Proceeding SNIRT 4 Tahun 2015 Fakultas Teknik Untag Cirebon Nomor ISSN :

Proceeding SNIRT 4 Tahun 2015 Fakultas Teknik Untag Cirebon Nomor ISSN : 2476 - 9878

VARIASI TEKANAN PADA PROSES METALURGI SERBUK DENGAN METODE ATOMISASI AIR M. Fajar Sidiq. Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal Jl. Halmahera No.1 Tegal E-mail : [email protected] Abstrak Salah satu daya tarik dari proses metalurgi serbuk adalah kemampuan untuk menghasilkan produk yang berkualitas tinggi, produk yang bentuknya kompleks yang tidak bisa dibuat dengan proses permesinan biasa, ketepatan ukuran dan toleransi sehingga tidak dibutuhkan proses lebih lanjut. Produk dari proses metalurgi serbuk ini dapat berkompetisi dengan produk- produk dari proses permesinan yang lain karena pada proses inikarena pada proses ini material yang terbuang dapat dikurangi dan kapasitas produksinya yang tinggi. Dalam proses metalurgi serbuk ada beberapa teknik dalam pembuatan serbuk antara lain proses permesinan atau pulverisasi, proses elektrolisis, proses kimia, dan proses atomisasi.. Proses –proses ini disesuaikan dengan material logam yang dipakai. Proses pembuatan serbuk dengan atomisasi ( Atomization Fabrication Techniques ) merupakan proses pembuatan serbuk logam yang banyak digunakan sekarang ini. Serbuk dari bahan logam murni dan paduan banyak dibuat dengan cara atomisasi. Hasil pengujian pembuatan serbuk Al-Si dengan metode atomisasi air dihasilkan diameter serbuk rata-rata sudut nosel 600 tekanan 1.5 Mpa : 748.8206 m, tekanan 2.5 Mpa : 687.1369 m, tekanan 3.5 : 681.5929 m, hal ini menunjukan bahwa semakin naik tekanan maka serbuk yang dihasilkan semakin kecil. Kata kunci : Serbuk logam, Atomisasi, Alumunium

1.

Pendahuluan Teknologi metalurgi serbuk merupakan salah satu dari proses pengerjaan logam. Dalam penggunaan teknologi metalurgi serbuk ini pertama-tama dikenal pada 3000 BC di Mesir dan sejak itu terus mengalami perkembangan baik dalam teknologi maupun material yang dipakai. Dalam teknik pembuatan metalurgi serbuk ini didahului dengan proses pembuatan serbuk, dimana logam yang masih berbentuk padat diubah menjadi serbuk logam, dengan water atomization, kemudian serbuk logam akan mengalami proses pencampuran ( mixing ) yang selanjutnya akan mengalami proses pembentukan ( shapping ) untuk mendapatkan bentuk yang di inginkan. Produk dari proses pembentukan ini dikenal dengan green body ( green compact ). Produk green body tadi selanjutnya di sinter dengan temperatur dibawah temperatur cair material tersebut untuk mengurangi porositas pada green body. Metalurgi serbuk adalah suatu studi dalam pemrosesan serbuk metal, termasuk didalamnya fabrikasi, karakteristik dan mengkonversikan serbuk metal menjadi komponen teknik yang bermanfaat 2.

Tinjauan Pustaka Metode pembuatan serbuk dengan proses atomisasi juga dilakukan oleh Ridlwan dkk ( 2005 ). Metoda yang digunakan adalah dengan las oksi-asitilen atau las karbit. Hasilnya memperlihatkan bahwa atomisasi dengan las oksi-asitilen menghasilkan serbuk dengan ukuran 75 – 90 µm. Pembuatan produk dengan metode metalurgi serbuk dilakukan oleh beberapa



peneliti diantaranya oleh Ahmad Junaidi (2013) yang membuat elektroda tembaga-karbon, Toto ( 2009 ) yang membuat bantalan jenis silinder, dan R.A.Suryana ( 1996 ) yang membuat paduan Zirkonium dengan metode metalurgi serbuk. 3.

