pengaruh variasi media pendingin terhadap … filepengaruh variasi media pendingin terhadap...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

PENGARUH VARIASI MEDIA PENDINGIN

TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO

HASIL REMELTING Al-Si BERBASIS LIMBAH PISTON BEKAS

DENGAN PERLAKUAN DEGASSING

SKRIPSI

Oleh :

K 2508008

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Oktober 2012


ii

PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN

Saya yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama

NIM : K2508008

Jurusan/ Program Studi : PTK/ Pendidikan Teknik Mesin

menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul PENGARUH VARIASI MEDIA

PENDINGINTERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO


DENGAN PERLAKUAN DEGASSING ini benar-benar merupakan hasil karya

saya sendiri. Selain itu, sumber informasi yang dikutip dari penulis lain telah

disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka.

Apabila pada kemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan skripsi ini hasil

jiplakan, saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan saya.

Surakarta, 29 Oktober 2012

Penulis,


iii

PENGARUH VARIASI MEDIA PENDINGIN

TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO



Oleh :

FERDIAZ DINOV

K 2508008

Skripsi

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Mendapat Gelar

Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin

Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Oktober 2012


iv

PERSETUJUAN

Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji

Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

Surakarta, Oktober 2012

Pembimbing I, Pembimbing II,

Budi Harjanto, S.T., M.Eng. Suharno, S.T., M.T.NIP. 19790116 200501 1 001 NIP. 19710603 200604 1 001


v

PENGESAHAN

Skripsi ini telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas

Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima

untuk memenuhi salah satu persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan.

Hari : Senin

Tanggal : 29 Oktober 2012

Tim Penguji Skripsi :

Nama Terang Tanda Tangan

Ketua : Drs. Subagsono, M.T. ______________

Sekretaris :Drs. Wardoyo _______________

Anggota I :Budi Harjanto, S.T., M.Eng. ______________

Anggota II :Suharno, S.T., M.T. _______________

Disahkan oleh

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Sebelas Maret

a.n. Dekan,

Pembantu Dekan I,

Prof. Dr. rer. Nat. Sajidan, M.Si.NIP. 19660415199103 1 002


vi

ABSTRAK

PENGARUH VARIASI MEDIA



DENGAN PERLAKUAN DEGASSING. Skripsi. Fakultas Keguruan dan Ilmu

Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta, Oktober 2012.

Tujuan penelitian ini adalah (1) Mengetahui pengaruh variasi media

pendingin terhadap kekerasan hasil remelting Al-Si berbasis limbah piston bekas

dengan perlakuan degassing, (2) Mengetahui pengaruh variasi media pendingin

terhadap struktur mikro hasil remelting Al-Si berbasis limbah piston bekas dengan

perlakuan degassing, (3) Mengetahui pengaruh media pendingin yang optimal

terhadap kekerasan hasil remelting Al-Si berbasis limbah piston bekas dengan

perlakuan degassing.

Penelitian ini menggunakan metode eksperimen yang menggunakan satu

faktor variabel bebas (variasi media pendingin) dan dua faktor variabel terikat

(kekerasan dan struktur mikro). Obyek dalam penelitian ini menggunakan hasil

remelting Al-Si limbah piston bekas. Teknik analisa data dalam penelitian ini

menggunakan analisis data deskriptif yaitu menggambarkan hasil penelitian

secara grafis dalam table dan histogram serta foto struktur mikro. Parameter input

pada penganalisisan data meliputi : variasi media pendingin (air sumur, oli SAE

40 dan larutan garam), struktur mikro, dan kekerasan.

Hasil penelitian menunjukkan adanya perubahan tingkat kekerasan dan

struktur mikro yang terbentuk. Dari hasil pengujian kekerasan didapatkan tingkat

kekerasan tertinggi pada media pendingin air sumur sebesar 86,83 BHN berturut-

turut menuju posisi terendah yaitu media pendingin larutan garam sebesar

83,63BHN, media pendingin oli SAE 40 sebesar 63,24 BHN, dan paling rendah

pada non-quenching sebesar 54,22 BHN. Pengujian struktur mikro menunjukkan

struktur mikro terdiri dari pembentukan Al yang bersifat lunak (kekerasan rendah)

dan Si sebagai penambah keuletan yang mempengaruhi tingkat kekerasan, dengan

ukuran butiran kristal berbeda-beda yang menandakan bahwa tingkat kekerasan

berbeda. Sehingga didapatkan semakin besarjumlah struktur Si maka kekerasan

yang dihasilkan akan meningkat.

Kata Kunci: variasi media pendingin, Al-Si, kekerasan, struktur mikro


vii

ABSTRAC

Ferdiaz Dinov Mu'afax. EFFECT OF VARIATION OF MEDIA COOLING TO

HARDNESS AND MICRO STRUCTURE REMELTING OF Al-Si BASED

USED PISTON WASTE WITH DEGASSING TREATMENT. Thesis.

Surakarta: Faculty of Teacher Training and Education, SebelasMaret Surakarta

University, October: 2012.

The purpose of this study was (1) Determine the effect of the variation

media cooling to hardness remelting of Al-Si based used piston waste with

degassing treatment, (2) Determine the effect of the variation cooling media to

micro structure remelting of Al-Si based used piston waste with degassing

treatment, (3) Determine the effect of the optimal cooling media results hardness

and microstructure remelting of Al-Si based used piston waste with degassing

treatment.

This study used an experimental method that uses a single independent

variable factor (media cooling variation) and two-factor variable (hardness and

microstructure). Objects in this study using the results of remelting of Al-Si piston

former waste. Data analysis techniques in this study using descriptive data

analysis results graphically illustrate the tables and histograms as well as images

of microstructures. Input parameters in analyzing the data include: variations in

the cooling medium (water well, oil SAE 40 and salt liquid), microstructure, and

hardness.

The results showed a change in the level of hardness and the

microstructure formed. From the hardness test results obtained the highest level

of hardness in the media cooling well water 86.83 BHN respectively towards the

lows of the cooling medium salt liquid at 83.63 BHN, media SAE 40 oil cooler for

63.24 BHN, and the non-quenching at low 54.22 BHN. Microstructure test shows

the microstructure consists of the formation of Al that is soft (low hardness) and

Si as an addition to the level of hardness that affect resilience, the size of the

grains of different suggesting that different levels of hardness coupled. So we get

the greater amount Si then the resulting hardness will increase.

Keywords: media cooling variation, Al-Si, hardness, microstructure


viii

MOTTO

kaum, sehingga mereka

(H.R. Muslim)

Sukses adalah hak saya. Kesuksesan bukan milik orang-orang tertentu. Sukses

milik anda, milik saya dan milik siapa saja yang benar-benar menyadari,

menginginkan dan memperjuangkan dengan sepenuh hati

(Mario Teguh)


ix

PERSEMBAHAN

Teriring syukurku pada-Mu, kupersembahkan karya ini untuk:

Bapak dan Ibu

Doamu yang tiada terputus, kerja keras dan pengorbanan yang tiada henti serta

kasih sayang yang tak terbatas. Semuanya membuatku bangga memiliki

kalian. Tiada kasih sayang yang seindah dan setulus kasih sayangmu. Kalian

yangterbaik, kalian yang selalu ada dihatiku dan kalian adalah segalanya.

Adik-adikku

Terima kasih telah mendukung dan mendorong langkahku, menemanidi saat aku

sendiri, dan menjadi motivasi di saat apapun serta kesusahan dan kekurangan.

Saudara-saudaraku (keluarga besar)

Terima kasih karena kalian semua telah membantu di setiap kehidupanku sejauh

ini, membimbingku dalam banyak hal, dan doa kalian melancarkan setiap

langkahku.

Sahabat-sahabatku

Agung, Dhiah, Saprol, Insan, Ihsan, Arif Budi, Nur Firs, Lugi, Saiful, Mbak Arini,

Mas Bayu, Mas Joko, Mas Kurnia, Adi Pamungkas

Terima kasih atas dukungan, doa, dan semangat yang telah kalian berikan padaku.

kebaikan kalian membuatku semakin menghargai persahabatan dan kehidupan.

Teman-temanku PTM 08

Terima kasih atas duka citanya selama ini.

My SupX Silver

Terima kasih atas jerih payah dan cucuran keringat-mu untuk selalu ada

dan melindungi aku selama ini.

Almamaterku Tercinta


x

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas

limpahan rohmat, taufik, hidayah, dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini berjudul PENGARUH VARIASI MEDIA




Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam

mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan pada Program Pendidikan Teknik Mesin

Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan, Fakultas Keguruan dan Ilmu

Pendidikan, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Skripsi ini dapat diselesaikan

tidak lepas dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih

kepada yang terhormat:

1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret

yang telah memberikan ijin menyusun skripsi.

2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS yang telah

memberikan persetujuan atas permohonan penyusunan skripsi.

3. Ketua Program Pendidikan Teknik Mesin JPTK FKIP UNS yang telah

memberikan persetujuan atas permohonan penyusunan skripsi.

4. Drs. Suwachid, M.Pd., M.T. selaku Pembimbing Akademik.

5. Budi Harjanto, S.T., M.Eng. selaku Dosen Pembimbing I, yang selalu

memberikan pengarahan dan bimbingan dengan penuh kesabaran.

6. Suharno, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing II, yang memberikan motivasi

dan bimbingan dengan penuh kesabaran.

7. Lilik Dwi Setyana, S.T., M.T. selaku staff Laboratorium Bahan Teknik

D3,Universitas Gadjah Mada Yogyakarta yang telah mendampingi pengujian

dalam penelitian ini.

8. MarutoAdhi P., S.T. Laboratorium Material, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas

Teknik,Universitas Sebelas Maret, Surakarta yang telah membantu dalam

pengujian spesimen penelitian ini.


xi

9. Teman-

bantuannya.

10. Semua pihak yang penulis tidak bisa sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih banyak

kekurangan. Sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya

membangun dari semua pihak. Apabila dalam pelaksanaan penelitian dan

penyusunan skripsi ini terdapat kesalahan dan hal yang tidak berkenan, penulis

sampaikan mohon maaf yang sebesar-besarnya.

Surakarta, 29 Oktober 2012

Penulis


xii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL................................................................................... i

HALAMAN PERNYATAAN .................................................................... ii

HALAMAN PENGAJUAN........................................................................ iii

HALAMAN PERSETUJUAN.................................................................... iv

HALAMAN PENGESAHAN..................................................................... v

HALAMAN ABSTRAK............................................................................. vi

HALAMAN MOTTO ................................................................................. viii

HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................. ix

KATA PENGANTAR ................................................................................ x

DAFTAR ISI............................................................................................... xii

DAFTAR TABEL....................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xiv

DAFTAR LAMPIRAN............................................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah..................................................................... 1

B. Identifikasi Masalah ........................................................................... 3

C. Pembatasan Masalah .......................................................................... 3

D. Perumusan Masalah ........................................................................... 3

E. Tujuan Penelitian ............................................................................... 4

F. Manfaat Penelitian ............................................................................. 4

BAB II LANDASAN TEORI

A. TinjauanPustaka ................................................................................. 6

1. Aluminium.................................................................................. 6

2. Karakteristik Piston .................................................................... 14

3. Baterai Kering (Dry Cell) ........................................................... 16

4. Pasir Cetak .................................................................................. 17


xiii

5. Cetakan Pasir (Sand Casting) ..................................................... 17

6. Pembuatan Coran........................................................................ 18

7. Sifat Mekanik Logam ................................................................. 19

8. Remelting .................................................................................... 21

9. Degassing ................................................................................... 22

10. Perlakuan Panas (Heat Treatment) ............................................. 23

11. Media Pendingin ......................................................................... 26

12. PengujianKomposisi Kimia........................................................ 27

13. PengujianKekerasan ................................................................... 27

14. Pengujian Struktur Mikro (Metalografi)..................................... 31

B. Penelitian yang Relevan ..................................................................... 32

C. Kerangka Berpikir .............................................................................. 34

D. Hipotesis............................................................................................. 35

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................ 36

1. Tempat Penelitian ....................................................................... 36

2. Waktu Penelitian......................................................................... 36

B. Material Penelitian ............................................................................. 37

C. Peralatan Penelitian ............................................................................ 38

D. Variabel Penelitian ............................................................................. 43

E. Pelaksanaan Penelitian ....................................................................... 45

1. Diagram Alir Penelitian.............................................................. 45

2. Urutan Langkah Penelitian ......................................................... 46

3. Desain Penelitian ........................................................................ 49

F. Analisis Data ...................................................................................... 49

1. Analisis Hasil Studi Kekerasan .................................................. 50

2. Analisis Hasil Studi Struktur Mikro ........................................... 50

3. Analisis Hasil Penelitian............................................................. 50


xiv

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN PENELITIAN

A. Deskripsi Data.................................................................................... 51

1. Tingkat Kekerasan pada Hasil Remelting Al-Si Piston Bekas

dengan Perlakuan Degassing ...................................................... 52

2. Struktur Mikro pada Hasil Remelting Al-Si Piston Bekas

dengan Perlakuan Degassing ...................................................... 54

B. Pembahasan........................................................................................ 57

1. Spesimen Non-quenching ........................................................... 57

2. Spesimen Perlakuan Panas Quenching Media Pendingin Oli

SAE 40...................................................................................... 57

3. Spesimen Perlakuan Panas Quenching Media Pendingin

Larutan Garam.......................................................................... 58

4. Spesimen Perlakuan Panas Quenching Media Pendingin Air

Sumur ....................................................................................... 59

5. Perbandingan Variasi Media Pendingin Terhadap Kekerasan

dan Struktu rMikro ................................................................... 60

BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN

A. Simpulan Penelitian .......................................................................... 62

B. Implikasi ........................................................................................... 62

C. Saran ................................................................................................. 63

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ 65

LAMPIRAN............................................................................................... 67


xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Aluminium Paduan.......................................................................... 9

2.2 Diagram Fasa Paduan Al-Si ............................................................ 12

2.3 Bagian-Bagian Piston ...................................................................... 15

2.4 Piston Bekas .................................................................................... 15

2.5 Dry Cell ........................................................................................... 16

2.6 Aliran Proses pada Pembuatan Coran ............................................. 18

2.7 Alat Uji Kekerasan Rockwell .......................................................... 29

2.8 Alat Uji Kekerasan Brinell .............................................................. 29

2.9 Skema Pengujian Brinell................................................................. 30

3.1 Piston Bekas Sepeda Motor............................................................. 37

3.2 Dry Cell Bekas Tipe R 20 S ............................................................ 37

3.3 Dapur Peleburan Coran ................................................................... 38

3.4 Ladle ................................................................................................ 38

3.5 Kipas Angin..................................................................................... 39

3.6 Digital Thermometer KW06-283..................................................... 39

3.7 Timbangan ACIS BC 500 ............................................................... 40

3.8 Sand Casting ................................................................................... 40

3.9 Mesin Bubut Konvensional ............................................................. 41

3.10 Spektrometer Metal Scan ................................................................ 42

3.11 Electronic Brinell HardnessTesterHB-3000C ................................ 42

3.12 Metallurgical Microscope With Inverted (Olympus PME 3) .......... 43

3.13 Diagram Alir Penelitian .................................................................. 45

3.14 Penimbangan Piston Bekas ............................................................. 46

3.15 Penimbangan Serbuk Dry Cell ........................................................ 46

3.16 Spesimen hasil coran ....................................................................... 47

4.1 Histogram PengaruhVariasi Media PendinginTerhadap Tingkat

KekerasanHasilRemelting Al-Si BerbasisLimbah Piston

BekasdenganPerlakuanDegassing................................................. 54


xvi

4.2.a FotoStrukturMikroSpesimenPerlakuanPanasQuenchingPada Non-

quenchingPerbesaran 100X ........................................................... 55

