ISSN 0852-4777 REKAYASA

RANCANG BANGUN ALA T ADUK LOGAM COR

Hadijaya Dahlan

Abstrak

Pada pengecoran logam paduan Aluminium, penambahan unsur-unsur pemadu seperti Mn

(Mangan), Mg (Magnesium) maupun unsur-unsur pengotor seperti Fe (Besi), Cu (Tembaga) dan

lainnya, dilakukan setelah skrap logam AIMg2 dilebur menggunakan melting furnace. Pada saat

skrap logam mencair, diperlukan proses pengadukan guna meningkatkan homogenitas unsur-unsur

paduan pada logam produk cor. Da/am rangka meningkatkan homogenitas unsur-unsur paduan

tersebut, telah dibuat 1 (satu) unit Blat aduk logam cor yang dapat berputar dengan kapasitas antara

50 -150 Rpm. Unit Blat aduk terdiri dari sebuah dinamo 40 Watt yang bagian ujung porosnya

terdapat pemegang tangkai aduk dengan konstruksi vertikal terhadap krusibel. Dudukan Blat aduk

sekaligus berfungsi sebagai tutup krusibel sehingga proses pengadukan logam cor dapat dilakukan

lebih aman. Uji fungsi pengadukan logam cor dari skrap AIMg2 dengan penambahan unsur Mg

serbuk menunjukkan bahwa unit Blat aduk logam cor yang dioperasikan selama 2 menit dapat

menghasilkan tingkat homogenitas sebesar 71%. Tingkat homogenitas masih dapat dinaikkan

dengan memperpanjang waktu aduk.

mengambang di alas cairan aluminium. Oi

samping itu, terjadi perbedaan fasa pad a saat

pencampuran dilakukan (Mg dalam fasa padat

sedangkan AI dalam fasa cair). Akan tetapi,

casting dengan perlakuan tertentu memung-

kinkan pencampuran tersebut terjadi dengan

sempurna mengingat bahwa titik leleh Mg

(650°C) lebih rendah dari pad a titik leleh AI

(660°C). Untuk memperoleh produk tuang

dalam pencampuran unsur yang sempurnasalah satu cara perlakuannya adalah melalui

metode mixed casting (peleburan disertai

pengadukan).

PENDAHULUAN

Pada proses pembuatan logam paduandengan metode casting (peleburan dan

penuangan), antara unsur utama dan unsur

tambahan mengalami pencampuran.Pencampuran akan sempurna atau terjadi

homogenitas yang baik pad a produk tuang

apabila unsur tambahan dapat terdistribusi

secara merata sehingga semua unsur yang

ada termasuk juga unsur pengotor memiliki

ikatan intermetalik yang baik. Pencampuran

unsur-unsur secara kimiawi dalam suatu

komposisi paduan akan memberikan pengaruh

tertentu terhadap perilaku fisis dan mekanis

dari produk tuang seperti kekuatan, keuletan

dan kekerasan.

Sehubungan dengan masalah tersebut

telah dibuat satu unit pengaduk logam cor

yang digunakan sebagai sarana dukung pad a

proses pembuatan logam paduan khususnyalogam paduan Aluminium (AIMg2 atau Alrv1gSi)

dengan cara casting. Tujuan rancang-bangunalat aduk logam cor ini adalah untuk mening-

katkan homogenitas pad a penambahan unsur

paduan dengan unsur utama dari logam pro-

duk tuang dengan cara pengadukan.

Dalam kondisi di mana unsur tambahan

(dalam hal ini digunakan serbuk Mg) akan

ditambahkan kedalam cairan logam (AIMg2)

pad a suhu di atas 700°C, beberapa kendala

yang kemungkinan besar dapat terjadi adalah

serbuk Mg tidak segera larut dalam logam cair

aluminium karena ada perbedaan masa jenis.

Masa jenis Mg (1.74 g/m) lebih kecil dari pada

masa jenis AI (2.78 g/m) sehingga serbuk Mg

HADIJA Y A DAHLAN Rancang Bangun A/at Aduk Logam Cor

pengelasan. Casing harus disanggah oleh

sebuah stager agar dapat berdiri tegak lurus

ke alas. Stager terdiri alas sebatang pipa 55

yang salah satu ujungnya disambungkan ke

selembar plat 55 sebagai dudukan dengan

cara dilas. Casing dicat warna krem

sedangkan stager dari bahan 55 cukup

dipolish hingga berkilau. Pekerjaan elektrikal

dimulai dengan memasang terminal kabel,

memasang kabel power yang berhubungan

dengan lampu indikator maupun dinamo,

menempatkan lampu indikator, menempatkantombol-tombol ON-OFF dan tombol pengatur

kecepatan aduk dan yang terakhir adalah

menempatkan dinamo serta memasang

pemegang tangkai aduk.

TAT A KERJA

Bahan:

1. Plat besi ukuran 100 cm x 100 cm,

sebanyak 1 lembar

2. Plat 55 ukuran 50 cm x 50 cm, sebanyak

1 lembar

3. Pipa 55 ukuran 100 cm, diameter 4 cm,

sebanyak 1 batang..