Metodologi Penelitian ini menggunakan metode eksperimental dengan melakukan beberapa pengujian terhadap material yang diteliti. Meskipun secara teoritis semua logam dapat dibuat jadi serbuk, hanya beberapa jenis logam dimanfaatkan dalam pembuatan logam jadi. Dalam pemilihan proses pembuatan serbuk pertama-tama kita harus memahami proses dan nilai ekonomisnya serta karakteristik serbuk yang dihasilkan. 3.1

Proses Atomisasi Atomisasi dapat didefinisikan secara sederhana proses memecah cairan logam yang jatuh dengan pancaran bertekanan tinggi dari fluida air atau gas yang disebut “ Water Atomisation ” atau “ Gas Atomozation “, umumnya menggunakan dua fluida untuk atomisasi. Penggunaan gaya sentrifugal untuk memecahkan aliran logam cair disebut “ Sentrifugal Atomozation “. Kontrol terhadap partikel serbuk merupakan hal yang penting ketika memproduksi serbuk logam dengan proses atomisasi. Bentuk partikel yang dihasilkan dengan proses atomisasi ini berbentuk spherical, ligament, dan rounded. ( German, 1994 )

1


Teknik atomisasi dengan air ( water atomization ) Teknik atomisasi dengan air adalah teknik yang umum digunakan untuk memproduksi serbuk logam dan paduan yang memiliki temperature cair kira-kira dibawah 16000 C. ( German, 1980 ). Air ditembakkan dengan tekanan tinggi menumbuk aliran logam cair, terjadi gaya pemecah aliran logam dan terjadi pembekuan serbuk secara cepat. Proses atomisasi dengan air ini mirip atomisasi yang menggunakan gas, perbedaannya pada proses pendinginan cepat dan perbedaan sifat fluida. Ada empat sketsa yang mungkin dari mekanisme partikel dalam metode water atomization yaitu cratering, splashing, stripping, bursting. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut ini :

Tekanan adalah variable utama dalam atomisasi air. Dengan tekanan air yang tinggi dihasilkan kecepatan air keluar nosel tinggi dan ukuran partikel yang dihasilkan lebih kecil, Tekanan tinggi atau kecepatan aliran fluida, menyebabkan penurunan dalam ukuran partikel rata-rata, hubungannya dapat ditunjukan sebagai berikut :

D

 ln  p  V sin  

dimana  adalah konstan yang menghubungkan antara material dan efek desain dari atomizer, V adalah kecepatan air, dan  adalah sudut antara aliran logam cair dan water nozle. Dengan jelas terlihat bahwa energi yang bersama dengan air sebagai hasil dari tekanan dan kecepatan adalah faktor utama dalam mengontrol ukuran partikel. 3.2

Karena terjadi pendinginan yang sangat cepat maka bentuk partikel yang dihasilkan tidak teratur atau kasar ( irregular ), dengan beberapa oksidasi. Untuk mengontrol bentuk yang dihasilkan dibutuhkan kondisi superheat jauh diatas daerah liquidus. Segregasi kimia dengan partikel paduan cenderung berkurang dengan terjadinya pembekuan partikel secara cepat. Oli sintetik atau cairan lain yang tidak reaktif dapat digunakan sebagai pengganti air untuk memperoleh kontrol yang lebih baik dari bentuk partikel dan mengontrol adanya oksidasi (R.M. German).

