BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.4. Diagram Alir Penelitian
Mulai Studi Literatur
Gambar 3.4. Diagram alir (Flow Chart) penelitian 3.5. Prosedur Penelitian
Secara garis besar keseluruhan proses yang dilakukan pada penelitian ini dimulai dari persiapan material serbuk, pengadukan, kompaksi, sintering dan pengujian. Adapun material serbuk yang dipersiapkan pada tahap persiapan material serbuk ialah serbuk tembaga, timah, seng dan serbuk grafit. Selanjutnya dilakukan pengadukan pada keseluruhan material serbuk yang telah dipersiapkan dengan komposisi yang bervariasi. Ada lima formulasi yang digunakan ( seperti pada Tabel 3.1). Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui pengaruh penambahan serbuk grafit terhadap sifat mekanik spesimen. Dengan dilakukannya pengujian sifat mekanik (kekerasan dan laju keausan) diperoleh hasil yang bervariasi juga.
Dengan adanya perbedaan sifat mekanik spesimen maka dapat dibuat suatu kesimpulan bahwasanya ada pengaruh yang terjadi pada kekerasan dan laju keausan material akibat adanya penambahan serbuk grafit yang berbeda-beda pada setiap formulasi. Selanjutnya setelah serbuk-serbuk tersebut diaduk kemudian dimasukkan dalam cetakan untuk selanjutnya dilakukan pemadatan/kompaksi. Kompaksi dilakukan dengan menggunakan mesin press hidrolik. Sesudah pemadatan spesimen akan dimasukkan dalam electric furnaceuntuk dilakukan pemanasan/sintering. Setelah selesai dari tahap pemanasan/sinteringspesimen telah terbentuk dan siap untuk dilakukan pengujian sifat mekanik (kekerasan dan laju keausan). Hasil pengujian kemudian dicatat
Berhasil
untuk kebutuhan analisa data sehingga dari keseluruhan data nantinya dapat dibuat kesimpulan dari penelitian ini.
3.5.1. Prosedur Pembuatan Bantalan Luncur
Adapun prosedur yang telah dilakukan untuk membuat bantalan luncur dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1) Dipersiapkan material serbuk dengan perbandingan bervariasi seperti dalam Tabel 3.1.
2) Dimasukkan material serbuk ke dalam mesin pengaduk elektrik (electric powder mixer) tipe helical ribbon untuk dilakukan pengadukan
3) Dilakukan pengadukan selama 20 menit dengan putaran mesin 120 rpm
4) Selanjutnya material serbuk yang telah diaduk merata dimasukkan dalam cetakan untuk dilakukan pemadatan/kompaksi
5) Dilakukan kompaksi dengan mesin press hidrolik sehingga materual serbuk yang dikompaksi akan terbentuk mengikuti model cetakan yang telah ditentukan (bentuk bantalan luncur)
6) Spesimen telah terbentuk dan dikeluarkan dari cetakan untuk selanjutnya dimasukkan ke dalam furnace (dapur pemanas)
7) Selanjutnya dipanaskan spesimen dalam electric furnaceuntuk meningkatkan kekerasan dan kekuatan bantalan tersebut.
8) Bantalan luncur telah terbentuk dan tahap akhir/ finishing ialah dikeluarkan bantalan luncur dari furnacedan didinginkan
3.5.2. Prosedur Pengadukan
Adapun prosedur yang dilakukan pada maat pengadukan material serbuk dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1) Dibuka tutup mesin pengaduk serbuk (mesin pengaduk serbuk yang digunakan ialah tipe helical ribbon/helical ribbon powder mixer)
2) Dimasukkan serbuk dalam mixer dengan mengikuti komposisi serbuk seperti yang telah ditentukan dalam tabel formulasi serbuk (Tabel 3.1)
3) Pastikan telah terkunci dengan rapat mulut wadah pengaduk lalu dihidupkan mesin dengan menekan tombol power (on/off) dan diatur putaran mesin 120 RPM
4) Pengadukan dilakukan selama 20 menit untuk memastikan semua serbuk dapat didistribusikan secara merata pada setiap bagian 5) Setelah mesin dihidupkan selama 20 menit selanjutnya dimatikan
mesin dengan menekan tombol off dan ditunggu beberapa saat sampai wadah pengaduk benar-benar berhenti dan posisi mulut wadah vertikal (kira-kira 5 detik) biasanya jika mesin pengaduk masih baru posisi wadah akan otomatis vertikal (mulut wadah menghadap ke atas) 3-5 detik setelah mesin dimatikan
6) Untuk memastikan keamanan (safety) cabut terlebih dahulu kabel dari terminal listrik sebelum dikeluarkan material serbuk dari dalam wadah pengaduk.
7) Dibuka tutup wadah dan dikeluarkan semua serbuk
3.5.3. Prosedur Pemadatan/Kompaksi
Langkah-langkah yang dilakukan pada tahap kompaksi/pemadatan adalah sebagai berikut:
1) Dimasukkan terlebih dahulu material serbuk yang telah diaduk merata ke dalam cetakan dan dipasang bagian penutup cetakan
2) Dilonggarkan bagian pengunci dengan memutar tuas berlawanan dengan arah putaran jarum jam hingga terbuka dan terbentuk celah kira-kira seukuran dengan tingginya cetakan
3) Diletakkan cetakan pada bagian dudukan spesimen dan diatur sedemikian rupa agar bagian penekan dapat menyentuh tepat di bagian pusat/tengah penutup cetakan
4) Dikencangkan kembali bagian pengunci dengan memutar tuas pengunci searah dengan putaran jarum jam
5) Lalu dilakukan penekanan/kompaksi dengan memompakan fluida hidrolik menggunakan tuas pemompa hingga terlihat pada monitor pengukuran bahwa jarum pengukur tekanan kompaksi menunjuk pada angka 275 MPa dan dibiarkan kira-kira 30 detik.
6) Ditunggu kira-kira 30 detik lalu dilepaskan cetakan dengan cara melonggarkan bagian pengunci yaitu dengan memutar tuas pengunci berlawanan dengan arah putaran jarum jam
7) Lalu dikeluarkan spesimen dari dalam cetakan. Pada kondisi ini dari segi model, Spesimen telah terbentuk hampir persis menyerupai model produk yang dirancang. Namun spesimen ini masih rapuh dan harus melewati satu langkah lagi yaitu sintering.
3.5.4. Prosedur Pemanasan/Sintering
Sintering dilakukan untuk membentuk ikatan partikel dan susunan struktur yang koheren melalui mekanisme perpindahan massa yang terjadi dalam skala atomik. Ikatan yang terjadi dalam proses sinter akan meningkatkan sifat mekanis seperti kekuatan, kekerasan, dan sifat-sifat mekanik lainnya. Adapun langkah-langkah proses sinter ini dilakukan sebagai berikut:
1. Pastikan terlebih dahulu telah dipersiapkan stopwatch, alat penjepit spesimen, dan peralatan keselamatan kerja lainnya. Jika sudah, dipanaskan furnace terlebih dahulu sampai mencapai temperatur 850 derajat celcius, lalu diatur furnace agar temperatur tersebut tidak naik lagi
2. Dimasukkan spesimen ke dalam furnace (untuk memastikan keamanan sebaiknya gunakan penjepit untuk memasukkan spesimen tersebut ke dalam tungku pemanas)
3. Selanjutnya ditutup rapat pintu furnace dan mulailah mengklik start pada stopwatch.
4. Setelah stopwatch sudah menunjukkan 5 menit lamanya pemanasan, selanjutnya dimatikan furnace dengan mencabut cok dari terminal/sumber listrik dan setelah itu dikeluarkan spesimen dari
furnace (berhati-hati dengan temperatur furnace yang sangat tinggi, pastikan menggunakan penjepit untuk mengeluarkan spesimen dari dalam furnace)
5. Langkah terakhir ialah pendinginan. pendinginan dilakukan dengan media pendingin angin bebas. Untuk memastikan keamanan waktu pendinginan setidaknya 60-90 menit.
3.5.5. Prosedur Pengujian
Adapun pengujian yang dilakukan dalam penelitian ini terdiri dari dua macam pengujian, yaitu pengujian kekerasan dan pegujian laju keausan.
Pengujian kekerasan dilakukan dengan menggunakan mesin uji kekerasan Brinell, sedangkan pengujian laju keausan dilakukan dengan menggunakan mesin uji keausan tipe pin on disc.
Adapun prosedur pengujian kekerasan yang telah dilakukan dengan mesin uji kekerasan brinell adalah sebagai berikut:
1. Dipersiapkan semua peralatan dan bahan yang akan diuji
2. Salah satu sisi spesimen diratakan dan dihaluskan dengan menggunakan kertas pasir, hal ini dimaksudkan untuk menghilangkan kotoran-kotoran dan karat jika ada
3. Pada sisi spesimen yang telah dihaluskan diberi tanda atau titik dengan spidol atau tipex atau penanda lainnya sebanyak tiga (3) titik
4. Diletakkan spesimen pada landasan spesimen yang ada pada mesin brinell hardness tester
5. Bola baja yang digunakan sebagai indentor diset pada titik yang akan diuji dengan kondisi bersinggungan ( bola baja menyentuh spesimen tepat di titik yang ditandai)
6. Kemudian diberi beban dengan menggunakan handle hingga mencapai 187,5 kg dan ditahan kira-kira 15-20 detik
7. Setelah itu dibuka katup pembuang dengan pelan
8. Selanjutnya diukur diameter jejak indentasi dengan menggunakan teropong pengukur lalu hasil pengukuran tersebut dicatat
9. Diulangi langkah nomor 4 sampai nomor 8 untuk menguji 2 titik yang lainnya( yang sudah ditandai )
Untuk pengujian laju keausan dilakukan dengan menggunakan mesin uji keausan tipe pin on disc dengan prosedur sebagai berikut:
1. Ditimbang terlebih dahulu berat spesimen dengan menggunakan neraca digital serta diukur dimensinya dengan jangka sorong dan hasil pengukuran berat tersebut dicatat
2. Dijepitkan spesimen pada bagian ujung pin
3. Diberi beban konstan di atas pin spesimen yaitu sebesar 5N lalu dihubungkan cok kabel mesin uji ke terminal/sumber listrik ( PLN).
Pemberian beban ini sama besarnya terhadap semua spesimen
4. Ketika mesin telah terhubung dengan sumber listrik akan menyala lampu indikator berwarna hijau, jika sudah menyala, selanjutnya diset putaran disc 120 rpm
5. Dipersiapkan stopwatch sebelum memulai pemutaran disc
6. Tekan secara bersamaan tombol start/run pada mesin uji dan start pada stopwatch sehingga durasi pengukuran keausan dimulai dengan tepat bersamaan dengan berputarnya disc
7. Dibiarkan mesin berputar selama 20 detik lalu dihentikan putaran disc dengan menekan tombol stop pada panel mesin uji
8. Selanjutnya ditimbang kembali berat spesimen dan hasil pengukuran dicatat lalu dibandingkan dengan data sebelum pengujian. Demikian seterusnya diulangi langkah-langkah di atas untuk semua spesimen
9. Jika pengujian telah selesai, selanjutnya diputuskan terlebih dahulu hubungan ke terminal listrik ( PLN ) untuk memastikan keamanan lalu dibersihkan peralatan
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Pengujian Kekerasan
Pengujian kekerasan dilakukan dengan menggunakan mesin uji kekerasan Brinell. Pengujian ini dilakukan terhadap 3 titik sampel untuk setiap spesimen dengan fraksi berat grafit yang berbeda-beda. Maksud pengujian dilakukan pada 3 titik sampel yang berbeda dari setiap spesimen ialah supaya diperoleh nilai kekerasan yang lebih akurat yaitu dengan menggunakan rata-rata hasil pengukuran dari ketiga titik sampel padasetiap spesimen. Sebab tidak dapat dipastikan selalu sama diameter indentasi atau diameter jejak indentor yang terbentuk oleh bola baja pada setiap kali pengujian. Selain itu hasil yang diperolehpun nantinya tentu kurang akurat bila hanya menggunakan satu titik sampel saja. Untuk itulah ditentukan setidaknya 3 titik sampel dan diameter rata-rata dari ketiga diameter jejak yang terbentuk itulah dijadikan sebagai diameter yang dimasukkan dalam rumus untuk menghitung nilai kekerasan spesimen.