4.2.b FotoStrukturMikroSpesimenPerlakuanPanasQuenchingPada

Media Pendingin Oli SAE 40 Perbesaran 100X ........................... 55

4.2.c FotoStrukturMikroSpesimenPerlakuanPanasQuenchingPada

Media Pendingin Larutan Garam Perbesaran 100X...................... 55

4.2.d FotoStrukturMikroSpesimenPerlakuanPanasQuenchingPada

Media Pendingin Air Sumur Perbesaran 100X ............................. 55

4.3.a FotoStrukturMikroSpesimenPerlakuanPanasQuenchingPada Non-

quenchingPerbesaran200X............................................................ 56

4.3.b FotoStrukturMikroSpesimenPerlakuanPanasQuenchingPada

Media Pendingin Oli SAE 40 Perbesaran200X ............................ 56

4.3.c FotoStrukturMikroSpesimenPerlakuanPanasQuenchingPada

Media Pendingin Larutan Garam Perbesaran200X....................... 56

4.3.d FotoStrukturMikroSpesimenPerlakuanPanasQuenchingPada

Media Pendingin Air Sumur Perbesaran200X .............................. 56


xvii

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1 StandarPengujianBrinell ASTM E10-12 Material

Aluminiumdan PaduanAluminium ................................................. 31

4.1 Data Komposisi Kimia HasilRemeltingAl-Si Piston Bekas ............ 51

4.2 Data HasilPengukuranNilaiKekerasanReratapadaHasilRemelting

Al-Si Piston Bekas (BHN) .............................................................. 52


1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Aluminium (Al) adalah bahan logam yang banyak dimanfaatkan dalam

kehidupan sehari-hari. Material aluminium dipergunakan dalam bidang yang luas,

contohnya untuk peralatan rumah tangga, kontruksi pesawat terbang, dan konstruksi

mobil. Material ini sangat menarik bagi dunia industri, karena memiliki sifat yang

ringan, ketahanan korosi yang tinggi, densitas yang rendah, dapat dibentuk dengan

baik, serta memiliki daya konduktivitas yang tinggi, baik konduktivitas panas

maupun listrik. Kelemahan dari aluminium ini adalah kekuatannya yang kurang kuat,

sehingga jarang sekali dijumpai logam aluminium murni dalam pemanfaatannya

(Arifin, S, 2004).

Aluminium menjadi logam yang luas penggunaannya setelah baja. Material

ini merupakan salah satu sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui.

Aluminium murni (ingot) mempunyai berat jenis yang lebih ringan dibandingkan

dengan baja, disamping itu aluminium ini memiliki tahanan karat yang baik.

Keterbatasan aluminium akhirnya membuat produsen untuk berpikir kreatif dengan

cara memanfaatkan limbah hasil pengolahan aluminium, yang disebut remelting.

Tujuan dari remelting adalah untuk mengefisiensi bahan yang telah ada, dengan harga

yang relatih lebih rendah jika dibandingkan dengan aluminium murni.

Remelting dapat digunakan untuk mendapatkan material dengan sifat yang

diinginkan, dengan cara mengubah sifat dari material awal. Meskipun produk hasil

remelting tidak seperti hasil olahan dari ingot, namun hal ini masih dipertahankan

dengan banyak pertimbangan. Ada beberapa keuntungan dari hasil remelting, antara

lain harganya yang relatif murah bagi skala home industry. Kelemahan remelting

adalah ketangguhannya menurun seiring dengan perlakuan remelting yang dilakukan

(Aris Budiono, 2004). Maka dari itu harus dilakukan proses lanjutan setelah

1


2

mendapatkan benda hasil coran dari bahan bekas tersebut. Beberapa perlakuan yang

dapat dilakukan yaitu dengan perlakuan degassing dan quenching.

Proses degassing treatment aluminium dilakukan dengan cara pemberian

degasser pada cairan logam yang bertujuan untuk meminimalisasi pembentukan gas

dan mereduksi hidrogen pada logam cair (Brown, 1994:127). Kendala yang dihadapi

dalam melakukan degassing adalah sulitnya dalam pengadaan bahan, serta biaya yang

sangat mahal. Namun dari hasil pengamatan sebuah home industry pengecoran

aluminium di Karanganyar, Jawa Tengah, dapat dijumpai penggunaan dry cell bekas

sebagai degasser. Menurut Agita Wirasmara (2006) penambahan serbuk dry cell

dengan persentase berat yaitu 0,15%, 0,25%, dan 0,30% terhadap berat logam

aluminium menyatakan bahwa penambahan serbuk dry cell yang mendekati optimal

untuk menciptakan produk cor tanpa cacat yaitu persentase 0,30%. Penelitian ini

dalam menggunakan persentase pemakaian dry cell juga menggunakan persentase

0,30 % terhadap berat logam aluminium.

Setiap logam akan mengalami perubahan fasa selama proses pengecoran,

baik perubahan sifat fisis maupun mekanis yang disebabkan oleh proses pembekuan.

Piston hasil daur ulang agar bisa digunakan dengan baik dan aman, maka perlu

dilakukan treatment (perlakuan) untuk memperbaiki sifat aluminium piston hasil

pengecoran ulang. Perubahan sifat tersebut dapat memperbaiki sifat logam dan juga

mampu merusak sifat logam yang ada didalamnya. Perubahan sifat ini salah satunya

tergantung dari media pendingin yang digunakan pada saat proses pendinginan.

Fokus masalah yang ingin dipelajari dalam penelitian ini adalah perlakuan panas

(heat treatment) pada paduan aluminium dengan pemilihan media pendingin yang

tepat sebagai upaya memperbaiki sifat mekanis logam dalam segi kualitas.

Berdasarkan latar belakang permasalahan tersebut, maka perlu dilakukan

penelitian tentang variasi media pendingin dan pengaruhnya terhadap kekasaran dan

struktur mikro hasil remelting Al-Si, penelitian ini mengambil judul : PENGARUH

VARIASI MEDIA PENDINGIN TERHADAP KEKERASAN DAN


3

STRUKTUR MIKRO HASIL REMELTING Al-Si BERBASIS LIMBAH

PISTON BEKAS DENGAN PERLAKUAN DEGASSING .

B. Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka dapat diidentifikasi

beberapa permasalahan yang dapat mempengaruhi kekerasan dan struktur mikro hasil

remelting Al-Si berbasis limbah piston bekas, yaitu:

1. Pemanfaatan aluminium yang cenderung semakin meningkat setiap tahunnya,

sehingga memerlukan proses efisiensi dengan cara memanfaatkan limbah hasil

pengolahan aluminium.

2. Pemanfaatan logam aluminium bekas yang belum maksimal.

3. Hasil remelting nilai ketangguhannya menurun seiring dengan perlakuan yang

dilakukan.

4. Perubahan sifat fisis dan mekanis yang dapat merusak sifat logam dengan adanya

proses pendinginan, sehingga perlu pemilihan jenis pendinginan yang tepat.

C. Pembatasan Masalah

Agar penelitian ini tidak menyimpang dari masalah yang diteliti, maka

permasalahan hanya dibatasi oleh beberapa hal diantaranya:

1. Bahan remelting yang digunakan adalah Al-Si berbasis limbah piston bekas.

2. Dry cell bekas yang digunakan adalah baterai jenis dry cell tipe R 20 S.

3. Media pendinginan yang digunakan adalah air sumur, oli SAE 40, dan larutan

garam.

D. Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah, identifikasi masalah, dan pembatasan

masalah, dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut:

1. Bagaimana pengaruh variasi media pendingin terhadap kekerasan hasil remelting

Al-Si berbasis limbah piston bekas dengan perlakuan degassing?


4

2. Bagaimana pengaruh variasi media pendingin terhadap struktur mikro hasil

remelting Al-Si berbasis limbah piston bekas dengan perlakuan degassing?

3. Bagaimana pengaruh variasi media pendingin yang paling optimal terhadap

kekerasan hasil remelting Al-Si berbasis limbah piston bekas dengan perlakuan

degassing?

E. Tujuan Penelitian

Pada penelitian ini tujuan yang ingin dicapai adalah untuk mengetahui secara

langsung adanya beberapa hal, diantaranya:

1. Mengetahui pengaruh variasi media pendingin terhadap kekerasan hasil

remelting Al-Si berbasis limbah piston bekas dengan perlakuan degassing.

2. Mengetahui pengaruh variasi media pendingin terhadap struktur mikro hasil


3. Mengetahui pengaruh media pendingin yang optimal terhadap kekerasan hasil


F. Manfaat Penelitian

1. Manfaat Teoritis

a. Sebagai masukan dan pertimbangan bagi perkembangan penelitian sejenis di

masa yang akan datang.

b. Menjadi bahan pustaka bagi Program Studi Pendidikan Teknik Mesin Jurusan

Pendidikan Teknik dan Kejuruan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan,

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Manfaat Praktis

a. Memberikan informasi tentang pengaruh media pendingin terhadap kekerasan

hasil remelting Al-Si berbasis limbah piston bekas dengan perlakuan

degassing.


5

b. Memberikan informasi tentang pengaruh media pendingin terhadap struktur

mikro hasil remelting Al-Si berbasis limbah piston bekas dengan perlakuan

degassing.

c. Menjadi masukan bagi produsen dalam peningkatan kualitas dan kuantitas

produk hasil proses pengecoran remelting Al-Si berbasis limbah piston bekas

serta peningkatan kualitas sumber daya manusia.

d. Membantu dalam usaha mendapatkan tingkat kekerasan serta mengetahui

struktur mikro paduan aluminium yang sesuai kebutuhan melalui perlakuan

quenching dengan beberapa variasi media pendingin.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id6

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka

1. Aluminium (Al)

Aluminium merupakan logam non ferro yang memiliki sifat ringan

dan tahan karat. Aluminium dipakai sebagai paduan berbagai logam murni,

sebab tidak kehilangan sifat ringan dan sifat sifat mekanisnya dan mampu

cornya diperbaiki dengan menambah unsur unsur lain. Unsur-unsur paduan

itu adalah tembaga, silikon, magnesium, mangan, nikel, dan sebagainya yang

dapat merubah sifat paduan aluminium (Surdia, 1991).

a. Sifat Aluminium

Aluminium terdapat di kerak bumi sebanyak kira-kira 8,07% hingga

8,23% dari seluruh massa padat dari kerak bumi, dengan produksi tahunan

dunia sekitar 30 juta ton pertahun dalam bentuk bauksit dan bebatuan lain.

Aluminium dalam bentuk cair kemurnian setinggi-tingginya adalah 99,85

% dengan cara elektrolisis kembali dapat mencapai 99,99 %. Ketahanan

kimiawinya berubah menurut derajat kemurniannya.

Sifat-sifat yang penting dengan memilih aluminium sebagai bahan

adalah ringan, tahan korosi, dan merupakan konduktor panas dan listrik

yang baik (Davis, 1993: 743). Walaupun aluminium merupakan unsur

logam yang banyak terdapat di bumi, namun aluminium merupakan logam

yang relatif baru, karena teknologi untuk memurnikannya dari oksidasi

baru saja ditemukan. Namun demikian sekarang penggunaan aluminium

sangat beragam, bahkan tidak dapat dibayangkan bila perkembangan

industri penerbangan tanpa adanya Aluminium (Suherman, 1987: 157).

Aluminium memiliki sifat sebagai berikut:

1) Ringan (light in weight)

Aluminium memiliki sifat ringan, bahkan lebih ringan dari magnesium

dengan densitas sekitar 1/3 dari densitas besi. Kekuatan dari paduan

aluminium dapat mendekati dari kekuatan baja karbon dengan kekuatan

6


tarik 700 Mpa (100 Ksi). Kombinasi ringan dengan kekuatan yang cukup

baik membuat aluminium sering diaplikasikan pada kendaraan bermotor,

pesawat terbang, alat-alat konstruksi seperti tangga, scaffolding, maupun

pada roket.

2) Mudah dalam pembentukannya (easy fabrication)

Aluminium merupakan salah satu logam yang mudah untuk dibentuk dan

mudah dalam fabrikasi seperti ekstrusi, forging, bending, rolling, casting,

drawing, dan machining. Struktur kristal yang dimiliki aluminium adalah

struktur kristal FCC (Face Centered Cubic), sehingga aluminium tetap

ulet meskipun pada temperatur yang sangat rendah. Bahan aluminium

mudah dibentuk menjadi bentuk yang komplek dan tipis sekalipun, sepeti

bingkai jendela, lembaran aluminium foil, rel, gording, dan lain

sebagainya.

3) Tahan terhadap korosi (corrosion resistance)

Aluminium tahan terhadap korosi karena fenomena pasivasi. Pasivasi

adalah pembentukan lapisan pelindung akibat reaksi logam terhadap

komponen udara sehingga lapisan tersebut melindungi lapisan dalam

logam dari korosi. Hal tersebut dapat terjadi karena permukaan

aluminium mampu membentuk lapisan alumina (Al2O

3) bila bereaksi

dengan oksigen.

4) Konduktifitas panas tinggi (high thermal conductivity)

Konduktifitas panas aluminium tiga kali lebih besar dari besi, maupun

dalam pendinginan dan pemanasan. Sehingga aplikasi banyak digunakan

pada radiator mobil, koil pada evaporator, alat penukar kalor, alat-alat

masak, maupun komponen mesin.

5) Konduktifitas listrik tinggi (high electrical conductivity)

Konduktifitas listrik dari aluminium dua kali lebih besar dari pada

tembaga dengan perbandingan berat yang sama. Sehingga sangat cocok

digunakan dalam kabel transmisi listrik.


6) Tangguh pada temperatur rendah (high toughness at cryogenic

temperature)

Aluminium tidak menjadi getas pada temperatur rendah hingga -100oC,

bahkan menjadi lebih keras dan ketangguhan meningkat. Sehingga

aluminium dapat digunakan pada material bejana yang beroperasi pada

temperatur rendah (cryogenic vessel)

7) Tidak beracun (non toxic)

Aluminium tidak memiliki sifat racun pada tubuh manusia, sehingga

sering digunakan dalam industri makanan seperti kaleng makanan dan

minuman, serta pipa-pipa penyalur pada industri makanan dan minuman.

8) Mudah didaur ulang (recyclability)

Aluminium mudah untuk didaur ulang, bahkan 30% produksi aluminium

di Amerika berasal dari aluminium yang didaur ulang. Pembentukan

kembali aluminium dari material bekas hanya membutuhkan 5% energi

dari pemisahan aluminium dari bauksit.

Dengan berbagai keunggulan dari aluminium tersebut, saat ini

penggunaan aluminium sangat berkembang pesat terutama pada industri

pesawat terbang dan otomotif. Masih banyak pengembangan yang

dilakukan sehingga dapat menciptakan paduan aluminium baru yang

memiliki sifat dan karakteristik yang berbeda.

b. Paduan Aluminium

Aluminium yang murni masih terlalu lunak dan lemah, terutama

kekakuan dan kekerasannya yang rendah sehingga belum dapat digunakan

di dunia teknik. Dengan adanya pemaduan diharapkan dapat memperbaiki

sifat kekurangan dari aluminium. Meskipun demikian terkadang sifat

korosi dan keuletannya yang berkurang. Unsur unsur paduan itu adalah

tembaga, silisium, magnesium, mangan, nikel, dan sebagainya yang dapat

merubah sifat paduan aluminium. Misalkan penambahan unsur Mn, Si,

atau Mg masih tidak mengurangi banyak sifat tahan korosi, tetapi dengan


penambahan Zn, Fe, Sn, dan Cu dapat menurunkan sifat tahan korosi

aluminium secara drastis (Suherman, 1987: 157).

