TUGAS AKHIR

STUDI SIFAT MEKANIS DAN FISIS DAUR ULANG

PADUAN ALUMINIUM SILICON (Al-19% Si) MELALUI

PROSES HIGH PRESSURE DIE CASTING (HPDC) DAN

GRAVITY CASTING (GC)

ABDUL GHOFUR

NIM. 201454051

DOSEN PEMBIMBING

Sugeng Slamet, ST., MT. Dosen Pembimbing Utama

Qomaruddin, ST., MT. Pembimbing Pendamping

PROGRAM STUDI SI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MURIA KUDUS

2017

2

HALAMAN PERSETUJUAN

3

HALAMAN PENGESAHAN

4

PERNYATAAN KEASLIAN

5

STUDI SIFAT MEKANIS DAN FISIS DAUR ULANG PADUAN

ALUMINIUM SILICON (AL-19%SI) MELALUI PROSES HIGH

PRESSURE DIE CASTING (HPDC) DAN GRAVITY CASTING (GC)

Nama Mahasiswa : Abdul Ghofur

NIM : 201454051

Pembimbing :

1. Sugeng Slamet, ST., MT

2. Qomaruddin, ST., MT.

ABSTRAK

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui nilai kekerasan,

struktur mikro dan nilai porositas. Paduan yang digunakan adalah Al-Si 19%

menggunakan metode High Pressure Die Casting (HPDC) dan Gravity Casting

(GC). HPDC adalah metode pengecoran dengan menyuntikkan cairan logam ke

cetakan rongga dengan kecepatan dan tekanan spesifik. GC adalah pengecoran

dengan menuangkan cairan logam kedalam cetakan tanpa adanya tekanan.

Penelitian ini menggunakan variasi suhu (700oC dan 750

oC) pada tekanan 150 bar

untuk HPDC. Hasil pengamatan menunjukkan kekerasan tertinggi berada pada

suhu 700oC pada HPDC yaitu 53,6HRB, sedangkan GC masih dibawahnya selisih

2,8. Hasil struktur mikro terlihat penyebaran fase silikon (β) yang semakin banyak

seiring dengan penambahan suhu tuang baik HPDC maupun GC. Porositas

tertinggi berada pada suhu 700oC di proses GC yaitu 66,67% dan 48,24% pada

HPDC.

Kata kunci : Aluminium (Al), Silikon (Si), HPDC, GC

6

STUDI SIFAT MEKANIS DAN FISIS DAUR ULANG PADUAN

ALUMINIUM SILICON (AL-19%SI) MELALUI PROSES HIGH

PRESSURE DIE CASTING (HPDC) DAN GRAVITY CASTING(GC)

Nama Mahasiswa : Abdul Ghofur

NIM : 201454051

Pembimbing :

1. Sugeng Slamet, ST., MT

2. Qomaruddin, ST., MT.

ABSTRACT

The purpose of this research is to know the value of hardness, micro

structure and porosity value. The alloy used is Al-Si 19% using High Pressure

Die Casting (HPDC) and Gravity Casting (GC) methods. HPDC is a foundry

method by injecting metal liquid into a cavity mold with specific speed and

pressure. GC is casting by pouring liquid metal into the mold without any

pressure. This study used temperature variations (700oC and 750

oC) at a pressure

of 150 bar for HPDC. The observation result shows that the highest hardness is at

700oC at HPDC that is 53,6HRB, while GC is below 2,8. The result of the micro

structure is seen as the increasing of silicone phase (β) along with the addition of

casting temperature of both HPDC and GC. The highest porosity was at 700 ° C

in the GC process of 66.67% and 48.24% in HPDC.

Keyword : Aluminum (Al), Silicon (Si), HPDC, GC

7

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Warrahmatullahi Wabarakatuh.

Segala puja dan puji syukur bagi Allah SWT dan Sholawat serta salam tetap

tercurah pada Nabi besar Muhammad SAW. Dengan rahmat dan ridho-Nya

akhirnya penulisan laporan tugas akhir yang berjudul “STUDI SIFAT MEKANIS

DAN FISIS DAUR ULANG PADUAN ALUMINIUM SILICON (AL-19%SI)

MELALUI PROSES HIGH PRESSURE DIE CASTING (HPDC) DAN GRAVITY

CASTING (GC)”, dapat terselesaikan.

Dalam proses penyelesaian laporan ini, banyak pihak yang telah membantu,

baik secara langsung maupun secara tidak langsung, secara materi, moral, maupun

scara spiritual. Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan rasa terima

kasih dan hormat yang sebesar-besarnya:

1. Bapak Rektor Universitas Muria Kudus.

2. Bapak Dekan Fakultas Teknik Universitas Muria Kudus.

3. Bapak Kaprogdi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muria

Kudus.

4. Bapak Sugeng Slamet, ST., MT., selaku Dosen pembimbing I yang telah

membimbing meluangkan waktu, wacana, serta perhatian sehingga

penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini.

5. Bapak Qomaruddin, ST., M.T. , selaku Dosen pembimbing II. Terima

kasih atas segala masukan serta memberikan dorongan dalam

membimbing penulis selama penyusunan laporan ini.

8

6. Kepada seluruh dosen Teknik Mesin Universitas Muria Kudus, terima

kasih atas ilmu yang diberikan, semoga penulis dapat mengamalkan dan

menjadi amal jariyah.

7. Bapak dan ibu tersayang yang selalu memberikan doa dan semangat.

8. Isteri tercinta Arina Shofiya, Anakku Aufa dan Aiyra. Terima kasih atas

doa dan semangat serta perhatiannya.

9. Temen- temen laboran (mas moko dan mas haryanto), serta keluarga

besar teknik mesin yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa penyusunan laporan tugas akhir ini mungkin

belum bisa dikatakan sempurna. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik,

saran dan sumbangan pemikiran dari berbagai pihak yang bersifat membangun

demi terciptanya laporan yang lebih baik. Semoga hasil karya penuliasan ini dapat

memberikan manfaat bagi kehidupan kita semua.

Wassalamu’alaikum Warrahmatullahi Wabarakatuh.

Kudus, Agustus 2017

Penyusun

9

DAFTAR ISI LAPORAN TUGAS AKHIR ............................................................................... 1

HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................. 2

HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. 3

PERNYATAAN KEASLIAN .............................................................................. 4

ABSTRAK .......................................................................................................... 5

ABSTRACT......................................................................................................... 6

KATA PENGANTAR ........................................................................................ 7

DAFTAR ISI ...................................................................................................... 9

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ 11

DAFTAR TABEL ............................................................................................ 12

DAFTAR SIMBOL .......................................................................................... 13

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... 14

BAB I .................................................................. Error! Bookmark not defined.

PENDAHULUAN ............................................... Error! Bookmark not defined.

1.1 Latar Belakang ....................................... Error! Bookmark not defined.

1.2 Perumusan Masalah ............................... Error! Bookmark not defined.

1.3 Batasan Masalah .................................... Error! Bookmark not defined.

1.4 Tujuan .................................................... Error! Bookmark not defined.

1.5 Manfaat .................................................. Error! Bookmark not defined.

BAB II ................................................................. Error! Bookmark not defined.

TINJAUAN PUSTAKA ...................................... Error! Bookmark not defined.

2.1 Kajian Pustaka ....................................... Error! Bookmark not defined.

2.2 Sifat Logam ........................................... Error! Bookmark not defined.

2.3 Aluminium dan Paduannya .................... Error! Bookmark not defined.

2.4 Paduan Al-Si .......................................... Error! Bookmark not defined.

2.5 Pengecoran High Pressure Die Casting (HPDC)Error! Bookmark not

defined.

2.6 Gravity Casting ...................................... Error! Bookmark not defined.

2.7 Dapur Peleburan ..................................... Error! Bookmark not defined.

2.8 Proses Peleburan .................................... Error! Bookmark not defined.

2.9 Pengujian Metallografi ........................... Error! Bookmark not defined.

2.10 Pengujian Kekerasan Rockwell .............. Error! Bookmark not defined.

2.11 Pengujian Komposisi.............................. Error! Bookmark not defined.

2.12 Pengujian porositas ............................... Error! Bookmark not defined.

BAB III ............................................................... Error! Bookmark not defined.

10

METODOLOGI PENELITIAN ........................... Error! Bookmark not defined.

Tempat dan Waktu Penelitian ................. Error! Bookmark not defined. 3.1

3.2 Bahan dan Alat Penelitian ...................... Error! Bookmark not defined.

3.3 Persiapan Benda Uji dan Langkah Uji .... Error! Bookmark not defined.

3.4 Diagram Alir Penelitian .......................... Error! Bookmark not defined.

BAB IV ............................................................... Error! Bookmark not defined.

4.1 Data hasil penelitian ............................... Error! Bookmark not defined.

4.2 Pembahasan ........................................... Error! Bookmark not defined.

BAB V................................................................. Error! Bookmark not defined.

5.1 Kesimpulan ............................................ Error! Bookmark not defined.

5.2 Saran ...................................................... Error! Bookmark not defined.

DAFTAR PUSTAKA .......................................... Error! Bookmark not defined.

LAMPIRAN

BIODATA PENULIS

11

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.2.1 Contoh logam Alumunium .......................................................... 20

Gambar 2.3.1 Diagram fasa Al-Si .................................................................... 20

Gambar 2.4.1 Prinsip proses pengecoran tekan .................................................. 22

Gambar 2.5.1 Contoh pengecoran Gravity Casting............................................. 23

Gambar 2.6.1 Contoh dapur peleburan krusibel .................................................. 24

Gambar 2.7.1 Contoh alat uji struktur mikro dan hasilnya .................................. 27

Gambar 2.8.1 Teknik pengujian kekerasan ........................................................ 29

Gambar 2.8.2 Metode pengujian kekerasan dan skala kekerasan Rockwell......... 29

Gambar 3.3.1 Mekanisme uji kekerasan Rockwell. ............................................ 33

Gambar 3.3.2 Posisi indentasi uji kekerasan ....................................................... 34

Gambar 3.3.3 Spesimen uji struktur mikro ........................................................ 36

Gambar 3.4.1 Diagram alir penelitian................................................................. 38

Gambar 4.1.1 Dapur peleburan logam ................................................................ 39

Gambar 4.1.2 Ingot AL-19%Si .......................................................................... 40

Gambar 4.1.3 Urutan proses peleburan ............................................................... 41

Gambar 4.1.4 Hasil peleburan ............................................................................ 42

Gambar 4.1.5 Diagram nilai kekerasan HPDC dan GC....................................... 43

Gambar 4.1.6 Hasil Struktur mikro HPDC dan GC ............................................ 44

Gambar 4.1.7 Hasil pengamatan porositas surface ............................................. 45

Gambar 4.1.8 Hasil pengamatan porositas sub-surface ....................................... 45

Gambar 4.1.9 Diagram hasil perhitungan porositas. ........................................... 46

12

DAFTAR TABEL

Tabel 2.8.1 Beban, indentor dan skala kekerasan................................................ 28

Tabel 2.8.2 Skala kekerasan dan pemakaiannya ................................................. 28

Tabel 2.9.1 Komposisi kimia berbagai macam produk ....................................... 30

Tabel 3.3.1 Uji kekerasan ................................................................................... 34

Tabel 3.3.2 Uji struktur mikro ............................................................................ 36

Tabel 4.1.1 Hasil komposisi Al-Si ...................................................................... 39

Tabel 4.1.2 Data hasil pengujian kekerasan HPDC dan GC ................................ 42

Tabel 4.1.3 Nilai simpangan deviasi dan simpangan erorr .................................. 42

Tabel 4.1.4 Data hasil perhitungan persentase porositas ..................................... 46

13

DAFTAR SIMBOL

Simbol Keterangan Satuan Nomor

Persamaan

ρAkt

ρTh

P

SD

SE

m

v

Massa jenis aktual

Massa jenis theoritis

porositas

Standar deviasi

Standar Erorr

Massa

Volume

gr/cm3

gr/cm3

%

-

-

gr

cm3

1

2

3

4

5

6

7

14

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Gambar mesin HPDC

Lampiran 2 Hasil Komposisi Al-19Si

Lampiran 3 Grafik dan tabel pengujian kekerasan GC

Lampiran 4 Grafik dan tabel pengujian kekerasan HPDC

Lampiran 5 Perhitungan persentase (%) porositas HPDC

Lampiran 6 Perhitungan persentase (%) porositas GC

Lampiran 7 Perhitungan standar deviasi dan standar erorr HPDC

Lampiran 8 Perhitungan standar deviasi dan standar erorr GC

Lampiran 9 Scale, indenter, testing pressure and applicable range for rockwell

Lampiran 10 Hasil struktur mikro GC 700oC

Lampiran 11 Hasil struktur mikro GC 750oC

Lampiran 12 Hasil struktur mikro HPDC 700oC

Lampiran 13 Hasil struktur mikro HPDC 750oC

Lampiran 14 Biodata Penulis