Karakteristik Serbuk Dalam teknik metalurgi serbuk semua proses diawali dengan pembuatan serbuk, oleh sebab itu kita harus memahami sifat-sifat dan karakteristik dari serbuk tersebut. Umumnya serbuk mempunyai ukuran yang lebih besar dari asap dan lebih kecil dari pasir ( German, 1994 ). Sifat-sifat spesifik dari serbuk logam ini tergantung bagaimana serbuk ini diproduksi. Serbuk yang dihasilkan dengan pendinginan cepat mempunyai struktur yang berbeda dengan material yang didinginkan dibawah kondisi setimbang. Serbuk ini dapat terdiri dari fasa baru ( termasuk struktur amorph ) dengan banyak skala yang lebih kecil dari mikro struktur, tidak ada komposisi yang setimbang dan mengurangi segregasi. Struktur amorphous terjadi pada temparatur kamar karena panas yang diekstraksikanlebih cepat daripada pembekuan yang terjadi, dan berlangsung sekali pendinginan karena angka difusi yang rendah. Atom-atom berdifusi untuk mengatur menjadi kristal, pengaturan atom secara acak yang terjadi pada fasa liquidus. (ASM, Powder Metallurgy Committee). Ukuran partikel, bentuk dan distribusi ukuran serbuk logam mempengaruhi karakteristik dan sifat-sifat fisis dari benda yang akan dibuat dengan proses penekanan. Serbuk dibuat menurut spesifikasi antara lain:  Bentuk partikel  Ukuran partikel ( kehalusan )  Distribusi ukuran partikel  Mampu alir ( flowability )  Sifat kimia  Mampu tekan ( compressibility )  Appereant density

Gambar 2. Proses Atomisasi Dengan Air ( dari Powder Metallurgy Science, German, 1994 )

3.3 Pengukuran Ukuran Serbuk Untuk memudahkan dalam mempelajari metalurgi serbuk maka diperlukan pemahaman

Gambar 1. Mekanisme Dengan Metode Water Atomization ( dari Powder Metallurgy Science, German, 1994 )



2


yang cukup mengenai serbuk itu sendiri. Sebuah partikel didefinisikan sebagai unit terkecil dari serbuk yang tidak dapat dibagi-bagi lagi. Umumnya, dalam metalurgi serbuk partikel mempunyai ukuran lebih besar dari asap (0,01 sampai dengan 0,1 m ) tetapi lebih kecil dari pasir (0,1 sampai dengan 3 mm).). Scanning Electron Microscope (SEM) adalah alat yang paling baik untuk meneliti karakteristik serbuk logam. (R.M German). Banyak teknik pengukuran partikel serbuk dan distribusi dari partikel serbuk. Antara lain dapat disebutkan sieve analysis, Light Scattering, Electrozone Size Analysis, Microscopy and Image Analysis dan lain-lain. Pada gambar 2.12 bentuk sebuah partikel bola (spherical) tak beraturan. Untuk mengetahui ukuran partikel tersebut sangat sulit salah satu cara seperti yang diilustrasukan seperti gambar dibawah. (R.M German, 1994).

screen dengan beberapa bukaan dari sebuah ukuran. Partikel yang lolos dari screen adalah partikel yang lebih kecil, dan partikel yang tertinggal adalah partikel yang lebih besar. (ASM, Powder Metallurgy Committee). Ukuran standart bukaan untuk teknik screening ini dapat dilihat pada table.(R.M. German, 1994). Table.1 Ukuran mesh Ukuran Mesh

Bukaan ( m )

Ukuran Mesh

Bukaan ( m )

18 20 25 30 35 40 45 50 60 70 80

1000 850 710 600 500 425 355 300 250 212 180

100 120 140 170 200 230 270 325 400 450 500 600

150 125 106 90 75 63 53 45 38 32 25 20

3.4

Gambar 3. Proyeksi dari sebuah partikel bulat tetapi tidak beraturan (dari Powder Metallurgy Science oleh R.M. German, 1994)

Ukuran partikel adalah determinasi dari dimensi dari sebuah partikel. Ukuran dari sebuah partikel tergantung pada teknik pengukuran yang digunakan, parameter spesifik yang diukur, dan bentuk permukaan partikel. Alat pengukuran dari partikel umumnya menggunakan satu parameter dan memakai asumsi bentuk partikelnya adalah bulat (spherical). Dengan analisa ini nilai-nilai geometrinya menjadi jelas seperti luas permukaan, dimensi maksimum, luas penampang minimum, atau volume. Ukuran partikel ini merupakan karakteristik yang sangat penting dalam metalurgi serbuk.