Pada elemen paduan yang memiliki kelarutan cukup baik dalam titik

lebur aluminium dan secara umum digunakan di pasaran adalah Zn, Mg,

Cu, Mn, dan Si. Paduan-paduan aluminium tersebut dipadukan dalam

berbagai macam seperti diagram pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Aluminium Paduan

(Sumber: JR Davis. (1993), Aluminium and Aluminium Alloys: 31)

Aluminium dipakai sebagai paduan berbagai logam murni, sebab

tidak kehilangan sifat ringan, sifat sifat mekanisnya, sifat mampu cornya

yang dapat diperbaiki dengan menambah unsur unsur lain. Macam

macam unsur paduan aluminium dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

1) Paduan Al-Si

Paduan Al-Si ditemukan oleh A. Pacz tahun 1921. paduan Al-Si yang

telah diperlakukan panas dinamakan Silumin. Sifat sifat silumin

sangat diperbaiki oleh perlakuan panas dan sedikit diperbaiki oleh unsur

paduan. Paduan Al-Si umumnya dipakai dengan 0,15% 0,4% Mn dan

0,5 % Mg. Paduan yang diberi perlakuan pelarutan (solution heat

treatment), quenching, dan aging dinamakan silumin , dan yang hanya


mendapat perlakuan aging saja dinamakan silumin . Paduan Al-Si

yang memerlukan perlakuan panas ditambah dengan Mg juga Cu serta

Ni untuk memberikan kekerasan pada saat panas. Bahan paduan ini

biasa dipakai untuk torak motor (Tata & Saito, 1992).

2) Paduan Al-Cu dan Al-Cu-Mg

Paduan Al-Cu-Mg adalah paduan yang mengandung 4% Cu dan 0,5%

Mg serta dapat mengeras dalam beberapa hari oleh penuaan, dalam

temperatur biasa atau natural aging setalah solution heat treatment dan

quenching. Studi tentang logam paduan ini telah banyak dilakukan

salah satunya adalah Nishimura yang telah berhasil dalam menemukan

senyawa terner yang berada dalam keseimbangan dengan Al, yang

kemudian dinamakan senyawa S dan T. Ternyata senyawa S

(AL2CuMg) mempunyai kemampuan penuaan pada temperatur biasa.

Paduan Al-Cu dan Al-Cu-Mg dipakai sebagai bahan dalam industri

pesawat terbang (Tata & Saito, 1992).

3) Paduan Al-Mn

Mangan (Mn) adalah unsur yang memperkuat Alumunium tanpa

mengurangi ketahanan korosi dan dipakai untuk membuat paduan yang

tahan terhadap korosi. Paduan Al-Mn dalam penamaan standar AA

adalah paduan Al 3003 dan Al 3004. Komposisi standar dari paduan Al

3003 adalah Al, 1,2 % Mn, sedangkan komposisi standar Al 3004

adalah Al, 1,2 % Mn, 1,0 % Mg. Paduan Al 3003 dan Al 3004

digunakan sebagai paduan tahan korosi tanpa perlakuan panas.

4) Paduan Al-Mg

Paduan dengan 2 3 % Mg dapat mudah ditempa, dirol dan diekstrusi,

paduan Al 5052 adalah paduan yang biasa dipakai sebagai bahan

tempaan. Paduan Al 5052 adalah paduan yang paling kuat dalam sistem

ini, dipakai setelah dikeraskan oleh pengerasan regangan apabila

diperlukan kekerasan tinggi. Paduan Al 5083 yang dianil adalah paduan

antara (4,5% Mg) kuat dan mudah dilas oleh karena itu sekarang

dipakai sebagai bahan untuk tangki LNG (Tata & Saito, 1992).


5) Paduan Al-Mg-Si

Sebagai paduan Al-Mg-Si dalam sistem klasifikasi AA dapat diperoleh

paduan Al 6063 dan Al 6061. Paduan dalam sistem ini mempunyai

kekuatan kurang sebagai bahan tempaan dibandingkan dengan paduan

paduan lainnya, tetapi sangat liat, sangat baik mampu bentuknya untuk

penempaan, ekstrusi dan sebagainya. Paduan 6063 dipergunakan untuk

rangka rangka konstruksi, karena paduan dalam sistem ini mempunyai

kekuatan yang cukup baik tanpa mengurangi hantaran listrik, maka

selain dipergunakan untuk rangka konstruksi juga digunakan untuk

kabel tenaga (Tata & Saito, 1992).

6) Paduan Al-Mn-Zn

Di Jepang pada permulaan tahun 1940 Iragashi dan kawan-kawan

mengadakan studi dan berhasil dalam pengembangan suatu paduan

dengan penambahan kira kira 0,3 % Mn atau Cr dimana butir kristal

padat diperhalus dan mengubah bentuk presipitasi serta retakan korosi

tegangan tidak terjadi. Pada saat itu paduan tersebut dinamakan ESD

atau duralumin super ekstra. Selama perang dunia ke dua di Amerika

serikat dengan maksud yang hampir sama telah dikembangkan pula

suatu paduan yaitu suatu paduan yang terdiri dari: Al, 5,5 % Zn, 2,5 %

Mn, 1,5% Cu, 0,3 % Cr, 0,2 % Mn sekarang dinamakan paduan Al-

7075. Paduan ini mempunyai kekuatan tertinggi diantara paduan-

paduan lainnya. Pengggunaan paduan ini paling besar adalah untuk

bahan konstruksi pesawat udara, disamping itu juga digunakan dalam

bidang konstruksi (Tata & Saito, 1992).

c. Diagram Fasa Al-Si

Paduan Al-Si memiliki sifat mampu cor yang baik, tahan korosi, dapat

diproses dengan permesinan dan dapat dilas. Kandungan silikon pada

diagram fasa Al-Si ini terdiri dari 3 macam, yaitu:

1) Hipoeutectic yaitu apabila terdapat kandungan silikon < 11.7 %

dimana struktur akhir yang terbentuk pada fasa ini adalah struktur


ferrite (alpha) kaya alumunium, dengan struktur eutektik sebagai

tambahan.

2) Eutectic yaitu apabila kandungan silikon yang terkandung didalamnya

sekitar 11.7% sampai 12.2% Pada komposisi ini paduan Al-Si dapat

membeku secara langsung (dari fasa cair ke padat).

3) Hypereutectic yaitu apabila komposisi silikon diatas 12.2 % sehingga

kaya akan silikon dengan fasa eutektik sebagai fasa tambahan.

Keberadaan struktur kristal silikon primer pada daerah ini

mengakibatkan karakteristik yaitu:

a) Ketahanan aus paduan meningkat.

b) Ekspansi termal yang rendah.

c) Memiliki ketahanan retak panas (hot trearing) yang baik.

Gambar 2.2. Diagram fasa paduan Al-Si

(Sumber: ASM Internasional, 2004)


Diagram fasa dari Al-Si ditunjukkan pada Gambar 2.2, diagram ini

digunakan sebagai pedoman umum untuk menganalisa perubahan fasa

pada proses pengecoran paduan Al-Si. Fungsi lain dari unsur silikon dapat

mereduksi koefisien ekspansi termal dari paduan Aluminium. Selama

pemanasan terjadi, pemuaian volume paduan tidak terlalu besar. Hal ini

akan menjadi sangat penting saat proses pendinginan dimana akan terjadi

penyusutan volume paduan Aluminium (ASM International, 1993).

d. Peleburan Aluminium

Temperatur tuang pada aluminium cair sangat penting untuk

diperhatikan. Karena aluminium yang terlalu tinggi temperaturnya sangat

rentan terjadi oksidasi. Oksidasi ini dapat menyebabkan terjadinya

gelembung udara yang memicu terjadinya porositas coran. Sebaliknya bila

aluminium cair temperaturnya terlalu cepat terjadi pembekuannya

sehingga rongga cetakan tidak dapat terisi penuh. Akibatnya menghasilkan

produk yang gagal (reject product).

Aluminium cair ketika memiliki temperatur yang tinggi

menghasilkan hidrogen. Menurut reaksinya: 2Al + 3HO2 = AlO3 + 6H.

Hidrogen ini diperoleh dari udara yang banyak mengandung uap air.

Hidrogen yang terjadi dari reaksi tersebut di atas akan terlarut dalam

aluminium cair, dan kelarutan hidrogen tersebut akan meningkat seiring

dengan laju kenaikan suhu dari aluminium. Hidrogen ini mengakibatkan

cacat porositas pada coran aluminium. Oleh karena itu, temperatur

aluminium yang akan dituangkan perlu dicek suhunya untuk mencegah

semakin meningkatnya cacat pada produk cor.

e. Pembekuan Aluminium

Proses yang ada dalam pembekuan logam ini adalah adanya kontak

langsung maupun tidak langsung karena adanya perpindahan panas.

Misalnya perpindahan panas tersebut adalah secara konveksi antara coran

dengan udara di luar karena rongga permeabilitas cetakan. Dan secara


konduksi adalah antara coran dengan cetakan. Dalam hal ini cetakan

sangat berpengaruh terhadap kecepatan pembekuan logam. Untuk setiap

jenis cetakan memiliki kecepatan membekukan logam berbeda-beda.

Misalkan cetakan logam, cetakan pasir, dan cetakan kering. Faktor yang

lain yang mempengaruhi pembekuan logam adalah aliran logam dalam

cetakan dan perpindahan panas selama pembekuan.

Pendinginan logam ini sangat berpengaruh terhadap ukuran, bentuk,

keseragaman dan komposisi butiran kristal selama proses pembekuan.

Cairan logam yang dituangkan ke dalam cetakan maka akan terjadi

penyerapan panas antara dinding cetakan dengan logam. Laju pembekuan

diawali dari sisi paling luar yang kontak langsung dengan cetakan. Panas

laten yang dilepas selama pembekuan melambat seiring dengan kecepatan

pembekuan. Bagian dari pembekuan tergantung tipe paduan yang dicor.

Logam paduan akan mambeku dengan rentan waktu tertentu, hal itu tidak

sama dengan logam murni. Dengan kata lain pembekuan diawali dari

daerah dibawah garis liquidus dan pembekuan berakhir bila temperatur

logam cair berada pada garis solidus. Logam cair yang berada dalam

rentang tersebut dinamakan kondisi fase bubur (mushy zone).

2. Karakteristik Piston

Piston yang dalam bahasa Indonesia dikenal dengan istilah torak adalah

komponen penting dalam kendaraan bermotor, karena piston memegang

peranan penting dalam proses pembakaran dalam ruang bakar yang berfungsi

sebagai penekan udara masuk dan penerima hentakan pembakaran pada ruang

bakar silinder liner.

Piston bekerja tanpa henti selama mesin hidup. Komponen ini

mengalami peningkatan temperatur dan tekanan tinggi sehingga mutlak harus

memiliki daya tahan tinggi. Oleh karena itu, pabrikan kini lebih memilih

paduan aluminium (Al-Si) sebagai bahan piston, maka diyakini mampu

menghasilkan panas yang lebih efisien dibanding material lainnya. Bentuk

bagian piston dapat dilihat pada Gambar 2.3.


Gambar 2.3. Bagian-bagian Piston

Sementara penyebab utama kerusakan komponen ini adalah ausnya

piston yang disebabkan oleh kurang disiplinnya pemakai kendaraan dalam

merawat kendaraan terutama dalam pengecekan oli mesin. Jika oli mesin

dibawah standar volume yang harus dipenuhi maka piston akan mudah aus

karena pelumasanya kurang.

Paduan Al-Si yang telah di-heat treatment dinamakan silumin. Sifat-

sifat silumin sangat diperbaiki oleh perlakuan panas dan sedikit diperbaiki

oleh umur paduan. Paduan Al-Si yang memerlukan perlakuan panas ditambah

dengan Mg juga Cu serta Ni untuk memberikan kekerasan pada saat panas.

Bahan paduan ini biasa dipakai untuk torak/ piston motor (Surdia dan Saito,

1992)

Gambar 2.4. Piston Bekas


3. Baterai Kering (Dry Cell)

Definisi baterai kering adalah suatu sumber energi listrik yang

diperoleh dengan konversi langsung dari energi kimia dan memiliki elektrolit

yang tidak dapat tumpah, dan dapat dipakai dalam segala posisi (Dewan

Standart Nasional Indonesia, 1990).

Baterai kering ditemukan oleh Leclanche yang mendapat hak paten atas

penemuan itu pada tahun 1866. Sel Leclanche terdiri atas suatu silinder zink

yang berisi pasta dari campuran batu kawi (MnO2), salmiak (NH4Cl), karbon

(C), dan sedikit air (jadi sel ini tidak 100% kering). Zn berfungsi sebagai

anoda, sedangkan katoda digunakan elektroda inert, yaitu grafit yang

dicelupkan di tengah-tengah pasta. Pasta itu sendiri berfungsi sebagai

oksidator.

Gambar 2.5. Dry Cell

(Sumber: Michael Purba, (2002). Kimia untuk SMA Kelas XII, p. 6)

Bentuk bagian dry cell dapat dilihat pada Gambar 2.5. Berdasarkan

penelitian dari Balai Penelitian dan Konsultasi Industri Surabaya, didapatkan

keterangan kandungan kimia pada serbuk dry cell bekas dari baterai ABC tipe

R 20 S. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa serbuk dry cell bekas

mengandung NH4Cl sebanyak 5,95 % berat, NH3 sebanyak 0,25 % berat,

MnO2 sebanyak 7,86 % berat, MnO2O3 sebanyak 62,28 % berat, Zn sebanyak

0,18 % berat, C sebanyak 2,76 % berat, ZnCl2 sebanyak 15,6 % berat, H2O

sebanyak 4,85 % berat.


4. Pasir Cetak

Pasir Cetak adalah pasir yang dibuat untuk membuat cetakan. Pasir

cetak harus memiliki sifat- sifat antara lain :

a. Mempunyai sifat mampu bentuk sehingga mudah untuk dibentuk.

b. Distribusi besar yang cocok, dan seragam.

c. Tahan terhadap temperatur logam yang dituang.

d. Permeabilitas yang cocok, sehingga tidak terjadi kekasaran permukaan

dan gelembung gas.

Selain yang diatas pasir cetak harus memiliki kadar lempung sekitar

10% - 20% untuk dapat dipakai. Pasir cetak ada beberapa jenis yaitu pasir

gunung, pasir pantai, pasir sungai, dan pasir silika. Beberapa dari pasir

tersebut dipakai begitu saja tanpa melalui proses lain, namun ada juga yang

harus digiling dan dipecah menjadi butir-butir dengan komposisi yang cocok.

Pasir yang memiliki komposisi yang cocok dan bersifat adhesi mereka

dipakai begitu saja sedang kalau sifat adhesinya kurang maka harus

ditambahkan lempung (Surdia, 1991).

5. Cetakan Pasir (Sand Casting)

Cetakan Pasir adalah cetakan yang terbuat dari bahan dasar pasir dan

tanah lempung sebagai penguatnya. Cetakan pasir biasanya dibuat dengan

tangan, namun ada juga yang dibuat dengan mesin cetakan. Cetakan pasir

terdiri dari dua macam yaitu cetakan atas (cup) dan cetakan bawah (drug)

(Surdia, 1991).

