TUGAS AKHIR

TAUFIK AKBAR2709100037

Dosen PembimbingDr. Widyastuti, S.Si., M.Si.

Judul Penelitian

Pengaruh Temperatur dan Waktu TahanSintering terhadap Kekerasan danModulus Elastisitas Metal Matrix Composite Pb-Sn dengan MenggunakanProses Metalurgi Serbuk untuk ProsesPembuatan Core Proyektil Peluru

Peluru Kaliber 5,56

Proyektil (bullet),

Kelongsong (Cartridge / Case),

Mesiu (Propellant)

Pematik(Primer)

Berat

Timbal Densitas

11,34 g/cm3

Densitas Timbal (Pb) Tinggi = Momentum Besar

Kulit (Paduan Cu),

Core (Paduan Pb),

Peluru Kaliber 5,56

Proyektil Peluru adalah bagian yang bergerak menuju sasaran. Memiliki Momentum yang Besar = Energi Besar + Jarak Jauh

Peluru Konvensional (Casting)

Timbal (Pb)

Green Bullet = PenguranganPenggunaan Timbal (Pb)

Proses Alternatif = Metalurgi Serbuk

Peluru Advance Energy Transfer (Metalurgi Serbuk) Green Bullet = Pengurangan

Penggunaan Timbal (Pb) Peluru AET = Metalurgi

Serbuk (Cu, W, Sn)

Roadmap Penelitian sebelumnya

PELURUKELONGSONG PROYEKTIL

Syahputra, H. 2012CuZn

T= 700,800,900C

Akbar, Taufik. 2013

90% wt Pb10%wt Sn

Setyowati, Vuri A. 2013

95%, 90%,15% wt Pb5%,10%,15%wt Sn

Almaududi, H. 2012

CuZn

Arfina, F. 2012

Cu/Al2O3T= 600,700,800C

Roadmap Advance Energy Transfer Bullet

PELURUAET

PatenBenini. 2001

89.75% wt Cu10%wt Sn

0,25%wt Zn Stearate

Mates, Steven P.,dkk. 2008

90%wt Cu10%wt Sn

Taufik Akbar. 2013

90% wt Pb + 10%wt Sn

Vuri Ayu. 2013

95%, 90%,15% wt Pb5%,10%,15%wt Sn

John Worrell, et. al, 2007

Fe+Sn & W+Sn

Distribusi SerbukKomposisi

TekananKompaksi

Waktu TahanSintering VariabelProses

UkuranButir

TemperaturSintering

Tujuan Penelitian

Mengetahui temperatur sintering yang mampu menghasilkan Modulus Elastisitasdan Kekerasan yang optimal1

Mengetahui waktu tahan sintering yang dapat menghasilkan Modulus Elastisitasdan Kekerasan yang optimal2

Batasan Masalah

1 Penelitian dilakukan menggunakan serbuk Pb dan Sn proanalisis

2 Lingkungan dianggap tidak berpengaruh

3 Unsur-unsur pengotor diabaikan

4 Sintering dilakukan pada komposisi berat dan tekanan kompaksi

yang konstan

5 Distribusi serbuk dianggap homogen.

Jenis Komposisi Paduan PeluruJenis

PaduanTin

(%wt)Antimony

(%wt)Timbal (%wt) BHN Arsenic

Foundry Type

15 23 62 ? No

Monotype 9 19 72 28 No

Stereotype 6 14 80 23 No

Linotype 4 12 84 22 No

Lyman # 2 5 5 90 15 No

Electrotype 3 2.5 94.5 12 No

1 to 10 tin/lead

9 --- 91 11.5 No

1 to 20 tin/lead

5 --- 95 10 No

1 to 30 tin/lead

3 --- 97 8 No

1 to 40 tin/lead

2.5 --- 97.5 6-7 No

Hard Ball 2 6 92 16 No

Clip-onwheel weight

.5 2 97.5 11-12 Yes

Stick-on wheel weight

1) 2) 99.5 6 No

# 8 Magnum

--- 2-3% 97-98 8 Yes

AplikasiRentang Kekeras

anTarger Ringan ( 16 BHN

Powder Metallurgy Process

T = 100C, 150C, dan 200C t = 1 jam,2 jam, dan 3 jam

Sintering

Initial Stage

Intermediate Stage

Final Stage

Partikel Serbuk

Porositas

Material komposit mengalami penyusutan dan grain growth. Densitas relatif di atas 0,95

Alat dan bahan

Alat kompaksi Timbangan digital Spatula Beaker glass Magnetic stirrer dan hot

plate Vibratory Siever Dies Kompaksi

Masker dan Sarung Tangan

Vacum Furnace Alat uji XRD Alat uji SEM Alat Uji Microhardness Alat Uji Tekan

(Universal Testing Machine)

Alat

1. Serbuk Pb Proanalisis 2. Serbuk Sn Proanalisis3. Zinc Stearat

Bahan

Diagram Alir Penelitian

Karakterisasi Proyektil Kaliber 5,56

Hasil pengujian SEM-EDX Hasil pengujian XRD

Element Wt% At%CK 27.04 82.07OK 02.09 04.75PbM 65.15 11.46SbL 05.73 01.71Matrix Correction ZAF

Core Proyektil Peluru Kaliber 5,56 merupakan

paduan Pb-Sb

Karakterisasi Serbuk Pb

Hasil pengujian SEM-EDX Hasil pengujian XRD

Element Wt% At%OK 04.77 39.36PbM 95.23 60.64Matrix Correction ZAF

Ukuran Serbuk Pb tidak Homogen dilakukan sieving.

