BAB II

DASAR TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Abdul Ghofur Faza (2002), dalam penelitianya tetang’’ Analisa

sifat fisis dan mekanis alumunium paduan dengan komposisi Si 1,5%, 2,1%

dan 2,7% dengan mengunakan cetakan logam’’ dari penelitian menyatakan

hasil dari kekerasannya menunjukkan angka pada komposisi Si 1,5%

sebesar 49,28 kgf/mm2, komposisi Si 2,1% sebesar 54,68 kgf/mm2 dan

komposisi Si 2,7% sebesar 61,71 kgf/mm2. Sedangkan dari stuktur mikro

terlihat adanya porositas dan keropos, hal ini dikarenakan selain proses

pengecoran juga disebabkan laju pendinginan pada material casting alloy.

Untuk pengujian kimia didapatkan hasil pengujian unsur yang dominan

antara lain, Si, Fe, Cu dan Zn.

Dan Yanto (2002), dalam penelitianya tetang’’ Analisa sifat fisis

dan mekanis alumunium paduan dengan prosentase Si 1,5%, 2,1% dan 2,7%

dengan mengunakan cetakan pasir’’ dari penelitian menyatakan hasil dari

kekerasannya menunjukkan angka pada komposisi Si 1,5% sebesar 70,98

kgf/mm2, komposisi Si 2,1% sebesar 73,62 kgf/mm2 dan komposisi Si 2,7%

sebesar 42,58 kgf/mm2. Sedangkan dari stuktur mikro terlihat adanya

porositas dan keropos,hal ini dikarenakan selain proses pengecoran juga

disebabkan laju pendinginan pada material casting alloy. Untuk pengujian

kimia didapatkan hasil pengujian unsur yang dominan antara lain, Si, Fe, Cu

dan Zn.

Masyrukan (2004). Komposisi, temperatur dan waktu sangat

berpengaruh terhadap proses pengerasan paduan aluminium. Jenis

aluminium yang digunakan tergolong alloy 35 A-F. Kekerasannya 17,83

HRC untuk raw material, 17,83 HRC untuk solution treatment 450 oC, 18,1

HRC untuk solution treatment 500 oC, dan 18,5 HRC untuk solution

treatment 550 oC. Pada uji tarik untuk raw material 9,48 kg/mm2 dan

solution treatment 450 oC, 500 oC, dan 550 oC adalah 10,62 kg/mm2, 11,36

kg/mm2, 10,12 kg/mm2. Untuk struktur mikro terdiri dari CuAl2.

Purwato Dwi, Ir Pramuko Ilmu Purboputro, MT, Ir Bibit Sugito,

MT Tugas Akhir (2004). Untuk pengujian kimia didapatkan hasil pengujian

unsur Al sebesar 89,95%, unsur Si sebesar 1,20%, unsur Cu sebesar 1,98%,

unsur Mg sebesar 0,07%. Untuk meningkatkan kekerasan, maka dilakukan

proses heatreatmen. Dari hasil penujian diperoleh harga kekerasan spesimen

raw material sebesar 50,3 kg/mm2 , harga kekerasan spesimen quenching

sebesar 43,3 kg/mm2 , untuk kekerasan quenching-aging kekerasannya

meningkat menjadi 47,3 kg/mm2.

2.2. Landasan Teori

2.2.1. Sifat dan Karakteristik Alumunium

Beberapa sifat dan karakteristik alumunium yang sangat menonjol

antara lain adalah:

1. Ringan, dengan berat jenis sepertiga dari tembaga, sehingga banyak

dipergunakan pada konstruksi yang harus ringan, seperti pada mobil

dan pesawat terbang.

2. Kekuatannya akan meningkat jika ditambahkan unsure paduan seperti

Cu, Si, Mg secara bersama-sama atau satu persatu.

3. Alumunium merupakan penghantar panas maupun penghantar listrik

yang baik, tidak mengandung racun, tidak mengandung magnet serta

mempunyai daya refleksi terhadap sinar yang tinggi.

4. Alumunium juga mempunyai kemampuan untuk dicor, mudah

dikerjakan dengan mesin, kemampuan untuk diubah bentuk yang

sangat serta memiliki ketahanan terhadap korosi yang bagus.

2.2.2. Manfaat Alumunium

Alumunium memiliki sifat-sifat dan karakteristik yang sangat baik,

hal itu menjadikan logam alumunium banyak dimanfaatkan oleh manusia

diberbagai bidang untuk keperluan. Pemanfaatan alumunium antara lain,

ialah :

1. Digunakan sebagai bahan pembuatan kabel alumunium, karena kabel

alumunium berat yang lebih ringan dibandingkan kabel dari tembaga.

