Pengaruh Penambahan Unsur Phospor Terhadap Struktur Mikro Dan Sifat Mekanis Paduan Aluminium Silikon Eutektik

ABSTRAK

Paduan aluminium silikon eutektik merupakan salah satu paduan aluminium yang paling banyak digunakan dalam dunia pengecoran. Selain karena memiliki temperatur lebur yang rendah, pada kondisi eutektik paduan aluminium silikon akan memiliki sifat mampu cor dan fluiditas yang sangat baik. Akan tetapi, pada paduan ini akan terbentuk struktur silikon eutektik yang dapat memberikan efek kurang baik pada sifat mekanis aluminium silikon tersebut. Efek tersebut dapat diperbaiki dengan penambahan unsur modifier yang diantaranya adalah unsur phospor. Penambahan phospor umumnya hanya dilakukan pada paduan aluminium silikon hipereutektik. Pada paduan aluminium silikon eutektik, diyakini bahwa unsur phospor dapat mempengaruhi struktur mikro dan sifat mekanis dari paduan ini.

Penelitian dilakukan dengan melebur ingot AC8H yang kemudian ditambahkan sejumlah silikon untuk mencapai kondisi eutektik. Phospor ditambahkan dalam bentuk serbuk flux dan dilakukan di dalam ladel. Jumlah phospor yang ditambahkan adalah sebesar 0%P, 0.002%P, 0.004%P dan 0.006%P. Masingmasing dari paduan tersebut kemudian dilakukan pengujian karakterisasi seperti komposisi kimia, struktur mikro, kekuatan tarik, kekerasan dan ketahanan aus. Hasil penelitian menunjukkan kandungan phospor yang berbeda dengan yang direncanakan, yaitu sebesar 0.0037%P, 0.0039%P, 0.0041%P, dan 0.0045%. Meski demikian, pengaruh penambahan phospor masih dapat diamati. Pada kandungan 0.0039%P didapatkan struktur silikon eutektik dan sifat mekanis yang terbaik. Kemudian kandungan phospor yang semakin tinggi akan menghasilkan struktur silikon eutektik yang semakin kasar dan sifat mekanis yang semakin menurun.

Kata Kunci : AC8H, Eutektik, Modifier, Phospor

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Aluminium merupakan material masa depan dimana aplikasi dari logam ini nantinya akan sangat luas, terutama dalam industri otomotif. Hal ini dikarenakan logam aluminium memiliki karakteristik yang sangat baik, yaitu memiliki sifat mekanis yang cukup baik serta berat jenis yang ringan [1]. Saat ini sebagian besar dari komponen kendaraan bermotor dibuat dari aluminium dan paduannya. Beberapa paduan aluminium, seperti aluminium silikon memiliki peranan penting sebagai komponen-komponen utama pada sepeda motor.

Silikon merupakan unsur paduan yang paling umum digunakan pada pengecoran aluminium, terutama untuk Al-Si komersial. Fungsi silikon yaitu untuk meningkatkan karakteristik coran. Salah satu aplikasi paduan aluminium silikon ini adalah piston. Piston merupakan komponen sepeda motor yang berfungsi sebagai penekan udara masuk dan penerima hentakan pembakaran pada ruang bakar silinder liner. Sehingga diperlukan sifat mekanis yang baik dalam pengaplikasiannya. Sifat mekanis tersebut didapatkan dengan penambahan jumlah silikon pada paduan aluminium tersebut. Berdasarkan kandungan silikonnya, piston termasuk dalam eutektik aluminium silikon, yaitu berada pada rentang 11- 13%wt silikon dan biasa dikenal sebagai AC8A. Akan tetapi penambahan silikon juga akan memberikan efek yang kurang baik pada sifat mekanis aluminium silikon tersebut. Efek tersebut dapat diperbaiki dengan penambahan modifier pada proses pengecorannya.

Proses modifikasi pada paduan aluminium silikon umumnya dilakukan dengan penambahan unsur-unsur, diantaranya adalah natrium, stronsium, dan phospor. Jenis unsur yang digunakan tergantung dari jumlah kandungan silikonnya. Sebagai contoh, pada aluminium silikon hipereutektik, unsur yang digunakan sebagai modifier adalah phospor. Penambahan modifier ini dimaksudkan untuk memodifikasi struktur silikon pada aluminium yang biasanya berupa jarum-jarum pada Al-Si hipoeutektik dan berupa blocky silikon primer pada Al-Si hipereutektik. Dalam hal ini phospor berfungsi untuk mengecilkan ukuran silikon primer dan mendistribusikannya secara merata[2].

Penambahan phospor umumnya hanya dilakukan pada aluminium silkon hipereutektik. Untuk aluminium silikon eutektik, penambahan phospor diyakini dapat memodifikasi struktur mikro dari silikon eutektik. Penelitian yang pernah dilakukan menyebutkan bahwa pada aluminium silikon eutektik, penambahan phospor dapat meningkatkan nukleasi dari silikon eutektik[3]. Meskipun demikian, kemungkinan dapat meningkatkan atau menurunkan sifat mekanis dari aluminium silikon eutektik ini masih belum diketahui secara pasti.