LAPORAN AKHIR PENELITIAN HIBAH BERSAING Tahun Anggaran 2016

(1)

LAPORAN AKHIR

PENELITIAN HIBAH BERSAING Tahun Anggaran 2016

Penerapan Metode Turbulence Flow Casting dalam Perbaikan Komponen

Otomotif yang Terbuat dari Paduan Aluminium untuk Meningkatkan

Keandalan dan Daya Saing

Tim Peneliti:

Dr. Ir. Muki Satya Permana, MT. (Ketua) Ir. Herman Somantri, MT (Anggota)

UNIVERSITAS PASUNDAN OKTOBER 2016

Dibiayai oleh

Direktorat Riset dan Pengabdian Masyarakat Direktorat Jenderal Penguatan Riset dan Pengembangan

Kementerian Riset, Teknologi, dan Pendidikan Tinggi

Sesuai dengan Surat Perjanjian Penugasan Pelaksanaan Hibah Penelitian Nomor: 105/SP2H/PPM/DRPM/II/2016, tanggal 17 Februari 2016

(2)

Halaman Pengesahan 1. Judul Penelitian:

Penerapan Metode Turbulence Flow Casting dalam Perbaikan Komponen

Otomotif yang Terbuat dari Paduan Aluminium untuk Meningkatkan Keandalan dan Daya Saing

2. Ketua Peneliti

a) Nama Lengkap : Dr. Ir. Muki Satya Permana, MT b) Jenis Kelamin : Laki-laki

c) NIP : 151.100. 85

d) Jabatan Struktural : Ketua Program Studi Magister Teknik Mesin e) Jabatan Fungsional : Lektor Kepala

f) Fakultas/Jurusan : Teknik/Teknik Mesin

g) Pusat Penelitian : Lemlit – Universitas Pasundan

h) Alamat : Jurusan Teknik Mesin, Universitas Pasundan, Jl. Setiabudi 193, Bandung-40153.

i) Telepon/Faks : (022) 2019352/(022) 2019329

j) Alamat Rumah : Jl. Puskesmas 44 (Terusan Buah Batu) Bandung

k) Telepon/Faks/E-mail : 081320699949/(022) 2019329 mkpermana@yahoo.com 3. Jangka Waktu Penelitian : 2 tahun

4. Pembiayaan

a. Jumlah biaya yang diajukan ke Dikti : Rp. 100.580.000,- b. Jumlah biaya tahun ke 2 : Rp. 50.000.000,-

Biaya tahun ke 2 yang diajukan ke Dikti : Rp. 50.000.000,- Biaya tahun ke 2 dari Institusi Lain : Rp. -

Mengetahui,

Dekan FT – UNPAS Bandung Ketua Peneliti,

Dr. Ir. Yudi Garnida, M.S. Dr. Ir. Muki Satya Permana, MT NIP: 151. 102. 29 NIP: 151 100 85

Menyetujui,

Ketua Lembaga Penelitian

Dr. Hj. Erni Rusyani, SE., MM NIP : 196202031991032001

(3)

I. Identitas Penelitian

1. Judul Usulan:

Penerapan Metode Turbulence Flow Casting dalam Perbaikan Komponen

Otomotif yang Terbuat dari Paduan Aluminium untuk Meningkatkan Keandalan dan Daya Saing

2. Ketua Peneliti

a) Nama Lengkap : Dr. Ir. Muki Satya Permana, MT b) Bidang Keahlian : Physical Metallurgy & Alloy Design

c) Jabatan Struktural : Ketua Program Studi Magister Teknik Mesin d) Jabatan Fungsional : Lektor Kepala

e) Unit Kerja : Universitas Pasundan

f) Alamat Surat : Jurusan Teknik Mesin, Universitas Pasundan, Jl. Setiabudi 193, Bandung-40153.

g) Telepon/Faks : (022) 2019352/(022) 2019329

h) E-mail : mkpermana@yahoo.com

3. Tim Peneliti

No. N a m a Bidang Keahlian Instansi Alokasi Waktu

Jam/mg Bulan 1 Dr. Ir. Muki Satya Permana Physical Metallurgy Universitas Pasundan 20 33 2 Ir. Herman Somantri, MT Heat Transfer Universitas Pasundan 20 33

4. Objek Penelitian:

- Material yang akan diteliti : Paduan Aluminium - Komponen kajian : Brake Shoe Pad

- Mengembangkan teknik perbaikan

- Menerapkan metode perbaikan turbulence flow casting

5. Masa pelaksanaan penelitian Mulai : November 2014 Berakhir : November 2016

6. Anggaran yang diusulkan

Tahun pertama : Rp. 50.490.000,- Anggaran keseluruhan : Rp. 50.090.000,-

(4)

7. Lokasi Penelitian

Laboratorium Teknik Produksi Universitas Pasundan 8. Hasil yang ditargetkan

a. Penerapan metode baru Turbulence Flow Casting pada perbaikan komponen yang terbuat dari paduan Aluminimum

b. Menyusun SOP rekondisi komponen Otomotif 9. Perguruan tinggi pengusul : Universitas Pasundan

10. Instansi lain yang terlibat : -

11. Keterangan lain yang dianggap perlu

Kerjasama perintisan penelitian ini telah dilakukan antara Universitas Pasundan, ITB, dan PT. Pindad (Persero)

2. ABSTRAK

Dewasa ini banyak komponen otomotif terbuat dari paduan Aluminium. Pada awalnya komponen-komponen yang rusak atau retak selalu dilakukan penggantian mengingat tingginya tingkat kesulitan perbaikan dengan proses pengelasan. Mengingat volume komponen yang sangat besar dan tingginya harga komponen maka proses perbaikan mulai dipandang sebagai solusi yang sangat menguntungkan. Selama ini, proses perbaikan pada komponen paduan Aluminium dilakukan dengan menggunakan pengelasan TIG atau MIG.

Tujuan jangka panjang dari penelitian ini adalah untuk menerapkan metode perbaikan Turbulence

Flow Casting yang bermanfaat baik bagi industri maupun masyarakat luas. Tujuan khususnya

adalah menyusun SOP perbaikan komponen. Untuk mencapai tujuan tersebut, diajukan metode penyelesaian masalah secara eksperimen yang akan diawali dengan melakukan

rancang-bangun peralatan dan dengan mempertimbangkan kecepatan dan kemudahan proses perbaikan, aspek keilmuan perpindahan panas, aspek beban kerja, desain material dan proses, serta otomatisasi proses.

Penelitian ini merupakan kelanjutan dari penelitian terdahulu yaitu pengembangan metode baru perbaikan komponen yang terbuat dari besi cor yang telah dilakukan sejak tahun 2010 hingga tahun 2013. Penerapan metode perbaikan ini direncanakan berlangsung selama dua tahun. Di tahun pertama, kegiatan akan diititik-beratkan pada penerapan metoda Turbulence Flow Casting pada material sample paduan Aluminium dan di tahun kedua akan dilakukan perbaikan komponen otomotif yang terbuat dari paduan Aluminium.

