Self J.A.(1985), Fe-Mn-Ni-Cu-C Filler Metal for
Welding Ductile Cast Iron, AWS Welding Journal.
Alexandrov D. V. dan Malygin A. P. (2006), Self-similar Solidification of An Alloy From
a Cooled Boundary, International Journal of Heat and Mass Transfer 49, 763-769
Alexiades V.,HannounN. dan MaiT. Z.(2003),Computational Simulation Conf. 10, 55-69
Angus, H. T. (1978), Cast Iron – Physical and Engineering Properties, 2nd Ed.,
Butterworth & Co., England.
Appelt B. dan Long R.E. (1982),” The Development of SMAW Procedure for Cast Iron”,
AWS Welding Journal.
Askeland D.R. dan Birer N. (1979), Secondary Graphite Formation in Tempered Nodular
Cast Iron Weldment, AWS Welding Journal.
ASTMSpecialty Handbook (1996), Cast Irons, ASM International, Materials Park, OH.
Badillo A. dan Beckermann C. (2006), Phase-field Simulation of the Columnar-to-
equiaxed Transition in Alloy Solidification, Acta Materialia, (In Press)
Bartocha D., JanerkaK. dan Suchori J. (2005), Charge Materials and Technology of Melt
and Structure of Gray Cast Iron, Journal of Materials Processing 162/163, 465-
470.
Bars M. B. dan Worster M. G. (2006), Solidification of a binary alloy: Finite-element,
single-domain simulation and new bechmark solutions, Journal of Computational
Physics, (In Press).
Battezzati L., BariccoM. dan Curiotto S. (2005), Non-stoichiometric Cementite by Rapid
Solidification of Cast Iron, Acta Materialia 53, 1849-1856.
Barkhudarov,M.R. (1997), Is Fluid Flow Important for Predicting Solidification?”,
Solidification Processing’97 Conference, 7-10, Sheffield, U.K.
Benyounis K.Y., FakronO.M.A., AbboudJ.H., OlabiA.G. dan Hashmi M.J.S. (2005),
Surface Melting of Nodular Cast Iron by Nd-YAG Laser and TIG, Journal of
Materials Processing 170, 127-132.
Bishel R.A., WilsonR.K. dan Kelly T.J. (1985), Welding of Ductile Iron with Ni-Fe-Mn
Filler Metal, AWS Welding Journal.
CallisterJr., W. D. (1990), Material Science and Engineering, John Wiley & Sons, Inc.,
New York.
39
Chatterjee S. dan Pal T.K. (2003), Wear Behaviour of Hardfacing Deposits on Cast Iron,
WearJournal 255, 417-425.
Chatterjee S. dan Pal T.K. (2006), Weld Procedural Effect on The Performance of Iron
Based Hardfacing Deposits on Cast Iron Substrate, Journal of Materials
Processing Technology,(In Press).
Chao L.S. (1999), Du W.C., Macro-Micro Modeling of Solidification, Proc. Natl. Sci.
Counc. ROC(A), 23 (5), 622-629.
Cisgewski G. (1996), The Mechanical Properties of Joints Welded with Coated
Electrodes in Flake and Nodular Graphite Cast Iron, Welding International, 10
(11) 853-861.
Cueva G., SinatoraA., GuesserW. L. dan Tschiptschin A. P. (2003), Wear Resistance of
Cast Iron Used in Brake Disc Rotors, Wear Journal 255, 1256-1260.
Chakraborty S. dan Dutta P. (2002), An Analytical Solution for Conductivity-dominated
Unidirectional Solidification of Binary Mixtures, Applied Mathematical
Modelling 26, 545-561.
Denny (2005), Analisis Numerik Pengaruh Temperatur Preheat dan Waktu Penuangan
Terhadap Kedalaman Kisisan pada Perbaikan Komponen dari Besi Cor Kelabu
dengan Metode Liquid Flow, Tesis Magister Teknik Mesin ITB.
Devletian J.H. (1978), Weldability of Gray Iron Using Fluxless Gray Iron Electrodes for
SMAW, AWS Welding Journal.
Devletian J.H. (1980), Aluminum’s Graphitizing Effect in Gray Iron Welds, AWS
Welding Journal.
Easterling K. (1992), Introduction to The Physical Metallurgy of Welding, Butterworth-
Heinemann Ltd., 2nd Ed., London.
