1 FABRIKASI KOMPOSIT MATRIKS LOGAM Al5Cu/SiC(p) DENGAN METODE STIR CASTING DAN KARAKTERISASINYA Hasan Fuadi, Anne Zulfia dan Yusuf Afandi Depertemen Teknik Metalurgi dan Material, Fakultas Teknik Universitas Indonesia ABSTRAK Paduan Aluminium banyak digunakan dalam berbagai industri, diantaranya industri pengemasan, dirgantara, perkapalan, otomotif dan militer. Pemilihan Aluminium ini didasari karena densitas yang rendah, sifat mekanik yang baik dan ketahanan korosi yang lebih baik dibandingkan dengan logam dan paduan konvensional. Sifat mekanik bahan yang baik dan biaya produksi yang relatif rendah ini membuat aluminium sangat kompetitif. Pada penelitian kali ini akan difokuskan pada komposit matriks aluminium, Jenis paduan yang digunakan adalah paduan aluminium-tembaga (AlCu) yang dikombinasikan dengan Silikon Karbida dari jenis keramik yang kuat dan keras dengan komposisi 5,10, dan 15% V f . Penambahan 4% magnesium pada komposit dilakukan untuk meningkatkan sifat pembasahan partikel SiC. Metode pembuatan komposit yang digunakan adalah stir casting. Produk hasil pengecoran diberikan perlakuan panas T6. Karakterisasi komposit matrik logam Al5Cu/SiC dilakukan pengujian mekanik ( uji kekerasan dan keausan), pengujian metalografi, berat jenis, porositas, SEM/EDS dan uji komposisi kimia. Hasil pengujian mekanik menunjukkan peningkatan sifat mekanis (Kekerasan dan Keausan) seiring dengan penambahan fraksi volume penguat partikel SiC. Kata kunci : Komposit Matrik Logam Al5Cu/SiC; stir casting; Sifat Mekanis; densitas. ABSTRACT Aluminum alloys are widely used in a variety of industries, including industrial packaging, aerospace, shipbuilding, automotive and military applications. This selection is based on Aluminum because it is a low density, good mechanical properties and corrosion resistance are better than conventional metal and alloys. Mechanical properties of materials is good and relatively low production costs make this aluminum is very competitive. At this time the research will be focused on aluminum matrix composite, a type of combination used is aluminum-copper alloys (AlCu) combined with silicon carbide, with the composition of the 5, 10, and 15% Volume fraction. The wetting agent of SiC particles is used by the addition of 4 % of magnesium. The Method to making composite is used stir casting. Casting products given heat treatment T6. The characterization of MMC was carried out by mechanical tests (hardness and wear resistance),and by Metallographic tests (microstructure, porosity and density) and also using SEM/EDS and chemical composition. The result show that MMC have increased mechanical properties (hardness and wear resistance) by increasing the volume fraction of SiC particles. Keywords : Metal Matrix Composite of Al5Cu/SiC; Stir Casting; Mechanical Properties and Density. Fabrikasi komposit..., Hasan Fuadi, FT UI, 2013.
17
Embed
FABRIKASI KOMPOSIT MATRIKS LOGAM Al5Cu/SiC(p) DENGAN ...
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
FABRIKASI KOMPOSIT MATRIKS LOGAM Al5Cu/SiC(p) DENGAN
METODE STIR CASTING DAN KARAKTERISASINYA
Hasan Fuadi, Anne Zulfia dan Yusuf Afandi
Depertemen Teknik Metalurgi dan Material, Fakultas Teknik Universitas Indonesia
ABSTRAK
Paduan Aluminium banyak digunakan dalam berbagai industri, diantaranya industri pengemasan, dirgantara, perkapalan, otomotif dan militer. Pemilihan Aluminium ini didasari karena densitas yang rendah, sifat mekanik yang baik dan ketahanan korosi yang lebih baik dibandingkan dengan logam dan paduan konvensional. Sifat mekanik bahan yang baik dan biaya produksi yang relatif rendah ini membuat aluminium sangat kompetitif. Pada penelitian kali ini akan difokuskan pada komposit matriks aluminium, Jenis paduan yang digunakan adalah paduan aluminium-tembaga (AlCu) yang dikombinasikan dengan Silikon Karbida dari jenis keramik yang kuat dan keras dengan komposisi 5,10, dan 15% Vf . Penambahan 4% magnesium pada komposit dilakukan untuk meningkatkan sifat pembasahan partikel SiC. Metode pembuatan komposit yang digunakan adalah stir casting. Produk hasil pengecoran diberikan perlakuan panas T6. Karakterisasi komposit matrik logam Al5Cu/SiC dilakukan pengujian mekanik ( uji kekerasan dan keausan), pengujian metalografi, berat jenis, porositas, SEM/EDS dan uji komposisi kimia. Hasil pengujian mekanik menunjukkan peningkatan sifat mekanis (Kekerasan dan Keausan) seiring dengan penambahan fraksi volume penguat partikel SiC.
Kata kunci : Komposit Matrik Logam Al5Cu/SiC; stir casting; Sifat Mekanis; densitas.
