BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Pengecoran Logam
Pengecoran logam merupakan salah satu ilmu pengetahuan tertua yang dipelajari oleh manusia. Walaupun telah berumur sangat tua, ilmu pengecoran logam terus berkembang dengan pesat hingga saat ini. Pengecoran (Casting) adalah proses penuangan logam yang telah dicairkan dalam sebuah tungku pada suhu tertentu sesuai dengan karakteristik logam tersebut kedalam suatu cetakan, kemudian dibiarkan mengeras sesuai dengan rongga cetakan. Pengecoran dilakukan dengan cara memanaskan logam hingga titik leburnya lalu leburan logam tersebut dituang kedalam sebuah cetakan dengan bentuk yang dikendaki. Berbagai macam metode pengecoran logam telah ditemukan hingga saat ini dan terus disempurnakan, diantaranya adalah investment casting, die casting, permanent mould casting, dan sand casting serta masih banyak lagi metode-metode lainnya. Dalam memahami ilmu pengecoran logam tidaklah cukup hanya dengan mengerti teori pengecoran logam semata, karena ilmu pengecoran logam ini menuntut pula pemahaman dan penerapannya baik melalui eksperimen maupun praktikum.
Untuk menjadi seorang ahli teknik pengecoran logam pengetahuan dan keterampilan yang harus dipelajari adalah sifat dan struktur material (metalurgi), teknik pembuatan inti dan cetakan (core dan mould), teknik pengecoran, dan sebagainya. Seorang ahli teknik pengecoran logam harus biasa bekerja dengan mesin dan peralatan pengecoran tradisional ataupun modern serta mampu menghasilkan produk cor. Pengecoran adalah suatu cara membuat komponen dengan cara menuangkan bahan yang dicairkan kedalam cetakan, bahan disini dapat berupa metal dan non metal. Untuk mencairkan bahan diperlukan furnace (dapur kupola). Furnance adalah sebuah dapur atau tempat yang dilengkapi dengan heater (pemanas). Bahan padat dicairkan sampai suhu titik cair, bahan yang sudah cair dituangkan kedalam cetakan. Industri yang membuat komponen alumunium dengan cara casting sering mengalami efisiensi produksi karena tingginya tingkat reject akibat dari cacat yang terbentuk. Timbulnya cacat pada produk biasanya disebabkan oleh banyak faktor, salah satu diantaranya akibat dari rendahnya suhu tuang atau
mampu alir dari material yang diproduksi. Pengaruh suhu dan kandungan inklusi material merupakan salah satu hal yang mempengaruhi nilai suatu material. Sifat mampu alir aluminium cair akan meningkat dengan kenaikan suhu tuang, namun sayang nya hal ini justru akan berakibat pada masuknya gas hidrogen dalam jumlah yang besar pada aluminium cair yang pada akhirnya dapat membentuk cacat porositas pada produk.
Proses pembuatan secara umum proses pengecoran dilakukan melalui beberapa tahap mulai dari pembuatan cetakan, persiapan dan peleburan logam, penuangan logam cair kedalam cetakan, pembersihan coran dan proses daur ulang tanah cetakan. Hasil dari pengecoran disebut dengan coran atau benda cor. Proses pengecoran logam merupakan proses berkesinambungan dan saling terkait dari berbagai proses yang ada seperti yang terlihat pada diagram berikut ini :
Gambar 2.1 Diagram Proses Pengecoran Logam Peleburan Bahan peleburan Logam cair Penuangan Cetakan Pendinginan Permesinan Bahan Pemeriksaan Produk Baik Produk Gagal
Diagram tersebut dimulai dari pembuatan pola dibengkel pola. Untuk menghasilkan tuangan yang berkualitas maka diperlukan pola yang berkualitas tinggi, baik dari segi konstruksi, dimensi, material pola, dan kelengkapan lainnya. Pola digunakan untuk memproduksi cetakan. Pada umumnya dalam proses pembuatan cetakan, tanah cetakan diletakan disekitar pola yang dibatasi rangka cetakan kemudian tanah dipadatkan dangan cara ditumbuk sampai kepadatan tertentu. Pada lain kasus terdapat juga cetakan yang mengeras/menjadi padat sendiri karena reaksi kimia dari perekat tanah tersebut. Pada umumnya cetakan dapat dibagi dua bagian yaitu bagian atas dan bagian bawah sehingga setelah pembuatan cetakan selesai pola akan dicabut dengan mudah dari cetakan.