Ini penting karena alumunium merupakan penghantar listrik yang baik

serta karena petimbangan penyaluran listrik pada transmisi kabel yang

panjang.

2. Alumunium juga banyak digunakan dalam bidang arsitektur, yaitu

untuk pembuatan tangga, pintu, jendela, bingkai serta rangka.

3. Dalam bidang transportasi alumunium juga banyak digunakan pada

pembuatan pesawat terbang serta mobil dan motor.

4. Peralatan rumah tangga juga banyak yang dibuat dari bahan

alumunium karena alumunium mempunyai sifat mampu

menghantarkan panas yang baik, mampu bentuk serta ketahanan korosi

yang tinggi.

5. Alumunium memiliki pemanfaatan sangat besar bagi industri

makanan, yaitu sebagai pembungkus makanan dan minuman karena

alumunium memiliki sifat bebas racun, mampu bentuk, tahan korosi,

ringan dan kuat.

2.3. Klasifikasi Paduan Alumunium

Penggunaan alumunium sering kita dapati dalam bentuk paduan. Hal

ini dikarenakan memadukan dengan unsur lain, akan diperoleh sifat-sifat

mekanik yang lebih baik. Logam paduan alumunium secara umum dapat

diklasifikasikan dalam tiga cara. Cara pertama, berdasarkan diklasifikasikan

atas paduan alumunium cor dan tempa. Kedua, berdasarkan perlakuan

panasnya diklasifikasikan atas paduan yang dapat diperlakukan panas (heat

tretable alloy) dan yang tidak dapat diperlakupanaskan (not heat treatable

alloy). Dan yang ketiga berdasarkan unsur-unsur yang dikandungnya

diklasifikasikan atas beberapa nomor seri.

Adanya penambahan satu atau beberapa unsur lain dapat merubah dan

memperbaiki sifat alumunium. Besi membuat alumunium keras dan getas,

timah hitam membuatnya bergelembung tetapi memudahkan pengerjaan,

tembaga meninggikan kekerasan, magnesium memperbaiki kekuatan dan

kemudahan pengerjaan, alumunium dan titanium ketahanan terhadap air laut

dan mangan meninggikan kekuatan dan anti karat. Elemen tersebut

menunjukan kelarutan yang baik pada temperature tinggi, tapi kelarutan ang

rendah pada temperetur kamar.

Klasifikasi paduan alumunium secara garis besar digolongkan seperti

pada tabel berikut ini.

Tabel 2.1. Kode paduan aluminium

Nomor Klasifikasi Unsur Paduan Utama Keterangan

1XXX Aluminium 99%2XXX Cu Heat treatable3XXX Mn Non heat treatable4XXX Si Non heat treatable5XXX Mg Non heat treatable6XXX Mg+Si Heat treatable7XXX Zn Heat treatable8XXX Elemen lain

Heat treatable : Dapat di lakukan proses perlakuan panas (heat treatment).

Non heat treatable : Tidak dapat dilakukan proses perlakuan panas (heat

treatment)

2.3.1. Paduan Al - Si

(sumber : Sidney, H.A., 1974)

Gambar 2.1. Diagram Fasa Al-Si

Kelarutan maksimum silicon pada larutan padat adalah 1.65%

pada temperatur eutektik 1071 oF. Fasa alpha ( ) adalah fasa padat dimana

larutan atom-atom silicon (Si) larut didalam larutan Al. Fasa beta ( )

adalah larutan padat yang kaya kandungan Si, garis solvus menunjukan

kelarutan yang rendah pada temperature yang rendah, secara umum

paduan ini tidak bias mendapat perlakuan panas. Paduan Al-Si memiliki

mampu cor yang baik, ketahanan korosi yang baik. Paduan ini cocok

untuk membuat piston mobil.

2.3.2. Paduan Al – Cu

(Sumber : Sidney, H.A., 1974)

Gambar 2.2. Diagram Fasa Al-Cu

Kelarutan maksimum dari tembaga pada alumunium adalah 5,65%

pada 1018 oF, sedangkan pada suhu 572 oF kelarutannya turun menjadi

0,45%. Adapun paduan yang mengandung tembaga 2,5-5% dapat

mengalami perlakuan panas dengan pengerasan penuaan, fase theta ( )

adalah fase menengah paduan yang komposisinya mendekati senyawa

CuAl2, perlakuan kelarutan dilakukan dengan memenaskan paduan pada

daerah fase tunggal, kappa (K) yang diikuti dengan pendinginan secara

cepat. Penuaan selanjutnya baik alami maupun buatan akan

mengakibatkan presipitasi pada fase ( ) sehingga memperkuat paduan

tersebut. Paduan ini mungkin mengandung sejumlah kecil silicon, besi,

magnesium, mangan serta seng.