Pengecoran cetakan pasir (sand casting) merupakan salah satu metode

pengecoran yang menggunakan sistem gravity. Pengecoran ini menggunakan

cetakan yang terbuat dari pasir dan hanya dipakai sekali. Pengecoran cetakan

yang terbuat dari pasir memiliki kenggulan biayanya yang murah, mudah

dalam pengerjaannya, dapat membuat benda kerja yang bentuknya rumit dan

dapat membuat benda kerja dengan ukuran yang besar. Bahan logam yang

dapat digunakan pada pengecoran ini adalah baja, besi, kuningan, perunggu,

tembaga, aluminium, dan logam paduan (Surdia, Kenji, 1980: 93).


6. Pembuatan Coran

Pembuatan coran harus dilakukan proses-proses seperti: pencairan

logam, membuat cetakan, menuang, membongkar dan membersihkan coran

seperti ditunjukkan pada Gambar 2.6. untuk mencairkan logam bermacam-

macam tanur dipakai. Umumnya kupola atau tanur induksi frekuensi rendah

dipergunakan untuk besi cor, tanur busur listrik atau tanur induksi frekuensi

tinggi dipergunakan untuk baja cor dan tanur krus untuk paduan tembaga atau

paduan coran ringan, karena tanur-tanur ini dapat memberikan logam cair

yang baik dan sangat ekonomis untuk logam-logam tersebut.

Gambar 2.6. Aliran proses pada pembuatan coran

(Sumber: Surdia, 1991)

Cetakan biasanya dibuat dengan jalan memadatkan pasir. Pasir yang

dipakai kadang-kadang pasir alam atau pasir buatan yang mengandung tanah

lempung. Cetakan pasir mudah dibuat dan tidak mahal asal dipakai pasir yang

cocok. Kadang-kadang dicampurkan pengikat khusus, misalnya air kaca,

semen, resin furan, resin fenol atau minyak pengering, karena penggunaan

zat-zat tersebut memperkuat cetakan atau mempermudah operasi pembuatan

cetakan.

Selain dari cetakan pasir, kadang-kadang dipergunakan cetakan

logam. Pada penuangan, logam cair mengalir melalui pintu cetakan, maka


bentuk pintu harus dibuat sedemikian sehingga tidak mengganggu aliran

logam cair. Pada umumnya logam cair dituangkan dengan pengaruh gaya

berat, walaupun kadang-kadang dipergunakan tekanan pada logam cair

selama atau setelah penuangan.

Setelah penuangan, coran dikeluarkan dari cetakan dan dibersihkan,

bagian-bagian yang tidak perlu dibuang dari coran. Kemudian coran

diselesaikan dan dibersihkan dengan disemprot cairan pembersih agar

memberikan rupa yang baik. Kemudian dilakukan pemeriksaan dengan

penglihatan tehadap rupa dan kerusakan, dan akhirnya dilakukan pemeriksaan

dimensi. Disamping itu berbagai macam pemeriksaan metalurgi dilakukan

untuk mencari kerusakan dalam, umpamanya dengan pengujian getaran

supersonik, atau pemeriksaan radiografi. Selanjutnya kadang-kadang

kekuatan, struktur mikro dan komposisi kimia diujikan pada batang uji yang

dibuat dari logam cair yang sama.

Mudah tidaknya pembuatan coran tergantung pada bentuk dan ukuran

benda coran. Coran yang tebalnya seragam, tipis dan lebar, atau tuangan yang

memerlukan inti tipis dan panjang adalah sangat sukar dibuat. Disamping itu

coran-coran yang memerlukan ketelitian atau sudut-sudut tajam susah

kemungkinannya untuk dibuat.

7. Sifat Mekanik Logam

Sifat mekanik merupakan sifat yang sangat penting pada logam. Sifat

mekanik adalah kemampuan suatu logam untuk menahan beban, gaya, dan

perlakuan lainnya tanpa menimbulkan adanya kerusakan pada komponen

logam tersebut. Beberapa sifat mekanik yang penting untuk material teknik

yaitu:

a. Kekuatan (strength)

Kekuatan adalah sifat bahan teknik untuk menerima tegangan

tanpa terjadinya patah. Kekuatan ini ada berbagai macam, tergantung dari

jenis beban yang bekerja. Beban tersebut dapat berupa beban tarik, geser,

tekan, torsi, dan lengkung.


b. Kekerasan (hardness)

Salah satu sifat mekanik (mechanical properties) dari suatu

material. Kekerasan suatu material harus diketahui khususnya untuk

material yang dalam penggunaanya akan mangalami pergesekan

(frictional force) dan deformasi plastis. Deformasi plastis sendiri suatu

keadaan dari suatu material ketika material tersebut diberikan gaya maka

struktur mikro dari material tersebut sudah tidak bisa kembali ke bentuk

asal artinya material tersebut tidak dapat kembali ke bentuknya semula.

Lebih ringkasnya kekerasan didefinisikan sebagai kemampuan suatu

material untuk menahan beban identasi atau penetrasi (penekanan).

c. Kekakuan (stiffness)

Kekakuan merupakan kemampuan dari bahan atau material dalam

menerima beban tanpa terjadinya perubahan bentuk (deformation dan

deflektion). Dalam beberapa hal, kekakuan ini lebih penting daripada

kekuatan.

d. Kekenyalan (elasticity)

Kekenyalan merupakan kemampuan suatu material atau bahan

menerima tegangan tanpa terjadinya perubahan bentuk secara permanen

setelah beban itu dihilangkan. Suatu benda bila menerima tegangan akan

terjadi perubahan bentuk. Bila tegangan bekerja tidak melewati batas

tertentu maka perubahan bentuk yang terjadi hanya bersifat sementara.

Perubahan bentuk itu akan hilang seiring dengan hilangnya beban yang

diterimanya. Tetapi bila tegangan melewati batas tersebut maka sebagian

dari perubahan bentuk akan tetap ada meskipun tegangan telah

dihilangkan. Kekenyalan juga menunjukkan seberapa banyak perubahan

bentuk yang terjadi sebelum perubahan bentuk yang permanen terjadi.

Dengan kata lain kekenyalan adalah kemempuan suatu bahan untuk

kembali ke bentuk semula setelah menerima beban yang dapat

menimbulkan deformasi.


e. Plastisitas (plasticity)

Plastisitas adalah kemampuan suatu material atau bahan untuk

mengalami sejumlah deformasi plastik (permanen) tanpa mengakibatkan

kerusakan. Sifat ini sangat diperliukan untuk beberapa proses baik proses

dingin maupun panas. Proses tersebut seperti forging, rolling, dan

extruding. Sifat ini juga disebut keuletan (ductility). Bahan yang mampu

mengalami deformasi plastik cukup banyak dikatakan suatu bahan tersebt

memiliki keuletan yang tinggi atau bahan yang ulet (ductile). Sedangkan

bahan yang tidak memiliki atau menunjukkan kurang mampu mengalami

deformasi plastik dinamakan bahan tersebut mempunyai keuletan rendah

atau getas (brittle).

f. Ketangguhan (thougness)

Ketangguhan merupakan kemampuan suatu bahan untuk

menyerap sejumlah energi tanpa mengakibatkan kerusakan. Dapat pila

diartikan sebagai ukuran banyaknya energi yang diperlukan untuk

mematahkan suatu bahan dalam keadaan tertentu. Sifat ini sulit diukur

karena banyak faktor yang mempengaruhinya.

Penyebab adanya cacat porositas shrinkage adalah adanya gas

hidrogen yang terserap dalam logam cair selama proses penuangan, gas

yang terbawa dalam logam cair selama proses peleburan, dan pencairan

yang terlalu lama.

8. Remelting

Bahan baku pengecoran pada industri kecil tidak selamanya

menggunakan bahan murni (aluminium ingot), tetapi menggunakan

aluminium skrap atau reject materials dari pengecoran sebelumnya. Proses

peleburan logam yang sebelumnya pernah dicor dinamakan remelting. Proses

ini banyak dilakukan pada industri kecil mengingat jumlah reject material

yang harganya relatif murah jika dibandingkan dengan bahan murni (ingot).

Reject materials juga lebih efisien memanfaatkan bahan aluminium yang

telah ada, meskipun hasilnya tidak sebagus pengecoran dengan bahan murni


namun masih dapat digunakan untuk benda coran yang mendapat perlakuan

gaya yang tidak begitu besar. Untuk benda coran pelek misalnya, dalam

penggunaannya sering mendapatkan beban kejut. Oleh karena itu produk

tersebut harus mendapat jaminan terhadap kerusakan retak-lelah dan usia

pakai (life time) yang lama.

Peleburan aluminium dapat dilakukan di tanur krus besi cor, tanur

krus, dan tanur nyala api. Logam yang dimasukkan pada dapur terdiri dari

sekrap (remelt) dan aluminium ingot. Dalam prakteknya, peleburan yang baik

mengharuskan dapur dan logam dalam keadaan bersih.

Untuk menghemat waktu peleburan dan mengurangi kehilangan

karena oksidasi, maka perlu dilakukan pemotongan logam menjadi potongan

kecil yang diberi panas mula. Selama pencairan, permukaan harus ditutup

fluks dan cairan diaduk dengan jangka waktu tertentu untuk mengurangi

segresi (Surdia dan Chijiiwa, 1991). Adapun untuk tuang ulang (remelting)

yaitu bahan hasil peleburan di atas dilebur kembali.

9. Degassing

Degassing adalah proses pengikatan senyawa hidrogen yang terjadi

pada proses peleburan logam aluminium. Hidrogen adalah senyawa

terpenting yang mempengaruhi terjadinya cacat porositas pada produk coran.

Titik lebur aluminium adalah 660°C. Bila suhu cairan aluminium dibawahnya

akan terjadi pembekuan yang cepat sehingga hasil coran tidak akan sempurna.

Bila suhu cairan logam diatas 660°C maka akan terjadi penambahan senyawa

hidrogen yang besar. Hasilnya akan terjadi produk coran yang terdapat cacat

porositas, baik cacat porositas gas maupun cacat porositas shrinkage.

Salah satu proses degassing pada aluminium adalah degassing tablet.

Perlakuan yang diberikan dengan menambahkan serbuk atau tablet pengikat

hidrogen pada cairan logam aluminium. Penambahan ini bertujuan untuk

meminimlisasi pembentukan gas dan mereduksi hidrogen pada logam cair

(Brown, 1994: 127). Penambahan serbuk dry cell dengan persentase berat

yaitu 0,15%, 0,25%, dan 0,30% terhadap berat logam aluminium menyatakan


bahwa penambahan serbuk dry cell yang mendekati optimal untuk

menciptakan produk cor tanpa cacat yaitu persentase 0,30% (Agita

Wirasmara, 2006).

10. Perlakuan Panas (Heat Treatment)

Perlakuan Panas (Heat Treatment) adalah perlakuan panas kepada

material/ logam untuk memperolah sifat-sifat yang diinginkan, dengan jalan

memanskan sampai temperatur tertentu, kemudian dilakukan pendinginan

ataupun penambahan unsur tertentu, shingga diperoleh bentuk struktur mikro,

kekerasa/ sifat yang diinginkan.

Melalui perlakuan panas yang tepat, tegangan dalam dapat

dihilangkan, besar butir diperbesar atau diperkecil, ketangguhan ditingkatkan

atau dapat dihasilkan suatu permukaan yang keras disekeliling inti yang ulet.

Maksud perlakuan panas tersebut secara garis besar menyangkut:

a. Meningkatkan kekerasan dan keuletan.

b. Menghilangkan tegangan dalam.

c. Melunakkan baja/ besi.

d. Menormalkan keadaan logam biasa dari akibat pengaruh-pengaruh

pengerjaan dan perlakuan panas sebelumnya.

e. Menghaluskan butir-butir kristal atau kombinasi dari maksud-maksud

tersebut diatas.

Proses perlakuan panas ada dua kategori, yaitu :

a. Softening (pelunakan) adalah usaha untuk menurunkan sifat mekanik

agar menjadi lunak dengan cara mendinginkan material yang sudah

dipanaskan didalam tungku (annealing) atau mendinginkan dalam

udara terbuka (normalizing). Contoh : annealing, normalizing,

tempering.

b. Hardening (pengerasan) adalah usaha untuk meningkatkan sifat

material terutama kekerasan dengan cara celup sepat (quenching)

material yang sudah dipanaskan ke dalam media quenching berupa air,

air garam, maupun oli. Contoh : surface hardening dan quenching


a. Hardening

Hardening adalah perlakuan panas terhadap baja/ besi dengan

sasaran meningkatkan kekerasan alami baja/ besi. Perlakuan panas

menuntut pemanasan benda kerja menuju suhu pengerasan di daerah atau

di atas daerah kritis dan pendinginan berikutnya secara cepat dengan

kecepatan pendinginan kritis. Akibat penyejukan dingin di daerah suhu

pengerasan ini dicapailah suatu keadaan paksa bagi struktur besi yang

membentuk kekerasan. Oleh karena itu, maka proses pengerasan ini

disebut juga pengerasan kejut atau pencelupam langsung kekerasan yang

tercapai pada kecepatan pendinginan kritis (martensit) ini diiringi

kerapuhan yang besar dan tegangan pengejutan.

Pada setiap operasi perlakuan panas, laju pemanasan merupakan

faktor yang penting. Panas merambat dari luar ke dalam dengan kecepatan

tertentu bila pemanasan terlalu cepat, bagian luar akan jauh lebih panas

dari bagian dalam, oleh karena itu kekerasan di bagian dalam benda akan

lebih rendah dari pada di bagian luar, dan ada nilai batas tertentu. Namun,

air garam atau air akan menurunkan suhu permukaan dengan cepat, yang

diikuti dengan penurunan suhu di dalam benda tersebut sehingga di

peroleh lapisan keras dengan ketebalan tertentu.

b. Quenching

Quenching (pengerasan) adalah suatu proses pemanasan logam

sehingga mencapai batas austenit yang homogen. Untuk mendapatkan

kehomogenan ini maka austenit perlu waktu pemanasan yang cukup.

Secara cepat baja dicelupkan ke dalam media pendingin, tergantung pada

kecepatan pendingin yang kita inginkan untuk mencapai kekerasan baja.

Media quenching dapat berupa oli, air, udara, larutan garam sesuai dengan

material yang di-quenching. Dimana kondisi sangat mempengaruhi

tingkat kekerasan. Pada quenching, proses yang paling cepat akan

menghasilkan kekerasan tertinggi.


Jika suatu benda kerja di-quench ke dalam medium quenching,

lapisan cairan disekeliling benda kerja akan segera terpanasi sehingga

mencapai titik didihnya dan berubah menjadi uap.

Berikut ini adalah 3 tahap pendinginan :

1) Tahap A (Vapor Blanket Stage)

Tahap A, benda kerja akan segera dikelilingi oleh lapisan uap yang

terbentuk dari cairan pendingin yang menyentuh permukaan benda.

Uap yang terbentuk menghalangi cairan pendingin menyentuh

permukaan benda kerja. Sebelum terbentuk lapisan uap, permukaan

benda kerja mengalami pendinginan yang sangat intensif. Adanya

lapisan uap akan menurunkan laju pendinginan karena lapisan

terbentuk dan akan berfungsi sebagai isolator.

Pendinginan dalam hal ini terjadi efek radiasi melalui lapisan uap

lama-kelamaan akan hilang oleh cairan pendingin yang

mengelilinginya. Menurut Kecepatan menghilangkan lapisan uap

makin besar jika viskositas cairan makin rendah. Jika benda kerja

didinginkan lebih lanjut, panas yang dikeluarkan oleh benda kerja

tidak cukup untuk tetap menghasilkan lapisan uap, dengan demikian

tahap B dimulai.