Secara umum ada 4 faktor yang berpengaruh atau merupakan ciri-ciri dari proses pengecoran, yaitu :
1. Adanya aliran logam cair kedalam rongga cetakan
2. Terjadi perpindahan panas selama pembekuan dan pendinginan dari logam dalam cetakan
3. Pengaruh material cetakan
4. Pembekuan logam dari kondisi cair
Pencairan aluminium bekas sepatu kampas rem teromol (recycle materials shoe break teromol) pada produksi footstep sepeda motor menggunakan dengan sekali tahap pencairan. Pencairan ini dilakukan pada dapur dengan kapasitas yang disesuaikan. Mula-mula aluminium bekas sepatu kampas rem teromol dilebur dan dicairkan, pada saat aluminium bekas sepatu kampas rem teromol mencapai titik cair, kemudian cairan tersebut dituangkan pada cetakan footstep sepeda motor. Setelah itu cetakan footstep sepeda motor didinginkan dengan udara kamar, selanjutnya dilakukan proses permesinan untuk mengurangi cacat saat proses pengecoran. Footstep sepeda motor yang telah mengalami proses permesinan dipilih, footstep sepeda motor yang dianggap baik dapat dipasarkan, sedangkan yang memiliki kualitas buruk akan dicairkan kembali.
2.1.1 Pengecoran Dengan Metode Sand Casting
Untuk semua jenis logam sand casting adalah metode yang paling banyak digunakan dalam proses pengecoran baik dari coran yang berukuan kecil sampai yang menengah. Metode ini yang paling banyak digunakan melebihi metode mana pun baik pada industri besi dan non besi. Dari segi biaya, dalam banyak hal metode ini sudah menggantikan metode lain untuk mendapatkan toleransi ukuran yang lebih mendekati. Sand casting juga cukup fleksibel dalam material cetakan yang sedang dipakai dengan bermacam jenis pengoprasian. Teknik ini mensyaratkan lebih sedikit pembatasan-pembatasan dibandingkan dengan metode lain dan coran menjadi lebih ekonomis. Metode ini menggunakan suatu cetakan yang dibuat dari campuran tanah sari yang lembab dan dipres.
Gambar 2.2 Pengecoran dengan Sand Casting (Sumber : http://www.custompartnet.com/wu/SandCasting)
Keuntungan yang lain dari metode sand casting adalah prosesnya dapat diselesaikan dalam waktu yang cukup pendek dari persiapan tanah, pembuatan cetakan, pencairan, penuangan dan pembongkaran adalah rangkaian prosesnya. Juga tanah sari adalah bahan tahan api yang paling murah yang dapat digunakan untuk membuat cetakan yang baik. Metode ini adalah yang paling baik untuk ukuran coran yang kecil sampai yang menengah yang diproduksi berulang-ulang. Dapat dipakai untuk pengecoran logam yang memiliki suhu lebur tinggi. Produk pengecoran memiliki rentang rentang ukuran dari kecil hingga besar dan rentang jumlah dari satu
hingga jutaan. Tetapi kehalusan permukaan, ketelitian ukuran dan kualitas mungkin lebih rendah dari coran yang diproduksi dengan metode lain.