2.3.3. Paduan Al – Zn

(Sumber : Sidney, H.A., 1974)

Gambar 2.3. Diagram fasa Al-Zn

Kelarutan Zn pada aluminium adalah 31,6% pada suhu 257 oC, akan

tetapi turun menjadi 5,6% pada 257 oF. Paduan alumunium tempa komersil

mengandung Zn, Mg, dan Cu dengan sejumlah kecil penambahan Mg dan

Cr. Sedangkan paduan Al – Zn cor dikenal sebagai 40E, mengandung 5,5 %

Zn, 0,6% Mg,0,5% Cr, dan 0,2% Ti, memberikan sifat-sifat mekanik

perlakuan kelarutan.

2.3.4. Paduan Al – Mg

Garis solvus menunjukan penurunan yang sangat tajam pada

kelarutan magnesium dengan penurunan temperature, kebanyakan paduan

alumunium tempa pada kelompok ini mengandung magnesium kurang dari

5% dan juga kandungan slikon yang rendah, karakteristik paduan ini ialah

mampu las yang baik dan ketahanan korosi yang tinggi.

(Sumber Sidney,H.A., 1974)

Gambar 2.4. Diagram Fasa Al-Mg

Gambar 2.5. Struktur Mikro Paduan Al-Mg

Pada gambar di atas menunjukan struktur mikro dari paduan Al-

3,86% Mg, terlihat bahwa bagian putih menunjukan -Al, sedangkan titik

hitam menunjukan Mg2Si

2.3.5. Paduan Al-Si-Mg

Paduan dalam system ini mempunyai kekuatan kurang sebagai bahan

tempaan dibandingkan dengan paduan-paduan lainnya, tetapi sangat liat,

sangat baik mampu bentuknya untuk penempaan dan sangat baik untuk

mampu bentuk yang tinggi. Mempunyai mampu bentuk yang baik pada

ekstruksi dan tahan korosi, dan sebagai tambahan dapat diperkuat dengan

perlakuan panas setelah pengerjaan. Karena paduan ini mempunyai kekuatan

yang cukup baik tanpa mengurai hantaran listrik maka dipergunakan untuk

kabel tenaga.

(Sumber : Sidney, H.A., 1974)

Gambar 2.6. Diagram Fasa Al-Si-Mg

Gambar 2.7. Struktur Mikro Paduan Al-Si-Mg

2.3.6. Paduan Al-Mg-Zn

Paduan ini kelarutanna menurun apabila temperature turun, paduan

system ini dapat dibuat keras sekali dengan penuaan setelah perlakuan

pelarutan, tetapi sejak lama tidak dipakai karena memiliki sifat patah getas

dan retakan korosi tegangan. Di Jepang, pada pemulaan tahun 1940,

Igarashi dkk mengadakan penelitian dan berhasil dalam pengembangan

suatu paduan dengan penambahan kira-kira 0,3% Mn atau Cr, dimana

butir kristal padat diperhalus dan mengubah bentuk presipitasi serta

retakan korosi tegangan tidak terjadi. Paduan ini mempunyai kekuatan

tertinggi dibandungkan paduan-paduan lainna. Penggunaan paduan ini

yang paling besar adalah untuk bahan konstruksi pesawat udara.

( Sumber : Surdia,T.;Saito,S., 1990)

Gambar 2.8. Diagram Fasa Al-Mg-Zn

Gambar 2.9. Struktur Mikro Paduan Al-Mg-Zn

2.3.7. Paduan Al-Si-Cu

Paduan alumunium-silisium–tembaga dibuat dengan menambah

4,5% silisium pada paduan alumunium tembaga untuk memperbaiki

mampu cornya, paduan ini disebut “lautal”, adalah salah satu dari paduan

alumunium terutama. Paduan ini dipakai untuk bagian dari motor dan

mobil, meteran dan rangka utama dari katup. Seperti gambar di bawah ini

terlihat bagian putih adalah aluminium proetektik dan bagian hitam yang

berbentuk seperti jarum adalah CuAl2.