(5)

DAFTAR ISI Halaman HALAMAN PENGESAHAN ... 3 IDENTITAS PENELITIAN ... 4 ABSTRAK... 5 Bab I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ……….... 6

1.2 Tujuan Khusus ………... 7

1.3 Pentingnya atau Keutamaan Rencana Penelitian ini ……….... 8

Bab II STUDI PUSTAKA/HASIL YANG SUDAH DICAPAI DAN STUDI PENDAHULUAN YANG SUDAH DILAKSANAKAN ………… 10

2.1 Aluminium ……… 10

2.2 Silikon……….. 10

2.3 Aluminium Silikon ………. 10

2.4 Sifat Umum Dari Paduan Aluminium-Silikon………….. 13

2.5 Metode-metode Perbaikan yang Telah Dikembangkan………. 13

2.6 Hasil yang Sudah Dicapai……… 16

2.7 Studi Pendahuluan yang Sudah Dilaksanakan………. 17

BAB III METODE PENELITIAN ………. 18

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN……….. 35

BAB V DAFTAR PUSTAKA ………. 42

(6)

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Penelitian yang diusulkan pada hibah bersaing ini merupakan penelitian lanjutan dari hasil-hasil penelitian terdahulu tentang Pengembangan Perbaikan Cacat Permukaan pada Komponen yang Terbuat dari Besi Cor Kelabu. Penelitian ini telah berhasil melahirkan metode baru yang diberi nama TFC (Turbulence Flow Casting). Sebagai gambaran, keuntungan penerapan metode TFC dibandingkan dengan metode konvensional (TIG dan MIG) adalah metode ini mampu menghasilkan kualitas sambungan yang serupa dengan logam induk. Biaya penghematan produksi dengan metode TFC sebesar 95% dan waktu perbaikan relatif cepat yaitu dapat memperbaiki 10 komponen bahkan lebih dalam waktu satu hari. Sedangkan perbaikan dengan metode konvensional memiliki kelemahan yaitu kualitas sambungan yang relatif rendah karena

terjadi retak dan sambungan yang rapuh.

Hasil penelitian terdahulu telah memberikan kontribusi yang sangat berharga terutama bagi industri manufaktur di Indonesia. Terlebih lagi, hasil penelitian ini dapat diajukan untuk memperoleh hak paten dan dapat diusulkan pula untuk dijadikan standar perbaikan SII di Indonesia. Namun demikian, penyempurnaan proses TFC masih harus dilakukan mengingat aspek praktis ke arah aplikasi industri dan keterulangan proses (reproduceablity) masih harus diuji dan dibuktikan kebenarannya. Oleh sebab itu, maka masalah yang ingin dipecahkan dalam usulan penelitian ini adalah bagaimana menerapkan metode TFC pada komponen yang terbuat dari paduan Aluminium yang memiliki kualitas sambungan yang sama dengan komponen awal.

Strategi penyelesaian masalah dilakukan melalui kaji ekperimental. Pendekatan eksperimental dititikberatkan pada upaya pencapaian ide yang dituangkan dalam bentuk alternatif rancangan peralatan yang mampu menahan laju perpindahan panas ke lingkungan serendah mungkin. Pencarian solusi atas masalah ini akan dilakukan dengan komponen otomotif berupa shock absorber dan brake shoe pad sebagai bahan kajian. Hal ini dilakukan agar hasil penelitian ini dapat langsung diuji dan diterapkan di lapangan.

(7)

1.2 Tujuan Khusus

Dengan adanya definisi masalah pada latar belakang masalah di atas, maka tujuan khusus yang ingin dicapai melalui penelitian ini adalah :

1. Mereview karakteristik mekanik material komponen otomotif atau komponen yang sejenis (sejenis dalam material dan proses pembuatan),

2. Menentukan parameter perancangan komponen otomotif,

3. Membuat model komponen otomotif yang belum mengalami kerusakan untuk dianalisis kekuatannya,

4. Menentukan parameter pembuatan komponen otomotif, 5. Menentukan modus kerusakan pada komponen otomotif,

6. Menentukan parameter-parameter proses perbaikan terhadap cacat permukaan pada komponen otomotif,

7. Membuat model komponen otomotif yang telah diperbaiki untuk dianalisis kekuatannya, 8. Mengembangkan prototipe percobaan perbaikan komponen dengan sasaran pengaturan

parameter-parameter perancangan, manufaktur dan perbaikan, misalnya parameter temperatur & waktu preheat, dan waktu pencairan,

9. Melakukan rancang-bangun peralatan perbaikan

10. Penerapan metode perbaikan pada otomotif dan komponen komersial lainnya, 11. Melakukan pengujian lapangan (running test),

12. Mengembangkan “framework” untuk penelitian yang akan datang dalam bidang perbaikan komponen mesin sehingga diperoleh metode perbaikan yang lebih efiesien, hasilnya lebih baik dan lebih mudah dilakukan,

13. Publikasi ilimiah dalam Jurnal Nasional dan Jurnal Internasional, 14. Mengusulkan standar perbaikan melalui SII, dan

(8)

1.3 Pentingnya atau Keutamaan Rencana Penelitian ini

Penelitian ini merupakan bagian dari program peningkatan kualitas penelitian dan peningkatan kualitas dosen di Jurusan Teknik Mesin Universitas Pasundan. Lingkup luas dari penelitian ini meliputi baik aspek teori maupun aspek praktis dari metode perbaikan komponen blok mesin dan kepala silinder yang meliputi aspek analisis system beban pada blok mesin & kepala silinder, analisis material, analisis kekuatan, dan kegagalan yang terjadi, sebagai bagian dari aktivitas akademik.

Keuntungan yang akan diperoleh dari penelitian yang diusulkan adalah dapat meningkatkan kemampuan analisis, perancangan, manufaktur dan aplikasi dari metode perbaikan komponen blok mesin dan kepala silinder, sekaligus dapat mengusulkan standar SII untuk perbaikan komponen blok mesin dan kepala silinder yang memang sangat banyak jumlahnya. Hasil lain dari penelitian ini dapat dimanfaatkan dan dapat meningkatkan kemampuan UKM dalam melaksanakan perbaikan komponen blok mesin dan kepala silinder. Hasil penelitian ini akan dipublikasikan dalam seminar dan journal ilmiah.

Sebagai refleksi dari sasaran di atas, terlihat bahwa penelitian yang diusulkan sangat potensial untuk mengembangkan iklim akademis, kualitas penelitian, peningkatan kualitas penelitian dosen khususnya di bidang teknik mesin, manufaktur dan material.

Keterlibatan mahasiswa dalam penelitian yang diusulkan sangatlah penting dan diperlukan. Dari kedalaman dan lingkup penelitian yang dijelaskan di atas, penelitian yang diusulkan sangat potensial untuk dijadikan penelitian bersama antara perguruan tinggi dan industri.