2.1.2 Logam Cair
2.1.2.1 Proses Pencairan Logam
Proses pencairan logam merupakan aspek terpenting dalam setiap produksi pengecoran, karena dapat berpengaruh langsung pada produk cor. Pada proses pencairan, mula-mula yang terdiri dari logam, unsur-unsur paduan dan material lainnya seperti fluks dan unsur pembentuk terak dimasukan kedalam tungku. Fluks adalah senyawa inorganic yang dapat “membersihkan” logam cair dengan menghilangkan gas-gas yang ikut terlarut dan juga unsur-unsur pengotor (impurities). Fluks memiliki beberapa kegunaan yang tergantung pada logam yang dicairkan, seperti menghalangi oksidasi dipermukaan logam cair.
Peleburan aluminium bekas sepatu kampas rem teromol (recycle materials shoes break teromol) dengan sekali tahap pencairan. Pencairan ini dilakukan pada dapur dengan kapasitas yang disesuaikan hingga mencapai titik cair paduan aluminium tersebut dan suhu yang diinginkan dalam proses pengecoran.
Gambar 2.3 Proses pencairan paduan aluminium
2.1.2.2 Suhu Penuangan Logam Cair
Penuangan logam sangat tergantung pada suhu, dan logam cair akan mencair seluruhnya pada suhu tinggi. Aliran cairan logam pada proses penuangan sangat dipengaruhi oleh kekentalannya dan kekasaran permukaan cetakan. Sedangkan
kekentalan tergantung pada suhu yang dituangkan ke dalam cetakan, dimana pada saat suhu tinggi kekentalan menjadi rendah, dan pada suhu rendah kekentalan menjadi tinggi, kekentalan tergantung pada jenis logam itu sendiri.
Dalam tabel ditunjukan harga dari kekentalan logam yang cair sempurna dibandingkan dengan kekentalan air. Terlihat dalam daftar terdapat beberapa logam mempunyai kekentalan sama atau sedikit rendah dari kekentalan air, seperti Aluminium atau Timah, dan yang lainnya mempunyai kekentalan lebih tinggi seperti Tembaga dan Besi (Tata Surdia, 2000).
Tabel 2.1 Koefisien kekentalan dan tegangan dari logam
Bahan Titik cair (ºC) Berat jenis (g/cm³) Koefisien kekentalan (g/cm.detik) Koefisien kekentalan kinematik (cmº/detik) Tegangan permukaan (dyne/cm) Tegangan permukaan berat jenis (cm³/detik) Air 0 0,9982 (20ºC) 0,010046(20ºC) 0,010064 72 (20ºC) 72 Seng 420 6,21 (420) 0,03160 (420) 0,00508 750 (500) 120 Aluminium 660 2,35 (760) 0,0055 (760) 0,00234 520 (750) 220 Tembaga 1.083 7,84 (1200) 0,0310 (1200) 0,00395 581 (1200) 74 Besi 1.573 7,13 (1600) 0,0000 (1600) 0,00560 970 (1600) 136 Besi cor 1.170 6,9 (1300) 0,016 (1300) 0,0023 1150 (1300) 167
Jika logam cair mengalir melalui rongga sebuah cetakan, maka logam tersebut tidak mengikuti keadaan cair sempurna. Jika suhu logam jauh diatas titik cair, maka lapisan beku tidak akan cepat tumbuh pada permukaan dinding cetakan. Apabila suhu logam dekat dengan titik cairnya atau cetakan mudah mengambil panas dari cairan logam, maka lapisan beku akan cepat tumbuh pada permukaan dinding dan jalan aliran semakin sempit.
Ada tiga faktor yang mempengaruhi suhu penuangan logam cair yaitu mampu alir logam cair, jenis cetakan yang digunakan dan komposisi unsur paduan. Suhu penuangan secara tioritis harus sama atau diatas garis liquidus. Jika suhu penuangan lebih rendah kemungkinan besar terjadi solidifikasi didalam gating system dan rongga cetakan tidak terisi penuh. Cacat ini juga disebut dengan nama misrum. Cacat
lain yang bias terjadi jika suhu penuangan terlalu rendah adalah laps dan seams, yaitu benda cor yang dihasilkan seakan-akan membentuk alur-alur aliran kontinyu logam yang masuk kedalam rongga cetakan, dimana alur satu dengan alur yang lainnya berdampingan daya ikatnya tidak begitu baik. Jika suhu penuangan terlalu tinggi pasir yang terdapat pada dinding gating system dan rongga cetakan mudah lepas sewaktu bersentuhan dengan logam cair dan permukaan menjadi kasar. Terjadi reaksi yang cepat antara logam tuang dengan zat padat, cair, dan gas didalam rongga cetakan.
Gambar 2.4 Pengukuran suhu tuang
2.1.3 Jenis Cetakan Sand Casting
Metode pengecoran ini menggunakan suatu cetakan yang dibuat dari tanah sari , dalam hal ini sand casting dapat dibagi menjadi 2 metode yaitu:
1. Metode Green Sand
Merupakan suatu cetakan yang dibuat dari pasir lembab yang dipres. Pengertian green mengindikasikan kelembaban dalam cetakan pasir dan tidak dipanaskan atau dikeringkan. Green sand adalah metode yang paling banyak digunakan dalam proses pengecoran sand casting baik dari coran yang berukuran kecil sampai yang menengah yang diproduksi secara berulang-ulang, tetapi kehalusan permukaan, ketelitian ukuran dan kualitas mungkin lebih rendah dari coran yang diproduksi dengan metode lainnya.
Tidak mensyaratkan perlakuan sebelum penuangan logam cair
Prosesnya dapat diselesaikan dalam waktu yang cukup pendek, dari persiapan tanah, pembuatan cetakan, pencairan, penuangan dan pembongkaran adalah rangkaian prosesnya.
2. Metode Dry Sand
Karena coran terdiri dari banyak bagian yang kecil-kecil sehingga sangat sulit dilakukan dengan metode green sand, dry sand method sering digunakan sebagai bahan cetakan. Metode terdiri dari green sand casting yang dimodifikasi dengan memanaskan cetakan pada suhu tertentu. Cetakan umumnya dikeringkan dalam oven atau pemanas lainnya. Coran ukuran besar atau menengah dengan konfigurasi yang rumit (seperti rangka, engine cylinder, roda gigi yang besar, dan housing) sering dibuat dengan teknik pasir kering. Cetakan ini lebih mahal dari green sand casting tetapi memiliki keuntungan dengan meningkatnya kekuatan, ukuran lebih baik dan lebih halus hasil corannya.
Gambar 2.5 Urutan proses dalam pengecoran Sand Casting
2.1.4 Pasir Cetak
Pasir cetak memerlukan sifat sifat yang memenuhi persyaratan sebagai berikut :
1. Mempunyai sifat mampu bentuk sehingga mudah dalam pembuatan cetakan yang cocok. Cetakan yang dihasilkan yang dihasilkan harus kuat sehingga tidak rusak karena dipindah – pindah, dan dapat menahan logam cair pada saat penuangan.
2. Permeabilitas yang sesuai, gas atau udara yang terjadi pada cetakan waktu penuangan dapat disalurkan melalui rongga-rongga diantara butir pasir dengan kecepatan yang sesuai.
3. Distribusi besar butir yang sesuai permukaan coran yang diperhalus dengan membuatnya pada cetakan yang berbutir halus, tetapi jika butir cetakan terlalu halus dapat mencegah gas untuk keluar sehingga dapat menyebabkan cacat.
4. Tahan terhadap suhu logam yang dituang.pasi dan pengikat harus mempunyai ketahanan terhadap suhu yang tinggi.
5. Komposisi yang sesuai, pada saat butir pasir bersentuhan dengan logam cair terjadi peristiwa fisika ataupun kimia . Bahan-bahan yang tercampur mungkin menghasilkan gas atau terlarut dalam logam cair adalah tidak dikehendaki.
6. Mampu dipakai lagi. Pasir harus dapat dipakai berulang-ulang sehingga bersifat ekonomis.
7. Pasir harus murah
(Surdia dan Chijiwa, 2000).