Gambar 2.10. Struktur Mikro Paduan Al-Si-Cu

2.3.8. Paduan Al-Mn

Mangan (Mn) merupakan unsure yang memperkuat ketahanan

korosi pada paduan alumunium. Kelarutan maksimum mangan pada

kelarutan padat adalah 1,82% pada temperature eutektik 1216 oF,

kelarutan berkurang dengan adanya penurunan temperature, secara umum

paduan pada kelompok ini tidak bisa mengalami pengerasan penuaan.

Dikarenakan keterbatasan kelarutan mengan tidak dipergunakan sebagai

elemen paduan utama pada paduan-paduan coran hanya dipergunakan

pada beberapa paduan tempa.

(Sumber : Sidney, H.A., 1974)

Gambar 2.11. Diagram Fasa Al-Mn

2.4. Pengaruh Unsur-unsur Paduan

a. Tembaga (Cu)

Meningkatkan sekitar 12% kekuatan, konsentrasi yang tinggi dapat

menyebabkan kerapuhan, meningkatkan sifat mampu mesin, mempunyai

kemampuan untuk pengerasan.

b. Magnesium (Mg)

Meningkatkan kekuatan dengan penguatan larutan padat (solid

solution strengthening) dan dengan paduan sekitar 3% (jika 0,5% silicon

ditambahkan) akan terjadi pengerasan presipitasi.

c. Mangan (Mn)

Bila penggunaannya dikombinasikan dengan besi dapat untuk

meningkatkan mampu cor, mengurangi penyusutan dari efek pada sifat

mekanik ialah meningkatkan keliatan (ductility) dan meningkatkan

kekuatan impact.

d. Silisium (Si)

Meningkatkan keadaan cair (fluiditas) dalam pengecoran dan

pengelasan paduan, mengurangi soliditas dan kecenderungan retak panas,

penambahan melebihi 13% membuat paduan secara tiba-tiba menjadi sulit

mengalami proses permesinan, meningkatkan ketahanan korosi.

e. Seng (Zn)

Mampu cornya rendah, paduan seng tinggi mudah atau cenderung

untuk retak pada saat panas (hot cracking) dan penyusutan yang tinggi,

dengan persentase 10% cenderung memproduksi tegangan retak korosi

(stress corrosion cracking), kombinasi seng dengan elemen lain menaikan

kekuatan dengan sangat tinggi.

f. Besi (Fe)

Prosentase yang sedikit dapat meningkatkan kekuatan dan kekerasan pada beberapa paduan, mengurangi retak pada

saat panas ketika pengecoran.

g. Chromium (Cr)

Meningkatkan konduktivitas pada beberapa paduan dan pada

konsentrasi kecil (<0,35%) dapat bertindak seperti butir penghalus.

h. Titanium (Ti)

Dalam keadaan alamiah dapat mengotori bijih alumunium, tetapi

titanium ditambahkan pada beberapa paduan sebagai butir penghalus.

i. Bismuth (Bi)

Ditambahkan pada beberapa paduan untuk meningkatkan sifat

mampu mesin. Paduan alumunium memiliki cirri-ciri khas yaitu ringan

dan kekuatan tinggi, kekurangannya adalah kedap udara buruk dan

perlakuan permukaan kasar.

2.5. Pembuatan Alumunium

Bahan baku untuk pengolahan alumunium adalah bauksit. Akibat

pengolahan dengan lindi, bauksit dimurnikan dan hanya tinggal oksida

alumunium (Al2O3) sebagai sisa. Oksida alumunium sangat tinggi, yaitu

2015 oC, pengolahan alumunium sangat sukar. Untuk pemisahan alumunium

dipergunakan oven-elektrolis. Oven elektrolis terdiri dari bejana baja, bagian

dalam dilapisi dengan batu tahan api. Di atas dapur diletakkan blok-blok zat

arang, yang berfungsi sebagai kutub negatif.

Di atas dapur digantungkan 24 batang anoda pada jembatan anoda

dan pada tiap ujung dengan blok anoda, yang berfungsi sebagai kutub

positif. Blok zat arang digantungkan dalam cairan, yang bertentangan

dengan oven-elektrolis pada pemurniaan baja dimana batang arang

digantung diatas cairan dengan busur nyala api diopak. Isi oven terdiri dari

tiga lapisan, lapisan atas adalah kulit-kriolit. Kriolit adalah persenyawaan

fluor-alumunium, yang berfungsi sebagai elektrolit.lapisan tengah adalah

cairan kriolit. Lapisan bawah adalah alumunium yang dipisahkan dalam

keadaan cair.

