BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Pesatnya pasar otomotif di dalam negeri ditandai dengan meningkatnya konsumen kendaraan baik sepeda motor maupun mobil, bahkan sekarang ini sebagian besar produsen kendaraan bermotor berasal dari luar negeri, baik itu dari Jepang, Eropa, Amerika hingga yang terbaru dari Cina dan India, sedangkan produk dalam negeri kurang diminati oleh konsumen indonesia karena sebagian besar masyarakat kita lebih mempercayai kwalitas produk dari luar negeri walaupun harga produk luar jauh lebih mahal dari pada produk lokal. Sektor otomotif pada tahun 2011 ditargetkan meningkat 10%, sektor ini memegang peranan penting dalam perekonomian indonesia, pasca krisis global melanda pada 2008-2009, industri otomotif dan komponennya merupakan sektor yang paling cepat pulih (BPS, 2011) akan tetapi pasca pemberlakuan perjanjian perdagangan bebas ASEAN-China (ACFTA) produk komponen otomotif dari negara ASEAN dan China masuk begitu mudah dan dengan harga yang murah karena bea masuk yang begitu rendah, sehingga ini menjadi ancaman serius bagi produsen komponen lokal, salah satunya juga akibat bahan baku berupa almunium yang menjadi bahan baku utama dari komponen otomotif. Salah satu komponen otomotif yang telah di produksi oleh Industri Kecil dan Menengah (IKM) lokal adalah velg sepeda motor, karena modifikasi motor
1
yang terus berkembang sehingga berbagai model velg sepeda motor banyak beredar di pasaran dan produk velg lokal harus bersaing dengan produk pabrikan dalam negeri maupun dari luar negeri, sehingga perlu adanya peningkatan kualitas dari produk velg hasil produksi IKM supaya bisa bersaing di pasaran. Untuk meningkatkan produk velg lokal adalah dengan mengubah teknik pengecoran gravity yang selama ini dipakai, karena proses gravity casting adalah proses pengecoran yang sederhana dan mudah dilakukan, dengan centrifugal casting karena jika dibandingkan dari kualitas hasil pengecoran maka proses sentrifugal casting lebih baik, daripada proses gravity casting, dan dari segi biaya untuk perlengkapan proses sentrifugal casting juga tidak terlalu mahal, sehingga bisa terjangkau oleh IKM. Paduan alumunium A356 merupakan material yang digunakan untuk membuat komponen velg hasil produksi pabrik (Raharjo, 2010) dan untuk meningkatkan kualitas hasil coran dari proses centrifugal casting dengan penambahan grain refiner yang dapat meningkatkan kekerasan dan kekuatan tarik logam paduan, hal tersebut akibat terbentuknya partikel fasa kedua yang berukuran sangat kecil dan tersebar merata di dalam matrik fasa aslinya (Callister, 2007), dan bahan yang dipakai untuk penambahan grain refiner adalah TiB, karena titanium yang dikombinasikan dengan Boron atau Carbon merupakan unsur paduan Al-Si yang berfungsi untuk menghaluskan butiran (grain refiner) paduan alumunium cor, karena TiC atau TiB dapat menjadi inti dari paduan alumunium (Suhariyanto, 2010). Hal tersebut yang mempengaruhi adanya perubahan sifat mekanik dan struktur mikro. Karena dengan semakin halus
2
butiran, maka penjalaran dislokasinya akan semakin sulit sehingga mempunyai ketahanan yang lebih baik (Mallapur.et al, 2010) pada proses selanjutnya untuk meningkatkan kekuatan velg dari bahan A356 dengan Heat treatment T6 akan memperbaiki sifat fisis, mekanis dan struktur mikro berbentuk bulat dan homogen dengan tingkat void yang rendah (Cavaliere.et al, 2004). Perbandingan bahan A356.0 yang diberikan perlakuan panas T6 yang tidak diberikan perlakuan panas, telah diungkap oleh (Masy’ari, 2011) dalam hasil penelitiannya menyatakan bahwa Proses perlakuan panas T6 dengan temperatur solid solution 535˚C dan artificial aging 135˚C terhadap hasil coran dapat meningkatkan angka kekerasan naik hingga rata-rata 37,42%, kekuatan tarik 39,94% dan ketangguhan 17,01% dibandingkan dengan produk velg A356.0 yang tanpa perlakuan panas T6. Berangkat dari persoalan tersebut diatas, maka perlu dilakukan penelitian yang berkaitan dengan proses sentrifugal casting dan heat treatment T6 untuk produk velg sepeda motor, diharapkan bisa memperbaiki hasil coran dari proses centrifugal casting, karena velg mendapat beban dinamis ketika dipakai pada sepeda motor, dan kondisi jalan yang tidak bagus dan banyak berlubang akan menjadi beban impact ketika velg tersebut dipakai, sehingga perlu dilakukan pengujian sifat fisis dan mekanis dari material A356.0. 1.2
Rumusan Masalah Berangkat dari latar belakang yang telah diuraikan diatas, maka dapat
diambil rumusan masalah, sebagaimana berikut : 1. Apakah pengaruh putaran centrifugal casting terhadap sifat fisis dan mekanis.
