BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang
Pemakaian
aluminium
dalam
dunia
industri
yang
semakin
tinggi,menyebabkan pengembangan sifat dan karakteristik aluminium terus ditingkatkan. Aluminium dalam bentuk murni memiliki kekuatan yang rendah dan tidak cukup baik digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan ketahanan deformasi dan patahan, maka perlu ditambahkan unsur lain untuk meningkatkan kekuatannya. Aluminium dalam bentuk paduan yang sering dikenal dengan istilah aluminium alloy merupakan jenis aluminium yang digunakan cukup besar saat ini. Salah satu paduan aluminium yang banyak digunakan dalam industi pesawat terbang dan otomotif
adalah paduan aluminium AA5154. Dalam proses
pembuatannya melalui rekayasa teknik atau perlakuan panas (heat treatment), dimana suatu produk logam yang mengalami perlakuan panas akan merubah struktur mikro dan sifat mekanis terutama kekerasannya. Proses ini meliputi pemanasan pada aluminium dengan temperatur tertentu, kemudian dipertahankan pada waktu tertentu dan didinginkan pada media tertentu pula.
Perlakuan
panas
memiliki
tujuan
untuk
meningkatkan
keuletan,
menghilangkan tegangan internal, menghaluskan butir kristal, meningkatkan kekerasan, meningkatkan tegangan tarik pada logam dan sebagainya.
Proses pengecoran konvensional sudah mulai ditinggalkan karena terdapat banyak kekurangan terhadap produk yang dihasilkan maupun terhadap proses pengecoran itu sendiri. Metode yang sedang berkembang saat ini adalah metode semi solid casting. Kondisi semi solid bahan baku pada proses semi solid casting diperoleh dengan cara memanaskannya di antara temperatur solid dan temperatur liquid, kemudian ditekan kedalam celah cetakan (die cavity). Pengecoran pada temperatur yang lebih rendah akan meningkatkan akurasi dimensi dan meningkatnya umur cetakan. Bahan baku yang digunakan untuk proses semi solid casting adalah logam yang mempunyai struktur globular (nondendritik). Oleh karena itu keberhasilan proses pembuatan suatu produk dengan semi solid casting adalah sangat penting mengkondisikan bahan baku memiliki struktur mikro yang bulat (globular).
Dibandingkan
dengan
pengecoran
biasa,
semi
solid
casting
memungkinkan material dipanaskan pada temperatur yang lebih rendah, hal ini akan mengakibatkan : Kemudahan dalam menanganinya (material handling) Proses pembekuan lebih cepat Temperatur material lebih rendah masuk ke cetakan Meningkatkan keamanan dan kenyamanan tempat kerja Semi solid casting memiliki sifat mampu alir yang rendah karena phase padat biasanya
berbentuk
dendrite.
Disinilah
peran
dari
compressive
strain
diaplikasikan, kemudian dilakukan pengujian untuk mengetahui sifat mekanik (mechanical properties) dan pengamatan terhadap struktur mikro dari material. Penelitian – penelitian sebelumnya mengenai proses semi solid casting sudah banyak dilakukan, antara lain oleh : Wibowo (2011), melakukan penelitian tentang pembentukan paduan aluminium 6063 setengah padat (semi solid). Pada penelitian ini logam paduan yang digunakan adalah paduan aluminium 6063 yang dilakukan dengan cara menuangkan logam cair ke dalam corong luaran cor dan diputar dengan poros batang pengaduk dengan kecepatan putar 2900 rpm. Diharapkan akibat pengaruh gaya geser dari batang pengaduk pada proses pembentukan bahan paduan setengah padat (semi solid) struktur mikronya berubah menjadi bentuk butir baru berbentuk bulat (globular). Pembentukan bahan paduan setengah padat (semi solid) membuat partikel-partikel Mg2Si berbentuk dendritik terpecah-pecah menjadi partikel-partikel halus butir baru berbentuk bulat (globular) dengan terdapat partikel-partikel Mg2Si didalam maupun dibatas butir globular yang terdistribusi lebih merata dan padat pada matrik Al-α. Nilai kekerasan dan nilai impact pada logam paduan Aluminium 6063 yang telah dilakukan pembentukan bahan paduan setengah padat (semi solid) mengalami peningkatan. Antara,(2008), melakukan penelitian dengan judul Aging characteristic and mechanical properties of formed Mg-Zn-Al-RE-Ca alloys. Penelitian ini dititikberatkan pada karakteristik proses-proses penuaan (aging characteristic) dan sifat-sifat mekanis (mechanical properties) dari paduan-paduan Mg-Zn-Al-RE-Ca yang dibentuk berdasarkan kondisi saat paduan tersebut dalam keadaan setengah padat (semi solid). Spesimen dari paduan-paduan
tersebut pertama ditekan (negative strain) dan dibentuk dengan kompresi (pressformed) pada temperatur 580°C lalu dipotong-potong untuk membuat spesimen dari uji perlakuan panas menurut T6 (T6 heat traeatment) dan untuk spesimen pengujian tarik (tensile investigation). Data menunjukkan semua paduan-paduan yang diuji tersebut memiliki struktur mikro yang terdiri dari partikel-partikel halus dan bulat dari phase alpha (α) dan dikelilingi oleh senyawa-senyawa eutektik yang halus disekitar partikel-partikel tersebut.
Angka kekerasan meningkat sesuai
dengan peningkatan persentase unsur-unsur paduannya. Kekuatan tarik pada temperatur tinggi dari paduan-paduan yang dibentuk pada kondisi setengah padat tersebut meningkat menurut jumlah dari senyawa-senyawanya. Shigeharu Kamado,dkk, (2011),melakukan penelitian dengan judul Application of semi solid forming to Mg-Zn-Al-Ca alloys. Penelitian ini mempelajari tentang pembentukan paduan Mg-Zn-Al-Ca alloys. Paduan yang dihasilkan kemudian dijadikan bentuk billet kecil-kecil, selanjutnya dipanaskan pada temperatur semi solid. Spesimen kemudian di press menggunakan mesin press hidrolik hingga mengalami compressive strain 15% pada temperatur 300oC, kemudian dilakukan pengamatan terhadap perubahan struktur mikro yang terjadi dan fluidity nya. Struktur mikro dari spesimen yang dibentuk dengan proses semisolid terdiri dari partikel solid yang berbentuk bulat dikelilingi oleh fase liquid. Semua paduan yang diuji mampu mengisi rongga dengan kedalaman 2mm dan mikro strukturnya menunjukkan distribusi yang merata sepanjang spesimen.
1.2. Perumusan Masalah Pada penelitian ini yang menjadi pokok permasalahan adalah bagaimana struktur mikro yang bulat (bundar) dapat disiapkan untuk semi solid casting dengan menerapkan compressive strain dan seberapa tinggi temperatur semi solid AA5154. Kemudian dilakukan pengujian terhadap sifat mekanik material yang dihasilkan.
1.3. Batasan Masalah Batasan – batasan dalam penelitian ini diperlukan untuk menyederhanakan pembahasan. Beberapa batasan tersebut antara lain : 1. Compressive strain dilakukan hingga 15% pada temperatur 300 0C 2. Temperatur semi solid yang dipilih adalah 580 0C, 600 0C, 620 0C.
1.4. Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Mengetahui pengaruh compressive strain terhadap struktur mikro paduan aluminium AA5154 2. Mengetahui temperatur semisolid yang terbaik untuk aplikasi semi solid casting paduan aluminium AA5154 3. Membandingkan sifat mekanik antara paduan aluminium AA5154 yang tidak mengalami compressive strain dengan paduan aluminium AA5154 yang mengalami compressive strain
Manfaat dari penelitian ini adalah : Dapat memberikan informasi teknik kepada industri manufaktur mengenai perlakuan yang terbaik terhadap paduan aluminium AA5154 untuk mendapatkan hasil yang maksimal melalui proses semi solid casting.