2) Tahap B (Vapor Blanket Cooing Stage)

Pada tahap ini cairan pendingin dapat menyentuh permukaan benda

kerja sehingga terbentuk gelembung-gelembung udara dan

menyingkirkan lapisan uap sehingga laju pendinginan menjadi

bertambah besar.

3) Tahap C (Liquid Cooling Stage)

Tahap C dimulai jika pendidihan pada cairan pendingin sudah berlalu

maka akan bersentuhan dengan seluruh permukaan benda kerja. Pada

tahap ini pula pendinginan berlangsung secara konveksi karena itu

laju pendinginan menjadi rendah pada saat temperatur benda kerja

turun.


11. Media Pendingin

Untuk proses quenching kita melakukan pendinginan secara cepat

dengan menggunakan media udara, air sumur, oli dan larutan garam.

Kemampuan suatu jenis media dalam mendinginkan spesimen bisa berbeda-

beda, perbedaan kemampuan media pendingin di sebabkan oleh temperatur,

kekentalan, kadar larutan dan bahan dasar media pendingin. Semakin cepat

logam didinginkan maka akan semakin keras sifat logam itu. Karbon yang

dihasilkan dari pendinginan cepat lebih banyak dari pendinginan lambat. Hal

ini disebabkan karena atom karbon tidak sempat berdifusi keluar, terjebak

dalam struktur kristal dan membentuk struktur tetragonal yang ruang kosong

antar atomnya kecil, sehingga kekerasannya meningkat.

Untuk mendinginkan bahan di kenal berbagai macam bahan dimana

untuk memperoleh pendinginan yang merata maka bahan pendinginan

tersebut hampir semuanya di sirkulasi. Wahid Suherman (1998 : 127)

menyatakan ada sejumlah media pendingin yang biasa digunakan dalam

proses pengerasan aluminium yaitu contoh yaitu :

a. Udara

Pendinginan udara dilakukan untuk perlakuan panas yang membutuhkan

pendinginan lambat. Untuk keperluan tersebut udara yang disirkulasikan

ke dalam ruangan pendingin dibuat dengan kecepatan yang rendah.

Udara sebagai pendingin akan memberikan kesempatan kepada logam

untuk membentuk kristal-kristal dan kemungkinan mengikat unsur

unsur lain dari udara.

b. Air Sumur

Air merupakan media pendingin yang paling tua dan murah dan memiliki

kapasitas pendinginan yang tinggi sekali sehingga memberikan efek

pendinginan yang cepat.

c. Minyak/ Oli

Minyak memberikan efek pendinginan yang lambat dari air dikarenakan

minyak tidak menyerap panas. Pendinginan dengan minyak akan

memberikan kecepatan pendinginan yang sedang dan warna yang mantap


dari logam uji yang diproses serat memberikan lapisan karbon pada

permukaan logam uji.

d. Larutan Garam

Sesuai dengan sifat koligatifnya yaitu sifat yang ditentukan oleh

konsentrasi, maka suatu larutan yang mempunyai titik didih yang lebih

tinggi dan titik beku rendah jika dibandingkan dengan larutan pelarut

murninya. Dalam hal ini air dicampur dengan garam berkadar tertentu

untuk mempertinggi kapasitas pendinginan. Ini terjadi karena larutan

garam dapat mencegah timbulnya gelembung uap (vapour blanket stage),

yang mana akan mengakibatkan flek-flek lunak pada permukaan logam

uji. Biasanya air garam digunakan pada pendinginan karbon rendah.

12. Pengujian Komposisi Kimia

Uji komposisi merupakan pengujian yang berfungsi untuk mengetahui

seberapa besar atau seberapa banyak jumlah suatu kandungan yang terdapat

pada suatu logam, baik logam ferro maupun logam non ferro. Uji komposisi

biasanya dilakukan ditempat pabrik-pabrik atau perusahaan logam yang

jumlah produksinya besar, ataupun juga terdapat di Instititut pendidikan yang

khusus mempelajari tentang logam.

Proses pengujian komposisi berlangsung dengan pembakaran bahan

menggunakan elektroda dimana terjadi suhu rekristalisasi, dari suhu

rekristalisasi terjadi penguraian unsur yang masing-masing beda warnanya.

Sedangkan untuk Penentuan kadar berdasar sensor perbedaan warna. Proses

pembakaran elektroda ini tidak lebih dari tiga detik. Pengujian komposisi

dapat dilakukan untuk menentukan jenis bahan yang digunakan dengan

melihat persentase unsur yang ada.

13. Pengujian Kekerasan (Hardness)

Kekerasan (hardness) adalah salah satu sifat mekanik (mechanical

properties) dari suatu material. Kekerasan suatu material harus diketahui

khususnya untuk material yang dalam penggunaannya akan mengalami


pergesekan (frictional force), dalam hal ini bidang keilmuan yang berperan

pening mempelajarinya adalah Ilmu Bahan Teknik (Metalurgi Engineering).

Menurut Tata Surdia & Shinroku Saito (2000: 186) mengatakan bahwa

kriteria untuk menyatakan intensitas tahanan suatu bahan

Uji kekerasan

dilakukan dengan menekan identer ke permukaan logam yang diukur

kekerasannya. Identer biasanya berbentuk bola, pyramid, atau kerucut. Uji

kekerasan standar dilakukan dengan menekankan identer dengan hati-hati ke

permukaan benda uji secara tegak lurus (900). Setelah proses pengidentasian,

identer ditarik dari benda uji dan nilai kekerasan akan terhitung atau terbaca

dari skala, berdasarkan kedalaman bekas penekanan dan diameter lekukan.

Derajat kekerasan diungkapkan dalam bentuk angka kekerasan yang

berlainan untuk setiap cara. Namun angka ini dapat dihitung dari benda yang

satu dengan benda yang lain menggunakan pertolongan tabel (disetarakan

satu bahan dengan yang lain). Angka ini menunjukkan perbandingan

kekerasan bahan yang lainnya.

Alat pengujian kekerasan disesuaikan dengan bahan, ukuran,

kekerasan, dan sebagainya. Cara-cara pengujian antara lain:

a. Kekerawan Rockwell

Kekerasan ini diukur dengan menggunakan alat penguji

kekerasan Rockwell. Bola baja yang dikeraskan atau kerucut diamon

ditekan ke permukaan serta bagian dalamnya penekan dilakukan

pengukuran. Kekerasan Rockwell diperoleh dari pengukuran dalamnya

penekanan, ditunjukkan oeh indikator jarum yang terpasang pada alat

tersebut. Menentukan besarnya angka kekerasan aluminium digunakan

alat uji Rockwell dengan indikator nilai kekerasannya digunakan angka

HRB (Hardness Rockwell Ball).

Kekerasan ini diukur dengan alat penguji kekerasan Rockwell,

Gambar 2.9. Bola baja keras ditekan ke permukaan, kemudian

dalamnya penekanan diukur. Kekerasan Rockwell adalah harga yang


diperoleh dari pengukuran dalamnya penekanan ditunjukkan oleh jarum

indikator yang ada pada alat tersebut.

Gambar 2.7. Alat uji kekerasan Rockwell

Pengujian kekerasan Rockwell didasaran pada kedalaman

masuknya penekanan benda uji. Semakin keras bahan yang diuji maka

semakin dangkal masuknya penakan.

b. Kekerasan Brinell

Pengujian kekerasan Brinell menggunakan penumbuk (indentor/

penetrator) yang terbuat dari bola baja. Metode ini dilakukan dengan

cara bahan diindentasi dengan indentor pada permukaan benda uji

dengan beban tertentu kemudian diukur bekas penekanan yang

terbentuk (Callister, 2000).

Gambar 2.8. Alat uji kekerasan Brinell


Uji kekerasan ini berupa pembentukan lekukan pada permukaan

logam memakai bola baja yang dikeraskan yang ditekan dengan beban

tertentu. Beban diterapkan selama waktu tertentu, biasanya 30 detik,

dan diameter lekukan diukur dengan mikroskop, setelah beban tersebut

dihilangkan. Permukaan yang akan dibuat lekukan harus relatif halus,

rata dan bersih dari debu atau kerak.

Angka kekerasan brinell (BHN) dinyatakan sebagai beban P

dibagi luas permukaan lekukan. Pada prakteknya, luas ini dihitung dari

pengukuran mikroskopik panjang diameter jejak. BHN dapat ditentukan

dari persamaan berikut:

Keterangan:

BHN : Angka Kekerasan Brinell (kg/mm2)

P : Beban yang digunakan (kg)

D : Diameter bola baja (mm)

d : Diameter bekas penekanan (mm)

Gambar 2.9. Skema pengujian brinell

Pada Gambar 2.10. terlihat bahwa benda kerja ditekan

menggunakan bola identor yang berdiameter (D), dan kemudian

dilakukan pembebanan setelah selesai pembebanan kemudian bekas

dari tekanan identor diukur diameter lubangnya (d).

Penggunaan bola baja (D) disesuaikan dengan tingkat

pembebanan. Berikut tabel garis tengah bola baja (D) dan penekan yang

sesuai.


Tabel 2.1. Standar Pengujian Brinell ASTM E10-12 Material

Aluminium dan Paduan Aluminium

Diameter bola baja Beban (kgf)

D (mm) 30 D2 10 D2 5 D2 12,5 D2 D2

10 3000 1000 500 -125 -1005 750 -250 -125 - -

Daerah kekerasanyang cocok untukpengukuran

160-450 53-200 26-100 7-25 5-26

Bahan yangdiukur

Logam keras

(baja, besi cor)

Paduan tembaga,paduan

aluminiumkeras

Tembaga,paduan

aluminium

Logam lunak,timah

dan lainnya

Sumber: Tata Surdia & Kenji Chijiwa (2000: 89)

Pemakaian bola baja harus disesuaikan dengan tekanan uji (F).

Diameter bekas penekanan (d) hanya mendapat nilai 0,2 - 0,5. D.

Pengujian kekerasan Brinell pada logam lunak (Al) menggunakan bola

baja dengan diameter 2,5 mm dan beban penekanan 31,3 daN.

c. Kekerasan Vickers

Kekerasan ini diukur dengan menggunakan alat penguji Vickers.

Pengujian ini menggunakan piramid diamon dengan sudut bidang

duanya 136° sebagai penekan. Kekerasan Vickers ditentukan serupa

seperti menentukan kekerasan Brinell yaitu beban dbagi luas

permukaan bekas penekanan. Ada alat penguji kekerasan Vickers

khusus, yaitu untuk mengatur segresi dalam struktur logam dengan

bantuan sebuah mikroskop.

14. Pengujian Struktur Mikro (Metalografi)

Metalografi adalah pengujian spesimen dengan menggunakan

mikroskop atau pembesaran beberapa ratus kali, bertujuan untuk memperoleh

gambar yang menunjukkan struktur mikro. Pada hal ini, struktur logam dan

paduannya dengan pengujian metalografi. Kita dapat mengetahui struktur dari


suatu logam dengan memperjelas batas-batas butir logam. Metalografi

digunakan untuk mengetahui atau menunjukkan struktur mikro dari suatu

logam ataupun paduan melalui gambar yang dihasilkan.

Persiapan yang harus dilakukan sebelum mengamati struktur mikro

adalah penginderaan spesimen, pengampelasan dan pemolesan dilanjutkan

pengetsaan. Setelah dipilih bahan uji dan diratakan kedua permukaannya

dengan mesin bubut atau lainnya, tetapi pendinginan harus selalu terjaga agar

tidak timbul panas berlebihan yang dapat merusak struktur mikro. Setelah rata

kemudian digosok menggunakan kertas ampelas dengan kekasaran berurutan,

mulai dari yang paling kasar (nomor kecil) sampai yang halus (nomor besar).

Arah pengampelasan tiap tahap harus diubah, pengampelasan yang lama dan

penuh kecermatan akan menghasilkan permukaan yang halus dan rata.

Pemolesan dilakukan dengan bubuk penggosok atau pasta diamon dengan

dan halus

tanpa goresan sehingga terlihat mengkilap seperti cermin. Langkah terakhir

sebelum dilihat struktur mikronya adalah dengan mencelupkan spesimen ke

dalam larutan etsa dengan penjepit tahan karat dan permukaan yang dietsa

menghadap ke atas. Selama pencelupan akan terjadi reaksi terhadap

permukaan spesimen sehingga larutan yang menyentuh spesimen harus

segar/baru, oleh karena itu banyaknya bagian struktur yang berbeda.perlu

digerak-gerakkan. Kemudian spesimen dicuci, dikeringkan dan dilihat atau

difoto dengan mikroskop logam. Pemeriksaan struktur mikro memberikan

informasi tentang bentuk struktur, ukuran butir dan banyaknya bagian

struktur yang berbeda

B. Penelitian yang Relevan

Penelitian yang dilakukan ini merujuk pada penelitian-penelitian yang

telah dilakukan sebelumnya.

Zeren (2008), meneliti tentang pengaruh heat treatment pada paduan

aluminium bahan baku piston, temperatur solution treatment 5000C (±100C)


waktu tahan 5 jam, dilanjutkan perlakuan aging dengan temperatur 1800C (±100C)

waktu tahan 9 jam mampu menaikkan angka kekerasannya hingga 65%.

Wittaya, (2008), Pengaruh solution treatment pada mikrostruktur dan sifat-

sifat mekanik paduan Al12Si-1,5Cu-Ni-Mg dengan memvariasikan perlakuan T5

dan T6 dengan kekerasan 96 dan 106 HB.

Agita Wirasmara (2006) tentang studi pengaruh penambahan serbuk

baterai bekas pada pengecoran Aluminium dengan cetakan pasir. Penelitian ini

menggunakan spesimen Al seri 413.0 dan penambahan serbuk dry cell dengan

persentase berat yaitu 0,15%, 0,25%, dan 0,30%. Hasil penelitian ini menyatakan

bahwa belum ada penambahan serbuk dry cell yang optimal untuk menciptkan

produk cor tanpa cacat. Serbuk baterai cenderung berperan sebagai fluxing berupa

higroscopic flux yang lembab, hal tersebut dikarenakan di dalam serbuk baterai

bekas mengandung hidrogen sebanyak 4.85 % berat. Higroscopic flux yang

lembab menyebabkan penyerapan hidrogen yang dapat menimbulkan timbulnya

cacat porositas shrinkage. Pengamatan struktur mikro pada spesimen penambahan

serbuk baterai bekas ditemukan ukurun butir relatif lebih kecil jika dibandingkan

dengan ukuran butir ingot.

Harsono (2006) Aluminium dalam penelitian ini termasuk dalam paduan Al-

Si, karena 92,60% adalah aluminium, 6,73% Si dan sisanya adalah paduan unsur lain.

Setelah dilakukan foto mikro ternyata paduan aluminium yang telah di remelting

mempunyai porositas yang lebih besar dibandingkan dengan raw material, Proses

remelting mempengaruhi sifat mekanis pada paduan aluminium, yaitu terdapat

penurunan kekerasan kekuatan fatik..

Supriyanto (2009) yang menganalisis hasil pengecoran aluminium dengan

variasi media pendingin. Bahan baku utama yang digunakan adalah terdiri dari

komponen-komponen barang bekas sepeda motor dan sisa mesin yang terbuat

dari bahan aluminium. Pengecoran benda uji menggunakan media pendinginan

yang berbeda, dapur peleburan menggunakan system gerak dengan dua pengabut.