Dari tujuan yang diuraikan di atas terlihat jelas bahwa penelitian ini akan :

1. Menghasilkan terobosan baru dalam ilmu pengetahuan dan teknologi, khususnya pada bidang perbaikan komponen blok mesin dan kepala silinder atau komponen mesin yang sejenis (sejenis dalam material dan beban yang dialami)

2. Meningkatkan kemampuan dan mutu pendidikan di bidang teknik mesin 3. Meningkatkan mutu penelitian di Jurusan Teknik Mesin Universitas Pasundan Dengan demikian maka beberapa keutamaan dari rencana penelitian ini adalah :

a. Mengembangkan proses perbaikan yang secara praktis dapat diterapkan di lapangan. b. Mengurangi masuknya produk impor dan mengurangi pengeluaran devisa Negara

(9)

c. Mengusulkan standar SII untuk perbaikan komponen otomotif yang jumlahnya cukup banyak.

d. Hasil dari penelitian ini dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan kemampuan UKM dalam melaksanakan perbaikan komponen-komponen yang terbuat dari paduan Aluminium.

e. Membuka gerbang baru teknik perbaikan dan memberikan sumbangan yang sangat berharga dalam meningkatkan efisiensi produksi.

f. Terbuka lebar bagi peneliti, praktisi maupun instansi seperti B4T untuk memberikan pelatihan yang berguna bagi semua pihak yang berkepentingan dan merupakan ajang pertukaran informasi di bidang ilmu pengetahuan dan teknologi baik di dalam maupun di luar negeri.

g. Menjelaskan fenomena metalurgi yang terjadi di daerah sambungan sebagai terobosan baru dalam perbaikan welding untuk memperbaiki metode lama yang selama ini sudah dikembangkan.

(10)

II. STUDI PUSTAKA/HASIL YANG SUDAH DICAPAI DAN STUDI PENDAHULUAN YANG SUDAH DILAKSANAKAN

2.1 Aluminium

Aluminium ditemukan oleh Sir Humhrey Davy tahun 1809. Sebagai unsur, pertama kali direduksi sebagai logam oleh H.C Oerted tahun 1825, dan secara industri tahun 1886 oleh Paul Heroult dari Perancis dan C.M. Hall. Secara terpisah di Amerika telah diperoleh aluminium dan alumina dengan cara elektrolisa dari garamnya yang terfusi. Aluminium merupakan logam ringan yang mempunyai ketahanan korosi, daya hantar listrik (60% Cu) dan sifat-sifat baik lainnya dari logam. Kekuatan mekaniknya akan meningkat dengan penambahan senyawa Cu, Mg, Ni. Oleh karena itu logam ini dipergunakan dalam banyak proses industri dan juga banyak digunakan untuk komponen-komponen kendaraan sepeda motor atau mobil. Terdapat beberapa sifat penting yang dimiliki Aluminium sehingga banyak digunakan sebagai Material Teknik, diantaranya:

1. Penghantar listrik dan panas yang baik (konduktor). 2. Mudah difabrikasi.

3. Ringan (2,7 gr/cm3_).

4. Tahan korosi dan tidak beracun.

5. Kekuatannya rendah, tetapi paduan (alloy) dari Aluminium bisa meningkatkan sifat mekanisnya

2.2 Silikon

Silikon merupakan salah satu dari beberapa unsur yang dapat dicampur dengan Aluminium. Mencampurkan silicon kedalam Aluminium biasa memperbaiki sifat Aluminium tersebut dan mendapatkan sifat yang diinginkan. Sebelum dilakukan peleburan, terlebih dahulu silicon padat atau bongkahan dihaluskan sampai pada besar butir yang diinginkan. Besar butiran silicon berpengaruh terhadap sifat campuran, semakin kecil besar butiran maka campuran akan semakin baik.

2.3 Aluminium Silikon (Al-Si)

Aluminium dengan Silikon sebagai unsur paduan utama merupakan paduan Aluminium cor yang paling penting. Hal ini dikarenakan paduan Al-Si memiliki fluiditas yang tinggi oleh adanya volume yang besar dari Al-Si eutektik. Kelebihan lainnya dari paduan Aluminium Silikon ini yaitu memiliki ketahanan korosi yang tinggi, sifat mampu las yang baik serta memiliki koefisien ekspansi termal

(11)

rendah karena adanya Silikon. Akan tetapi, kehadiran partikel Silikon ini yang keras dalam mikrostrukturnya, membuat paduan Aluminium Silikon ini sulit dalam proses permesinannya. Paduan Aluminium Silikon berdasarkan kadar Silikon yang terkandung didalamnya terbagi menjadi

hipoeutektik, eutektik dan hipereutektik. Paduan Aluminium Silikon hipoeutektik mengandung kurang

dari 12% Si dan memiliki mikro struktur yang terdiri dari dendrite Aluminium dalam eutektik. Paduan Aluminium Silikon ini memiliki kekuatan tarik yang relatif tinggi dan keuletan yang baik. Akan tetapi, ketahanan aus untuk paduan ini relatif rendah sehingga tidak digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan ketahanan aus tinggi.

Pengaruh unsur Silikon pada paduan Al-Si dapat meningkatkan sifat mampu cor (terutama pada kadar Silikon 5-12% Silikon meningkatkan fluiditas dan ketahanan terhadap retak panas), meningkatkan kekuatan dan kekerasan serta menurunkan berat jenis. Bila kadar Si > 12%, maka akan terbentuk kristal Silikon primer yang bersifat keras, memiliki ekspansi termal rendah, ketahanan ausnya baik sehingga cocok untuk aplikasi temperatur tinggi seperti piston. Akan tetapi sifat mampu permesinannya kurang baik. Paduan aluminium silikon berdasarkan kadar silikon yang terkandung didalamnya terbagi menjadi hipoeutektik, eutektik dan hipereutektik. Untuk keperluan komersial paduan hipereutektik jarang digunakan. Gambar 2.1 menunjukkan diagram fasa Al-Si.

(12)

Paduan aluminium silikon hipoeutektik mengandung kurang dari 12% Si dan memiliki mikrostruktur yang terdiri dari dendrite aluminium dalam eutektik. Paduan aluminium silikon ini memiliki kekuatan tarik yang relatif tinggi dan keuletan yang baik. Akan tetapi, ketahanan aus untuk paduan ini relative rendah sehingga tidak digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan ketahanan aus yang tinggi.

Paduan aluminium silikon hipereutektik, mengandung silikon lebih dari 12.7%. Mikrostruktur paduan ini terdiri dari endapan partikel silikon primer dalam matriks eutektik. Karena adanya endapan partikel silikon, maka paduan aluminium silikon hipereutektik memiliki ketahanan aus yang sangat baik. Akan tetapi kekuatan tarik dan keuletannya lebih rendah dibandingkan dengan aluminium silikon

hipoeutektik. Selain itu, adanya endapan partikel silikon ini membuat masalah pada proses

pemesinannya.

Sedangkan paduan aluminium silikon eutektik, memiliki kadar silikon sebesar 12-12.7%. Eutektik terbentuk antara larutan padat aluminium yang mengandung sedikit silikon dan silikon murni sebagai fasa kedua. Komposisi eutektik telah menjadi perdebatan sejak lama, akan tetapi sekarang secara umum telah disepakati 12.7% Si. Pembekuan yang lambat dari paduan aluminium silicon menghasilkan mikrostruktur yang sangat kasar dimana eutektik terdiri dari plat lebar atau jarum-jarum silikon dalam matriks aluminium yang kontinyu.

