HP CS Kami 0852.25.88.77.47(WhatApp) email:IDTesis@gmail.com BBM:5E1D5370

Studi Pengaruh Fading Penambahan Grain Refiner 0.019 wt % Ti

Studi Pengaruh Fading Penambahan Grain Refiner 0.019 wt % Ti Terhadap Karakteristik Paduan AC4B Hasil Low Pressure Die Casting

ABSTRAK

Paduan AC4B (standar JIS) atau paduan 333.0 as-cast (standar AA) secara komersial banyak digunakan sebagai bahan baku pembuatan komponen pada industri manufaktur otomotif. Diketahui sering terjadi reject karena kegagalan yang terjadi pada pembuatan komponen otomotif, diantaranya adalah shrinkage dan porosity. Pendinginan yang tidak stabil atau tidak merata dapat menyebabkan shrinkage yang berimplikasi pada menurunnya kekuatan dari produk cor. Dengan penambahan grain refiner sebagai nuklean, maka pendinginan dapat lebih terkontrol sehingga butir-butir logam menjadi lebih halus dan dihasilkan kekuatan mekanis yang lebih baik. Efek fading perlu dikontrol saat penambahan grain refiner. Keefektifan grain refiner semakin turun seiring dengan meningkatnya waktu.

Pada penelitian ini dilakukan penambahan grain refiner 0.019 wt.% Ti dalam bentuk serbuk fluks setelah proses degassing. Proses pengecoran dilakukan pada Low Pressure Die Casting (LPDC) dalam rentang 120 menit dengan 4 variabel waktu fading setiap 30 menit : 30 menit, 60 menit, 90 menit, dan 120 menit. Sampel pengujian diambil pada bagian yang tebal dan bagian tipis dari cylinder head hasil proses LPDC untuk mengetahui pengaruh penambahan titanium terhadap laju pembekuan pada setiap variabel waktu fading. Dilakukan pengujian tarik dan kekerasan untuk mengetahui perubahan sifat mekanis berupa perubahan nilai kekuatan tarik, elongasi serta kekerasan. Pengamatan mikrostruktur untuk mengamati perubahan mikrostruktur yang terjadi akibat penambahan titanium. Pengamatan struktur dengan SEM dan EDAX dilakukan untuk mengetahui fasa yang terbentuk.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan grain refiner dengan kadar 0.019 wt.% Ti meningkatkan kekuatan tarik, kekerasan serta menurunkan nilai Dendrite Arm Spacing (DAS). Terjadi kecenderungan peningkatan kembali nilai DAS sehingga berdampak pada penurunan sifat mekanis setelah 30 menit karena berkurangnya keefektifan grain refiner. Menurunnya keefektifan grain refiner ini menunjukkan terjadinya efek fading. Fenomena ini diasumsikan karena pengendapan partikel AlTi3 pada dasar furnace seiring bertambahnya waktu karena perbedaan densitas partikel grain refiner (~3,35 gr/cm3) dan aluminium cair (~2.3 gr/cm3).

Kata kunci : Grain Refiner; Fading; AC4B; Titanium; Dendrite Arm Spacing (DAS)

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Penelitian

Semakin pesatnya pertumbuhan industri otomotif dewasa ini, turut mempengaruhi perkembangan penggunaan logam aluminium dan paduannya untuk aplikasi pada komponen otomotif. Aluminium sebagai salah satu jenis material yang paling banyak digunakan, memerlukan perhatian khusus pada saat proses perlakuan logam cair di proses pengecorannya. Perbaikan-perbaikan dan penelitian terus dilakukan dengan berbagai metode untuk menghasilkan sifat yang lebih pada produk cor yang dihasilkan, sehingga diharapkan dapat mengurangi tingkat reject produk di industri otomotif. Salah satu metode yang digunakan dan terus dikembangkan adalah proses penghalusan butir (grain refiner) yaitu suatu proses mengubah ukuran dan bentuk butir-butir logam menjadi butir-butir yang lebih kecil dan homogen sehingga dapat memperbaiki sifat mekanisnya.[1,2]

Paduan aluminium yang secara komersial banyak digunakan sebagai bahan baku pembuatan komponen pada industri manufaktur otomotif adalah paduan aluminium AC4B (Al-Si-Cu) berdasarkan standar JIS / Japan Industrial Standard, atau setara dengan dengan paduan 333.0 as-cast berdasarkan standar AA / Aluminum Association[3]. Paduan ini digunakan sebagai bahan baku utama dalam proses pengecoran cylinder head pada industri kendaraan bermotor dengan menggunakan metode Low Pressure Die Casting (LPDC). Diketahui sering terjadi tingkat reject (cacat) pada proses LPDC yang cukup tinggi. Jenis kegagalan yang terjadi diantaranya adalah shrinkage dan porosity. Pendinginan yang tidak stabil atau tidak merata dapat menyebabkan shrinkage yang berimplikasi pada menurunnya kekuatan dan mengakibatkan kebocoran pada produk cor. Kebocoran pada cylinder head dapat berakibat fatal yaitu tidak berfungsinya kendaraan bermotor. Indikasi ini dapat diketahui pada uji bocor setelah proses pengecoran dan proses perlakuan panas. Dengan penambahan grain refiner sebagai nuklean, maka pendinginan dapat lebih terkontrol sehingga butir-butir logam menjadi lebih halus dan dihasilkan kekuatan mekanis yang lebih baik[4,5].

Pada penelitian ini, lebih ditekankan pada pengamatan proses fading penambahan grain refiner di dalam aluminium cair, yaitu menemukan waktu kontak keefektifan yang paling tinggi (critical contact time) grain refiner dengan logam cair. Jika waktu kontak terlalu singkat, maka sulit untuk memperoleh butir yang halus, dan jika waktu kontak terlalu lama, keefektifan grain refiner juga semakin turun[6]. Waktu yang diamati untuk mengamati proses fading ini adalah setiap 30 menit, dari 0 menit hingga 120 menit ( 30 menit, 60 menit, 90 menit dan 120 menit). Waktu fading minimum secara signifikan terjadi setelah 20 menit hingga 30 menit[6]. Terdapat berbagai jenis grain refiner, diantaranya yang umum digunakan adalah Al-Ti-B dalam bentuk batangan / master alloys maupun yang berbentuk serbuk. Produk yang berbentuk serbuk diketahui memiliki kelebihan dibandingkan produk yang berbentuk batangan, diantaranya selain harganya yang lebih murah juga memiliki waktu pudar yang lebih lama. Secara keseluruhan, penelitian ini ditujukan untuk mengetahui pengaruh penambahan grain refiner 0.019 wt.% Ti dengan variabel waktu fading terhadap karakteristik paduan aluminium AC4B, yang juga merupakan bagian dari penelitian payung mengenai pengembangan paduan aluminium untuk aplikasi otomotif.

Leave a Reply