Screening Untuk menganalisa ukuran partikel, teknik yang digunakan adalah teknik screening. Teknik ini adalah teknik yang paling umum digunakan untuk menganalisa ukuran partikel dengan cepat sesuai dengan standar ASTM B214. Sebuah kisi yang dibuat dari kawat membentuk suatu mesh. Ukuran mesh ini ditentukan dengan jumlah kawat perunit panjang. Semakin besar ukuran mesh maka semakin kecil ukuran bukaan, dan sebaliknya. Standar yang digunakan dalam spesifikasi ukuran mesh dengan jumlah kawat per inchi. Proses dasar dari screening adalah lolosnya material atau pemakanan dari sebuah



Material Penelitian Aluminium sering terdapat di atas bumi dalam bentuk senyawa kimia, namun di alam tidak ditemukan aluminium dalam keadaan murni. Bahan dasar terpenting untuk membuat aluminium adalah bauxit, yang merupakan kumpulan mineral (tanah tawas, oksida aluminium) dengan imbuhan oksida besi dan asam silikat. Bauxit mengandung 55 – 65 % tanah tawas, 2 – 28 % besi, 12 – 30 % air dan 1 – 8 % asam silikat. Warna bauxit tergantung pada warna imbuhan (putih, merah, kuning dan lain-lain). Alumunium stabil dalam kondisi lingkungan yang teroksidasi, ini disebabkan oleh lapisan film dalam alumunium oksida yang secara stabil terbentuk secara cepat pada permukaan alumuniumyang berhubungan dengan oksigen, air, dan oksidan-oksidan yang lainnya. ( ALUMUNIUMA, Properties and Physical Metallurgy, John E. Hatch ) 3.5 Pengaruh Tekanan Terhadap Ukuran Butir Seperti terlihat pada rumus sebelumnya tekanan yang besar atau kecepatan air yang besar menyebabkan menurunnya ukuran butir. Dengan jelas terlihat bahwa energi yang bersama dengan air sebagai hasil dari tekanan dan kecepatan adalah faktor utama dalam mengontrol ukuran partikel. Dengan semakin besarnya tekanan dan kecepatan dari fluida pengatomisasi maka semakin besar kekuatan yang dihasilkan untuk memecah aliran logam cair menjadi partikel serbuk.

dm d Met.str .

  1  M   K m 1     W A    f

1/ 2

( Metals Handbook Ninth Edition)

3


Dalam penjelasan mengenai nosel telah di perlihatkan bahwa kecepatan aliran air juga dipengaruhi oleh tekanan pada pompa. Semakin tinggi tekanan air maka semakin tinggi kecepatan air dan semakin kecil ukuran partikel yang dihasilkan. Dalam satu percobaan, sebuah baja yang diatomisasi pada tekanan air 1,7 Mpa memberikan ukuran petikel sebesar 117 μm, tetapi sebuah pendekatan dengan meningkatan tekanan sebesar 13,8 Mpa dihasilkan perbandingan ukuran partikel yang lebih kecil yaitu 42 μm. Tekanan ditambah 150 Mpa menghasilkan daerah ukuran partikel pada 5 μm. (R.M. German) 3.6

Pengujian Distribusi Serbuk Untuk menganalisa ukuran partikel, teknik yang digunakan adalah teknik screening. Teknik ini adalah teknik yang paling umum digunakan untuk menganalisa ukuran partikel dengan cepat sesuai dengan standar ASTM B214.

Gambar 4. Analisa sieve dengan menggunakan screen bertingkat (dari Powder Metallurgy Science oleh R.M. German, 1994)

4.

Analisa dan Pembahasan Berikut adalah data awal yang diperoleh dari percobaan pembuatan serbuk dengan metode water atomization : Tabel.2 Data Variable Proses Pembuatan Serbuk Logam Al-Si

Tekanan

Diameter nosel (mm)

Diameter Tundish (mm)

Suhu Tuang Al

Jml. Water Jet

Suhu Tundish (o C)

(o C)

Data ukuran partikel. Setelah analisa ukuran partikel dengan teknik screening dilakukan maka akan didapat data-data ukuran partikel serbuk dan beratnya pada masing-masing screen. Langkah selanjutnya adalah menganalisa distribusi partikel tersebut. Dalam pembuatan serbuk ini tidak dapat mengontrol untuk menghasilkan satu jenis ukuran partikel ( monodisperse ), ukuran serbuknya adalah bervariasi ( Polydisperse ). Dengan demikian ukuran rata-rata dan distribusi dari partikel sangat diperlukan.(R.M. German).

4

4

2

820

730

31

90

2,5 Mpa

4

4

2

820

725

31

90

3,5 Mpa

4

4

2

790

685

28

90

4.1

Distribusi Ukuran Partikel Serbuk Dari percobaan tersebut maka akan diperoleh ukuran serbuk yang beragam, yang selanjutnya akan dilakukan pengujian terhadap ukuran partikel dengan menggunakan metode sieving atau ayakan. Mekanisme dari proses sieving adalah specimen yang akan diuji dimasukam pada mesh paling atas dengan bukaan paling besar kemudian digetarkan selama 15 menit. Dari hasil pengujian ini maka akan diperoleh distribusi ukuran partikel dari serbuk Al – S i. Berikut adalah data-data hasil pengujian distribusi ukuran partikel dari Al – Si Untuk Percobaan I (  = 60o, P = 1,5 Mpa )

No.

mesh

1.

14

1.4

Berat contoh Tertahan ( gram ) 39.2594

2.

40

0.425

17.0488

3.

50

0.3

4.

60

5.

100

6.

Bukaan (mm)

% Tertahan

% Lolos

63.42

36.58

27.54

9.04

2.0683

3.34

5.70

0.25

0.8723

1.41

4.29

0.15

1.6560

2.68

1.61

140

0.106

0.5324

0.86

0.75

7.

270

0.053

0.4004

0.65

0.11

8.

<270

-

0.0663

0.11

-

PERCOBAAN I SUDUT 600 TEK. 1.5 Mpa 70

63.42

60

50

% Berat Serbuk

40

27.54

30 20 3.34

10

1.41

2.68

0.86

0.65

0.10

0 >1400

Gambar 5. Jenis-Jenis Distribusi Ukuran Partikel Yang Umum ( Dari Powder Metallurgy Science Oleh R.M. German,1994 )

4251400

300425

250300

150250

106150

53106

0-53

Ukuran Serbuk ( mikron )

Grafik.1 Histrogram Distribusi Partikel Dari Percobaan I



( C)

Jarak logam cair (mm)

1,5 Mpa

Tabel.3 Berat Serbuk Logam Pada Masing-Masing Ayakan

3.7

Suhu akhir

4


Tabel. 5 Berat Serbuk Logam Pada Masing-Masing Ayakan

PERCOBAAN I

Untuk Percobaan III (  = 60o, P = 3,5 Mpa )

0

SUDUT 60 TEK. 1.5 Mpa

%

100 100.00 90 80 70 60 50 40 36.58 30 20 10 9.04 5.70 4.29 1.61 0.75 0 0.10 0-53 53-106 106-150 150-250 250-300 300-425 425-1400 >1400

Ukuran Serbuk ( mikron )

Grafik.2 Persentase Distribusi Partikel Dari Percobaan I

No

mesh

Bukaan (mm)

1.

14

1.4

Berat contoh Tertahan (gram) 20.6549

2.

40

0.425

3.

50

0.3

4.