Sifat-sifat paduan Al-Si, yaitu: 1. Mudah dicetak

2. Meningkatkan ketahanan aus 3. Meningkatkan kekerasan 4. Menurunkan berat jenis

5. Menurunkan koefisien ekspansi panas 6. Menurunkan keuletan

Keuntungan dan kerugian pada material Aluminium – Silikon, yaitu: Keuntungan :

(13)

Kerugian :

2.4 Sifat Umum Dari Paduan Aluminium-Silikon

Paduan Al – Si juga termasuk logam yang tidak bisa mendapat perlakuan panas. Paduan ini sangat baik kecairannya sehingga banyak digunakan pada produk-produk coran. Produk-produk berupa coran mempunyai kondisi permukaan yang baik, tahan korosi, ringan, koefisien pemuaian yang kecil dan sebagai penghantar listrik yang baik.

2.5 Metode-metode Perbaikan yang Telah Dikembangkan 1. Las busur listrik,

2. Las Oksi-asetilen dan Flame Spray 3. Ultrasonic insert casting.

4. Metallock & Stitch 5. Friction Welding 6. Discharge Joining

2.5.1 Las busur listrik

Kiser dan Irving [19], membuat perbandingan empat jenis proses pengelasan dan tiga diantaranya termasuk kedalam kategori las busur listrik yaitu SMAW, GMAW, dan FCAW. Dari tabel 1 dibawah, besi cor kelabu ditandai oleh garis terputus-putus. Semua metode las busur listrik yang ada, penggunaannya sangat terbatas (limited) bahkan ada yang tidak direkomendasikan. Sekalipun las listrik SMAW lebih umum digunakan, namun pemakaiannya dibatasi mengingat heat input yang tinggi dan kompensasi elongation sangat rendah, antara 0 dan 2%. Hal ini berarti daerah sambungan sangat rentan terhadap retak dan adanya perubahan kecilpun, akibat penyusutan, tidak diinginkan.

(14)

Tabel 1. Penggunaan las busur listrik dan las gas untuk berbagai jenis besi cor dan pengaruhnya terhadap weldability.[19]

Tingginya heat input dengan menggunakan las busur listrik karena demikian hebatnya tumbukan elektron pada sisi anoda, menyebabkan kutub ini menjadi lebih tinggi temperaturnya dibanding katoda.[2,21] Beberapa literatur menyebutkan temperatur katoda berkisar 38000C dan anoda sekitar 50000C.[4,5,20] Kenyataannya temperatur tersebut bisa lebih tinggi tergantung dari jenis elektroda, gas pelindung, dan selang arus yang digunakan. [11,12]

2.5.2 Oxyfuel Welding

Dari tabel 1, oxyfuel welding (Las Oksi-asetilen dan Flame Spray) memberikan hasil yang paling baik. Namun pengelasan yang diterapkan dengan cara ini, masih melibatkan pencairan logam induk yang berarti masih menghasilkan penggetasan di daerah sambungan. Selain itu pengelasan dengan OFW, hanya digunakan untuk memperbaiki cacat yang relatif kecil.[22]

Salah satu teknik pengelasan dalam kategori OFW adalah las oksiasetilen. Las oksiasetilen memberikan peluang yang paling baik karena laju pemanasan dan pendinginan relatif rendah dibandingkan dengan las busur listrik sehingga dapat mengurangi terbentuknya martensit dan fissures.[13,22]

Temperatur di ujung api las (dekat torch) hanya sekitar 32000C dan temperatur di benda kerja yang mencair sekitar 16000_{C.[22] Namun begitu, semua perbaikan yang melibatkan dilusi tidak}

dapat menjamin sambungan terbebas dari efek penggetasan.

Ket.: OFW = Oxyfuel Welding, SMAW = Shielded Metal Arc Welding, GMAW = Gas Metal Arc Welding, FCAW = Flux Core Arc Welding.

(15)

2.5.3 Metode Ultrasonic Insert Casting

Metode perbaikan dengan cara penuangan telah dikembangkan oleh Pan & Co-workers pada tahun 2000, yaitu dengan menggunakan metode Ultrasonic insert casting (gambar 3a).[7] Metode ini tidak melibatkan adanya pencairan logam induk. Proses perbaikan, dilakukan dengan menuangkan logam cair ke permukaan cacat dan selama itu dibangkitkan getaran ultrasonik (high-power ultrasound). Getaran ultrasonik digunakan untuk menghilangkan oxide-layer yang timbul akibat panas yang terbawa oleh logam cair saat penuangan ke permukaan cacat dilakukan.

Metode ini masih mempunyai kelemahan karena tidak mudah diterapkan di lapangan (no practicable), relatif mahal, dan dimensi cacat permukaan yang dapat diperbaiki relatif kecil.

Struktur mikro yang terlihat pada gambar 3b, adalah contoh perbaikan cacat pada baja dengan menuangkan logam cair aluminium. Contoh ini merupakan gambaran interface yang terbebas dari fusion zone dan HAZ.

Gambar 2.2. a. Sketsa metode perbaikan dengan menggunakan metode ultrasonic insert casting

(16)

Cetakan Pasir Spesim en In O ut θ h ₃ 6 5 1 4 2 77

2.6 Hasil yang Sudah Dicapai

Penelitian terdahulu telah berhasil membangun empat buah metode yaitu metode-metode

Pouring, Powder Filling, Droplet Spray dan Turbulence Flow Casting (TFC). Satu diantaranya

telah memenuhi tujuan penelitian yaitu metode TFC. Sketsa proses TFC diperlihatkan pada gambar 2.3.

Gambar 2.3 Sketsa proses perbaikan dengan menggunakan metode TFC

Proses penyambungan dengan metode TFC terjadi oleh adanya logam cair bertemperatur tinggi yang mengalir melalui cetakan pasir dan mengenai permukaan cacat hingga mencair selama selang waktu tertentu. Dari hasil perbaikan ini, ikatan metalurgi di sambungan dinilai baik karena letak patahan yang diuji melalui pengujian tarik terjadi di daerah logam pengisi (bukan di sambungan) dengan harga kekuatan tarik sekitar 200 MPa. Melalui pengaturan parameter, metode ini mampu memperbaiki cacat tanpa menghasilkan besi cor putih, martensit, retak dan porositas. Secara praktis, faktor yang turut menentukan keberhasilan proses TFC adalah cara pemberian preheat (pemanasan mula) terhadap komponen yang akan diperbaiki. Pada penelitian ini pemberian preheat dilakukan dengan menggunakan pemanas api, logam cair, dan pemanas

(17)

listrik setempat di daerah cacat. Untuk itu maka teknik pemberian preheat perlu dikembangkan lebih lanjut tertutama pada komponen-komponen berdimensi besar dengan ketebalan diatas 500 mm. Walaupun demikian, prinsip utama yang harus diperhatikan dalam pemberian preheat adalah masukan panas harus dapat menghasilkan laju pendinginan yang rendah.

2.5 Studi Pendahuluan yang Sudah Dilaksanakan

Studi pendahuluan yang sudah dilaksanakan berkenaan dengan pengembangan dan penerapan metode baru memperbaiki cylinder head berukuran kecil sebagaimana terlihat pada gambar 2.4.