Terapat kandungan Pb oksida.

Karakterisasi Serbuk Sn

Hasil pengujian SEM-EDX Hasil pengujian XRD

Element Wt% At%NK 04.13 23.01OK 03.30 16.12SnL 92.57 60.87Matrix Correction ZAF

Ukuran Serbuk Sn Homogen, tidak perlu dilakukan sieving.

Tidak ditemukan oksida

Pengaruh Temperatur dan Waktu Tahan Sintering Terhadap Densitas Sinter Komposit Pb-Sn

Temperatur(C)

Waktu Tahan (jam)1 2 3

100 10.609 10.624 10.634150 10.617 10.611 10.662200 10.626 10.635 10.695

Pengaruh Waktu Tahan Sintering terhadap Densitas sinter

Pengaruh Temperatur Sintering terhadap Densitas Sinter

Semakin tinggi temperatur sintering, densitas sinter meningkat

Semakin lama waktu tahan sintering, densitas sinter meningkat

Pengaruh Temperatur dan Waktu Tahan Sintering Terhadap Porositas Komposit Pb-Sn

Temperatur(C)

Waktu Tahan (jam)1 2 3

100 2.99 2.85 2.76150 2.92 2.97 2.51200 2.83 2.75 2.20

Pengaruh Waktu Tahan Sintering terhadap Porositas

Pengaruh Temperatur Sintering terhadap Porositas

Semakin tinggi temperatur sintering, porositas menurun

Semakin lama waktu tahan sintering, porositas menurun

porositas

porositas

Pengaruh Temperatur dan Waktu Tahan Sintering Terhadap Modulus Elastisitas Komposit Pb-Sn

Temperatur(C)

Modulus Elastisitas

Teoritis

Waktu Tahan (jam)

1 2 3100 23.1795 23.280 24.521 24.856150 23.1795 24.156 23.961 25.636200 23.1795 24.663 24.996 25.508

Pengaruh Waktu Tahan Sintering terhadap Modulus Elastisitas

Pengaruh Temperatur Sintering terhadap Modulus Elastisitas

Semakin tinggi temperatur sintering, Modulus Elastisitas meningkat

Semakin lama waktu tahan sintering, Modulus Elastisitas meningkat

Temperatur optimum = 150 C

Pengaruh Temperatur dan Waktu Tahan Sintering Terhadap Nilai Kekerasan Komposit Pb-Sn

Temperatur(C)

Waktu Tahan (jam)1 2 3

100 6.1 7.1 7.8150 6.7 6.4 10.1200 7.1 7.9 9.9

Pengaruh Waktu Tahan Sintering terhadap Nilai Kekerasan Vickers

Pengaruh Temperatur Sintering terhadap Nilai Kekerasan Vickers

Semakin tinggi temperatur sintering, Nilai Kekerasan meningkat

Semakin lama waktu tahan sintering, Nilai Kekerasan meningkat

Temperatur optimum = 150 C

Analisa Antarmuka Komposit Pb-Sn

Komposit Pb-Sn T Sinter = 200C, t sinter = 3 jam

Daerah antarmuka

Pb

Sn

Element Wt% At%OK 27.34 78.95SnL 29.16 11.35PbL 43.50 09.70Matrix Correction ZAF

Pb

Sn

Element Wt% At%OK 31.53 79.73SnL 47.37 16.15PbL 21.10 04.12Matrix Correction ZAF

Komposit Pb-Sn T Sinter = 100C, t sinter = 1 jam

Tidak ditemukan fasa baru maupun oksida

Kesimpulan

TemperaturSintering Kekerasan

Modulus Elastisitas

Waktu Tahan Sintering

Temperatur optimum = 150 C, Holding time 3 jamModulus Elastisitas = 25.636 GPaKekerasan = 10,1 HV

SEKIAN TERIMA KASIH

TUGAS AKHIRJudul Penelitian Peluru Kaliber 5,56Peluru Kaliber 5,56Peluru Konvensional (Casting)Peluru Advance Energy Transfer (Metalurgi Serbuk)Roadmap Penelitian sebelumnyaRoadmap Advance Energy Transfer BulletSlide Number 9Slide Number 10Slide Number 11Jenis Komposisi Paduan PeluruPowder Metallurgy Process Slide Number 14SinteringSlide Number 16Slide Number 17Slide Number 18Karakterisasi Proyektil Kaliber 5,56Karakterisasi Serbuk PbKarakterisasi Serbuk SnPengaruh Temperatur dan Waktu Tahan Sintering Terhadap Densitas Sinter Komposit Pb-SnPengaruh Temperatur dan Waktu Tahan Sintering Terhadap Porositas Komposit Pb-SnSlide Number 24Pengaruh Temperatur dan Waktu Tahan Sintering Terhadap Modulus Elastisitas Komposit Pb-SnPengaruh Temperatur dan Waktu Tahan Sintering Terhadap Nilai Kekerasan Komposit Pb-SnAnalisa Antarmuka Komposit Pb-SnSlide Number 28Kesimpulan SEKIAN TERIMA KASIH