praktikum metalurgi

BAB I

PENDAHULUAN

1.1         Latar Belakang

Penggunaan  paduan  aluminium  terus  meningkat  dari  tahun  ketahun.  Hal  ini terlihat  dari  urutan  penggunaan  logam  paduan  aluminium  yang  menempati  urutan kedua  setelah  pengunaan  logam  besi  atau  baja,  dan  di  urutan  pertama  untuk  logam non ferro (Smith, 1995) . Sekarang ini kebutuhan aluminium di  Indonesia per tahun mencapai  200.000  hingga  300.000  ton  dengan  harga  US$  3.305  per  ton.

Pemakaian  aluminium  pada  industri  otomotif  terus  meningkat  sejak  tahun 1980  (Budinski,  2001).  Komponen  otomotif  yang  terbuat  dari  paduan  aluminium, antara  lain  adalah  piston,  blok  mesin,  kepala  silinder,  katup  dan  sebagainya.  Ini berkaitan  dengan  jumlah  kendaraan  di  Indonesia  tahun  2005  mencapai  38.156.278 buah  terdiri  dari  roda  dua  28.556.498  buah  dan  roda  empat  9.559.780  buah (Kepolisian  Republik  Indonesia,  2005).  Jika  hitungan  kasar  bahwa  penggantian kerusakan piston yang terbuat dari paduan aluminium setiap tahunnya 3-4% dikalikan jumlah  kendaraan,  maka  jumlah  piston  2.255.017  dikalikan  3  ons  berat  piston  rata-rata,  ditemukan  jumlah  total  berat  piston  yang  diganti  yaitu  6.765,5  ton.  Jika  1  ton aluminium dengan harga US$ 3.305 berarti jumlah uang keseluruhan US$ 2.235.849 (Rp 23 Milyar) atau dengan perkataan lain, bila Indonesia dapat menggunakan piston daur ulang maka dapat menghemat 23 milyar rupiah.

Piston  bekas  didaur  ulang  menjadi  piston  baru  yang  kualitasnya  diharapkan sama  dengan  piston  original.  Piston  merupakan  salah  satu  dari  spare  part  untuk kendaraan  bermotor  yang  sangat  vital  dan  sering  dilakukan  pergantian  setiap overhould. Yang jadi masalah untuk mobil-mobll tua atau mobil klasik untuk mencari spare  part  yang  original,  sekarang  sudah  tidak  ada  karena  pabrik  dari  perusahaan mobil sudah tidak memproduksi. Maka dari itu perlu dilakukan reverse engineering untuk  pembuatan  piston.  Proses  reverse  engineering  terdiri  dari  tiga  proses  yaitu CAD  (Computer  Aided  Design),  CAE  (Computer  Aided  Engineering)  dan  CAM  (Computer Aided Manucfaturing) (Vines,2008). Salah satu proses yaitu proses CAE mempelajari komposisi dan karakteristik material dalam hal ini material piston. 

Piston terbuat dari paduan aluminium dan silikon. Paduan ini memiliki daya tahan  terhadap  korosi,  abrasi  dan  koefisien  pemuaian  yang  rendah,  dan  juga mempunyai kekuatan yang tinggi, kesemua sifat tersebut merupakan sifat yang harus dimiliki oleh material piston (Cole, 1995).

Untuk memperoleh paduan Al-Si  yang sesuai dengan sifat mekanik material piston telah dilakukan beberapa inovasi dalam proses pengecoran, diantaranya adalah proses  pengecoran  gravitasi,  cetak  tekan  (squeeze  casting),  penyemprotan  plasma ( plasma  sprying ),  metalurgi  serbuk  (powder  metallurgy )  dan  insert  logam  (metal insert) (John, 1994)

Agar  piston  hasil  daur  ulang  bisa  digunakan  dengan  baik  dan  tahan  lama, maka  perlu  dilakukan  treatment  (perlakuan)  untuk  memperbaiki  sifat  aluminium piston  hasil  pengecoran  ulang.  Karena  biasanya  sifat  dan  kualitas  piston  hasil pengecoran ulang tidak bisa sama dengan piston dari bahan baku baru yaitu paduan Al-Si.

1.2         Tujuan

Adapun tujuan dari pratikum ini adalah untuk:

1.      Mengetahui proses pengecoran

2.      Mengetahui jenis-jenis dan klasifikasi pengecoran

3.      Mengetahui  sifat-sifat bahan cor dan struktur mikro dari suatu produk hasil pengecoran

4.      Mengetahui  metode pembuatan cetakan dan penyebab cacat pada saat penyusutan

1.3        Manfaat

Adapun manfaat dari praktikum ini yaitu :

1.      Bagi dunia pendidikan merupakan suatu pengalaman yang sangat menguntungkan      sebagai pengembangan ilmu di bidang material dan bahan.

2.      Bagi mahasiswa dapat belajar secara teoritis khususnya pada mata kuliah yang bersangkutan.Disamping itu sebagai pendalaman materi – materi yang didapat dibangku kuliah sehingga diharapkan akan menambah pengetahuan, wawasan dan mahasiswa teknik mesin khususnya.

3.      Dalam dunia industri pengecoran sangat bermanfaat khususnya dalam pembuatan alat-alat permesinan dan komponen-komponen mesin lainnya

BAB II

TEORI DASAR

2.1         Pengecoran Aluminium Silikon

Proses pengecoran (casting) adalah salah satu teknik pembuatan produk dimana logam cair dicairkan dalam tungku peleburan kemudian dituangkan kedalam rongga cetakan yang serupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akan dibuat dalam proses yang paling sederhana maupun rumit yang digunakan dalam pembuatan produk dalam jumlah satu ataupun banyak dengan sifat mekanis yang keras dan ulet.

Paduan aluminium - silikon adalah paduan yang paling sering digunakan dalam proses pengecoran. Dikarenakan paduan aluminium – silikon mempunyai sifat kecairan yang sangat baik, permukaan yang halus, serta kekuatan mekanik yang tinggi. Sedangkan sebagai bahan mempunyai sifat ketahanan korosi yang baik, sangat ringan, koefisien pemuaian yang kecil, serta penghantar panas dan listrik yang bagus. Sehingga bahan paduan aluminium silikon biasa digunakan untuk komponen otomotif serta bahan konstruksi.

Paduan Al-Si adalah paduan yang sangat baik kecairannya, mempunyai permukaan yang bagus, tanpa kegetasan panas, memiliki sifat mampu cor dan ketahanan korosi yang baik, sangat ringan, koefisiennya kecil dan sebagai penghantar listrik dan panas yang baik, karena sifat-sifatnya maka paduan ini banyak dipakai sebagai bahan untuk logam las dalam pengelasan logam paduan aluminium, baik pada paduan cor maupun paduan tempa. Selain itu pada paduan Al-Si yang dipadu dengan unsur-unsur lain banyak dipakai untuk benda-benda tuang untuk industri mobil, misalnya torak, kepala silinder, pelek dan lain - lain.

Paduan Al-Si memiliki sifat mampu cor yang baik, tahan korosi, dapat diproses dengan permesinan dan dapat dilas. Diagram fasa dari Al-Si ditunjukkan pada Gambar 2.1, diagram ini digunakan  sebagai pedoman umum untuk menganalisa perubahan fasa pada proses pengecoran paduan Al-Si.