ABSTRACT
Aluminum alloys are widely used in a variety of industries, including industrial packaging, aerospace, shipbuilding, automotive and military applications. This selection is based on Aluminum because it is a low density, good mechanical properties and corrosion resistance are better than conventional metal and alloys. Mechanical properties of materials is good and relatively low production costs make this aluminum is very competitive. At this time the research will be focused on aluminum matrix composite, a type of combination used is aluminum-copper alloys (AlCu) combined with silicon carbide, with the composition of the 5, 10, and 15% Volume fraction. The wetting agent of SiC particles is used by the addition of 4 % of magnesium. The Method to making composite is used stir casting. Casting products given heat treatment T6. The characterization of MMC was carried out by mechanical tests (hardness and wear resistance),and by Metallographic tests (microstructure, porosity and density) and also using SEM/EDS and chemical composition. The result show that MMC have increased mechanical properties (hardness and wear resistance) by increasing the volume fraction of SiC particles.
Keywords : Metal Matrix Composite of Al5Cu/SiC; Stir Casting; Mechanical Properties and Density.
Fabrikasi komposit..., Hasan Fuadi, FT UI, 2013.
2
1. Pendahuluan
Perkembangan industri transportasi, menyebabkan penggunaan logam sebagai penunjang
industri sangant signifikan. Seiring perkembangan jaman, tuntutan efiisiensi energi mengakibatkan
penggunaan logam monolith mulai dikurangi karena bobotnya yang besar . Penggunaan material
yang memiliki bobot ringan mulai dikembangkan sebagai alternative pengganti logam monolith.
Hal ini mendorong para peneliti untuk mengembangkan material dan paduan baru untuk menjawab
tantangan tersebut. Salah satu material yang dikembangkan adalah material komposit, terutama
komposit matriks logam dan matriks polimer. Penggunaan komposit matriks logam memiliki
kelebihan dan kekurangan dibandingkan dengan komposit matriks polimer diantanya, transfer
tegangan dan regangan yang baik, ketahanan terhadap temperature tinggi, tidak menyerap
kelembaban, tidak mudah terbakar serta memiliki kekuatan tekan dan geser yang lebih baik.
Sedangkan kekurangan komposit matriks logam dibandingkan komposit matriks polimer adalah
biaya produksi yang mahal, memiliki titik lebur yang tinggi, mudah mengalami korosi pada antar
muka matriks dan penguat serta standarisasi material maupun proses yang sedikit.
Material Aluminium sangat luas penggunaanya terutma di industri otomotif, dirgantara dan
hankam[1]. Salah satu jenis dari aluminium tersebut adalah paduan aluminium-tembaga (Al-Cu).
Paduan Al-Cu memiliki sifat mampu mesin yang baik dan mudah ditingkatkan kemampuannya
melalui proses laku panas. Paduan Al-Cu dikembangkan dengan penambahan karbida silikon dari
jenis keramik yang kuat dan keras akan membentuk paduan baru yang dikenal sebagai komposit
matriks logam (KML) [2]. Komposit Al-Cu/SiC(p) akan dijadikan bahan penelitian agar mempunyai
karakteristik unggul dan diharapkan bisa diproduksi dengan biaya rendah. Berbagai macam metode
pembuatan material ini terus diteliti termasuk pembuatan komposit dengan metode stir casting[3].
Penelitian ini adalah berupa rekayasa KML melalui proses stir casting dengan variabel penambahan
fraksi volume pada matrik (Al5Cu) dengan penguat Karbida Silikon (SiC).
2. Tinjauan Teoritis
Komposit adalah material hasil kombinasi makroskopis dari dua atau lebih komponen
yang berbeda, dengan tujuan sifat-sifat fisik dan mekanik tertentu yang lebih baik daripada
sifat masing-masing komponen penyusunnya.[4] Kebanyakan material komposit terdiri dua
fasa, yaitu matrik dimana komposisinya disebut sebagai bahan dasar komposit; selanjutnya
yaitu reinforcement atau disebut juga penguat, dimana merupakan material yang dicampurkan
dengan matriks. Interaksi dan reaksi kimiawi yang terjadi pada daerah antar muka matriks
dan penguat merupakan komponen yang menentukan adesifitas antar permukaan yang
Fabrikasi komposit..., Hasan Fuadi, FT UI, 2013.
3
selanjutnya akan berpengaruh kepada sifat mekaniknya. Hal ini dikarenakan melalui daerah
antar muka tersebut komposit mampu berfungsi sebagai transmisi dalam sifat termal, listrik
dan mekanik. Daerah antar muka ini disebut interfasial (interface).
Aspek kebasahan (wettability) mempunyai peranan penting dalam menentukan adesifitas
antara matriks dan penguat[5]. Mengingat pentingnya aspek ini, maka banyak peneliti sebelumnya
yang mengamati perilaku sifat kebasahan material terhadap material lainnya dalam pembuatan
komposit. Salah satu yang saat ini menjadi perhatian adalah material komposit matriks Al dengan
penguat SiC. Sebagai komposit yang marak dikembangkan, AlCu/SiC(p) memiliki wettability yang
buruk. Oleh karena itu, dibutuhkan mateial lain yang ditambahkan guna meningkatkan wettability
antar kedua material tersebut. Material tambahan ini disebut wetting agent.
Sifat-sifat dari komposit secara umum bila dibandingkan dengan komponen-komponen
penyusunnya antara lain memiliki ketangguhan dan kekuatan yang lebih baik,lebih
ringan,ketahanan terhadap korosi dan aus yang lebih baik,dan umur fatik yang lebih lama .Hal
ini disebabkan oleh sifat-sifat komponen penyusunnya yang saling menutupi kekurangan satu
dengan yang lain[6].
Sifat-sifat dari komposit sangat tergantung kepada beberapa faktor, antara lain: