EFEK PENAMBAHAN Mg DAN PERLAKUAN PARTIKEL PENGUAT PADA KOMPOSIT Al6061 PASIR PANTAI TERHADAP KOEFISIEN GESEK DAN LAJU KEAUSAN MAN JUDU SKRIPSI

(1)

EFEK PENAMBAHAN Mg DAN PERLAKUAN PARTIKEL PENGUAT PADA KOMPOSIT Al6061 – PASIR PANTAI TERHADAP KOEFISIEN

GESEK DAN LAJU KEAUSAN MAN JUDU

SKRIPSI

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar

Sarjana Teknik

Oleh:

Muhammad Ilham Arbi Atmaja NIM. I0417061

PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

2021

(2)

ix DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

SURAT TUGAS PEMBIMBING DAN PENGUJI TUGAS AKHIR ... ii

PERNYATAAN INTEGRITAS ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

ABSTRAK ... v

ABSTRACT ... vi

KATA PENGANTAR ... vii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR TABEL ... xiii

DAFTAR NOTASI ... xiv

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Penelitian ... 3

1.4 Batasan Penelitian ... 3

1.5 Manfaat Penelitian ... 3

1.6 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II LANDASAN TEORI ... 5

2.1 Tinjauan Pustaka ... 5

2.2 Dasar Teori ... 6

2.2.1 Komposit ... 6

2.2.2 Metal Matrix Composites (MMC) ... 6

2.2.3 Aluminium Matrix Composites (AMC) ... 7

2.3 Perlakuan Pada Partikel ... 7

2.4 Bahan Penyusun Aluminium Matrix Composites (AMC) ... 7

2.5 Fabrikasi Aluminium Matrix Composites (MMC) ... 9

2.5.1 Powder Metallurgy... 9

2.5.2 Stir Casting ... 10

2.6 Pengujian Spesimen ... 10

(3)

x

2.6.1 Pengujian densitas dan porositas ... 10

2.6.2 Pengamatan struktur mikro ... 11

2.6.3 Pengujian koefisien gesek dan keausan spesifik ... 12

BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 14

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ... 14

3.2 Alat dan Bahan ... 14

3.2.1 Alat ... 14

3.2.2 Bahan... 20

3.3 Proses Fabrikasi Komposit ... 21

3.3.1 Proses electroless coating pada penguat pasir pantai ... 21

3.3.2 Proses stir casting pada komposit Al6061-pasir pantai ... 22

3.4 Proses Karakteristik Komposit ... 23

3.4.1 Pengujian koefisien gesek ... 23

3.4.2 Pengujian keausan spesifik ... 24

3.4.3 Pengamatan struktur mikro ... 24

3.4.4 Pengujian densitas dan porositas ... 24

3.5 Diagram Alir Penelitian ... 25

BAB IV PEMBAHASAN ... 26

4.1 Pengujian Densitas dan Porositas ... 26

4.2 Pengamatan Struktur Mikro dan Makro ... 28

4.3 Pengujian Koefisien Gesek... 31

4.4 Pengujian Keausan Spesifik ... 32

BAB V KESIMPULAN ... 34

5.1 Kesimpulan ... 34

5.2 Saran ... 34 DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

(4)

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Diagram fasa Aluminium 6061 ... 8

Gambar 2. 2 Skema pengujian koefisien gesek dan keausan spesifik ... 12

Gambar 3. 1 Motor Pengaduk dan tungku ... 14

Gambar 3. 2 Kowi ... 15

Gambar 3. 3 Pengaduk ... 15

Gambar 3. 4 Timbangan ... 16

Gambar 3. 5 Gelas ukur ... 16

Gambar 3. 6 Magnetic Stirrer ... 17

Gambar 3. 7 Cetakan permanen ... 17

Gambar 3. 8 Furnace ... 18

Gambar 3. 9 Mikroskop Pengamatan Metalografi ... 18

Gambar 3. 10 Timbangan digital Vibra tipe AJ-620E ... 19

Gambar 3. 11 Mesin Tribometer tipe pin on disc ... 19

Gambar 3. 12 Aluminium 6061 ... 20

Gambar 3. 13 (a) Mg powder, (b) HNO3 (68%), (c) Al fine powder ... 20

Gambar 3. 14 (a) Pasir pantai ukuran 150 mesh, (b) Pasir hasil electroless coating ... 21

Gambar 3. 15 Diagram alir penelitian ... 25

Gambar 4. 1 Grafik nilai densitas komposit Al6061–Pasir Pantai dengan penambahan Mg ... 26

Gambar 4. 2 Grafik nilai porositas komposit Al6061–Pasir Pantai dengan penambahan Mg ... 27

Gambar 4. 3 Pengamatan struktur mikro spesimen NE dengan variasi penambahan Mg; (a) Tanpa penambahan Mg (b) Penambahan Mg 1% (c) Penambahan Mg 1.5% (d) Penambahan Mg 2% ... 29

Gambar 4. 4 Pengamatan struktur mikro spesimen EC dengan variasi penambahan Mg; (a) Tanpa penambahan Mg (b) Penambahan Mg 1% (c) Penambahan Mg 1.5% (d) Penambahan Mg 2% ... 29

Gambar 4. 5 Pengamatan struktur makro spesimen EC dengan variasi penambahan Mg; (a) Tanpa penambahan Mg (b) Penambahan Mg 1% (c) Penambahan Mg 1.5% (d) Penambahan Mg 2% ... 30

(5)

xii

Gambar 4. 6 Pengamatan struktur makro spesimen EC dengan variasi

penambahan Mg; (a) Tanpa penambahan Mg (b) Penambahan Mg 1%

(c) Penambahan Mg 1.5% (d) Penambahan Mg 2% ... 30 Gambar 4. 7 Grafik Nilai Pengujian Gesek komposit Al6061–Pasir Pantai dengan penambahan Mg ... 31 Gambar 4. 8 Grafik Nilai Pengujian Keausan Spesifik komposit Al6061–Pasir Pantai dengan penambahan Mg ... 32

(6)

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Daftar seri paduan aluminium-aluminium tuang [20] ... 8 Tabel 3.1 Komposisi kimia Aluminium 6061 ... 20 Tabel 3. 2 Kode spesimen komposit Al6061-Pasir Pantai ... 23

(7)

xiv

DAFTAR NOTASI Nomenklatur

𝜌c = densitas teoritis (g/cm³)

𝜌m = densitas matriks (g/cm³)

𝜌f = densitas fiber (g/cm³)

𝜌p = densitas partikel (g/cm³)

Vm = fraksi volume matriks (%)

Vf = fraksi volume fiber (%)

Vp = fraksi volume partikel (%)

P = persentase porositas (%)

𝜌𝑠 = densitas sampel atau densitas aktual (g/cm³)

𝜌𝑡ℎ = densitas teoritis (g/cm³)

µ = Koefisien gesek

Fgesek = Gaya gesek rata-rata (N)

N = Gaya pembebanan spesimen (N)

R = Jari-jari lintasan spesimen (mm)

F = Gaya normal spesimen (N)

d = Diameter spesimen (mm)

D = Diameter piringan (mm)

W = Kecepatan putar piringan (rpm)

K = Keausan spesifik (mm³/Nm)

∆𝑉 = Perubahan volume pin/ volume awal – volume akhir (mm³)

F = Pembebanan spesimen (N)

L = Panjang lintasan (m)