60

5. 6.

% Tertahan

% Lolos

33.90

66.10

26.8321

44.04

22.06

4.0223

6.60

15.46

0.25

1.6583

2.72

12.74

100

0.15

3.6127

5.93

6.81

140

0.106

1.7107

2.81

4.00

7.

270

0.053

1.7082

2.80

1.20

8.

<270

-

0.7314

1.20

-

Tabel. 4 Berat Serbuk Logam Pada Masing-Masing Ayakan Untuk Percobaan II (  = 60o, P = 2,5 Mpa )

No.

mesh

Bukaan (mm)

1.

14

1.4

Berat contoh Tertahan (gram) 25.3367

2.

40

0.425

3.

50

0.3

4.

60

5.

PERCOBAAN III SUDUT 600 TEK. 3.5 Mpa

% Tertahan

% Lolos

39.37

60.63

26.049

40.47

20.16

4.1112

6.39

13.77

0.25

1.9219

2.99

10.79

100

0.15

3.9649

6.16

4.62

6.

140

0.106

1.3815

2.15

2.48

7.

270

0.053

1.2049

1.87

0.61

8.

<270

-

0.3901

0.61

-

44.04

% Berat Serbuk

45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

33.90

6.60

2.72

5.93

2.81 2.80 1.20

>140 425- 300- 250- 150- 106- 53- 0-53 1400 425 300 250 150 106 Ukuran Serbuk

( mikron )

Grafik. 5 Histrogram Distribusi Partikel Dari Percobaan III

GRAFIK PERCOBAAN III

PERCOBAAN II SUDUT 600 TEK. 2.5 Mpa

% Berat Serbuk

45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

39.37 40.47

6.39

2.99

6.16

2.15 1.87 0.60

>1400 425- 300- 250- 150- 106- 53- 0-53 1400 425 300 250 150 106 Ukuran Serbuk

( mikron )

SUDUT 600 TEK. 3.5 Mpa 100 100.00 90 80 70 66.10 60 % 50 40 30 22.06 20 15.46 12.74 10 6.81 4.00 0 1.20 0-53 53-106 106-150 150-250 250-300 300-425 425-1400 >1400 Ukuran Serbuk ( mikron )

Grafik.3 Histrogram Distribusi Partikel Dari Percobaan II Grafik. 6 Persentase Distribusi Partikel Dari Percobaan III PERCOBAAN II SUDUT 600 TEK. 2.5 Mpa

%

100 100.00 90 80 70 60.63 60 50 40 30 20.16 20 13.77 10.78 10 4.62 2.47 0 0.60 0-53 53-106 106-150 150-250 250-300 300-425 424-1400 >1400 Ukuran Serbuk

( mikron )

Grafik.4 Persentase Distribusi Partikel Dari Percobaan II



Berdasarkan data hasil percobaan terlihat bahwa ukuran partikel dari serbuk logam al–si yang dibuat dengan atomisi air mempunyai distribusi yang beragam. Dari gambar histogram terlihat bahwa ukuran partikel memiliki distribusi yang mengalami perubahan yang cukup tajam, dengan berat serbuk paling besar ditemukan pada ayakan yang mempunyai bukaan yang besar. Ini disebabkan karena semakin besar ukuran serbuk maka dia akan mempunyai berat yang semakin besar pula. Pada percobaan dengan sudut 600 penurunan ukuran butir semakin jelas terlihat, untuk sudut 600 dengan tekanan 1.5 Mpa persentase serbuk dengan ukuran lebih dari 1400 mikron berjumlah 63.42% semakin turn pada tekanan 2.5 Mpa menjadi 39.37% dan menjadi 5


semakimn sedikit pada tekanan 3.5 Mpa menjadi 33.90%.



Hal ini membuktikan bahwa dengan naiknya tekanan pada fluida atomisasi ukuran butir yang dihasilkan akan menjadi semakin kecil.