4. Pipa pejal 55 ukuran 75 cm, diameter 0,5

cm, sebanyak 2 batang

5. Kabel power, sebanyak 1 roll (150 cm)

6. Kabel serabut halus, sebanyak 1 roll (200

cm)7. Kawat lag 1 dug (isi 100 batang)

8. 50ket kecil1 buah

9. Terminal kabel1 buah

10. Dinamo 40 Watt, 50 -150 rpm sebanyak

1 buah11. Lampu indikator warna kuning 1 buah

12. Mur/baut 1 box isi 25, masing-masing

terdiri dari 0,3", 0,7" dan 1,2"

13. Cat meni dan cat pilox masing-masing 1

kaleng.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penentuan model

Dalam menentukan model atau bentuk

alat aduk (Gambar 1). perancang menye-

suaikan dengan keadaan melting furnace di

mana unit alat aduk akan ditempatkan.

Melting furnace memiliki sebuah krusibel grafit

atau cawan lebur yang kedudukannya

vertikal. Krusibel grafit adalah tempat bahan

logam yang akan dilelehkan. Bagian bibir

krusibel merupakan area mendatar terdiri atas

susunan batu tahan api yang memungkinkan

alat aduk dapat berdiri tegak (Gambar 2 dan

4). Sesuai keadaan melting furnace tersebut

maka alat aduk harus dirancang dengan arah

vertikal terhadap krusibel. Faktor lain yang

harus disesuaikan dengan keadaan melting

furnace adalah pengaruh uap panas terhadap

keselamatan dinamo yang terdapat. di dalam

casing (rumahan) alat aduk. Pad a proses

peleburan bahan logam paduan AIMg2

diperlukan setting suhu melting furnace antara

700-800°C. Jarak alat aduk terhadap krusibel

perlu disesuaikan agar dinamo tidak lekas

rusak karena serangan uap panas. Alternatif

yang dilakukan adalah dengan cara

memasang stager atau tiang penopang

casing. Tiang dari bahan SS tersebut berdiri

pad a plat SS di mana plat SS juga berfungsi

Alat12

3.4.5.

6.

Mesin potong platGergaji besiMesin lasGerindaMesin tekuk platMesin bar

Tahapan pekerjaan :

Rancang bangun alat aduk logam cor

dilakukan secara bertahap yang dimulai dari

pembuatan gambar disain dan inventarisasi

bahan dan peralatan yang diperlukan.

Pekerjaan pembuatan alat aduk ini dapat

dibagi menjadi 2 (dua) tahap yaitu pekerjaan

mekanik yang merupakan pekerjaan awal dan

pekerjaan instalasi elektrikal. Pekerjaan awal

yang dilakukan adalah memotong plat besi

dan membuat lubang-lubang untuk casing

dengan ukuran sesuai gambar disain.

Selanjutnya plat ditekuk untuk memberi

bentuk bagian muka casing lalu dilakukan

penyambungan bagian potongan plat dengan

HADIJA Y A DAHLAN Rancang Bangun A/at Aduk Logam Cor

sebagai tutup krusibel. Bagian tengah plat SS

diberi lubang kecil untuk pelintasan tangkai

aduk.

Dimensi casing ditentukan dengan

mempertimbangkan volume dinamo yang

berbentuk silinder dengan ukuran diameter 9

cm dan tingginya 12 cm. Dinamo akan

ditempatkan dibagian tengah ruang casing,untuk itu ruang casing harus cukup longgar

sehingga memudahkan pemasangan terminal

kabel yang menghubungkan power supply

dengan dinamo serta lampu indikator.

Dimensi casing yang ideal diperkirakan antara

60-70% lebih besar dari dimensi dinamo.

Bentuk bangun dan dimensi casing sangat

tergantung pad a susunan benda-benda di

dalamnya dan dapat divariasi sesuai imajinasi

perancang. Untuk diameter dinamo 9 cm,

maka lebar ideal casing diperkirakan

14,4-15,3 cm. Sementara, tinggi ideal casing

diperkirakan 19,2-20,4 cm. Bagian dasar

casing harus diberi lubang yang proporsional

berdiameter 7 cm untuk melewatkan as/poros

pada dinamo yang akan dihubungkan dengan

sudu aduk. Pada persilangan diagonallubang

as (bagian dasar casing) juga diberi empat

lubang untuk mur/baut agar dudukan dinamo

lebih kokoh. Pelubangan lainnya pada casing

yang cukup penting di antaranya untuk

lintasan kabel power supply 1 cm, pelubangan

untuk bagian-bagian tombol dalam bentuk

lubang persegi empat berukuran 7 cm x 2,5

cm, lubang untuk lampu indikator

berdiameter 1 cm serta lubang untuk ventilasi

berdiameter 7 cm.

skrap logam paduan AIMg2 mencair atau

meleleh. Tingkat homogenitas produk tyang

dari uji fungsi yang dilakukan dikaji setelah

produk tuang dianalisis komposisinya dengan

metoda MS. Pada percobaan peleburan

log am paduan AIMg2 yang pernah dilakukan

sebelumnya dipelajari bahwa prosespeleburan pad a suhu di atas 700 DC dapat

mengakibatkan terjadinya penurunan unsur

Mg logam produk tuang sebagai pengaruhoksidasi. Komposisi unsur Mg pad a skrap

AIMg2 yang belum dilebur mencapai 2,4%,

tetapi setelah dilakukan peleburan dalam

waktu 2 jam, unsur Mg hanya tersisa 0,8%.