Gambar 2.4 Hasil perbaikan cylinder head dengan menggunakan metode TFC (a). Cylinder head sebelum diperbaiki, (b). Proses perbaikan (c, d). Kondisi cylinder head setelah perbaikan

(b)

(c) (d)

Cacat

(18)

Gambar 3.1 Diagram alir percobaan BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Diagram Alir Proses Percobaan

Tahapan percobaan perbaikan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah:

Mulai

Pemilihan Bahan Aluminium Al-Si Studi Literatur

Pengolahan Data

Analisis

Kesimpulan

Proses Perbaikan Cacat pada Spesimen dengan Proses Pengecoran

-Uji Tarik -Uji Keras - Metalografi

Tidak

Ya

Pembuatan Cetakan Pasir

Proses Peleburan dan Pembuatan Spesimen Aluminium (Al-Si)

(19)

3.2 Pemilihan Material Aluminium Al-Si

Material yang digunakan untuk pembuatan spesimen berasal dari suku cadang sepatu remmaupun rem tromol kendaraan bermotor yang berbahan Aluminium Silicon (Al-Si).

Gambar 3.2 Material Aluminium Silikon dari komponen sepatu rem

3.3 Perancangan dan Pembuatan Pola

Sebelum melakukan pengecoran logam Al-Si, pertama-tama dilakukan perancangan dan pembuatan pola yang nantinya akan digunakan untuk pembuatan cetakan benda coran. Pola yang digunakan terbuat dari bahan kayu karena cepat dibuat dan umumdigunakan untuk cetakan pasir.

(20)

3.4 Pembuatan Cetakan Pasir

Cetakan pasir yaitu cetakan yang paling lazim dipakai karena mudah dalam proses pembuatannya dan jumlah produksinya kecil, namun kekurangannya adalah cetakan pasir ini hanya untuk dipergunakan dalam sekali proses penuangan logam. Komposisi cetakan pasir yang digunakan adalah Pasir Silika dan Bentonit sepagai pengikat serta diberi air secukupnya dengan perbandingan campuran pasir dan bentonit adalah 2:1.

Gambar 3.4 Cetakan Pasir

3.5 Parameter Proses Peleburan & Pembuatan Spesimen Komponen

Parameter yang digunakan untuk peleburan Al-Si pada proses pembuatan komponen ini adalah:

 Penyalaan dan pemanasan tungku ± 1 jam

 Material : Aluminium-Silikon 12%

(21)

Gambar 3.5 Tungku krusibel

 Temperatur cair : 788 ºC

 Proses degassing : Natrium Clorida (NaCl) & Sodium Karbonat

 Temp. Penuangan : 713 ºC

 Tinggi penuangan : ± 10 cm

 Kondisi ladle : Preheat T = 250ºC ± 15 menit

 Jenis cetakan : Pasir

 Komposisi cetakan : Pasir silika, bentonit dan air (manual mix)

 Kondisi cetakan : Sangat padat dan diberi vent

 Kondisi tungku : Terbuka

3.5.1 PemanasanTungku

Tungku yang dipergunakan ialah jenis tungku krusible dengan kondisi tungku terbuka di luar ruangan. Jadi tungku kontak langsung dengan udara sekitar atau udara lingkungan tanpa tertutup. Lalu dilakukan penyalaan dan pemanasan tungku kurang lebih 1 jam.

(22)

3.5.2 Peleburan Material Aluminium-Silikon 12%

Jenis material yang dipergunakan untuk proses percobaan ini ialah bahan Aluminium-Silikon dengan kandungan silikon sebesar 12%. Komponen-komponen yang mempergunakan material jenis ini lebih banyak digunakan untuk komponen kendaraan bermotor diantaranya seperti sepatu rem, piston, blok mesin dan lain-lain. Lalu bahan-bahan aluminium silikon tersebut dilebur hingga mencair di dalam tungku peleburan (tungkukrusible).

Gambar 3.6 Proses peleburan Al-Si

(23)

3.5.3 TemperaturPencairan

Untuk pencairan aluminium silikon tersebut, temperatur yang dicapai sampai seluruh material Al-Si yang dimasukan kedalam tungku mencair secara keseluruhan adalah 780ºC.

3.5.4 Proses Degassing

Proses degassing adalah proses penghilangan gas yang ad pada logam cair di dalam tungku. Berdasar proses pengerjakan, yang berperan penting terhadap proses penghilangan gas (degassing) setelah perancangan sistem saluran adalah kondisi operasi. Temperatur logam cair terlalu tinggi akan sangat mudah bereaksi dengan hidrogen, apalagi jika kondisi tungku terbuka.Yang berperan sebagai proses penghilang gas setelah kondisi operasi adalah penambahan media yang berfungsi sebagai penghilang gas (degasser). Degasser (NaCl & NatriumKarbonat) dicampurkan ke dalam logam cair secara langsung akan bereaksi dengan hidrogen. Fenomena reaksi yang terjadi adalah adanya letupan-letupan di dalam logam cair yang tidak lama kemudian akan muncul slag.

Gambar3.8 Natrium clorida (NaCl) &sodium karbonat

(24)

Gambar 3.10 Setelah penuangan aluminium cair pada pembuatan spesimen

Semua proses dari parameter-parameter tersebut telahdilakukan,lalu logam aluminium yang telah dituangkan dibiarkan mendingin atau membeku didalam cetakan pasir. Setelah membeku, cetakan dibongkar dan diperoleh spesimen material Aluminium.

(25)

4. DATA PERCOBAAN PERBAIKAN PERTAMA (CETAKAN TERBUKA)

PEMBUATAN CETAKAN

Bahan Cetakan Pengikat Pasir

1. Pasir Silica (Mesh 4) Nama Bahan %

Ukuran Flask Resin (R) 1,8-2%

Bawah : 200x100x50 Katalis 22% x R

PELEBURAN Bahan Material : Alumunium Silikon

Komposisi Kimia

Al Si

12%

Penuangan, Temperatur, Waktu Suhu Peleburan : 670 C

Waktu Peleburan : 36 Menit Suhu Tapping : 650 C Suhu Pouring : 617 C Ketinggian Tuang : 5 cm Waktu Tuang : 30 Detik Volume Argon : 5 Lpm

5. DATA PERCOBAAN PERBAIKAN KEDUA (CETAKAN TERUTUP)

Atas : 300x100x150

Komposisi Kimia

Al Si

12%

(26)

6. DATA PERCOBAAN PERBAIKAN KETIGA (CETAKAN TEBUKA) PEMBUATAN CETAKAN

Komposisi Kimia

Al Si

12%

Catatan

Untuk cetaan terbuka dilakukan pre heat selama 5 menit

7. DATA PERCOBAAN PERBAIKAN KEEMPAT (CETAKAN TERTUTUP)

Atas : 300X100X150

Komposisi Kimia

Al Si

12%

(27)

BAB IV

HASIL YANG TELAH DICAPAI DAN PEMBAHASAN

Pengamatan yang telah dilakukan dalam laporan kemajuan penelitian ini adalah melakukan sejumlah proses pembuatan spesimen melalui proses pengecoran. Spesimen-spesimen tersebut akan digunakan sebagai bahan percobaan perbaikan ulang. Sejumlah perbaikan yang telah dilakukan di tahun pertama masih terdapat kekurangan yang diantaranya adalah adanya incomplete fusion dan porositas yang disebabkan karena:

a. Faktor cetakan pasir dan sistem saluran atau in gate yang terlalu sempit dapat menyebabkan laju aliran logam pengisi menjadi sedikit terhambat.

b. Penurunan temperatur karena menggunakan cetakan pasir. Alumunium cair akan mengalami penurunan temperatur mulai dari masuk melalui pouring basin sehingga saat mencapai daerah base metal temperatur alumunium pengisi sudah berbeda sehingga tidak dapat mengikis permukaan kampuh dan weld metal tidak menempel dengan base metal.

c. Laju aliran logam cair pada proses penuangan logam pengisi ke dalam komponen aluminium diperkirakan terlalu cepat, yang mengakibatkan logam cair yang dialirkan pada komponen yang ditanam di dalam cetakan tidak mampu menggerus atau tidak mencairkan permukaan kampuh komponen aluminium.

Dari hasil pengamatan visual dan foto makro pada spesimen pada percobaan repair

welding ketiga, keempat dan kelima dapat dianalisa faktor-faktor penyebab terjadinya

porositas dan incomplete fusion adalah : a. Porositas

Aluminium cair sangat reaktif sekali terhadap gas hidrogen. Gas hidrogen dapat membuat gelembung udara terikat di dalam aluminium cair yang mengakibatkan porositas.

b. Incomplete fusion

Hal ini terjadi karena preheat yg kurang merata atau laju aliran aluminium ke dalam cetakan terlalu cepat. Hal lain adalah karena volume cairan yang kurang banyak atau waktu penuangan kurang lama.

(28)

Gambar 3.6 Pembuatan cetakan

Pembuatan cetakan terbuka & tertutup dilakukan secara manual, menggunakan pasir silica dengan komposisi resin 1,8 – 2 % dan komposisi katalis 22 % dari resin.

(29)

Gambar 3.7 Pembuatan saluran aliran masuk dan keluar logam cair

Dalam pembuatan saluran masuk pada cetakan tertutup, dibuat choke terlebih dahulu. Selanjutnya dibuat saluran masuk untuk argon dan saluran masuk untuk material yang telah dileburkan.

(30)

Gambar 3.8 Hasil pembuatan cetakan terbuka & tertutup Tertutup

(31)

(32)

Gambar 3.10 Proses penuangan-1 pada perbaikan dengan cetakan terbuka

Proses penuangan, dilakukan pada temperatur tuang 617oC, dengan tinggi penuangan 5 cm, waktu penuangan 30 detik, dan proses pemberian argon dilakukan 20 detik sebelum penuangan dan selama penuangan dengan volume argon 5 Lpm.

(33)

Gambar 3.12 Proses penuangan-2 pada perbaikan dengan cetakan tertutup

Proses penuangan, dilakukan pada temperatur tuang 617 C, dengan tinggi penuangan 5 cm, waktu penuangan 30 detik, dan proses pemberian argon dilakukan 20 detik sebelum penuangan dan selama penuangan dengan volume argon 5 Lpm.

(34)

Hasil percobaan pertama pada cetakan tertutup tersambung, namun pada saat dipukul untuk memastikan sambungan hasil percobaan lepas.

Gambar 3.14 Peleburan dilakukan selama 30 menit temperatur 670oC

Proses peleburan kedua dilakukan pada temperatur 760oC dengan waktu selama 30 menit.

(35)

Gambar 3.15 Proses penuangan-3 pada perbaikan dengan cetakan terbuka

Proses penuangan dilakukan pada temperatur tuang 690oC, dengan tinggi penuangan 5 cm, waktu penuangan 30 detik, dan proses pemberian argon dilakukan 20 detik sebelum penuangan dan selama penuangan dengan volume argon 15 Lpm serta dilakukan preheat selama 20 detik.

(36)

Hasil percobaan keempat pada cetakan terbuka tersambung, namun pada saat proses pemotongan hasil percobaan lepas.

Gambar 3.17 Proses penuangan-5 pada perbaikan dengan cetakan tertutup

Proses penuangan, dilakukan pada temperatur tuang 690oC, dengan tinggi penuangan 5 cm, waktu penuangan 30 detik, dan proses pemberian argon dilakukan 20 detik sebelum penuangan dan selama penuangan dengan volume argon 15 Lpm.

(37)

V. KESIMPULAN

Beberapa hal yang dapat disimpulkan dari hasil eksperimen ini adalah:

4.1 Teknik perbaikan yang dinyatakan berhasil dalam memperbaiki paduan Al-Si adalah metode TFC dengan menggunakan cetakan tanpa Cup.

4.2 Paremeter proses perbaikan meliputi: temperatur penuangan minimal 700oC,

waktu penuangan minimal 5 detik, temperatur preheat berkisar 200oC, spesimen

jarak penuangan logam cair ke spesimen 100 mm.

4.3 Dari hasil pengamatan metalografi masih terbentuk porositas dan incomplete

penetration.

4.4 Pengembangan lanjut proses TFC yang diikuti dengan penggunaan inert gas telah dilakukan pada temperatur penuangan 619oC dan 690oC namun hasil perbaikan

(38)

V. DAFTAR PUSTAKA

Abdulgader S.A., Olson D.L. dan Self J.A.(1985), Fe-Mn-Ni-Cu-C Filler Metal for Welding Ductile Cast Iron, AWS Welding Journal.

Alexandrov D. V. dan Malygin A. P. (2006), Self-similar Solidification of An Alloy From a Cooled Boundary, International Journal of Heat and Mass Transfer 49, 763-769 Alexiades V.,HannounN. dan MaiT. Z.(2003),Computational Simulation Conf. 10, 55-69 Angus, H. T. (1978), Cast Iron – Physical and Engineering Properties, 2nd_Ed.,

Butterworth & Co., England.

Appelt B. dan Long R.E. (1982),” The Development of SMAW Procedure for Cast Iron”,

AWS Welding Journal.

Askeland D.R. dan Birer N. (1979), Secondary Graphite Formation in Tempered Nodular Cast Iron Weldment, AWS Welding Journal.

ASTMSpecialty Handbook (1996), Cast Irons, ASM International, Materials Park, OH. Badillo A. dan Beckermann C. (2006), Phase-field Simulation of the

Columnar-to-equiaxed Transition in Alloy Solidification, Acta Materialia, (In Press)

Bartocha D., JanerkaK. dan Suchori J. (2005), Charge Materials and Technology of Melt and Structure of Gray Cast Iron, Journal of Materials Processing 162/163, 465-470.

Bars M. B. dan Worster M. G. (2006), Solidification of a binary alloy: Finite-element, single-domain simulation and new bechmark solutions, Journal of Computational

Physics, (In Press).

Battezzati L., BariccoM. dan Curiotto S. (2005), Non-stoichiometric Cementite by Rapid Solidification of Cast Iron, Acta Materialia 53, 1849-1856.

Barkhudarov,M.R. (1997), Is Fluid Flow Important for Predicting Solidification?”,

Solidification Processing’97 Conference, 7-10, Sheffield, U.K.

Benyounis K.Y., FakronO.M.A., AbboudJ.H., OlabiA.G. dan Hashmi M.J.S. (2005), Surface Melting of Nodular Cast Iron by Nd-YAG Laser and TIG, Journal of

Materials Processing 170, 127-132.

Bishel R.A., WilsonR.K. dan Kelly T.J. (1985), Welding of Ductile Iron with Ni-Fe-Mn Filler Metal, AWS Welding Journal.

CallisterJr., W. D. (1990), Material Science and Engineering, John Wiley & Sons, Inc., New York.

(39)

Chatterjee S. dan Pal T.K. (2003), Wear Behaviour of Hardfacing Deposits on Cast Iron,

WearJournal 255, 417-425.

Chatterjee S. dan Pal T.K. (2006), Weld Procedural Effect on The Performance of Iron Based Hardfacing Deposits on Cast Iron Substrate, Journal of Materials

Processing Technology,(In Press).

Chao L.S. (1999), Du W.C., Macro-Micro Modeling of Solidification, Proc. Natl. Sci.

Counc. ROC(A), 23 (5), 622-629.

Cisgewski G. (1996), The Mechanical Properties of Joints Welded with Coated Electrodes in Flake and Nodular Graphite Cast Iron, Welding International, 10 (11) 853-861.

Cueva G., SinatoraA., GuesserW. L. dan Tschiptschin A. P. (2003), Wear Resistance of Cast Iron Used in Brake Disc Rotors, Wear Journal 255, 1256-1260.

Chakraborty S. dan Dutta P. (2002), An Analytical Solution for Conductivity-dominated Unidirectional Solidification of Binary Mixtures, Applied Mathematical

Modelling 26, 545-561.

Denny (2005), Analisis Numerik Pengaruh Temperatur Preheat dan Waktu Penuangan

Terhadap Kedalaman Kisisan pada Perbaikan Komponen dari Besi Cor Kelabu dengan Metode Liquid Flow, Tesis Magister Teknik Mesin ITB.

Devletian J.H. (1978), Weldability of Gray Iron Using Fluxless Gray Iron Electrodes for SMAW, AWS Welding Journal.

Devletian J.H. (1980), Aluminum’s Graphitizing Effect in Gray Iron Welds, AWS

Welding Journal.

Easterling K. (1992), Introduction to The Physical Metallurgy of Welding, Butterworth-Heinemann Ltd., 2nd Ed., London.

Edalati K., AkhlaghiF. dan Nili-Ahmadabadi M. (2005), Influence of SiC and FeSi Addition on The Characteristics of Gray Cast Iron, Journal of Materials

Processing Technology 160, 183-187.

Elliott R.(1988), Cast Iron Technology, Butterworth & Co. (Publisher) Ltd, UK, 114-118. Djaswir F. (2004), Analisa Perpindahan Panas pada Pemberian Preheat dan Pengelasan

dengan Menggunakan Las Oksiasetilen Secara Numerik dan Eksperimental pada Besi Cor Kelabu, Tesis Magister Teknik Mesin ITB.

Ferreira J. C. (2002), A Study of Cast Chilled Iron Processing Technology an Wear Evaluation of Hardened Gray Iron for Automotive Application, Journal of

(40)

Fomin S. A dan Saitoh T. S. (1999), Melting of Unfixed Material in Spherical Capsule with Non-Isothermal Wall, International Journal of Heat and Mass Transfer 42, 4197-4205.

Fras E., GornyM. dan Lopez H.F. (2005), The Transition from Gray to White Cast Iron During Solidification: Part I. Theoretical background, Metallurgical and

Materials Transactions A, 36A, 3075.

Gegner J., HorzG. dan Kirchheim R. (1997), Segregation of Oxygen at Metal/oxide-interface, Interface ScienceKluwer Academic Publisher-Netherland 5, 231-245. Gale W.F. dan Wallach E.R. (1991), microstructural development in transient

liquid-phase bonding, Metallurgical Transactions, 22A, 2451-2457.

Ghaderi A. R., AhmadabadiM. N. dan Ghasemi H. M. (2003), Effect of graphite morphologies on tribological behaviour of austempered cast iron,Wear Journal 255, 410-416.

GoettschD. D. dan DantzigJ. A.(1991), Modeling Microstructure Development in Gray Cast Iron, Modeling of Casting, Welding, and Advanced Solidification Processes V, 377-385.

Wiryosumarto H. dan Okumura T. (1991), Teknologi pengelasan logam, PT Pradnya Paramita, Cetakan Ke-5.

Holman, J. P (1981), Heat Transfer, 5th Edition, Mc. Graw-Hill Book Company, New York.

Ikeuchy K., ZhouY., KokawaH. dan North T. H. (1992), Liquid-solid interface migration at grain boundary regions during transient liquid phase brazing”, Metallurgical

Transactions, 23A, 2905-2915.

Ishida T. (1985), A Microstructural Study of Local Melting of Gray Iron with Stasionary Plasma Arc, AWS Welding Journal.

Jana S., Ray S. dan Durst F. (2005), A Numerical Method to Compute Solidification and Melting Processes, Applied Mathematical Modelling.

James M. N. dan Wenfong L. (1999), Fatigue Crack Growth in Austempered Ductile and Grey Cast Irons-stress Ratio Effects in Air and Mine Water, Material Science and

Engineering A265, 129-139.

Kiser S. D. dan Irving B. (1993), Unraveling The Mysteries of Welding Cast Iron,

AWSWelding Journal, 39-44.

Kreith F. dan Bohn M. S. (1986), Principles of Heat Transfer, 4th Ed., Harper & Row Publisher Inc., New York.

(41)

Kurniawan (2005), Karakteristik Las Semprot Nikel dengan Parameter Jarak dan Tekanan pada Perbaikan Cacat Besi Cor Kelabu, Tesis Magister Teknik Mesin ITB.

Lamberg P. (2004), Approximate Analytical Model for Two-phase Solidification Problem in A Finned Phase Change Material Storage, Journal of Applied Energy 77, 131-152.

Li Y. dan Wang Q. (2005), Intelligent Evaluation of Melt Iron Quality by Pattern Recognition of Thermal Analysis Cooling Curves, Journal of Materials

Loper Jr. C.R. dan Voigt R.C. (1983), A Study of Heat-affected One Structures in Ductile Cast Iron, AWS Welding Journal.

MacCocaire C. (1991), Repair Welding: How to Set Up a Shop, Welding Journal 8, 54-56.

Muller A. (1998), Mathematical Description of Solidification Cooling Curves of Pure metals, Materials Research 1 (1), 29-38.

Permana M. S. (2001), Pengaruh Pemilihan Elektroda dan Parameter Proses Terhadap

Struktur Mikro dan Sifat Mekanik Besi Cor Kelabu dengan Menggunakan Pengelasan SMAW, Penelitian Mandiri, Universitas Pasundan.

Permana M. S. (2002), Kaji Eksperimental Proses Repair Terhadap Permukaan Cacat

yang Terbuat Dari Besi Cor Kelabu Dengan Menggunakan Las Oksiasetilen,

Penelitian Mandiri, Universitas Pasundan.

Matsugi K., KonishiM., YanagisawaO. dan Kiritani M. (2005), Erratum to Joining of Spheroidal Graphite Cast Iron to Stainless Steel by Impact-electric Current Discharge Joining, Journal of Materials Processing Technology 166, 313-320. Martinez R. A. dan Sikora J. A. (1995), Pearlitic Nodular Cast Iron: Can it Be Welded,

AWS Welding Journal, 65-70.

M. Ramadan, TakitaM. dan Nomura H. (2006), Effect of Semi-solid Processing of Solidification Microstructure and Mechanical Properties of Gray Cast Iron,

Materials Science and Engineering A 417, 166-173

Mahmut D. M., Olusegun J. dan Ilegbusi (2002), Application of a Hybrid Model of Mushy Zone to Macrosegregation in Alloy Solidification, International Journal of

Heat and Mass Transfer 45, 279-289.