3
2. Bagaimanakah pengaruh pre heating pada cetakan terhadap kualitas produk cor. 3. Apakah pengaruh penambahan inokulan Al-Ti-B terhadap sifat fisis dan mekanis. 4. Bagaimanakah pengaruh perlakuan panas T6 dengan variasi temperatur artificial aging terhadap sifat fisis dan mekanis. 5. Apakah pengaruh perlakuan panas T6 dengan natural aging terhadap sifat fisis dan mekanis
1.3
Batasan Masalah untuk menjelaskan masalah pada penelitian ini, maka masalah dibatasi
sebagai berikut : 1. Tidak dilakukan pengujian perambatan retak 2. Tidak dilakukan pengujian kelelahan material 3. Tidak dilakukan pengujian SEM
1.4
Tujuan Penelitian Tujuan pada penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Mengetahui pengaruh putaran cetakan terhadap sifat fisis dan mekanis 2. Mengetahui pengaruh penambahan inokulan Al-Ti-B sebagai grain refiner pada sentrifugal casting dengan putaran 1000rpm terhadap sifat fisis dan mekanis
4
3. Mengetahui pengaruh perlakuan artificial aging dengan perbandingan temperatur terhadap sifat fisis dan mekanis. 4. Mengetahui pengaruh natural aging terhadap sifat fisis dan mekanis
1.5
Keaslian Penelitian Studi tentang peningkatan sifat fisis dan mekanis berbasis material
alumunium A356, merupakan penelitian lanjutan dan perbaikan dari penelitianpenelitian yang pernah dilakukan oleh antara lain : a. Masyari (2011) Melakukan penelitian tentang pengaruh kecepatan putar, perlakuan panas T6 dan penambahan inokulan Al-TiB pada centrifugal casting terhadap sifat fisis dan mekanis paduan alumnium cor A356 velg sepeda motor, proses perlakuan panas T6 terhadap hasil coran dapat meningkatkan angka kekerasan naik hingga rata-rata 37,42%, kekuatan tarik 39,94% dan ketangguhan 17,01%. b. Anzip (2006) Melakukan penambahan unsur Mn ke dalam paduan A356.2 sehingga kandungan Mn yang semula 0,05%w dinaikkan menjadi 1,2 ; 1,4 ; 1,6 %w setelah itu diberi perlakuan panas T6, kemudian dilakukan uji tarik, uji kekerasan, uji impak dan pengamatan struktur mikro. Hasil pengujian menunjukan bahwa sifat mekanik paduan, naik akibat adanya penambahan Mn dan perlakuan panas T6. Sifat mekanik optimum diperoleh pada kandungan Mn 1,2%w dengan nilai UTS 31,58 elongation 7,54%, kekerasan 90,74 HVN, kekuatan impak 5,88 /
/
, .
5
c. Mo¨ller, dkk (2007) juga meneliti tentang paduan aluminium A356, untuk melihat respon kandungan Mg pada proses semi solid metal Al-Mg-Si paduan aluminium A356 terhadap natural dan artificial aging. Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa kandungan Mg ini dapat memberikan pengaruh yang sangat siginifikan terhadap perilaku natural dan artificial aging paduan aluminium, yaitu diperolehnya indek kualitas optimum menggunakan short solution heat treatment selama 1 jam pada temperatur 5400C .
1.6
Manfaat Penelitian Pada penelitian ini diharapkan bisa memberikan manfaat, antara lain : a. Diharapkan didapat parameter putaran cetakan centrifugal casting yang optimum untuk meningkatkan hasil coran produk velg sepeda motor lokal. b. Dapat diperoleh parameter temperatur T6 yang terbaik untuk hasil produk coran yang berkualitas. c. Memberikan solusi bagi IKM yang memproduksi velg sepeda motor , tentang teknik centrifugal casting agar produk yang dihasilkan bisa bersaing dipasaran.
6
1.7.
Hipotesis Cetakan velg yang berputar akan menimbulkan gaya sentrifugal pada
cairan yang ada didalam cetakan, sehingga cairan yang berada di dalam cetakan tersebut akan mendapat tekanan. Tekanan akan membuat molekul cairan menjadi lebih padat sehingga semakin tinggi kecepatan putar mold gaya sentrifugal yang dihasilkan juga semakin besar. Selain menimbulkan efek gaya sentrifugal, proses pembekuan juga semakin cepat, sehingga akan mengahasilkan ukuran butir yang lebih halus. Ukuran butiran yang halus dapat meningkatkan sifat mekanis material. Proses perlakuan aging menjadi salah satu dari proses perlakuan panas T6 merupakan metode untuk meningkatkan sifat mekanis paduan aluminium. Efek yang ditimbulkan dari hasil perlakuan panas T6 adalah terbentuknya presipitat disekitar batas butir matrik aluminium yang menyebabkan susunan antar atom aluminium menjadi lebih rapat dan menimbulkan ikatan antar atom aluminium menjadi lebih kuat. Semakin rapat dan kuat ikatan antar atom aluminium maka akan menaikkan sifat mekanis dari material tersebut. Sifat mekanik produk coran paduan aluminium A356 juga dapat diperbaiki dangan menambahkan inokulan Al-Ti-B. Adanya inokulan Al-Ti-B ini diharapkan dapat berfungsi sebagai inisiasi dan membatasi pertumbuhan butir, sehingga ukuran butir yang dihasilkan menjadi lebih halus. Semakin halus ukuran butir yang dihasilkan, maka sifat mekanik juga akan semakin baik.
7