Waktu yang digunakan pada saat pengecoran yaitu selama 2 jam, setelah bahan

baku mencair kemudian dilakukan penuangan kedalam cetakan menggunakan

ladel. Sistem pendinginan dalam pengecoran aluminium menggunakan beberapa


media pendingin dengan lama pendinginan 3 jam, proses pendinginan tanpa

melepas atau membongkar hasil coran dari cetakan sehingga proses

pendinginannya bersama-sama dengan cetakannya. Hasil yang diperolah dari

penelitian ini yaitu benda uji dengan media pendingin udara suhu kamar

mempunyai nilai ketangguhan yang lebih baik dibanding dengan media pendingin

air sumur dan oli SAE 40. Pengujian kekerasan benda uji dengan media pendingin

air sumur mempunyai nilai kekerasan lebih baik dibanding dengan media

pendingin udara suhu kamar dan oli SAE 40.

Berdasarkan penelitian-penelitian diatas, variabel yang hubungan dengan

penelitian yang akan dilakukan adalah belum diketahuinya penambahan serbuk

dry cell yang optimal untuk menghasilkan produk cor tanpa cacat, sehingga pada

penelitian ini menambahkan variasi penambahan serbuk dry cell yaitu sebesar

0,30% berat aluminium serta variasi media pendingin yang belum optimal dalam

segi kualitas terhadap kekerasan hasil remelting Al-Si berbasis limbah piston

bekas dengan perlakuan degassing.

C. Kerangka Berfikir

Aluminium merupakan logam non ferro yang memiliki sifat ringan dan

tahan karat. Aluminium dipakai sebagai paduan berbagai logam murni, sebab

tidak kehilangan sifat ringan dan sifat sifat mekanis cornya mampu diperbaiki

dengan menambah unsur unsur lain. Aluminium dalam pemanfaatannya yang

semakin meningkat setiap tahunnya. Material ini termasuk unreinforces resources

maka perlu dilakukan penghematan sehingga remelting merupakan satu dari

terobosan penghematan bahan aluminium. Tujuan remelting yaitu mengubah sifat

fisis dan mekanis aluminium. Sifat fisis yang diteliti adalah struktur mikro yang

memiliki hbungan dengan sifat mekanis, salah satunya kekerasan.

Struktur mikro dan kekerasan ini dipengaruhi oleh proses pengecoran,

proses perlakuan panas, suhu, fasa yang dialami, pemilihan media quenching, laju

pendinginan, dan karakteristik media quenching. Pada proses pengecoran struktur

Al dan struktur Si terbentuk dan tercampur sehingga kandungan struktur Al dan

struktur Si berubah secara fisis dan mekanis. Perubahan ini terjadi oleh pemilihan


suhu yang tepat diatas fasa ideal pelarutan Al-Si. Namun keberhasilan

pembentukan struktur Al-Si yang tepat, sangat dipengaruhi oleh media pendingin

yang berperan untuk mempercepat laju pendinginan yang dimiliki media

pendingin dengan karakter tertentu.

Karakter-karakter tertentu pada media pendingin akan diketahui secara

pasti dengan memvariasikan media pendingin. Media pendingin (air sumur, oli

SAE 40 dan larutan garam) mempengaruhi tingkat kekerasan dan struktur mikro

hasil remelting Al-Si piston bekas dengan perlakuan degassing, maka dilakukan

pengujian kekerasan brinell dan uji struktur mikro (metalografi).

D. Hipotesis

Hipotesis adalah pernyataan awal yang merupakan dugaan mengenai apa

saja yang sedang diamati dan diteliti dalam usaha untuk memahaminya. Fungsi

hipotesis yaitu untuk menguji kebenaran suatu teori, memberikan gagasan baru

untuk mengembangkan suatu teori, dan memperluas pengetahuan peneliti

mengenai suatu gejala yang sedang dipelajari.

Berdasarkan rumusan masalah dan kerangka pemikiran di atas dapat

diambil hipotesis sebagai berikut:

1. Terdapat pengaruh variasi media pendingin terhadap kekerasan hasil


2. Terdapat pengaruh variasi media pendingin terhadap struktur mikro hasil


3. Terdapat pengaruh variasi media pendingin yang paling optimal terhadap

kekerasan hasil remelting Al-Si berbasis limbah piston bekas dengan

perlakuan degassing.


36

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian

1. Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di :

a. Laboratorium Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas

Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta

untuk pembuatan spesimen uji.

b. Laboratorium Politeknik Manufaktur Ceper untuk pengujian komposisi

bahan.

c. Laboratorium Bahan Teknik, Program Teknik Mesin, Sekolah Vokasi,

Universitas Gadjah Mada Yogyakarta untuk pengujian foto mikro.

d. Laboratorium Material, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik,

Universitas Sebelas Maret Surakarta untuk pengujian persentase bahan

dan pengujian kekerasan

.

2. Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan ± 7 bulan, dari bulan April 2012 sampai

bulan Oktober 2012. Adapun jadwal kegiatan penelitian yang telah

dilaksanakan sebagai berikut:

a. Pengajuan judul : 20 April 2012

b. Penyusunan proposal : 21 April 2012 sampai 27 Juli 2012

c. Seminar proposal : 2 Agustus 2012

d. Revisi Proposal : 3 Agustus 2012 sampai 16 Agustus 2012

e. Perijinan : 27 Agustus 2012 sampai 6 September 2012

f. Penelitian : 10 Agustus 2012 sampai 20 September 2012

g. Analisis data : 22 September 2012 sampai 24 Oktober 2012

h. Penulisan laporan : 25 September 2012 sampai 12 Oktober 2012

36


37

B. Material Penelitian

Material penelitian merupakan bahan yang digunakan dalam penelitian

atau objek yang diteliti untuk diambil datanya. Material yang digunakan pada

penelitian ini meliputi:

1. Piston bekas

Piston bekas merupakan salah satu komponen dalam suatu kendaraan

bermotor yang sudah tidak dipakai sebagaimana fungsinya. Dalam penelitian

ini, menggunakan piston bekas sepeda motor berbahan bakar bensin. Piston

bekas yang digunakan ditunjukkan pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1. Piston bekas sepeda motor

2. Dry Cell

Dry cell yang digunakan dalam penelitian ini yaitu dry cell bekas tipe

R 20 S, dapat dilihat pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2. Dry cell bekas tipe R 20 S

3. Media Pendingin

Media pendingin yang digunakan dalam penelitian ini antara lain: air

sumur, oli SAE 40 dan larutan garam.


38

C. Peralatan Penelitian

Peralatan-peralatan yang digunakan pada peneltian ini meliputi:

1. Dapur Peleburan Coran

Dapur yang digunakan dengan menggunakan dapur sistem kowi, yaitu

dapur yang terbuka dengan bahan bakar yang tidak tertutup. Kowi terbuat

dari bahan baja di las, sedangkan bahan bakar dari arang kayu. Gambar 3.3

merupakan dapur peleburan coran yang digunakan untuk meleburkan piston

bekas pada penelitian ini.

Gambar 3.3. Dapur Peleburan Coran

2. Ladle

Ladle adalah alat bantu untuk mengambil logam cair dari tungku ke

dalam cetakan. Bahan untuk membuat alat ini yaitu terbuat dari stainless steel

atau baja. Bentuk dari alat ini menyerupai sendok yang berukuran besar.

Bentuk ladle yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4. Ladle


39

3. Kipas Angin

Penelitian ini menggunakan kipas angin untuk asupan gas oksigen pada

proses pembakaran pada dapur peleburan dengan bahan bakar padat (kokas

atau arang kayu). Kipas angin yang digunakan dilihat pada Gambar 3.5.

Gambar 3.5. Kipas Angin

4. Termokopel

Termokopel adalah alat untuk menunjukkan berapa derajat panas dari

aluminium yang telah melebur. Penelitian ini menggunakan DIGITAL

THERMOMETER KW06-283 dengan kisaran - 58pF ~ 2000pF dan ketelitian

± 0.5% ± 2pC. Termokopel ini ditunjukkan pada Gambar 3.6.

Gambar 3.6. Digital Thermometer KW06-283


40

5. Timbangan Digital

Timbangan digital adalah timbangan elektronik yang digunakan untuk

menghitung muatan dengan ketelitian tinggi. Timbangan yang digunakan

TIMBANGAN ACIS BC 500

maksimal 500 gram. Timbangan ini digunakan untuk mengetahui berat piston

bekas dan serbuk dry cell. Timbangan digital yang digunakan ditunjukkan

pada Gambar 3.7.

Gambar 3.7. Timbangan ACIS BC 500

6. Sand Casting (Cetakan Pasir)

Proses pengecoran dengan cetakan pasir (sand casting) yang dilakukan

dengan sistem open riser yaitu dengan keadaan cetakan terbuka. Ukuran pola

yang digunakan, yaitu 40 mm x 40 mm x 10 mm. Bentuk cetakan pasir

tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.8.

Gambar 3.8. Sand Casting


41

7. Mesin Bubut Konvensional

Mesin bubut adalah suatu mesin perkakas yang dalam proses kerjanya

bergerak memutar benda kerja dan menggunakan mata potong pahat (tools)

sebagai alat untuk menyayat benda kerja tersebut. Penelitian ini

menggunakan mesin bubut GAP BED LATHE - GUANGZHOU

MACHINE TOOLS WORKS buatan China menggunakan kecepatan spidel

sebesar 700 rpm dan pahat jenis baja HSS untuk menghaluskan permukaan

atas dan bawah spesimen yang nantinya akan di uji struktur mikro. Mesin

bubut yang digunakan dilihat pada Gambar 3.9.

Gambar 3.9. Mesin Bubut Konvensional

8. Alat Pengujian Komposisi Bahan

Alat uji untuk mengetahui komposisi bahan dari aluminium dalam

SPEKTROMETER METAL SCAN

dapat terdeteksi base aluminium, yaitu Si, Fe, Cu, Mn, Mg, Cr, Ni, Zn, Sn,

Ti, Pb, Be, Ca, Sr, V, Zr. Alat uji komposisi bahan aluminium ditunjukkan

pada Gambar 3.10.


42

Gambar 3.10. Spektrometer Metal Scan

9. Alat Pengujian Kekerasan (Brinell)

Alat yang digunakan untuk mengukur tingkat kekerasan pada

pengujian kekerasan Brinell

TESTER HB- . Permukaan spesimen yang akan diuji harus relatif

halus, rata, bersih dari debu atau kerak. Beban diterapkan pada waktu tertentu

dan diameter lekukan diukur dengan mikroskop atau jangka sorong, setelah

beban dihilangkan. Diameter lekukan diukur dengan mikroskop, setelah

beban dihilangkan. Bentuk dari alat ini dapat dilihat pada Gambar 3.11.

Gambar 3.11. Electronic Brinell Hardness Tester HB-3000C


43

10. Alat Pengujian Struktur Mikro (Metalografi)

Alat uji untuk menganalisa struktur mikro dalam penelitian ini

METALLURGICAL MICROSCOPE WITH INVERTED

(OLYMPUS PME 3)

strip 10 µm. Spesimen yang digunakan harus memiliki permukaan yang rata,

halus dan bebas dari kotoran agar mendapatkan hasil dam bar struktur yang

baik. Diperlukan langkah-langkah persiapan spesimen, antara lain: sectioning

(pemotongan), mounting, fine grinding, polishing, dan etching. Alat ini dapat

dilihat pada Gambar 3.12 berikut:

Gambar 3.12. Metallurgical Microscope With Inverted (Olympus PME 3)

D. Variabel Penelitian

ariabel penelitian adalah segala sesuatu

yang berbentuk apa saja yang ditetapkan oleh peneliti untuk dipelajari,

sehingga diperoleh informasi tentang hal tersebut, kemudian ditarik

kesimpulannya . Dalam penelitian ini terdapat tiga variabel, yaitu:

a. Variabel Bebas

Variabel bebas atau disebut juga variabel independen merupakan

variabel yang mempengaruhi atau yang menjadi sebab perubahannya atau

timbulnya variabel dependen (terikat) (Sugiyono, 2011: 39). Jenis variabel


44

bebas dalam penelitian ini adalah variasi media pendingin yaitu air sumur,

oli SAE 40, dan larutan garam.

b. Variabel Terikat

Variabel terikat merupakan variabel yang dipengaruhi atau yang

menjadi akibat karena adanya variabel bebas (Sugiyono, 2011: 39). Dalam

penelitian ini variabel terikatnya adalah kekerasan dan struktur mikro

spesimen uji.

c. Varibel Kontrol

Variabel kontrol adalah himpunan sejumlah gejala yang memiliki

berbagai aspek atau unsur di dalamnya, yang berfungsi untuk

mengendalikan agar variabel terikat yang muncul bukan karena variabel

lain, tetapi benar-benar karena variabel bebas yang tertentu. Pengendalian

variabel ini dimaksudkan agar tidak merubah atau menghilangkan variabel

bebas yang akan diungkap pengaruhnya. Dalam penelitian ini variabel

kontrolnya adalah:

1) Serbuk dry cell bekas yang digunakan adalah baterai jenis dry cell tipe

R 20 S.

2) Persentase penambahan serbuk batu baterai (dry cell) bekas pada

proses degassing yaitu 0,30 % berat aluminium.

3) Cetakan yang digunakan adalah cetakan pasir (sand casting) sistem

open riser.

4) Proses pendinginan hasil coran dilakukan pada suhu 350° C.

5) Spesimen uji berupa balok dengan ukuran 40 mm x 40 mm x 10 mm.

6) Proses pendinginan dengan quenching.

7) Suhu tuang standar, yaitu 6600 untuk paduan Al.

8) Dapur yang dipakai adalah dapur kowi dari bahan baja.

9) Pemanasan dapur menggunakan arang.

10) Suhu media pendingin dianggap sama pada suhu kamar daerah

pengujian.

11) Volume pendingin yang digunakan sebesar 200 ml.


45

E. Pelaksanaan Penelitian

1. Diagram Alir Penelitian

Tahap eksperimen dalam peneltian ini dapat digambarkan dengan

diagram alir eksperimen sebagai berikut:

Gambar 3.13. Diagram Alir Penelitian

Persiapan Piston Bekas dan Serbuk Dry Cell dari Baterai Bekas Tipe R 20 S

Mulai

Proses Remelting Piston Bekas

Penambahan Serbuk Dry Cell 0,30 % Berat Aluminium

Sand Casting

Pengujian Kekerasan (Brinell) Pengujian Struktur Mikro

Analisis Data

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Air Sumur Oli SAE 40 Larutan GaramNon-quenching

Quenching


46

2. Urutan Langkah Penelitian

Eksperimen atau penelitian ini dilakukan menggunakan dapur kowi.

Urutan langkah eksperimen selanjutnya adalah:

a. Mempersiapkan bahan yang akan digunakan dengan menimbang, yaitu

piston bekas pada kendaraan sepeda motor dan serbuk dry cell. Berat piston

bekas yang dibutuhkan dalam penelitian ini untuk membuat empat

spesimen uji yaitu sebesar 1000 gram dan persentase berat serbuk dry cell

yaitu sebesar 0,30% berat aluminium, jadi jumlah berat dry cell yaitu

0,30% x 1000 gram aluminium = 3 gram. Penimbangan piston bekas

ditunjukkan pada Gambar 3.14 dan penimbangan serbuk dry cell pada

Gambar 3.15.