Mauch J. E. dan Birch J. W. (1983), Guide to the Successful Thesis and Dissertation, Conception to Publication: A Handbook for Students and Faculty”, Marcel Dekker, Inc, New York and Basel.

Mochnacki B., LaraS. dan Pawlak E. (2005), Multiscale Model of Segregation Process,

(42)

Mochnacki B., MajehrzakE., PawlakE. dan Suchi J. (1997), Modelling of Fe-C Alloys Solidification Using The Artificial Heat Source Method, Journal of Materials

Nadot Y., MendezJ. dan Ranganathan N. (2004), Influence of Casting Defect on Fatigue Limit of Nodular Cast Iron, International Journal of Fatigue 26, 311-319.

Ohnaka H. (1985), Fundamentals of Heat and Solidification with Computational Solution, (Translated), Maruzan, Tocnoku-Tokyo, Japan

Orlowicz A.W. dan Trytek A. (2003), Effect of Rapid Solidification on Sliding Wear of Iron Castings, WearJournal 254, 154-163

Ozdemir N., AksoyM. dan Orhan N. (2003), Effect of Graphite Shape in Vaccum-free Diffusion Bonding of Nodular Cast Iron with Gray Cast Iron, Journal of Materials

Ozisik M.N. (1968), Boundary Value Problems of Heat Conduction, International Textbook Company, Scranton Penssylvania.

Oliveira M. J., MalheirosL. F. dan Ribeiro C. A. S. (1999), Evaluation of Heat of Solidification of Cast Irons From Continuous Cooling Curves, Journal of Mateials

Processing Technology 92/93, 25-30.

Pan J., YoshidaM., SasakiG., FukunagaH., FujimuraH. dan Matsura M. (2000), Ultrasonic Insert Casting of Aluminum Alloy, Scripta Materialia, 43, 155-159. Pedoman Format Penulisan Disertasi (2006), Program Pascasarjana, Institut Teknologi

Bandung, Bandung.

Prabhu K. N. dan Griffiths W. D. (2000), Assessment of Metal/mold Interfacial Heat Transfer During Solidification of Cast Iron, Materials Science Forum Trans Tech

Publications 329/330, 455-460.

Suratman R. (2002), Teknologi Pengelasan Logam, Departemen Teknik Mesin, Institut Teknologi Bandung, Bandung.

Rabkin E., StraumalB. dan Gust W. (1996), Diffusion Induced Stresses as a Driving Force for the Instability of a Solid/Liquid Interface, Defect and Diffusion Forum

Scitec Publications 129/130, 229-242.

Rivera G.L., BoeriR.E. dan Sikora J.A. (2004), Solidification of Gray Cast Iron, Scripta

Materialia 50, 331-335.

Roy A. dan Manna I. (2000), Mathematical Modeling of Localized Melting Around Graphite Nodules During Laser Surface Hardening of Austempered Ductile Iron,

(43)

Riahi A. R. dan Alpas A. T. (2003), Wear Map for Grey Cast Iron, Wear Journal 255, 410-409.

Sahin H. M., Kocatepe K., Kayikci R. dan Akar N. (2006), Determination of Unidirectional Heat Transfer Coefficient During Unsteady-state Solidification at Metal Casting-chill Interface, Energy Conversion and Management 47, 19-34. Sapate S. G. dan Rao A. V. R. (2004), Effect of Carbide Volum Fraction on Erosion Wear

Behaviour of Hardfacing Cast Iron, , Wear Journal 256, 774-786.

Seetharamu K.N., Paragasam R., Quadir G.A, Zainal Z.A., Prasad B.S. dan Sundararajan T.(2001), Finite Element Modelling of Solidification Phenomena, Sadhana, 26, (1 & 2), India,103-120.

Shinoda T., EndoS. dan Tanada K. (1996), Friction Welding of Cast Iron and Stainless Steel, Welding International 10 (12), 926-936.

Shuping H., WeiminZ. dan Fuzhan R. (2002), Progress in the Micro-modeling of the Casting Solidification Process, Journal of Materials Processing Technology 123, 361-370.

Smith W.F. (1993), Structure and Properties of Engineering Alloys, 2nd Ed., McGraw-Hill, Inc., Singapore.

Tangkuman S. (2006), Simulasi Numerik Pengaruh Temperatur Preheat dan Waktu

Penuangan Terhadap Laju Pendinginan pada Metode Flow Casting untuk Perbaikan Cacat Permukaan pada Komponen Besi Cor Kelabu, Tesis Magister

Teknik Mesin ITB.

Tan L. dan Zabaras N. (2006), A Level Set Simulation of Dendritic Solidification with Combined Features of Front-tracking and Fixed-domain Methods, Journal of

Computational Physics 211, 36-63

Surdia T. dan Chijiwa K. (2000), Teknik Pengecoran Logam, PT. Pradnya Paramita, Cetakan Ke-8, Jakarta.

ThomasB. G., SamarasekeraI.V. dan Brimacombe J.K. (1987), Mathematical Model of the Thermal Processing of Steel Ingots: Part I, Heat Flow Model, Metallurgical

Transactions B, Vol. 18B, 119-130.

Tusek J. (2004), Mathematical modelling of melting rate in arc welding with a triple-wire electrode, Journal of Materials Processing 146, pp. 415-423.

ViswanathanS., SikkaV.K. dan Brody H.D. (1992), Using Solidification Parameters to Predict Porosity Distributions in Alloy Casting, JOM, (September 1992), 37-40. Vedat S.A. (1966), Conduction Heat Transfer, Addison-Wesley Publishing Co.

(44)

Venkatesan A., Gopinath V.M. dan Rajadurai A. (2005), Simulation of Casting Solidification and Its Grain Structure Prediction using FEM, Journal of Materials

Zhang X. Y., ZhouZ. F., WuS. L. dan Guan L. Y. (1992), Crack initiation and propagation in a pearlitic nodular iron joint welded with a nickel-iron electrode,

AWS Welding Research Supplement, 291s-295s.

Zhang X. Y., ZhouZ. F., XieM. L. dan ZhangY. M., (1995), A newly developed nickel-iron electrode with superior hot cracking resistance and high-strength properties for welding perlitic nodular iron, Welding Research Supplement, 16s-20s.

Zhang X. Y., ZhouZ. F., ZhangY. M., WuS. L. dan Guan L. Y. (1996), Influence of nickel-iron electrode properties and joint shapes on welded joint strength of pearlitic nodular iron, AWS Welding Research Supplement, 280s-284s.

Zhong M., LiuW. dan Zhang H. (2005), Corrosion and wear resistance characteristics of NiCr coating by laser alloying with powder feeding on grey iron liner, Wear

Journal, (In Press).

PUSTAKA DARI SITUS

Carley, L. (2000), Cast Iron Crack Repair, www. CarleySoftware.com. diturunkan pada bulan Desember tahun 2002.

TWI (2000a), Welding of cast iron, World Center for Material Joining Technology, TWI website, diturunkan pada bulan Desember tahun 2002.

TWI (2000b), Oxyacetylene and bronze welding of cast iron, World Center for Material