Pasir cetak yang paling lazim adalah pasir gunung, pasir pantai, pasir sungai, dan pasir silika yang disediakan di alam . Beberapa dari pasir itu diapakai langsung dan yang lainnya dipakai setelah mengalami proses pemecahan menjadi butiran-butiran dengan ukuran yang sesuai. Kalau pasir mempunyai kadar lempung yang sesuai dan bersifat adesi dapat dipakai langsung sedangkan yang tidak memiliki sifat adesi ditambahkan lempung ke dalamnya. Pengikat pada umumnya adalah lempung tetapi terkadang dibutuhkan pengikat yang lain disamping lempung .
Pasir gunung biasanya ditambang dari lapisan tua. Pada pasir gunung sudah mengandung lempung dan biasanya digunakan setelah ditambahkan air pasir dengan kandungan lempung 10%-20% dapat langsung dipakai. Pasir dengan prosentase kurang dari itu mempunyai sifat adesi yang kurang sehingga perlu ditambahkan lempung .
Gambar 2.6 Pasir cetak yang digunakan adalah tanah sari
Pasir silika didapat dari gunung dalam keadaan alamiah atau dengan jalan memecah kwarsit. Semuanya mempunyai bagian utama SiO2, dan terkandung
kotoran mika atau felspar . pasir pantai atau pasir kali mempunyai kotoran seperti ikatan organik . kotoran yang diinginkan sekecil mungkin.
Pasir pantai , pasir silika dan pasir kali tidak melekat dengan sendirinya oleh karena itu dibutuhkan pengikat untuk mengikat butir-butirnya dan baru dipakai setelah pencampuran (Surdia dan Chijiwa, 2000).
2.1.5 Pola
Pola yang menggunakan cetakan pasir atau dengan cetakan tanah sari mungkin dibuat dari bermacam bahan seperti kayu, plastic, logam dan fiber. Pola biasanya dasar yang menghubungkan bagian desain dan coran yang sudah jadi. Pemilihan bahan untuk membuat pola tergantung pada beberapa faktor. Sebagai contoh pola dari kayu yang lunak mungkin hanya baik untuk sejumlah cetakan
sebelum diperlukan perbaikan atau pergantian. Kayu yang keras memungkinkan pemakainan yang lebih lama dari yang lunak dan pola besi tuang, plastik, fiber tentu lebih lama dari pola kayu keras. Pola yang tidak berkerangka (unmounted) atau pola yang sekali pakai (loose) sebaiknya hanya dipakai untuk produksi terbatas. Pola yang diletakan diatas papan dapat meningkatkan umur pakainnya, pola ditekan dan terkikis dengan besar yang berbeda-beda tergantung dari metode yang digunakan.
(a) (b)
Gambar 2.7 (a)&(b) Pola footstep sepeda motor yang terbuat dari fiber
2.1.6 Mekanisme Pengecoran Footstep Sepeda Motor
Secara garis besarnya, proses produksi footstep sepeda motor terdiri dari beberapa proses diantaranya adalah :
a. Persiapan bahan baku aluminium, yakni daur ulang sepatu kampas rem teromol (recycle materials shoes break teromol)
b. Pencairan aluminium
c. Pengukuran suhu penuangan
d. Pengecoran atau penuangan cairan logam kedalam cetakan e. Pembongkaran hasil coran
f. Pengecekan kualitas coran
g. Proses permesinan dan pengamplasan h. Pembersihan
2.2 Aluminium
Aluminium merupakan logam yang ringan mempunyai ketahanan korosi, ketahanan arus yang baik, daya hantar yang baik, dan koefisien pemuaian yang rendah. Aluminium diklasifikasikan dalam berbagai standar, tapi standar yang umum dipakai adalah standar Aluminium Association di Amerika (AA) yang distandarkan atas standar Alcoa (Aluminium Company of Amerika). Keunggulan material aluminium adalah berat jenisnya yang ringan dan kekuatannya dapat ditingkatkan sesuai dengan kebutuhan. Kekuatan aluminium biasanya ditingkatkan dengan cara paduan dan memberikan perlakuan panas yang diberikan pada aluminium selama pengerjaannya sangat mempengaruhi sifat paduan aluminium yang dihasilkan. Awalnya paduan aluminium dikembangkan dengan tujuan mendapatkan material yang kuat, ringan, usia pakai yang lama, biaya produksi yang rendah, toleransi kegagalan yang tinggi, dan tahan korosi yang baik.