Edalati K., AkhlaghiF. dan Nili-Ahmadabadi M. (2005), Influence of SiC and FeSi
Addition on The Characteristics of Gray Cast Iron, Journal of Materials
Processing Technology 160, 183-187.
Elliott R.(1988), Cast Iron Technology, Butterworth & Co. (Publisher) Ltd, UK, 114-118.
Djaswir F. (2004), Analisa Perpindahan Panas pada Pemberian Preheat dan Pengelasan
dengan Menggunakan Las Oksiasetilen Secara Numerik dan Eksperimental pada
Besi Cor Kelabu, Tesis Magister Teknik Mesin ITB.
Ferreira J. C. (2002), A Study of Cast Chilled Iron Processing Technology an Wear
Evaluation of Hardened Gray Iron for Automotive Application, Journal of
Material Processing Technology 121, 94-101.
40
Fomin S. A dan Saitoh T. S. (1999), Melting of Unfixed Material in Spherical Capsule
with Non-Isothermal Wall, International Journal of Heat and Mass Transfer 42,
4197-4205.
Fras E., GornyM. dan Lopez H.F. (2005), The Transition from Gray to White Cast Iron
During Solidification: Part I. Theoretical background, Metallurgical and
Materials Transactions A, 36A, 3075.
Gegner J., HorzG. dan Kirchheim R. (1997), Segregation of Oxygen at Metal/oxide-
interface, Interface ScienceKluwer Academic Publisher-Netherland 5, 231-245.
Gale W.F. dan Wallach E.R. (1991), microstructural development in transient liquid-
phase bonding, Metallurgical Transactions, 22A, 2451-2457.
Ghaderi A. R., AhmadabadiM. N. dan Ghasemi H. M. (2003), Effect of graphite
morphologies on tribological behaviour of austempered cast iron,Wear Journal
255, 410-416.
GoettschD. D. dan DantzigJ. A.(1991), Modeling Microstructure Development in Gray
Cast Iron, Modeling of Casting, Welding, and Advanced Solidification Processes
V, 377-385.
Wiryosumarto H. dan Okumura T. (1991), Teknologi pengelasan logam, PT Pradnya
Paramita, Cetakan Ke-5.
Holman, J. P (1981), Heat Transfer, 5th Edition, Mc. Graw-Hill Book Company, New
York.
Ikeuchy K., ZhouY., KokawaH. dan North T. H. (1992), Liquid-solid interface migration
at grain boundary regions during transient liquid phase brazing”, Metallurgical
Transactions, 23A, 2905-2915.
Ishida T. (1985), A Microstructural Study of Local Melting of Gray Iron with Stasionary
Plasma Arc, AWS Welding Journal.
Jana S., Ray S. dan Durst F. (2005), A Numerical Method to Compute Solidification and
Melting Processes, Applied Mathematical Modelling.
James M. N. dan Wenfong L. (1999), Fatigue Crack Growth in Austempered Ductile and
Grey Cast Irons-stress Ratio Effects in Air and Mine Water, Material Science and
Engineering A265, 129-139.
Kiser S. D. dan Irving B. (1993), Unraveling The Mysteries of Welding Cast Iron,
AWSWelding Journal, 39-44.
Kreith F. dan Bohn M. S. (1986), Principles of Heat Transfer, 4th Ed., Harper & Row
Publisher Inc., New York.
41
Kurniawan (2005), Karakteristik Las Semprot Nikel dengan Parameter Jarak dan Tekanan
pada Perbaikan Cacat Besi Cor Kelabu, Tesis Magister Teknik Mesin ITB.
Lamberg P. (2004), Approximate Analytical Model for Two-phase Solidification Problem
in A Finned Phase Change Material Storage, Journal of Applied Energy 77, 131-
152.
Li Y. dan Wang Q. (2005), Intelligent Evaluation of Melt Iron Quality by Pattern
Recognition of Thermal Analysis Cooling Curves, Journal of Materials
Processing Technology 161, 430-434.
Loper Jr. C.R. dan Voigt R.C. (1983), A Study of Heat-affected One Structures in Ductile
Cast Iron, AWS Welding Journal.
MacCocaire C. (1991), Repair Welding: How to Set Up a Shop, Welding Journal 8, 54-
56.
Muller A. (1998), Mathematical Description of Solidification Cooling Curves of Pure
metals, Materials Research 1 (1), 29-38.