Gerobak pengisi tanah tawas diletakkan di atas kerak-kriolit. Secara

beraturan kerak-kriolit didorong oleh pemecah kerak. Oleh karena itu

dengan kriolit juga jatuh tanah tawas dengan kriolit ini elektrolisis dapat

berlangsung pada ± 1000oC.

Jika dihubungkan suatu tegangan searah dari 4 volt kepada oven-

elektolis, terjadi satu aliran melalui cairan dalam dapur sebesar 100.000

ampere. Oleh karena aliran ini tanah-tawas (Al2O3) terpisah dalam

aluminium dan zat asam. Zat asam bersenyawa dengan blok zat arang dan

anoda dan menghilang selanjutnya sebagai monoksida-arang dan dioksida-

arang. Alumunium memisah pada dasar negative dan berkumpul di sana.

Proses elektrolisis ini dengan penggalvanisasian. Satu kali dalam dua puluh

empat jam oven dihisap sampai kosong.

Gambar 2.12. Pengolahan Alumunium

Alumunium dari semua oven dikumpulkan dalam oven pencampur.

Dalam dapur pencampur alumunium di campur dan dipadu. Pencampuran

mempunyai tujuan, agar dapat menghasilkan satu produk yang sama.

Perpaduan dilaksanakan dengan silisium, magnesium, tembaga, dan

sebagainya. Dari oven pencampur alumunium menuju ke oven tuang dimana

hasil dimurnikan. Setelah pemurnian, alumunium diangkat ke mesin tuang

ban, yang mengerjakan blok tuang yang diperlukan untuk pengolahan

selanjutnya dalam bengkel tuang atau mesin tuang vertical, dimana pelat dan

batang yang diperlukan guna pengolahan lebih lanjut dalam bengkel canai.

2.6. Proses Pengecoran Alumunium

Pendinginan pada proses pengecoran alumunium.

Pendinginan cepat, pada pendinginan cepat ini butiran yang terbentuk pada

material cor masih besar-besar dan terpisah-pisah sedangkan pada

pendinginan lambat butiran yang terbentuk lebih rapat dibandingkan dengan

pendinginan cepat sehingga mempengaruhi terhadap sifat-safat fisis dan

mekanisnya, pada butiran yang rapat akan didapatkan sifat-sifat mekanis

yang lebih baik dibandingkan dengan pendinginan cepat.

Tabel 2.2. Konduktivitas Termal Berbagai bahan pada 0oC

Konduktivitas termal (k)Bahan W/m. oC Btu/h.ft.oFLogam

Perak (murni) 410 237Tembaga (murni) 385 223Alumunium (murni) 202 117Nikel (murni) 93 54Besi (murni) 73 42

Baja karbon 43 25Timbale (murni) 35 20.3Baja,krom-nikel 16.3 9.4

Bukan logamKuarsa 41.6 24Magnesit 4.15 2.4Marmar 2.08 - 2.94 1.2 – 1.7Batu pasir 1.83 1.06Kaca, jendela 0.78 0.45Kayu maple atau ek 0.17 0.096Serbuk gergaji 0.059 0.034Wol kaca 0.038 0.022

Laju pendinginan cetakan pasir dan cetakan logam

Untuk mengetahui laju pendinginan pada cetakan pasir dan cetakan

logam yaitu dengan cara menggunakan rumus perpindahan panas sebagai

berikut :

q = -kAxT

∂∂

• laju pendinginan pada cetakan pasir

q = -1.83mCo

1.0360

q = -6588 W/m3

• laju pendinginan cetakan logam

q = -43mCo

02.0380

q = -817000 W/m3

Dari hasil tersebut dapat kita tetapkan bahwa laju perpindahan panas

logam lebih tinggi dibandingkan dengan laju perpindahan panas pasir. Maka

semakin tinggi nilai q(-) maka semakin cepat laju pendinginannya.