Hal ini tentu saja akan berdampak pad a

menurunnya mechanical properties logam

tuang. Pad a percobaan ini, setelah dilakukan

analisis komposisi dengan metode MS

ternyata unsur Mg yang terdapat di dalam

logam produk tuang AIMg2 menjadi 2,0%.Apabila pencampuran tersebut berlangsung

sempurna, setidaknya unsur Mg pad a logam

tuang menjadi 2,8% bukan 2,0% Namun

demikian, proses pemulihan unsur Mg pada

logam produk tuang dapat dikatakan masih

memenuhi jangkauan komposisi yang

ditargetkan, karena berdasarkan standar DIN

1725 part 1 edition 1967 kandungan Mg pad a

logam paduan AIMg2 berkisar antara 1,7%

sampai 2,4%. Pada uji fungsi penggunaan

alat aduk hasil rancang-bangun selama 2

menit tingkat homogenitas produk tuang

AIMg2 mencapai 71,43% dan dengan waktu

aduk 10 menit diperoleh tingkat homogenitasmencapai 85,35% (Iihat Tabel 1). Hal ini

menunjukkan bahwa lama waktu aduk

berpengaruh terhadap kenaikan tingkat

homogenitas logam cor (Gambar 3) sehingga

pengadukan yang lebih lama akan memberi-

kpn kesempatan serbuk Mg terdistribusi

secara lebih merata.

Uji fungsi alat aduk

Pada pelaksanaan uji fungsi alat aduk

yang selesai dibuat kemudian dipasang atau

ditempatkan di atas bilik pemanas tungku

(Gambar 4) sehingga sudu-sudu pengadukberada di dalam krusibel tungku (cawan

lebur). Cawan lebur diisi skrap AIMg2 (unsur

utama) sebanyak 1000 gram dan serbuk Mg

sebagai unsur tambahan sebanyak 20 gram.

Tungku dioperasikan pada suhu 750 °C dan

alat aduk dijalankan selama 2 menit setelah

KESIMPULAN

Alat aduk logam cor dapat beroperasi

dengan baik dan cukup membantu

meningkatkan homogenitas logam paduan

khususnya bagi percobaan pembuatan logam

HADIJA Y A DAHLAN Rancang Bangun Alat Aduk Logam Cor

paduan aluminium (AIMg2 atau AIMgSi).

Tingkat homogenitas sebesar 71 % untuk

waktu aduk 2 menit dapat terus dinaikkan

dengan memperpanjang waktu aduk. Unsur

Mg sebanyak 20 gram (untuk mengkompen-

sasi kehilangan akibat oksidasi) yang ditam"-

bahkan pada 1000 gram skrap AIMg2,

menghasilkan produk tuang AIMg2 dengankandungan Mg 2% memenuhi standar DIN

1725. Akan tetapi, masih perlu penelitian lebih

jauh lagi mengenai keberadaan kandungan

Mg pad a logam produk tuang apakah dalam

fasa padat atau fasa cair, karena hal itu

berpengaruh padakeuletannya.

Daftar Pustaka

1.2.

3.

ANONIM, Susunan Berkala Unsur-unsur

ANONIM, Standard DIN 1725 part-1

edition, 1967

HADIJAYA Do, "Kajian Modifikasi Tungku

Lebur K2/H Nabertherm Dengan

Penambahan Pengaduk Logam Cor",

Presentasi Ilmiah Jabfung Non

Fungsional Peneliti, P2TBDU-BATAN,15-16 Desember1999o

Penulis adalahPejabat Fungsional Litkayasa dan

Stat Bidang Teknologi Bahan BakarReaktor Riset, P2TBDU, BAT AN

(C)A) (8)

Gambar - 1. Gambar Rancangan Unit Pengaduk Logam Cor (A=pandangan

samping; B=pandangan depan; C=pandangan belakang).

HADIJAYADAHLAN Rancang Bangun A/at Aduk Logam Cor

Gambar-2. Unit Pengaduk ditempatkan pada Tungku K2/H Nabertherm

Tabel-1. Data Pengaruh Waktu Aduk terhadap Tingkat Homogenitas Logam Cor

AIMg2

29URANIA No.23-24/Thn VI/Juli-Oktober 2000

HADIJA Y A DAHLAN Rancang Bangun A/at Aduk Logam Cor

Gambar-3. Grafik Pengaruh Pengadukan Terhadap Homogenitas Logam Cor

AIMg2

Gambar -4. Tungku Peleburan Logam K2/H Naberthenn (A=tanpa unit aduk logam cair;B=setelah dilengkapi unit aduk logam cair).

30 URANIA No.23-24/Thn VI/Juli-Oktober 2000