(  = 60o, P =2,5 Mpa )

Percobaan II

Tabel . 7 Pengolahan Data Untuk Percobaan II

Interval Ukuran Ayakan

No

Ukuran Partikel Rata – Rata Untuk data-data histogram diatas kita dapat menentukan ukuran partikel rata-rata aritmetika Dam dengan menggunakan rumus pada dasar teori diatas :

 N y D i

i

dimana Di adalah nilai tengah untuk masing-masing interval, jika Yi adalah frekuensi kejadian dalam data interval, dan N adalah total jumlah kejadian ( N adalah jumlah dari Yi untuk semua interval ). Dalam perhitungan ini serbuk yang kita hitung adalah partikel yang baik, yaitu partikel yang lolos pada mesh pertama sehingga kita tahu ukuran dari partikel tersebet, karena pada pserbuk yang tidak lolos mesh awal kita tidak mengetahui ukuran dari serbuk itu apakah masih sesui dengan ukuran serbuk ( < 3 mm ). Untuk ukuran partikel yang tertahan pada mesh 14 (1400m) kita anggap produk rusak (reject). Sehingga dapat kita hitung untuk ukuran partikel rata-rata dari hasil percobaan adalah sebagai berikut : 

1.

425-1399,9

26.049

912,450

23768.41

2.

300-424,9

4.1112

362,450

1490.10

3.

250-299,9

1.9219

249,950

480.38

4.

150-249,9

3.9649

199,950

792.78

5.

106-149,9

1.3815

127,950

176.76

6.

53-105,9

1.2049

79,450

95.73

7.

0-52,9

0.3901

26,450

10.32

Jumlah :

No

( Mm )

Berat

y ( i)

(

Di

yi * Di

)

1.

425-1399,9 17.0488

912,450

15556.18

2.

300-424,9

2.0683

362,450

749.66

3.

250-299,9

0.8723

249,950

218.03

4.

150-249,9

1.6560

199,950

331.12

5.

106-149,9

0.5324

127,950

68.12

6.

53-105,9

0.4004

79,450

31.81

7.

0-52,9

0.0663

26,450

1.75

Jumlah :

N ( Berat )  Di*Yi Diameter rata-rata serbuk :

= 22.6445 = 16956.67

16956.67 Da = 22.6445 = 748.8206 m

Di )

N ( Berat )

= 39.0235

 Di*Yi

= 26814.49

26814.49 Dam = 39,0235 = 687.1369 m 

Percobaan III

Tabel . 8 Pengolahan Data Untuk Percobaan III (  = 60o, P =3,5 Mpa )

No

Interval Ukuran Ayakan ( Mm )

Nilai Tengah Interval

(

Diameter rata-rata serbuk

(  = 60o, P =1,5 Mpa ) Interval Ukuran Ayakan

yi * Di

( Mm )

Percobaan I

Tabel . 6 Pengolahan Data Untuk Percobaan I


y ( i)

4.2

Dam  1

Berat

Berat


y ( i) (

Di

yi * Di

)

1.

425-1399,9 26.8321

912,450

24482.95

2.

300-424,9

4.0223

362,450

1457.88

3.

250-299,9

1.6583

249,950

414.49

4.

150-249,9

3.6127

199,950

722.36

5.

106-149,9

1.7107

127,950

218.88

6.

53-105,9

1.7082

79,450

135.72

7.

0-52,9

0.7314

26,450

19.35

Jumlah :

N ( Berat )

= 40.2757

 Di*Yi

= 27451.63

Diameter rata-rata serbuk :

Dam

27451.63 = 40.2757 = 681.5929 m

4.3 Hubungan Tekanan Terhadap Diameter Serbuk Pada pembuatan serbuk dengan sudut nosel 600 dengan variasi tekanan 1.5 Mpa, 2.5



6


Mpa dan 3.5 Mpa serbuk yang dihasilkan bervariasi, dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel . 9 Perbandingan Diameter Rata-Rata

German, M.R., 1994, “ Powder Metallurgy Science ”, Second Edition, Metal Powder Industries Federation, Princeton, NewJersey.