Dalam pembuatan coran, langkah-langkah dan persiapan yang harus

dilakuakn yaitu :

1. Membuat cetakan

2. Pencairan logam

3. Menuang logam cair dalam cetakan

4. Membongkar dan membersihkan hasil coran dari cetakan

5. Pemeriksaan coran

2.6.1. Macam – Macam Cetakan

Jenis bahan cetakan yang dipergunakan untuk industri pengecoran

logam biasanya adalah :

a. Cetakan Pasir

Pasir yang dipakai sebagai bahan untuk cetakan adalah pasir dalam

atau pasir buatan yang mengandung tanah lempung. Cetakan dibuat

dengan jalan memadatkan pasir. Cetakan jenis ini mudah dibuat dan biaya

pembuatanya juga tidak mahal , dlam pembuatanna kadang-kadang

diberikan pengikat khusus untuk memperkuat cetakan, misalnya semen,

dan sebaiknya dalam menggunakan pengikat tersebut perlu

mempertimbangkan bentuk, bahan dan jumlah produk, sehingga biaya

pembuatan dapat ditekan.

b. Cetakan Logam

Untuk cetakan dengan bahan logam sebaiknya dipilih jenis logam

yang memiliki titik lebur yang lebih tinggi daripada logam coran yang

akan dituang kedalamnya. Pada umumnya logam cair dituangkan dengan

pengaruh gaa berat dan kadang-kadang dipergunakan tekanan pada logam

cair selama penuangan. Dalam proses pembuatan cetakan dapat dilakuakn

dengan 2 cara, yaitu :

1. Pembuatan cetakan dengan tangan

Pembuatan cetakan dengan tangan dilaksanakan apabila

terdapat bentuk cetakan, yang sulit dibuat dengan mesin pembuat

cetakan. Bahan yang dipakai biasanya berupa pasir cetak dan tanah

lempung sebagai pengikat. Sehingga pembuatan cetakan dengan

tangan ini sangat cocok untuk industri pengecoran logam berskala

kecil.

2. Pembuatan cetakan dengan mesin

Untuk jumlah produksi missal, sangat effisiensi bila dilakukan

pembuatan cetakan dengan mesin. Selain itu keakuratan ukuran

cetakan bisa terjamin sehingga kualitas produksi bisa terjaga.

Alumunium yang dipergunakan untuk pengecoran cetak mengandung

12% Si dan 2,5% Cu, dimana paduan ini mempunyai kecairan dan

mampu mesin yang baik. Kalau ketahanan korosi diperlukan maka

dipakai paduan alumunium dengan kandungan 12% Si walaupun

paduan ini mempunyai mampu mesin yang kurang baik.

2.6.2. Pencairan Logam

Untuk mencairkan logam, dapat dilakukan bermacam-macam

tanur diantaranya yaitu : kupola atau tanur induksi frekuensi rendah untuk

penggunaan besi cor, tanur busur listrik atau tanur frekuensi tinggi untuk

penggunaan baja cor dan tanur krus untuk paduan tenbaga atau coran

paduan mangan. Karena bahan dasar paduan alumunium termasuk paduan

ringan, tanur krus merupakan jenis tanur induksi frekuensi rendah tak

berinti. Dimana ruangan tanur tempat logam cair berbentuk krus.

2.6.3. Penuangan

Setelah mengalami peleburan, langkah selanjutnya yaitu

penuangan. Buruknya lingkungan kerja dalam proses penuangan, yang

disebabkan oleh panas, debu dan asap mengakibatkan sulitnya melakukan

proses penuangan dengan tenaga manusia. Oleh sebab itu penuangan

kadang-kadang dilakukan secara otomatis.

2.6.4. Pembongkaran dan Pembersihan Coran

Setelah proses pengecoran selesai, maka langkah selanjutnya

adalah dilakukan pembongkaran atau pemisahan coran dari cetakan.

Dalam pengambilan coran dari cetakan, mula-mula kup diangkat dengan

menggunakan pengangkat. Dalam hal ini ada dua kemungkinan, yaitu

apakah coran diangkat bersama kup atau tetap tinggal di-drag. Apabila

kup diangkat bersama coran, maka harus langsung dipisahkan ke mesin

pembongkaran untuk dilakukan pembersihan. Sedangkan untuk coran

tetap tinggal di-drag, coran dapat diambil dengan jalan membalikkan drag

dan kemudian dilakukan pembersihan. Langkah selanjutnya setelah

dilakukan pembongkaran dan pembersihan coran yaitu proses

penyelesaian akhir. Proses penyelesaian akhir ini, dapat dilakukan secara

mekanik. Terutama untuk cara paduan alumunium atau coran paduan

ringan. Cara ini memiliki beberapa keuntungan diantaranya yaitu :

1. Pemotongan halus dan teliti, sehingga proses penyelesaian dengan

jalan ini menjadi lebih sedikit.

2. Tidak mengakibatkan terjadinya panas yang mempengaruhi

perubahan bentuk dan mengakibatkan retak.