Gambar 3.14. Penimbangan Piston Bekas

Gambar 3.15. Penimbangan Serbuk Dry Cell


47

b. Memeriksaan dan membersihan tungku (crucible) dan ladle.

c. Memasukkan piston bekas yang sudah ditimbang dimasukkan ke dalam

crucible.

d. Menyalakan api yang sebelumnya sudah ditaburi bahan bakar berupa arang

kayu di sekililing crucible.

e. Menyalakan blower yang sudah dipasang dari bawah dapur pengapian

untuk asupan oksigen yang diperlukan dalam proses pembakaran.

f. Membuat cetakan pasir menggunakan pasir cetak dari pasir kali (ladu)

dengan ukuran cetakan 30mm x 30mm x 10mm.

g. Menunggu piston bekas melebur dengan perkiraan waktu sekitar ± 30

menit. (jika bahan bakar berangsur-angsur habis maka segera ditambahkan

untuk menghindari penurunan temperatur pembakaran)

h. Memeriksa temperatur piston bekas yang sudah mencair menggunakan alat

digital thermometer KW06-283 sampai menunjukkan suhu 6600C. Cara

mengambil cairan logam dengan menggunakan ladle.

i. Mencampurkan serbuk dry cell 0,30% berat aluminium yaitu sebesar 3

gram ke dalam tungku, kemudian mengaduknya menggunakan ladle.

j. Mengambil terak yang mengambang dipermukaan cairan logam lalu

dibuang.

k. Menuangkan cairan logam kedalam cetakan. Setelah itu mengunggu suhu

turun mencapai 3500C, kemudian diberi perlakuan panas quenching.

Spesimen hasil coran dapat dilihat pada Gambar 3.14.

Gambar 3.16. Spesimen Hasil Coran


48

l. Memasukkan spesimen hasil cor kedalam gelas secara cepat (quech)

dengan masing-masing volume dari variasi media pendingin sebanyak 200

ml.

m. Setelah melalui proses pengecoran dan perlakuan panas quenching,

spesimen hasil cor dihaluskan permukaan atas dan bawah menggunakan

mesin bubut konvensional.

n. Melakukan pengujian komposisi bahan aluminium menggunakan

spektrometer metal scan. Persyaratan sampel uji dipotong langsung dari

benda yang akan diuji (bentuk sampel uji bebas dan ada posisi sampel yang

permukaannya rata). Ukuran sampel uji, yaitu dengan diameter minimal 2

cm, maksimal 10 cm dan tebal minimal 1 mm, maksimal 70 mm.

o. Melakukan pengujian struktur mikro menggunakan metallurgical

microscope with inverted (olympus PME 3) pada setiap spesimen untuk

mendapatkan data yang diinginkan. Alat ini menggunakan dua buah lensa,

yaitu lensa objektif dan lensa okuler. Lensa okuler berfungsi untuk

memperoleh fokus pada gambar yang akan diambil. Lensa objektif

berfungsi untuk memperbesar gambar dari lensa okuler. Cara menggunakan

alat ini yaitu:

1) Menyalakan microscope power switch

2) stage

3) light intensity control

knop

4) revolving

nosepiece

5) eyepieces

6) coarse focus fine

focus

7) stage drive

control knop

8) Setelah didapat gambar yang diinginkan, maka pemotretan dilakukan

dengan menekan atau


49

p. Setelah melakukan pengujian strultur mikro, selanjutnya melakukan

pengujian kekerasan Brinell menggunakan electronic brinell hardness

tester HB-3000C pada setiap spesimen. Uji kekerasan pada spesimen

berbahan paduan aluminium ini, untuk pembentukan lekukan pada

permukaan spesimen mengacu pada ASTM E10-12 yaitu memakai bola

baja (indentor) ukuran 10 mm yang dikeraskan kemudian ditekan dengan

beban 500 kg dengan waktu penekanan 5 detik dan holding time selama 10

detik.

3. Desain Penelitian

Penelitian eksperimen adalah penelitian yang digunakan untuk mencari

pengaruh perlakuan tertentu terhadap yang lain dalam kondisi yang

terkendalikan. Desain eksperimen adalah langkah-langkah lengkap yang perlu

diambil sebelum eksperimen dilakukan supaya data yang semestinya

diperlukan dapat diperoleh, sehingga akan membawa kepada analisis objektif

dan kesimpulan yang berlaku untuk persoalan-persoalan yang sedang dibahas

(Sugiyono, 2011: 72).

Pada penelitian ini, metode yang digunakan adalah metode eksperimen

dan merupakan penelitian deskriptif yaitu memaparkan secara jelas hasil

eksperimen di laboratorium terhadap sejumlah benda uji, kemudian dianalisis

datanya. Obyek dalam penelitian ini adalah benda uji hasil coran piston bekas

yang diberi perlakuan quenching dengan media pendingin udara, air sumur, oli

SAE 40 dan larutan garam.

F. Analisis Data

Analisis data yang digunakan dalam penelitian ini adalah deskriptif

analitis. Data-data yang terkumpul dari hasil penelitian dideskripsikan dalam

bentuk kata dan kalimat ilmiah, kemudian dianalisis pengaruhnya terhadap

kondisi variabel penelitian. Analisis data terhadap kekerasan dan strutur mikro

pada penelitian ini dibagi menjadi beberapa tahap, di antaranya:


50

1. Tahap I : Analisis Hasil Studi Kekerasan

Pada pengujian kekerasan material hasil remelting Al-Si piston bekas

dengan menggunakan Brinell Hardness Tester. Alat uji ini bekerja dengan

adanya pembebanan terhadap benda kerja yang berupa indentor dengan

diameter 10 mm dengan pembebanan sebesar 500 kgf kemudian hasil dari

pengukuran tersebut lubang bekas penekanan pada setiap spesimen diukur

menggunakan mikroskop pengukur sehingga didapatkan diameter bekas

penekanan dari setiap titik pengukuran. Hasil pengujian diperoleh rata-rata

kekerasan hasil remelting Al-Si piston bekas dalam satuan BHN. Analisis hasil

pengujian kekerasan hasil remelting Al-Si piston bekas dengan metode

deskriptif analisis, sehingga diperoleh data kelas kekerasan minimum dan

maksimum.

2. Tahap II : Analisis Hasil Studi Struktur Mikro

Pada uji struktur mikro material hasil remelting Al-Si piston bekas

dengan menggunakan mikroskop optik. Alat ini bekerja dengan cara

menampilkan gambaran struktur mikro dengan pembesaran 200X material

yang sebelumnya telah dihaluskan dan dicelupkan pada larutan esta untuk

memberikan gambaran jelas dan gambaran yang muncul pada monitor akan di

simpan dan kemudian dianalisis dengan metode deskriptif analitis. Berdasarkan

analisis tersebut akan didapatkan kemiripan unsur-unsur pembentuk logam

pada struktur foto.

3. Tahap III : Analisis Hasil Studi Pengaruh Variasi Media Pendingin

terhadap Kekerasan dan Struktur Mikro Hasil Remelting Al-Si Berbasis

Limbah Piston Bekas dengan Perlakuan Degassing

Data rerata hasil pengujian kekerasan material hasil remelting Al-Si

piston bekas kemudian dibuat diagram batang (histogram). Dari histogram

kekerasan diperoleh diagram variasi media pendingin dan besarnya tingkat

kekerasan, sedangkan hasil pengujian struktur mikro akan berupa gambaran-

gambaran setiap tahap perlakuan panas quenching. diagram variasi media

pendingin dan besarnya tingkat kekerasan beserta foto-foto struktur mikro

kemudian di analisis dengan metode deskriptif.


51

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN PENELITIAN

A. Deskripsi Data

Dalam penelitian pengaruh variasi media pendingin air sumur, oli SAE 40

dan larutan garam terhadap kekerasan dan struktur mikro hasil remelting Al-Si

berbasis piston bekas dihasilkan data-data penelitian yang telah dideskripsikan

dan data awal yang dimiliki dalam penelitian ini ialah data komposisi kimia hasil

remelting Al-Si piston bekas. Data ini menunjukan kandungan unsur kimia yang

terdapat pada hasil remelting Al-Si piston bekas. Berdasarkan hasil pengujian

komposisi, maka dapat diketahui beberapa unsur yang ditunjukkan pada Tabel

4.1.

Tabel 4.1. Data Komposisi Kimia Hasil Remelting Al-Si Piston Bekas

UnsurSampel Uji

12/S1543 (%) Deviasi

Al 87,36 0,1905

Si 9,74 0,198

Fe 0,765 0,0015

Cu 1,11 0,0500

Mn 0,0325 0,0009

Mg <0,0500 <0,0000

Cr 0,0150 <0,0000

Ni 0,0885 0,0304

Zn <0,0100 <0,0000

Sn <0.0500 <0,0000

Ti <0,1000 <0,0000

Pb 0,0558 0,0019

Be 0,0002 0,0000

Ca 0,0040 0,0012

Sr <0,0005 <0,0000

V <0,0100 <0,0000

Zr *0,716 *0,0259

51


52

Data-data berupa tingkat kekerasan dan foto struktur mikro pada setiap

spesimen hasil remelting Al-Si piston bekas diambil dari pengujian kekerasan

dengan alat Electronical Brinell Hardness Tester HB-3000C dan mikroskop optik

merk Olympus PME 3.

1. Tingkat Kekerasan pada Hasil Remelting Al-Si Piston Bekas dengan

Perlakuan Degassing

Pengujian kekerasan Brinell mengacu pada ASTM E10-12 untuk

material aluminium dan paduan aluminium menggunakan indentor (diameter

bola baja) 10 mm dengan beban 500 kgf untuk material aluminium dan

paduan aluminium (lihat Tabel 2.1). Data hasil nilai kekerasan (BHN) dari

setiap hasil pengujian nilai kekerasan untuk setiap variasi media pendingin

udara, air sumur, oli SAE 40 dan larutan garam yang dapat dilihat pada tabel

4.2 sebagai berikut :

Tabel 4.2. Data Hasil Pengukuran Nilai Kekerasan Rerata pada Hasil Remelting Al-Si Piston Bekas (BHN)

Variasi Media Pendingin Hasil Kekerasan Brinell

Non-quenching 54,22 BHN

Air Sumur 86,83 BHN

Oli SAE 40 63,24 BHN

Larutan Garam 83,63 BHN

Berdasarkan Tabel 4.2 data hasil pengukuran nilai kekerasan tersebut

agar mudah dalam pembacaannya, yaitu dengan ditabulasikan dalam bentuk

grafik diagram batang (histogram). Lebih jelasnya ditunjukkan pada Gambar

4.1.


53

Gambar 4.1. Histogram Pengaruh Variasi Media Pendingin Terhadap Tingkat

Kekerasan Hasil Remelting Al-Si Berbasis Limbah Piston Bekas dengan

Perlakuan Degassing

Berdasarkan gambar 4.1 dinyatakan bahwa terdapat tiga kelompok

spesimen perlakuan panas quenching yang berbeda jenis media pendinginnya,

yaitu media pendingin air sumur, oli SAE 40 dan larutan garam untuk setiap

spesimen perlakuan panas quenching.

Pada spesimen non-quenching memiliki nilai kekerasan sebesar 54,22

BHN. Nilai kekerasan pada spesimen perlakuan panas quenching oleh media

pendingin oli SAE 40 sebesar 63,24 BHN atau meningkat 16,62 % terhadap

non-quenching, nilai kekerasan pada spesimen perlakuan quenching oleh

media pendingin larutan garam sebesar 83,63 BHN atau meningkat 54,24 %

terhadap non-quenching. Nilai kekerasan tertinggi pada spesimen perlakuan

panas quenching oleh media pendingin air sumur sebesar 86,83 BHN atau

meningkat 60,14 % terhadap non-quenching.

54,22

86,83

63,24

83,63

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Raw Material

Air Sumur Oli SAE 40 Larutan Garam

Tin

gkat

Kek

eras

an (

BH

N)

Variasi Media Pendingin

BrinellHardness Number (BHN)

Non-quenching


54

2. Struktur Mikro pada Hasil Remelting Al-Si Piston Bekas dengan

Perlakuan Degassing

(a) Non-quenching (b) Media Pendingin Oli SAE 40

(c) Media Pendingin Larutan Garam (d) Media Pendingin Air Sumur

Gambar 4.2. Foto Struktur Mikro Spesimen Perlakuan Panas Quenching

Perbesaran 100X


55

(a) Non-quenching (b) Media Pendingin Oli SAE 40

(d) Media Pendingin Larutan Garam (d) Media Pendingin Air Sumur

Gambar 4.3. Foto Struktur Mikro Spesimen Perlakuan Panas Quenching

Perbesaran 200X

Pada hasil pengamatan struktur mikro pada setiap spesimen perlakuan

panas quenching terdapat dua struktur yaitu Al dan Si serta diikuti dengan

porositas yang terjadi. Dimana struktur Al bersifat lunak (kekerasan rendah)

dan struktur Si bersifat elastis (liat). Struktur Al dan Si terbentuk dari hasil

pengecoran piston bekas yang didinginkan dengan variasi media pendingin,

sehingga menyebabkan pembentukan fasa Al dan Si dengan bentuk butir

kristal berbeda-beda yang menandakan bahwa tingkat kekerasan berbeda.

Porositas yang memungkinkan terjadi akibat dari faktor proses

pengecoran dan faktor cetakan. Pada proses pengecoran timbul gelembung-

gelembung gas hidrogen yang memicu adanya porositas. Sehingga perlakuan

degassing dilakukan agar mampu mengurangi porositas yang akan terjadi,


56

dengan menambahkan serbuk dry cell sebesar 0,30 % berat aluminium.

Gelembung gas hidrogen akan terikat dan terangkat keatas bersama terak

pada saat proses pengecoran. Cetakan yang digunakan adalah cetakan pasir

basah dengan metode open rizer. Berdasarkan sifat-sifat pada cetakan pasir

basah juga memungkinkan adanya porositas yang dipengaruhi oleh

permeabilitas dari pasir tersebut. Sehingga berdasarkan sifat porositas maka

kekerasan juga terpengaruh, semakin banyak jumlah porositas yang terjadi

maka kekerasan menurun akibat banyaknya rongga-rongga pada material uji.

Pembentukan struktur mikro memiliki hubungan erat terhadap

kekerasan Al-Si. Apabila pembentukkan struktur Si terbentuk merata dan

halus akibat proses quenching dengan media yang tepat maka kekerasan akan

meningkat. Hubungan erat ini antar pembentukkan struktur Si terhadap

struktur Al dipengaruhi oleh suhu, fasa yang dialami, proses quenching, laju

pendinginan dan karakter media pendingin. Sehingga bahwa semakin banyak

struktur Si maka nilai kekerasan yang dihasilkan meningkat.

Keuletan yang rendah ini akan menyebabkan kekerasan yang dimiliki

spesimen pengujian menjadi rapuh dan getas. Oleh karena itu, penggunaan

media quenching dengan karakter yang berbeda-beda (laju pendinginan cepat,

sedang dan lambat) mempengaruhi tingkat kekerasan spesimen. Sehingga

pada penggunaan media quenching dengan laju pendinginan yang cepat

mampu meningkatkan jumlah struktur Al yang menyebabkan kekerasan

meningkat dan pada penggunaan media quenching dengan laju pendinginan

sedang akan meningkatkan kekerasan secara terukur (tidak melebihi

pendinginan cepat tetapi tidak kurang dari pendinginan lambat) serta pada

penggunaan media quenching dengan laju pendinginan yang lambat akan

menghambat pembentukan Al yang menyebabkan kekerasan menurun.

Penggunaan media quenching dengan karakter yang berbeda-beda akan

memudahkan pemilihan Al-Si dengan kekerasan yang dibutuhkan.