Diameter Nomor

Tekanan rata-rata (Mpa)

Sudut 60o

1

1.5

748.8206 m

2

2.5

687.1369 m

3

Hatch E. john, “ Allumunium Properties and Physical Mettalurgy ”, American Society For Metal, Metal Park, Ohio. Lenel V.F., 1980 “ Powder Mettalurgy Principle & Aplication ”, Metal Powder Industries Federation, Princeton, New-Jersey.

681.5929 m

3.5

Dari table terlihat bahwa semakin naik tekanan maka diameter serbuk rata-rata yang dihasilkan akan semakin kecil. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada grafik berikut :

SUDUT NOSEL 600

800

rata-rata 600 (mikron) 400 200 0 0

0.5

1

1.5

2

Tekanan

2.5

3

3.5

4

(Mpa)

Grafik. 7 Diameter Rata-Rata Serbuk Pada Sudut 600

5.

Kesimpulan

1. Pada hasil pengujian dihasilkan diameter serbuk rata-rata sudut nosel 600 tekanan 1.5 Mpa : 748.8206 m, tekanan 2.5 Mpa : 687.1369 m, tekanan 3.5 : 681.5929 m, hal ini menunjukan bahwa semakin naik tekanan maka serbuk yang dihasilkan semakin kecil. 3. Ukuran butir secara teoritis dan hasil pengujian ada peredaan , ini mungkin disebabkan perbedaan factor yang berpengaruh selama proses pembuatan yang menyebabkan terjadinya kenaikan ukuran butir. 6.

M. Ridlwan dkk, 2005, “ Proses Pembuatan Serbuk Logam Dengan Metoda Atomisasi Las-Asitilen ” TEKNOIN, Vol.10, No.4. Petty E.R., “ Physical Mettalurgy of Engineering Materials ”, George Allen and Uwin Ltd. 1970 R.A. Suryana dkk,1996 “ Proses Teknologi Pembuatan Paduan Logam Zirkonium ( Zircaloy ) Dengan Metoda Metalurgi Serbuk ” Prosiding Presentasi Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir PEBN-BATAN, Jakarta

DIAMETER RATA-RATA

Diameter

Brodkey Robert, S, and Hersey Harry, C, “ Transport Fenomena ”, Mc.Graw-Hill, Inc. New York.

Reynolds C.W., H.C. Perkins, 1991, “ Termodinamika Teknik ”, Alih Bahasa Folino Harahap, Edisi Kedua, Penerbit Erlangga, Jakarta. Surdia Tata dan Chihiwa Kenji, 1976,“ Teknik Pengecoran Logam ”, P.T. Pradnya Paramita, Jakarta. Toto Rusianto, 2009 “ Hot Pressing Metalurgi Serbuk Alumunium Dengan Variasi Suhu Pemanasan ” Jurnal Teknologi, Vol.2 No.1 AKPRIND Yogyakarta. W.Fox. dkk, “ Introduction to Fluid Mechanics ”, S1 Version, 2nd Edition, John Wiley and Sons, New York

Daftar Pustaka

Ahmad Junaidi, Amin Suhadi, 2013 “ Pengembangan Metoda Pembuatan Elektroda Tembaga – Karbon Dengan Metalurgi Serbuk ” Jurnal Sains dan Teknologi Indonesia,Vol.15. Amstead H.B, dkk, 1985,” Teknologi Mekanik ”, Alih Bahasa Sriati Djaprie, Jilid I, Penerbit Erlangga, Jakarta. ASM Powder Metallurgy Committee, “ Powder Metallurgy ”, Vol.7 Metal Handbook Ninth Edition, Metal Park, Ohio.



7

Proceeding SNIRT 4 Tahun 2015 Fakultas Teknik Untag Cirebon Nomor ISSN :

Recommend Documents