Dari hasil pengujiandiperoleh nilai kekerasan semakin meningkat berbanding lurus dengan kenaikan penambahan fraksi berat grafit hingga nilai optimal pada penambahan fraksi berat grafit sebesar 1%, kemudian nilai kekerasan menurun pada pengujian spesimen dengan fraksi berat grafit 1,5% dan 2,5%. Nilai kekerasan optimal diperoleh pada penambahan fraksi berat grafit sebesar 1% yaitu 44,037 BHN, kemudian nilai kekerasan mengalami penurunan yang signifikan pada penambahan fraksi berat grafit sebesar 2,5% yaitu menjadi 30,556 BHN.
Dari data penelitian, nilai kekerasan meningkat pada penambahan fraksi berat grafit 0,5% dan maksimum 1%. Sesuai dengan teori, bahwa penambahan grafit akan meningkatkan kekerasan karena grafit akan menghalangi pergerakan dislokasi. Pada penelitian ini (seperti telah dicantumkan pada Tabel 3.1) bahwa penambahan fraksi berat grafit ini tidak diikuti dengan penambahan kadar timah (Sn) dan seng (Zn) yang berfungsi sebagai coupling agent. Hal ini menyebabkan lapisan antar-muka yang berperan sebagai media transfer beban tidak berfungsi dengan baik. Lapisan antar-muka yang lemah akan menghasilkan kekakuan dan kekuatan yang rendah. Kurangnya kadar seng (Zn) dan timah (Sn) pada kondisi
ini juga akan menyebabkan bertambahnya pori-pori. Dan menurut Aghajanian dan kawan-kawan, bahwa terjadi penurunan nilai kekerasan dengan peningkatan jumlah porositas. Sehingga pada penambahan fraksi berat grafit diatas 1% nilai kekerasan akan terus mengalami penurunan.
4.2. Hubungan Variasi Campuran Grafit terhadapKekerasan 4.2.1. Data Hasil Pengukuran Diameter Jejak
Dari hasil pengujian kekerasan diperoleh diameter jejak indentor seperti ditunjukkan pada Tabel 4.2 di bawah. Pengukuran diameter dilakukan terhadap dua sisi lingkjaran atau jejak indentor yang terbentuk setelah tekanan indentor (bola baja) dilepaskan dari spesimen. Kemudian dari hasil pengukuran diameter pertama dan kedua dihitung diameter rata-rata. Selanjutnya diameter rata-rata ini juga akan digabungkan dengan diameter rata-rata dari pengukuran di titik sampel yang lain yang nantinya didapatlah diameter rata-rata dari ketiga titik sampel yang diuji. Diameter rata-rata inilah nantinya yang digunakan untuk dimasukkan dalam perhitungan nilai kekerasan Brinell.
Table 4.1. Hasil pengukuran diameter jejak indentor (bola baja)yang terbentuk pada spesimen Formulasi I
Tabel di atas menunjukkan hasil pengukuran diameter jejak yang terbentuk pada spesimen dengan formulasi 0% grafit. Artinya belum ada serbuk grafit yang ditambahkan saat pengadukan. Tabel Formulasi dapat dilihat pada bab III. Selanjutnya dari data pada tabel di atas akan dapat dihitung besarnya nilai/angka kekerasan Brinell. Perhitungan nilai kekerasan brinell dari formulasi I dibahas pada bagian subbab 4.4.2.
Pada perhitungan diperoleh besarnya angka/nilai kekerasan spesimen dari ketiga titik sampel dan nilai yang akan ditetapkan sebagai BHN ( Brinell Hardness Number) ialah nilai rata-rata dari ketiga hasil yang diperoleh.
4.2.2. Perhitungan Angka Kekerasan Brinell
Angka/Nilai kekerasan Brinell diperolah dengan menggunakan persamaan (2.1) sebagai berikut :
BHN =
Untuk spesimen ujitanpa penambahan grafit(Formulasi I) diperoleh hasil percobaan pada titik sampel I dengan diameter jejak1( 2,1 mm dan diameter jejak2 ( 2,2 mm. Maka diameter rata-ratanya menjadi = 2,15 mm.
Dari hasil pengukuran ini dapat dihitung nilai kekerasan dengan menggunakan persamaan di bawah. Untuk menghitung nilai P yang sesuai dengan material yang diuji maka harus digunakan rumus perhitungan P dengan menggunakan konstanta uji material 30 sebagai berikut:
BHN =
P = C x
P = 30 x kg
Angka inilah yang akan terus digunakan untuk menghitung nilai kekerasan dari spesimen-spesimen yang lainnya dan setiap spesimen diuji pada dua titik sampel. Pada perhitungan hasil pengukuran pada Titik Sampel yang pertama dibuat dan Titik Sampel 2 .
Untuk nilai kekerasan (BHN) berdasarkan hasil pengukuran pada Titik Sampel I ( ) diperoleh BHN sebagai berikut:
BHN ( ) =
=
=
= 39,021 BHN
Dengan menggunakan cara yang sama pada perhitungan angka kekerasan di titik sampel I maka diperoleh angka kekerasan brinell (BHN) pada titik sampel II dan III berturut-turut adalah 43,187 BHN dan 46,199 BHN. Setelah menghitung angka kekerasan brinell(BHN) ketiga titik sampel terlihat bahwa hasil yang diperoleh berbeda-beda untuk setiap titik sampelnya. Itulah sebabnya angka kekerasan yang ditetapkan untuk spesimen tersebut merupakan angka kekerasan rata-rata dari ketiga titik sampel. Dari hasil pengukuran diameter jejak indentor yang terbentuk pada ketiga titik sampel maka didapat nilai kekerasan untuk spesimen pada Titik Sampel I, II dan III berturut-turut 37,94 0 BHN, 43,187 BHN dan 46, 199 BHN. Kemudian dari ketiga angka ini dihitunglah nilai kekerasan rata-rata sebagi berikut :
=
=
= 42,802 BHN ≈ 43 BHN
Angka kekerasan Brinell telah diperoleh untuk Formulasi I. Seperti telah ditetapkan pada bagian Bab III bahwa ada lima formulasi bahan yang berbeda-beda. Hal yang membedakan kelima formulasi ini adalah fraksi berat grafit yang ditambahkan pada tahap pengadukan (mixing). Untuk formulasi I penambahan grafit ialah 0% artinya belum ada grafit yang diaduk dalam mini powder mixer.
Selanjutnya untuk Formulasi II penambahan grafit adalah sebesar 0,5%.
Selanjutnya pada Formulasi III, IV, dan V penambahan grafitnya ialah 1%, 1,5 % dan 2,5%. Pada halaman 70 dapat diperhatikan perhitungan angka kekerasan untuk Formulasi I(spesimen tanpa penambahan grafit) dan diperoleh angka kekerasan brinelnya sebesar 43 BHN dan untuk menghitung angka kekerasan brinell pada Formulasi-formulasi yang lainnya (II,III, IV dan V) digunakan cara pengujian dan perhitungan yang sama, yaitu semua spesimen harus diuji sebanyak tiga kali (tiga titik sampel) dan hasil pengukuran diameter jejak indentor tersebut dicatat lalu dihitung nilai kekerasannya dengan menggunakan diameter jejak indentor dari masing-masing titik sampel yang terbentuk. Setelah diperoleh angka kekerasan masing-masing titik sampel lalu dihitung nilai rata-rata dari ketiga angka kekerasannya. Nilai rata-rata inilah yang ditetapkan sebagai angka
kekerasan brinellnya sehingga keseluruhan hasil pengujian kekerasan dirangkum dalam Tabel 4.2. berikut:
Tabel 4.2. BHN Formulasi I sampai Formulasi V
FORMULASI KOMPOSISI MATERIAL (%) BHN
TEMBAGA TIMAH SENG GRAFIT
I 88,00 9,00 3,00 0,0 42,802
II 88,00 9,00 3,00 0,5 44,991
III 88,00 9,00 3,00 1,0 46,037
IV 88,00 9,00 3,00 1,5 38,493
V 88,00 9,00 3,00 2,5 30,556
Terlihat pada Tabel 4.2 dapat kita simpulkan bahwa dengan adanya penambahan grafit pada masing-masing formulasi didapat nilai BHN yang bervariasi. Dan nilai BHN ini meningkat seiring dengan adanya penambahan grafit artinya nilai kekerasan material meningkat berbanding lurus dengan bertambahnya fraksi berat grafit pada masing-masing spesimen sampai pada batas penambahan fraksi berat grafit sebesar 1 %. Pada Tabel 4.3 dapat diperhatikan (tepatnya pada data Formulasi II) yaitu penambahan fraksi berat grafit sebesar 0,5
% mengakibatkan adanya penambahan nilai kekerasan sebesar 2,189 BHN dari kondisi awal (kondisi spesimen tanpa penambahan grafit) yang sebelumnya 42,802 BHN meningkat menjadi 44,991 BHN atau sekitar 0,051 %.
Pada Tabel 4.3 data pada formulasi II dan III menunjukkan adanya peningkatan nilai kekerasan Brinell, namun tidaklah demikian halnya pada formulasi IV dan V, pada tabel terlihat bahwa hasil pengujian menunjukkan adanya penurunan nilai kekerasan bantalan. Hal ini disebabkan semakin banyaknya grafit yang sudah ditambahkan ternyata mengakibatkan bantalan menjadi rapuh dan akibatnya kekerasan bantalan akan terus menurun sampai pada
formulasi V. Pada saat jumlah grafit dalam formulasi masih sampai 1%, grafit masih berperan optimal dalam mengisi celah material bantalan yang terbentuk sesudah kompaksi dan sintering. Walaupun pada saat pengadukan fraksi berat grafit merupakan fraksi yang paling sedikit bila dibandingkan terhadap masing-masing fraksi berat material lainnya. Sesuai karakteristik grafit yang lunak dan rapuh membuat grafit akan menurunkan kekerasan bantalan jika ditambahkan dalam jumlah yang banyak. Hal ini dapat dibuktikan ketika fraksi berat grafit ditambah terus sampai 2,5% sifat grafit yang rapuh mengakibatkan kekerasan material bantalan mulai berkurang sebab kekuatan ikatan antar atom sudah semakin melemah. Memang untuk kebutuhan pelumasan, sifat grafit yang licin tentu dibutuhkan, tetapi penambahan grafit yang terlalu banyak mengakibatkan nilai kekerasan banatalan terus menurun. Penurunan nilai kekerasan paling signifikan dapat diperhatikan pada grafik hubungan penambahan serbuk grafit terhadap nilai kekerasan pada Gambar 4. 1.
Gambar 4.1. Grafik hubungan penambahan Grafit terhadap nilai kekerasan Brinell (BHN)
Pada grafik di atas dapat diperhatikan bahwa nilai kekerasan meningkat sampai pada penambahan grafit sebesar 1,0% sedangkan penambahan grafit lebih dari 1,0% mengakibatkan terjadinya penurunan nilai kekerasan Brinell. Penurunan paling signifikan dapat kita perhatikan pada penambahan grafit sebesar 2,5 % (di
mana angka BHN pada titik ini hanya mencapai 30,556 BHN . Hal ini disebabkan sifat grafit yang lunak dan rapuh membuat ikatan antar atom semakin melemah yang mengakibatkan menurunnya nilai kekerasan. Penambahan grafit yang optimal ialah pada penambahan 1,0% di mana pada penambahan sebesar 1,0%
fraksi berat grafit diperoleh nilai kekerasan tertinggi yaitu sebesar 44,037 BHN.
4.3. Hasil Pengujian Keausan
Pengujian keausan spesimen dilakukan dengan menggunakan mesin uji keausan ( wear tester machine ) tipe pin on disc. Prosedur pengujian dengan mengikuti kaidah/tutorial standar ASTM G99-04 tipe pin on disc menggunakan beban konstan 5 N untuk kelima spesimen dan putaran disc 120 RPM. Hasil pengujian laju keausan tentu bervariasi mengikuti naik turunnya variasi penambahan fraksi berat grafit. Pada pengujian spesimen dengan fraksi berat grafit 0% atau spesimen tanpa grafit diperoleh laju keausan 0,00529 /s dan pada pengujian spesimen dengan fraksi berat grafit 0,50 % didapat laju keausan sebesar 0,00460 /s, ketika fraksi berat grafit ditambah terus maka laju keausan menurun sampai batas penambahan fraksi berat grafit sebesar 1%. Pada pengujian spesimen selanjutnya dengan fraksi berat grafit 1,0%, 1,5 % dan 2,5%
didapat laju keausan berturut-turut 0,00395 /s, 0,00545 /s dan 0,00590 /s. Bantalan yang diinginkan tentunya ialah bantalan yang terbuat dari material yang memiliki laju keausan yang rendah atau kecil. Sebab jika laju keausan material tersebut besar bantalan tersebut akan cepat aus sehingga dapat mengakibatkan kerusakan pada elemen-elemen mesin lain yang bersinggungan dengan bantalan tersebut pada konstruksinya. Dari keseluruhan data hasil pengujian keausan didapat bahwa nilai laju keausan yang terkecil ialah pada pengujian spesimen dengan penambahan grafit sebesar 1 % yaitu hanya 0,00395 /s. Untuk lebih mudah melihat keseluruhan hasil pengujian laju keausan spesimen, data dimuat dalam Table 4.3. sebagai berikut:
Table 4.3. Hasil pengujian laju keausan
No. Fraksi Berat Grafit ( % ) Laju Keausan ( /s)
1 0,0 0,00529
2 0,5 0,00460
3 1,0 0,00395
4 1,5 0,00545
5 2,5 0,00590
4.4. Hubungan Variasi Komposisi Grafit Terhadap Laju Keausan
Dari hasil pengujian keausan (Tabel 4.1) dapat kita perhatikan bahwa besarnya laju keausan terus mengalami peningkatan dan hal ini berbanding lurus dengan peningkatan/penambahan fraksi berat grafit pada spesimen. Namun pada data penambahan fraksi berat grafit 0,20 dan 0,25% tidak terlihat perubahan yang begitu signifikan bila dibandingkan dengan data di atasnya. Hal ini disebabkan sifat grafit yang lunak dan terasa licin mengakibatkan berkurangnya gesekan antara disc dan spesimen sehingga laju keausan tidak terlihat begitu signifikan.
Perbedaan ini akan lebih mudah diperhatikan jika disajikan dalam grafik hubungan variasi grafit terhadap laju keausan sebagai berikut:
Gambar 4.2. Grafik hubungan variasi penambahan fraksi berat grafit terhadap laju keausan
Terlihat pada grafik di atas bahwa laju keausan menurun berbanding terbalik dengan adanya penambahan fraksi berat grafit sampai pada batas penambahan grafit sebesar 1 %. Namun penambahan fraksi berat grafit di atas 1%
mengakibatkan laju keausan terus meningkat. Peningkatan laju keausan terbesar
terlihat pada titik penambahan fraksi berat grafit 2,5 %. Laju keausan pada titik tersebut mencapai 0,00590 /s. Apabila dibandingkan dengan nilai keausan pada spesimen yang murni tanpa penambahan grafit angka ini meningkat sebesar 61x atau meningkat sebesar 0,11 %. Laju keausan terendah diperoleh dari pengujian spesimen dengan penambahan grafit sebesar 1 %. Apabila dibandingkan dengan kondisi awal (spesimen tanpa penambahan grafit), laju keausan menurun dari 0,00529 /s menjadi 0,00395 /s atau senilai 0,25%.
Penurunan laju keausan pada titik ini merupakan penurunan yang terbesar dari semua pengujian yang dilakukan. Itu sebabnya pengujian terhadap spesimen dengan penambahan fraksi berat grafit sebesar 1% dijadikan sebagai titik optimal pengujian. Penambahan fraksi berat grafit di atas 1 % mengakibatnya laju keausan semakin besar. Dalam aplikasinya semakin kecil laju keausan semakin baik pula material tersebut digunakan untuk bantalan.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
1. Didapat bantalan luncur connecting rod yang terbuat dari perunggu (bronze journal bearings)dengan komposisi tembaga, timah dan seng yang dipertahankan tetap (Cu 88%, Sn 9% dan Zn 3%) namun penambahan fraksi berat grafit bervariasi yaitu 0%, 0,5%, 1%, 1,5%
dan 2,5%.
2. Nilai kekerasan bantalan perunggu yang diperoleh untuk penambahan fraksi berat grafit sebesar 1,0% adalah, 44,037 BHN
2. Nilai kekerasan bantalan perunggu yang diperoleh untuk penambahan fraksi berat grafit sebesar 1,0% adalah, 44,037 BHN