Tabel 2.2 klasifikasi paduan Aluminium tempaan
Standar AA Standar Alcoa Keterangan
1001 IS Al murni 99,5 0/0 atau diatasnya
1100 2S Al murni 99,00/0 atau diatasnya
2010-2029 10S-29S Cu merupakan paduan utama
3003-3009 3S-9S Mg merupakan paduan utama
5050-5086 30S-39S Si merupakan paduan utama
6061-6069 60S-69S Mg sebagai paduan utama
7070-7079 70S-79S Zn sebagai paduan utama
(Sumber : Pengetahuan Bahan Teknik oleh Tata Surdia Ms, Sinroku Soito, 1995.)
Tabel 2.3 . Klasifikasi perlakuan bahan
Tanda Perlakuan
-F Setelah pembuatan. -O Dianil penuh. -H Pengerasan regangan. -H 1n Pengerasan regangan.
-H 2n Sebagaian dianil setelan pengerasan regangan n=2 (1/4 keras), 4 (1/2 keras), 6 (3/4 keras), 8 (keras), 9 (sangat keras).
-T2 Penganilan penuh (hanya untuk coran).
-T3 Pengerasan regangan setelah perlakuan pelarutan. -T4 Penuaan alamia penuh setelah perlakuan pelarutan. -T5 Penuaan tiruan (tanpa perlakuan pelarutan). - T6 Penuaan tiruan setelah perlakuan pelarutan.
-T7 Penyetabilan setelah perlakuan pelarutan
-T8 Perlakuan pelarutan, pengerasan regangan, penuaan tiruan. -T9 Perlakuan pelarutan,penuaan tiruan, pengerasan regangan. -T10 Pengerasan regangan setelah penuaan tiruan.
(Sumber : Pengetahuan Bahan Teknik oleh Tata Surdia Ms, Sinroku Soito, 1995.)
2.2.1 Sifat-sifat Aluminium
Sifat aluminium yang menonjol adalah berat jenisnya yang rendah, daya hantar listrik/panas yang cukup baik, paling ringan diantara logam-logam yang sering digunakan, tahan terhadap korosi, lunak, ulet, dan kekuatan tariknya rendah.
Aluminium mencapai titik lebur 660ºC dan titik rekristalisasi 150ºC. Rekristalisasi adalah bila logam dipanaskan sampai suhu yang cukup tinggi setelah deformasi plastis, dari susunannya yang rusak, kristal akan menyusun sendiri menjadi susunan baru tanpa tegangan dalam dan kekuatan tariknya bila dituang 90-120 N/mm², dianneling 70 N/mm²,dan diroll 130-200 N/mm².