Permana M. S. (2001), Pengaruh Pemilihan Elektroda dan Parameter Proses Terhadap
Struktur Mikro dan Sifat Mekanik Besi Cor Kelabu dengan Menggunakan
Pengelasan SMAW, Penelitian Mandiri, Universitas Pasundan.
Permana M. S. (2002), Kaji Eksperimental Proses Repair Terhadap Permukaan Cacat
yang Terbuat Dari Besi Cor Kelabu Dengan Menggunakan Las Oksiasetilen,
Penelitian Mandiri, Universitas Pasundan.
Matsugi K., KonishiM., YanagisawaO. dan Kiritani M. (2005), Erratum to Joining of
Spheroidal Graphite Cast Iron to Stainless Steel by Impact-electric Current
Discharge Joining, Journal of Materials Processing Technology 166, 313-320.
Martinez R. A. dan Sikora J. A. (1995), Pearlitic Nodular Cast Iron: Can it Be Welded,
AWS Welding Journal, 65-70.
M. Ramadan, TakitaM. dan Nomura H. (2006), Effect of Semi-solid Processing of
Solidification Microstructure and Mechanical Properties of Gray Cast Iron,
Materials Science and Engineering A 417, 166-173
Mahmut D. M., Olusegun J. dan Ilegbusi (2002), Application of a Hybrid Model of
Mushy Zone to Macrosegregation in Alloy Solidification, International Journal of
Heat and Mass Transfer 45, 279-289.
Mauch J. E. dan Birch J. W. (1983), Guide to the Successful Thesis and Dissertation,
Conception to Publication: A Handbook for Students and Faculty”, Marcel
Dekker, Inc, New York and Basel.
Mochnacki B., LaraS. dan Pawlak E. (2005), Multiscale Model of Segregation Process,
Journal of Materials Processing Technology 162/163, 766-769.
42
Mochnacki B., MajehrzakE., PawlakE. dan Suchi J. (1997), Modelling of Fe-C Alloys
Solidification Using The Artificial Heat Source Method, Journal of Materials
Processing Technology 64, 293-302.
Nadot Y., MendezJ. dan Ranganathan N. (2004), Influence of Casting Defect on Fatigue
Limit of Nodular Cast Iron, International Journal of Fatigue 26, 311-319.
Ohnaka H. (1985), Fundamentals of Heat and Solidification with Computational Solution,
(Translated), Maruzan, Tocnoku-Tokyo, Japan
Orlowicz A.W. dan Trytek A. (2003), Effect of Rapid Solidification on Sliding Wear of
Iron Castings, WearJournal 254, 154-163
Ozdemir N., AksoyM. dan Orhan N. (2003), Effect of Graphite Shape in Vaccum-free
Diffusion Bonding of Nodular Cast Iron with Gray Cast Iron, Journal of Materials
Processing Technology 141, 228-233.
Ozisik M.N. (1968), Boundary Value Problems of Heat Conduction, International
Textbook Company, Scranton Penssylvania.
Oliveira M. J., MalheirosL. F. dan Ribeiro C. A. S. (1999), Evaluation of Heat of
Solidification of Cast Irons From Continuous Cooling Curves, Journal of Mateials
Processing Technology 92/93, 25-30.
Pan J., YoshidaM., SasakiG., FukunagaH., FujimuraH. dan Matsura M. (2000),
Ultrasonic Insert Casting of Aluminum Alloy, Scripta Materialia, 43, 155-159.
Pedoman Format Penulisan Disertasi (2006), Program Pascasarjana, Institut Teknologi
Bandung, Bandung.
Prabhu K. N. dan Griffiths W. D. (2000), Assessment of Metal/mold Interfacial Heat
Transfer During Solidification of Cast Iron, Materials Science Forum Trans Tech
Publications 329/330, 455-460.
Suratman R. (2002), Teknologi Pengelasan Logam, Departemen Teknik Mesin, Institut
Teknologi Bandung, Bandung.
Rabkin E., StraumalB. dan Gust W. (1996), Diffusion Induced Stresses as a Driving
Force for the Instability of a Solid/Liquid Interface, Defect and Diffusion Forum
Scitec Publications 129/130, 229-242.
Rivera G.L., BoeriR.E. dan Sikora J.A. (2004), Solidification of Gray Cast Iron, Scripta
Materialia 50, 331-335.
Roy A. dan Manna I. (2000), Mathematical Modeling of Localized Melting Around
Graphite Nodules During Laser Surface Hardening of Austempered Ductile Iron,
Optics and Laser in Engineering 34, 369-383.