3. Memungkinkan lebar pemotongan yang sempit dan serpih dapat

dikumpulkan, sehingga untuk logam yang mahal keuntungan akan

lebih besar.

Adapun peralatan yang digunakan untuk proses penyelesaian akhir

ini adalah dengan menggunakan gerind. Setelah proses penyelesaian akhir

selesai, maka hasil coran tesebut diberikan perlakuan panas yang bertujuan

untuk memperbaiki sifat-safat logam.

2.6.5. Pemeriksaan dan Pengujian Hasil Coran

Untuk tahap pemeriksaan yang dapat dilakukan pada hasil coran

yaitu:

1. Pemeriksaan rupa

Dengan pemeriksaan rupa ini, maka adiketahui fisik dari coran tersebut

terdapat cacat atau tidak, seperti adanya retakan atau rongga udara.

2. Pemeriksaan cacat dalam

Pemeriksaan ini bertujuan untuk mengetahui ada tidaknya cacat dalam

pada hasil coran. Pemeriksaan ini bisa dilakukan dengan jalan : ketukan,

supersonic, sinar radioaktif, dan lain-lain.

3. Pemeriksaan bahan

Dalam pemeriksaan ini sifat-sifat mekanik bahan diuji, selain itu

komponen dan struktur mikro bahan juga diuji. Pengujian sifat-sifat bahan

dilakukan sesuai dengan cara pengujian ditetapkan.

4. Pemeriksaan dan merusak

Pemeriksaan dengan merusak dilakukan dengan cara mematahkan atau

memotong bahan bertujuan untuk memastikan keadaan dan kualitas bahan.

2.7. Perlakuan Panas pada Paduan Alumunium

Perlakuan panas berkaitan dengan operasi pemanasan pendinginan,

dilakukan dengan tujuan untuk merubah sifat-sifat suatu material baik sifat

mekanis maupun sifat fisis.

Paduan alumunium dapat di kelompokkan menjadi paduan yang

tidak bisa diberi perlakuan panas (non heat treable alloy) dan paduan yang

dapat diberi perlakuan panas (heat treable alloy). Pada umumnya golongan

heat treable alloy adalah paduan yang mengandung Cu, Cu dan Zn, serta

Mg dan Si. Peningkatan kekerasan dan kekuatan dari paduan alumunium

secara teoritis dapat dicapai dengan perlakuan panas pelarutan, pencelupan,

serta pengerasan penuaan, akan tetapi annealing dan penghilangan tegangan

sisa (keretakan) juga sangan diperlukan dalam pencapaian kondisi tersebut.

Annealing dilakukan dengan cara memanaskan logam di bawah

temperature rekristalisasi yang kemudian didinginkan dengan tetap

membiarkannya berada di dalam tungku. Proses pemanasan yang melebihi

temperature rekristalisasi akan mengakibatkan terjadinya pertumbuhan batas

butir (grain) dari logam, pertumbuhan batas butir yang berlebihan tersebut

akan mengurangi sifat mekanik dari logam dan akan menimbulkan efek

orange pell pada permukaan material ketika mengalami proses pengerjaan

berikutnya.

Peningkatan kekuatan pada paduan alumunium sehubungan dengan

proses perlakuan panas dapat dicapai dengan beberapa cara, yaitu :

a. Perlakuan Pelarutan (Solution Treatment)

Yaitu proses dimana suatu paduan hasil tempa atau cor dipanaskan

sampai temperature tertentu dan ditahan sampai berbentuk larutan padat

yang homogen. Ada dua factor penting yang berpengaruh terhadap

proses perlakuan panas pelarutan, yaitu temperatu dan waktu.

• Temperatur Perlakuan Panas Pelarutan

Besarnya temperature perlakuan panas pelarutan menatakan

besarnya derajat panas yang dibutuhkan untuk melarutkan sebanyak

mungkin unsur-unsur paduan yang ada. Karena daya larut dan

kecepatan difusi (perpindahan atom) bertambah dengan

meningkatnya temperature perlakuan panas, maka biasanya

digunakan temperature perlakuan panas maksimum yang masih

diizinkan. Penentuan temperaturnya dapat dilihat pada diagram fasa

masing-masing paduan.

Nilai nominal dari temperatur perlakuan panas pelarutan

komersil untuk suatu paduan ditentukan oleh batas komposisi

paduan. Pada paduan komersil dimana elemen-elemen paduannya

membentuk system ternary dan quartenary, fasa-fasa yang berbeda

akan menyebabkan temperatur solvus yang berbeda-beda sehingga

akan menyebabkan besarnya temperatur perlakuan panas pelarutan

yang berbeda,yang mana hal tersebut tergantungdari fasa-fasa yang

ada paduan tersebut.