Tabel 2.4 Sifat-sifat Fisik Aluminium
Sifat-sifat Kemurnian Al (%)
99,996 >99,0
Masa jenis (200) Titik cair
Panas jenis (cal/g0C) (1000C) Hantaran listrik (%)
Tahanan listrik koefisien suhu (/0C) Koefisien pemuaian (20-1000C) Jenis kristal, konstanta kisi
2,6989 660,2 ,2226 64,94 0,00429 23,86 x 10-6 Fcc, a = 4,013 kX 2,71 653-657 0,2297 59 (dianil) 0,00115 23,5 x 10-6 Fcc, a = 4,004 kX
Tabel 2.5 sifat-sifat mekanis aluminium Sifat-sifat Kemurnian Al (%) 99,996 > 99,0 Dianil 75% dirol dingin Dianil H18 Kekuatan tarik (kg/mm2) Kekuatan mulur (0,2%) (kg/mm2) Perpanjangan (%) Kekerasan Brinell 4,9 1,3 48,8 17 11,6 11,0 5,5 27 9,3 3,5 35 23 16,9 14,8 5 44
Sumber: Pengetahuan Teknik oleh Tata Surdia Ms, Sinroku Soito,1995)
2.2.2 Karakteristik Aluminium
Aluminium memiliki beberapa kombinasi sifat-sifat yang menjadikannya bahan teknik yang luas penggunaannya. Sifat-sifat penting yang dimiliki aluminium yang menyebabkan dipilihnya aluminium sebagai bahan teknik adalah ringan, tahan korosi, penghantar panas yang baik. Beberapa karakteristik dari aluminium dapat dijelaskan sebagai berikut :
1. Berat jenis
Berat jenis aluminium 2,7 gr/cm³ karena itu banyak digunakan pada konstruksi yang ringan, seperti alat-alat otomotif, konstruksi bangunan, peralatan-peralatan rumah dan hiasan lampu. Bila sudah dipadukan dengan logam lain maka besar kecilnya berat jenis aluminium tergantung pada jumlah persentase paduannya. 2. Konduktifitas panas
Aluminium dapat digolongkan sebagai bahan yang memiliki konduktifitas panas yang baik dan masih baik dibandingkan dengan tembaga
3. Sifat tahan korosi
Sifat tahan korosi pada aluminium disebakan karena terbentuknya lapisan oksida aluminium pada permukaan aluminium. Lapisan oksida ini akan melekat pada permukaan dengan sangat kuat dan rapat sehingga dapat melindungi lapisan bagian dalamnya. Adanya lapisan oksida ini selain menyebabkan aluminium tahan terhadap korosi tapi aluminium sukar untuk dilas atau disolder.
4. Kemampuan fabrikasi
Sifat lain yang sangat menguntungkan pada aluminium adalah sangat mudah difabrikasi, dapat dituang dengan penuangan apa pun, dapat dibentuk dengan berbagai cara.
5. Kekuatan dan kekerasan
Kekuatan dan kekerasan aluminium memang tidak begitu tinggi, tetapi stength to weight ratio aluminium masih tinggi dari baja, kekuatan dan kekerasan aluminium dapat diperbaiki dengan pemaduan unsur lainnya dan perlakuan panas.Keburukan yang paling serius pada aluminium dari segi teknik adalah sifat elastisitasnya yang sangat rendah hampir tidak dapat diperbaiki walaupun dengan pemaduan. Keuntungan lain dari logam aluminium adalah memiliki nilai dekoratif, dan memiliki titik cair yang rendah sehingga banyak digunakan sebagai bahan coran.
2.3 Uji Kekerasan
Kekerasan didefinisikan sebagai kemampuan bahan untuk tahan terhadap penggoresan, pengikisan (abrasi), indentasi dan penetrasi.
Secara umum percobaan kekerasan dapat dibedakan menjadi tiga tipe yaitu : 1. Kekerasan terhadap goresan atau Scratch Hardness
Percobaan ini adalah tipe yang pertama dikenal oleh para mineralogist dengan tujuan untuk mengetahui ketahanan material terhadap goresan dari material lain.
2. Kekerasan dengan Indentasi atau Indentation Hardness
Percobaan ini yang sampai sekarang paling banayk dipergunakan untuk mengetahui karakteristik mekanik suatu material terutama kekerasannya. 3. Kekerasan dengan beban dinamik atau Dynamic Hardness
Percobaan ini biasanya dilakukan dengan menjatuhkan indentornya pada material yang diuji dan hasil pengukurannya dinyatakan sebagai energi impact.