43
Riahi A. R. dan Alpas A. T. (2003), Wear Map for Grey Cast Iron, Wear Journal 255,
410-409.
Sahin H. M., Kocatepe K., Kayikci R. dan Akar N. (2006), Determination of
Unidirectional Heat Transfer Coefficient During Unsteady-state Solidification at
Metal Casting-chill Interface, Energy Conversion and Management 47, 19-34.
Sapate S. G. dan Rao A. V. R. (2004), Effect of Carbide Volum Fraction on Erosion Wear
Behaviour of Hardfacing Cast Iron, , Wear Journal 256, 774-786.
Seetharamu K.N., Paragasam R., Quadir G.A, Zainal Z.A., Prasad B.S. dan Sundararajan
T.(2001), Finite Element Modelling of Solidification Phenomena, Sadhana, 26, (1
& 2), India,103-120.
Shinoda T., EndoS. dan Tanada K. (1996), Friction Welding of Cast Iron and Stainless
Steel, Welding International 10 (12), 926-936.
Shuping H., WeiminZ. dan Fuzhan R. (2002), Progress in the Micro-modeling of the
Casting Solidification Process, Journal of Materials Processing Technology 123,
361-370.
Smith W.F. (1993), Structure and Properties of Engineering Alloys, 2nd Ed., McGraw-
Hill, Inc., Singapore.
Tangkuman S. (2006), Simulasi Numerik Pengaruh Temperatur Preheat dan Waktu
Penuangan Terhadap Laju Pendinginan pada Metode Flow Casting untuk
Perbaikan Cacat Permukaan pada Komponen Besi Cor Kelabu, Tesis Magister
Teknik Mesin ITB.
Tan L. dan Zabaras N. (2006), A Level Set Simulation of Dendritic Solidification with
Combined Features of Front-tracking and Fixed-domain Methods, Journal of
Computational Physics 211, 36-63
Surdia T. dan Chijiwa K. (2000), Teknik Pengecoran Logam, PT. Pradnya Paramita,
Cetakan Ke-8, Jakarta.
ThomasB. G., SamarasekeraI.V. dan Brimacombe J.K. (1987), Mathematical Model of
the Thermal Processing of Steel Ingots: Part I, Heat Flow Model, Metallurgical
Transactions B, Vol. 18B, 119-130.
Tusek J. (2004), Mathematical modelling of melting rate in arc welding with a triple-wire
electrode, Journal of Materials Processing 146, pp. 415-423.
ViswanathanS., SikkaV.K. dan Brody H.D. (1992), Using Solidification Parameters to
Predict Porosity Distributions in Alloy Casting, JOM, (September 1992), 37-40.
Vedat S.A. (1966), Conduction Heat Transfer, Addison-Wesley Publishing Co.
44
Venkatesan A., Gopinath V.M. dan Rajadurai A. (2005), Simulation of Casting
Solidification and Its Grain Structure Prediction using FEM, Journal of Materials
Processing Technology 168, 10-15.
Zhang X. Y., ZhouZ. F., WuS. L. dan Guan L. Y. (1992), Crack initiation and
propagation in a pearlitic nodular iron joint welded with a nickel-iron electrode,
AWS Welding Research Supplement, 291s-295s.
Zhang X. Y., ZhouZ. F., XieM. L. dan ZhangY. M., (1995), A newly developed nickel-
iron electrode with superior hot cracking resistance and high-strength properties
for welding perlitic nodular iron, Welding Research Supplement, 16s-20s.
Zhang X. Y., ZhouZ. F., ZhangY. M., WuS. L. dan Guan L. Y. (1996), Influence of
nickel-iron electrode properties and joint shapes on welded joint strength of
pearlitic nodular iron, AWS Welding Research Supplement, 280s-284s.
Zhong M., LiuW. dan Zhang H. (2005), Corrosion and wear resistance characteristics of
NiCr coating by laser alloying with powder feeding on grey iron liner, Wear
Journal, (In Press).
PUSTAKA DARI SITUS
Carley, L. (2000), Cast Iron Crack Repair, www. CarleySoftware.com. diturunkan pada
bulan Desember tahun 2002.
TWI (2000a), Welding of cast iron, World Center for Material Joining Technology, TWI
website, diturunkan pada bulan Desember tahun 2002.
TWI (2000b), Oxyacetylene and bronze welding of cast iron, World Center for Material
Joining Technology, TWI website, diturunkan pada bulan Desember tahun 2002