Jika temperatur perlakuan panasnya terlalu tinggi maka akan

menurunkan sifat-sifatnya seperti kekuatan, duktilitas, fracture, dan

lain-lain karena terjadinya eutectic melting akibat dari pemanasan

berlebih. Sementara itu jika terlalu rendah maka larutan padat yang

diperoleh tidak lengkap, sehingga akan menurunkan kekuatan yang

diharapkan.

• Waktu Perlakuan Panas Pelarutan

Lamanya waktu perlakuan panas pelarutan atau yang disebut

dengan soaking time (waktu tahan) dimaksudkan untuk mendapatkan

suatu larutan padat yang lengkap dan homogen. Besar nominal

waktu tahannya bisa bervariasi mulai dari hanya semenit untuk

lembaran tipis hingga dua puluh jam untuk produk-produk mold

casting.

b. Quenching (pencelupan)

Adalah proses pendinginan yang dilakukan secara cepat pada paduan

setelah mengalami laku panas. Proses ini bertujuan untuk

mempertahankan kondisi larutan padat yang telah terbentuk. Lamanya

pencelupan dilakukan sampai suhu paduan sama dengan suhu media

celup.

Melalui pendinginan cepat maka pemisahan fasa kedua dari

larutan padatnya akan dapat dicegah pada temperature yang jauh lebih

rendah, paduan berada dalam keadaan larutan padat jenuh yang tidak

stabil. Selain itu atom-atom yang terlarut jadi perangkap dan tidak

memiliki kesempatan untuk berdifusi.

Hal lain yang terjadi adalah dengan terperangkapnya atom-atom

terlarut maka akan terbentuk daerah-daerah kosong yang didorong untuk

mempronosikan terjadinya difusi temperatur rendah yang diperlukan

nuntuk pembentukan zona.

Banyaknya daerah kisi kosong yang dihasilkan akibat proses

pencelupan tersebut dipengaruhi oleh besarnya kecepatan pendinginan

yang terjadi selama pencelupan. Semakin tinggi kecepatan

pendinginannya, daerah kisi kosong yang terbentuk akan semakin

banyak. Besarnya kecepatan pendinginan itu sendiri antara lain

dipengaruhi oleh media pencelupan dan ukuran bentuk produk. Media

pencelupan yang paling sering dipakai adalah air dan oli.

c. Pengerasan Penuaan (aging)

Pada tahap penuaan, larutan padat lewat jenuh yang tidak stabil untuk

jangka waktu tertentu akan mengendap kembali membentuk endapan fasa

kedua. Atom-atom yang ada akan bergerakdan mulai membentuk susunan

yang lebih stabil setelah sebelumnya membentuk endapan fasa transisi

terlebih dahulu. Pembentukan endapan fasa kedua ini mulai proses

nukleasi dan pertumbuhan fluktasi. Berdasarkan laju pembentukan

endapan tersebut dikendalikan oleh migrasi atom sehingga endapan akan

meningkat dengan naiknya temperatur penuaan. Endapan yang terjadi

akan semakin halus jika temperature penuaan menurun dan peningkatan

kekerasan paduan yang berarti akan terjadi jika ada disperse kritis dari

endapan tersebut.

Bila pada suatu temperatur tertentu, penuaan berlangsung terlalu

lama maka akan terjadi pengerasan endapan (endapan yang halus larut

kembali sementara yang kasar bertambah besar), sehingga jumlah halus

yang terdispersi dalam jumlah banyak secara berangsur-angsur akan

digantikan oleh partikel kasar yang lebih besar. Kejadian ini membuat

paduan bertambah lunak dan dalam hal ini dikatakan bahwa paduan berada

dalam kondisi over aging (penuaan berlebih).

Berdasarkan temperatur, proses penuaan dibagi menjadi dua

bagian, yaitu penuaan buatan (artificial aging) dan penuaan alami (natural

aging). Penuaan buatan yaitu proses penuaan dimana dilakukan pada

temperatur yang lebih tinggi daripada temperatur kamar sehingga terjadi

endapan lebih cepat. Sedangkan penuaan alami, yaitu proses penuaan

dimana dilakukan pada temperatur kamar.

Berikut adalah contoh gambar proses aging :

T

450 oC

150 oC

1 3

Gambar 2.13. Proses Aging dalam Heat

Solution Treatment

Quenching

Aging

Waktu (t)