Pelaksanaan test mekanik pada material menunjukkan bahwa cara percobaan kekerasan adalah mengamati ketahanan material terhadap indentasi material lain dan pelaksanaannya relatif lebih mudah daripada percobaan-percobaan lainnya. Ada
beberapa cara pengujian kekerasan yang standar yang digunakan untuk menguji kekerasan logam yaitu : Brinnel, Rockwell dan Vickers. Dalam pembahasan penulisan ini yang dipergunakan adalah pengujian kekerasan Vickers.
Prinsip dasar pengujian ini yaitu indentor ditusukkan ke permukaan logam yang diuji dengan gaya tekan tertentu selama waktu tertentu pula. Disini digunakan indentor intan yang berbentuk piramid beralaskan bujursangkar dan sudut puncak antara dua sisi yang berhadapan adalah 1360. Karena penusukan (Indentasi) itu maka pada permukaan logam tersebut akan terjadi tapakan tekan berbentuk bujursangkar, dan yang diukur adalah kedua diagonal lalu diambil rata-ratanya. Angka kekerasan Vickers dihitung dengan :
2 d 2 2 Sin P HVN atau 1,854 2 d P HVN Dimana :
P : Beban yang digunakan (Kg)
d : Diagonal tapak tekan rata-rata (mm) = 2
2 1 d
d
θ : Sudut puncak indentor
Vickers sangat mudah untuk membandingkan kekerasan bahan yang satu dengan yang lainnya karena hanya terdapat satu skala saja. Tetapi vickers sangat sensitif terhadap kehalusan permukaan, sehingga diperlukan persiapan yang lebih teliti untuk menghaluskan permukaan. Berikut adalah gambar indentor dan hasil tekanannya.
Gambar 2.8 Hasil penusukan pada Uji Kekerasan Vickers
2.4 Struktur Mikro (Metalografi)
Struktur mikro suatu logam dapat diamati dengan menggunakan mikroskop dengan pembesaran hingga ratusan kali agar bentuk-bentuk yang sedemikian kecil dari bagian ferit yang berwarna putih, bagian perlit yang berwarna hitam, sementit ataupun kombinasi diantaranya dan mungkin bahkan martensit dengan ciri tersendiri dapat diamati secara detail dan selanjutnya diidentifikasi.
Pada prinsipnya persiapan metalograpi yang dilakukan adalah sama untuk bermacam-macam analisa makro dan mikro struktur. Spesimen dihaluskan permukaannya dengan menggunakan kertas gosok (amplas). Dengan tingkat kehalusan semakin tinggi. Diharapkan pada akhir penggosokan permukaan benda uji sudah tidak memiliki goresan yang dalam. Persiapan permukaan ini diselesaikan dengan menggosok
spesimen uji pada suatu polishing wheels dengan cloth tertentu yang dibasahi dengan larutan yang mengandung Aluminium Oksida. Dengan selesainya proses ini spesimen sudah bebas dari goresan dan mempunyai permukaan yang halus berkilau untuk dilakukan proses pengetsaan. Ketekunan dan kesabaran yang tinggi dituntut dalam proses ini mengingat bahwa keberhasilan dari analisa metallograpi sangat menentukan oleh persiapan ini.
Pengetsaan adalah proses pelarutan secara kimiawi atau elektrolis dari suatu logam dalam larutan kimia. Pengetsaan ini bertujuan untuk memperoleh detail dari struktur, hal ini dimungkinkan karena adanya kecendrungan untuk melarut yang berbeda dari bagian struktur logam. Kelarutan yang berbeda tersebut akan menyebabkan permukaan logam mempunyai topologi yang tidak rata. Apabila permukaan ini dikenakan suatu sinar, maka sinar ini akan dipantulkan dengan intensitas yang berbeda-beda dan menghasilkan kontras bagian antara yang satu dengan yang lain. Dengan menggunakan penyinaran dan pembesaran yang dimiliki mikroskop maka gambaran secara detail dari struktur logam yang diamati dapat di peroleh. (Danielson,1992)