57

B. Pembahasan

Data hasil penelitian yang ditabulasikan dalam bentuk diagram batang

(histogram) dan foto struktur mikro, diketahui ada perbedaan karakteristik hasil

remelting Al-Si piston bekas antara spesimen media pendingin udara, spesimen

media pendingin air sumur, spesimen media pendingin oli SAE 40, dan spesimen

media pendingin larutan garam. Perbedaan karakteristik berupa tingkat kekerasan

dan foto struktur mikro merupakan hasil bagaimana pengaruh perlakuan panas

quenching dengan variasi media pendingin terhadap hasil remelting Al-Si piston

bekas.

1. Spesimen Non-quenching

Pada foto struktur mikro spesimen non-quenching, Gambar 4.2.a dan

Gambar 4.3.a, dapat diketahui bahwa pembentukan butir struktur Al tampak

kasar dan tidak beraturan serta penyebaran struktur Si tampak kecil

luasannya. Laju pendinginan pada spesimen ini tergolong lambat karena

langsung sehingga mempengaruhi pembentukan struktur mikro Al dan Si.

Pembentukan butir pada struktur Al berbentuk kasar dan tidak teratur.

Struktur Si yang bersifat ulet, bentuk luasan yang tampak kecil tetapi tidak

tumbuh secara sempurna. Oleh karena hal tersebut nilai kekerasan yang

dihasilkan sebesar 54,22 BHN.

2. Spesimen Perlakuan Panas Quenching oleh Media Pendingin Oli SAE 40

Berdasarkan Gambar 4.2.b dan Gambar 4.3.b foto struktur mikro

spesimen perlakuan panas quenching oleh media pendingin oli SAE 40, dapat

diketahui bahwa pembentukan butir Al sedikit lebih halus dengan ditandai

adanya alur yang tersebar merata diantara pertumbuhan struktur Si yang

terhambat. Bentuk luasan dan butir struktur Si pada spesimen ini terlihat

besar-besar disebabkan belum sempat tersebar karena tertahan oleh media

pendingin oli SAE 40 pada saat diberi perlakuan quenching, namun sudah

mengalami pertumbuhan.


58

Karakter dari media pendingin oli SAE 40 saat proses quenching

adalah memberikan selaput sebagai pengontrol sifat kekerasan sehingga tidak

terjadi pertumbuhan yang berlebihan pada struktur yang terjadi. Penyebaran

struktur Si yang belum terbentuk sempurna karena dipengaruhi oleh laju

pendinginan sedang oleh media pendingin oli SAE 40, meskipun spesimen ini

sudah melewati fasa pelarutan Al-Si.

Oleh karena dominasi struktur Al akibat terhambatnya pernyebaran

struktur Si oleh media pendingin oli SAE 40 yang berperan sebagai

pengontrol sifat kekerasan, maka hal ini dapat dilihat dari hasil uji kekerasan

sebesar 63,24 BHN yang mengindikasikan bahwa tingkat kekerasan dengan

spesimen perlakuan panas quenching oleh media pendingin oli SAE 40

meningkat 16,62 % terhadap hasil uji kekerasan spesimen non-quenching.

3. Spesimen Perlakuan Panas Quenching oleh Media Pendingin Larutan

Garam

Berdasarkan Gambar 4.2.c dan Gambar 4.3.c foto struktur mikro

spesimen perlakuan panas quenching oleh media pendingin larutan garam,

dapat diketahui bahwa pembentukan butir struktur Al terlihat lebih halus

dengan ditandai adanya alur yang tersebar merata merata diantara

pertumbuhan struktur Si. Bentuk luasan dan butir struktur Si pada spesimen

ini terlihat kecil-kecil pada beberapa titik-titik pertumbuhan, sehingga

pembentukan struktur Si telah mengalami pertumbuhan yang signifikan

meskipun belum tersebar secara merata.

Sifat koligatif garam yang ditentukan oleh kosentrasi air sumur dan

garam sehingga titik didih lebih tinggi dari pada air sumur. Pada struktur

mikro yang terjadi pada spesimen perlakuan panas quenching oleh media

pendingin larutan garam dengan perbandingan konsentrasi air sumur 200 ml

dan konsentrasi garam sebesar 15 gram setara dengan satu sendok makan

tidak berpengaruh besar terhadap titik didih dari pada air sumur. Indikasi dari

hal tersebut maka spesimen ini melalui tahap laju pendinginan yang tergolong

cepat dari spesimen media pendingin udara dan oli SAE 40. Kemampuan


59

larutan garam dalam melewati fasa pelarutan Al-Si menyebabkan

pembentukan struktur Si memiliki bentuk luasan yang kecil-kecil maka dapat

diketahui penyebaran struktur Si hampir merata sehingga memiliki tingkat

kekerasan tinggi.

Akibat pengaruh media pendingin larutan garam, penyebaran struktur

Si yang memiliki keuletan yang rendah dengan bentuk penyebaran lebih

sedikit dan hampir merata dibanding penyebaran struktur Al. Hal tersebut

dibuktikan berdasarkan nilai kekerasan yang dihasilkan pada spesimen ini

yaitu sebesar 83,63 BHN yang mengindikasikan bahwa tingkat kekerasan

spesimen perlakuan panas quenching oleh media pendingin larutan garam

meningkat 16,62 % terhadap hasil uji kekerasan spesimen non-quenching dan

meningkat 32,24 % terhadap hasil uji kekerasan spesimen perlakuan panas

quenching oleh media pendingin oli SAE 40.

4. Spesimen Perlakuan Panas Quenching oleh Media Pendingin Air Sumur

Berdasarkan Gambar 4.2.d dan Gambar 4.3.d foto struktur mikro

spesimen perlakuan panas quenching oleh media pendingin air sumur, dapat

diketahui perubahan struktur mikro yang terjadi. Penyebaran butir dan alur

pada struktur Al terlihat paling halus. Bentuk luasan struktur Si terlihat

berbentuk kecil-kecil dengan penyebaran yang merata dan pertumbuhan

struktur Si yang baik sehingga tingkat keuletan tinggi, menandakan kekerasan

spesimen ini tinggi.

Media pendingin air sumur memiliki kapasitas pendinginan yang

tinggi hampir sama dengan media pendingin larutan garam sehingga

memberikan efek pendinginan yang cepat. Sehingga pada saat spesimen

dipanaskan kemudian dimasukkan ke dalam air sumur, maka air akan

mendidih dan timbul uap air disekelilingnya. Penguapan akan terjadi dan

mengembun lagi dikarenakan di sekitar uap air tersebut masih ada air dingin.

Hal ini berlangsung bergantian secara cepat sekali, maka timbul selubung uap

di seluruh permukaan spesimen yang memberikan efek kejut sehingga

menyebabkan pertumbuhan butir pada struktur Al berlangsung sempurna


60

sehingga terlihat halus dan pertumbuhan butir struktur Si tersebar merata.

Laju pendinginan pada spesimen ini termasuk laju pendinginan cepat dari

spesimen media pendingin udara, oli SAE 40 dan larutan garam.

Oleh karena kapasitas pendinginan yang tinggi disertai laju

pendinginan yang cepat oleh media pendingin air sumur sehingga

pernyebaran struktur Al tampak halus dan struktur Si tersebar merata dengan

bentuk luasan yang kecil-kecil sehingga dapat dibuktikan dari nilai kekerasan

yang dihasilkan paling tinggi yaitu sebesar 86,83 BHN meningkat 60,14%

terhadap hasil uji kekerasan spesimen non-quenching, meningkat 37,30 %

terhadap hasil uji kekerasan spesimen perlakuan panas quenching oleh media

pendingin oli SAE 40 dan meningkat 3,83 % terhadap hasil uji kekerasan

spesimen perlakuan panas quenching oleh media pendingin larutan garam.

5. Perbandingan Variasi Media Pendingin Terhadap Kekerasan dan

Struktur Mikro

Berdasarkan dari pembahasan dari masing-masing pengaruh media

pendingin diatas dapat diketahui bahwa terdapat hubungan yang terkait antara

tingkat kekerasan dan struktur mikro pada masing-masing variasi media

pendingin. Pada spesimen non-quenching bahwa pembentukan butir struktur

Al tampak kasar dan tidak beraturan serta penyebaran struktur Si tampak

kecil luasannya, dibuktikan dengan nilai kekerasan yang dihasilkan yaitu

sebesar 54,22 BHN.

Pada spesimen perlakuan panas quenching oleh media pendingin oli

SAE 40 bahwa pembentukan butir Al sedikit lebih halus dengan ditandai

adanya alur yang tersebar merata diantara pertumbuhan struktur Si yang

terhambat serta bentuk luasan dan butir struktur Si pada spesimen ini terlihat

besar-besar. Sehingga dapat dibuktikan dari nilai kekerasan yang dihasilkan

yaitu sebesar 63,24 BHN atau meningkat 16,62 % terhadap non-quenching.

Pada spesimen perlakuan panas quenching oleh media pendingin

larutan garam bahwa pembentukan butir struktur Al terlihat lebih halus

dengan ditandai adanya alur yang tersebar merata merata diantara


61

pertumbuhan struktur Si serta bentuk luasan dan butir struktur Si pada

spesimen ini terlihat kecil-kecil pada beberapa titik-titik pertumbuhan,

sehingga nilai kekerasan yang dihasilkan terbukti lebih tinggi dibandingkan

spesimen media pendingin udara dan oli SAE 40 yaitu sebesar 83,63 BHN

meningkat 16,62 % terhadap hasil uji kekerasan spesimen Non-quenching dan

meningkat 32,24 % terhadap hasil uji kekerasan spesimen perlakuan panas

quenching oleh media pendingin oli SAE 40.

Pada spesimen perlakuan panas quenching oleh media pendingin air

sumur bahwa penyebaran butir dan alur pada struktur Al terlihat paling halus

serta bentuk luasan struktur Si terlihat berbentuk kecil-kecil dengan

penyebaran yang merata dan pertumbuhan struktur Si yang baik terhadap

spesimen lainnya dalam peningkatan kekerasan, sehingga terbukti bahwa nilai

kekerasan yang dihasilkan paling tinggi yaitu sebesar 86,83 BHN meningkat

60,14% terhadap hasil uji kekerasan spesimen non-quenching, meningkat

37,30% terhadap hasil uji kekerasan spesimen perlakuan panas quenching

oleh media pendingin oli SAE 40 dan meningkat 3,83 % terhadap hasil uji

kekerasan spesimen perlakuan panas quenching oleh media pendingin larutan

garam.


62

BAB V

SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN

A. Simpulan Penelitian

Berdasarkan hasil penelitian tentang pengaruh variasi media pendingin

terhadap kekerasan dan struktur mikro hasil remelting Al-Si berbasis limbah

piston bekas dengan perlakuan degassing yang telah diuraikan pada BAB IV

dengan mengacu pada perumusan masalah, maka dapat disimpulkan beberapa hal

sebagai berikut:

1. Perlakuan panas quenching dengan pemberian variasi media pendingin (air

sumur, oli SAE 40 dan larutan garam) mempengaruhi tingkat kekerasan hasil


Dari hasil pengujian kekerasan, memiliki tingkat kekerasan paling tinggi

yaitu media pendingin air sumur sebesar 86,83 BHN, media pendingin larutan

garam 83,63 BHN, dan media pendingin oli SAE 40 sebesar 63,24 BHN.

2. Perbedaan laju pendinginan media quenching berpengaruh terhadap

pembentukan struktur mikro hasil remelting Al-Si berbasis limbah piston

bekas dengan perlakuan degassing. Dari hasil pengamatan struktur mikro,

dapat diketahuikan pembentukan dan penyebaran komposisi struktur Al dan

struktur Si pada setiap spesimen perlakuan panas quenching disebabkan oleh

perbedaan karakter media pendingin yang dikenai pada spesimen, sehingga

berdampak halus dan meratanya struktur Al dan struktur Si pada spesimen.

3. Variasi media pendingin akan merubah struktur mikro dan meningkatkan

kekerasan dengan penyebaran struktur Si yang banyak akibat laju

pendinginan yang cepat sehingga semakin banyak jumlah struktur Si maka

kekerasan akan meningkat. Dari hasil pengujian kekerasan dan hasil

pengamatan struktur mikro, spesimen dengan media pendingin air sumur

memiliki struktur mikro dengan permukaan spesimen paling halus dan

penyebaran struktur Si yang banyak sehingga tingkat kekerasan pada

spesimen dengan media pendingin air sumur paling tinggi.

62


63

B. Implikasi

Berdasarkan hasil penelitian yang didukung oleh landasan teori yang telah

dikemukakan, tentang pengaruh variasi media pendingin terhadap kekerasan dan

struktur mikro hasil remelting Al-Si berbasis limbah piston bekas dengan

perlakuan degassing, dapat diterapkan ke dalam beberapa implikasi yang dapat

dikemukakan sebagai berikut:

1. Implikasi Teoritis

Penelitian ini menyelidiki pengaruh variasi media pendingin terhadap

kekerasan dan struktur mikro hasil remelting Al-Si berbasis limbah piston

bekas dengan perlkuan degassing, dengan variasi media pendingin akan

mempengaruhi tingkat kekerasan dan struktur mikro pada proses perlakuan

panas quenching. Berdasar hasil penelitian dapat dijadikan dasar

pengembangan penelitian selanjutnya yang relevan dengan masalah yang

dibahas dalam penelitian ini. Disamping itu sebagai bukti bahwa tingkat

kekerasan dan struktur mikro dipengaruhi oleh variasi media pendingin pada

proses perlakuan panas quenching, masih banyak pengaruh variasi media

pendingin terhadap variabel-variabel yang lainnya.

2. Implikasi Praktis

Penelitian ini dapat digunakan untuk menentukan media pendingin

yang baik pada proses perlakuan panas quenching terhadap kekerasan dan

struktur mikro hasil remelting Al-Si berbasis limbah piston bekas, di samping

itu digunakan untuk pertimbangan perusahaan agar lebih mempertimbangkan

dalam penggunaan media pendingin dengan proses perlakuan panas

quenching terhadap tingkat kekerasan dan struktur mikro hasil remelting Al-

Si berbasis limbah piston bekas sehingga diharapkan menghasilkan tingkat

kekerasan struktur mikro yang optimal.


64

C. Saran

Menurut hasil penelitian dan implikasi yang timbul, maka disampaikan

saran-saran sebagai berikut:

1. Untuk penelitian selanjutnya yang sejenis alangkah baiknya jika dilakukan

kajian lebih lanjut tentang faktor-faktor lain atau variabel-variabel lain yang

juga mempengaruhi tingkat kekerasan dan struktur mikro pada hasil

remelting Al-Si piston bekas. Sebagai contoh kadar Al-Si, metode perlakuan

panas, kemampuan media quenching, pembentukan butir-butir kristal,

kecepatan pendinginan (cooling rate), dan lain sebagainya yang dapat

mempengaruhi kekerasan dan struktur mikro hasil remelting Al-Si piston

bekas.

2. Untuk penelitian berikutnya yang sejenis agar tidak menggunakan suhu

spesimen 3500C pada saat proses quenching, berdasarkan diagram fasa Al-Si

dapat diketahui bahwa pada suhu 5770C kristal Al-Si sudah terbentuk.

Sehingga disarankan dalam melakukan perlakuan quenching pada suhu

tersebut (setelah logam cair Al-Si dituang kedalam cetakan, langsung diberi

perlakuan quenching).

3. Bagi peneliti yang akan melakukan penelitian yang relevan di masa

mendatang baiknya untuk mengambil foto mikro spesimen dengan

memperhatikan daerah terjadinya perbedaan tingkat terbentuknya struktur

mikro agar dapat diketahui karakteristik fisis hasil remelting Al-Si piston

bekas.

pengaruh variasi media pendingin terhadap … filepengaruh variasi media pendingin terhadap...

Documents