PENGARUH VARIASI KOMPAKSI

TERHADAP DENSITAS DAN FOTO MIKRO KOMPOSIT AL-SIC

DENGAN METODE METALURGI SERBUK

SKRIPSI

Diajukan guna melengkapi tugas akhir dan memenuhi salah satu syarat

untuk menyelesaikan program studi teknik mesin (S1)

dan mencapai gelar sarjana teknik

Oleh :

BAYU SUKARNO HADILAKSA

201510120311025

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2019

ii

POSTER

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

Pengaruh Variasi Kompaksi terhadap Densitas

dan Foto Mikro Komposit Al-SiC dengan

Metode Metalurgi Serbuk

Bayu Sukarno Hadilaksa / 201510120311025

Abstrak

Komposit adalah suatu material yang

terbentuk dari kombinasi dua atau lebih

material pembentuknya melalui campuran

yang tidak homogen, dimana sifat mekanik

dari masing-masing material pembentuknya

berbeda. Komposit dengan matriks logam

aluminium merupakan salah satu material

komposit yang banyak dikembangkan di

industri. Dalam pembuatan komposit

bermatriks aluminium, silikon karbida (SiC)

merupakan jenis penguat diskontinyu untuk

komposit bermatrik logam yang paling umum

digunakan, maka dari itu pada penelitian ini

menggunakan Al-SiC.Didapatkan data bahwa

densitas terbesar diperoleh pada tekanan

kompaksi 80 kN, yaitu sebesar 0,5070 g/cm3.

Sedangkan nilai densitas terkecil diperoleh

pada tekanan 50 kN, yaitu sebesar 0,4225

g/cm3.

Kata Kunci: Komposit, Al-SiC, Densitas

0.4255

0.4365

0.4708

0.5070

0.38

0.4

0.42

0.44

0.46

0.48

0.5

0.52

50 60 70 80

De

nsi

tas

(g/

cm3 )

Tekanan Kompaksi (kN)

Hubungan Tekanan Kompaksi terhadap Densitas

iii

iv

v

vi

vii

PENGARUH VARIASI KOMPAKSI TERHADAP DENSITAS DAN FOTO

MIKRO KOMPOSIT AL-SiC DENGAN METODE METALURGI SERBUK

ABSTRAK

Komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih

material pembentuknya melalui campuran yang tidak homogen, dimana sifat

mekanik dari masing-masing material pembentuknya berbeda. Komposit dengan

matriks logam aluminium merupakan salah satu material komposit yang banyak

dikembangkan di industri. Dalam pembuatan komposit bermatriks aluminium,

silikon karbida (SiC) merupakan jenis penguat diskontinyu untuk komposit

bermatrik logam yang paling umum digunakan, maka dari itu pada penelitian ini

menggunakan Al-SiC.Didapatkan data bahwa densitas terbesar diperoleh pada

tekanan kompaksi 80 kN, yaitu sebesar 0,5070 g/cm3. Sedangkan nilai densitas

terkecil diperoleh pada tekanan 50 kN, yaitu sebesar 0,4225 g/cm3.

Kata Kunci: Komposit, Al-SiC, Densitas

viii

THE EFFECT OF COMPACTION VARIATION ON AL-SiC COMPOSITE

DENSITY AND MICRO PHOTO BY POWDER METALURGY

METHODS

ABSTRACT

Composite is a material that is formed from a combination of two or more

forming materials through a mixture that is not homogeneous, while the

mechanical properties of each forming material is different. Composite with

aluminum metal is one of the many composite materials developed in the

industry. In making aluminum matrix composites, silicon carbide (SiC) is a type

of discontinuous reinforcement for metal metric composites which is the most

commonly used, therefore in this study using Al-SiC. 5070 g / cm3. While the

density value is valued at a pressure of 50 kN, which is equal to 0.4225 g / cm3.

Keywords: Composite, Al-SiC, Density

ix

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan berkah, karunia,

rahamat dan hidayah-Nya yang senantiasa dilimpahakan kepada penulis, sehingga

bisa menyelasaikan skripsi dengan judul “Pengaruh Variasi Kompaksi terhadap

Densitas, Porositas dan Struktur Mikro Komposit Al-SiC dengan Metode Metalurgi

Serbuk". Ini untuk memenuhi syarat Program Sarjana (S1) pada Program Sarjana

Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadyah Malang.

Penghargaan dan terima kasih yang setulus-tulusnya kepada Ayahanda tercinta

Iswantoro dan Ibunda yang kusayangi Usun Alung yang telah mencurahkan

segenap cinta dan kasih sayang serta perhatian moril maupun materil. Semoga

Allah SWT selalu melimpahkan Rahmat, Kesehatan, Karunia dan keberkahan di

dunia dan di akhirat atas budi baik yang telah diberikan kepada penulis. Serta

ucapan terima kasih kepada :

1. Bapak Murjito, S.T., M.T Selaku Kepala Jurusan Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Malang.

2. Ibu Iis Siti Aisyah, S.T, M.T., Ph.D Selaku Dosen Pembimbing 1 saya yang

telah bersedia meluangkan waktu untuk memberikan arahan selama

penyusunan skripsi.

3. Bapak Ir. Mulyono M.T Selaku Dosen Pembimbing 2 saya yang telah

mengajak saya melakukan penelitian ini serta bersedia meluangkan waktu

untuk memberikan arahan selama penyusunan skripsi.

4. Dr.Ir. H. Suwarsono, M.T selaku dosen wali yang telah memberikan

dukungan pengarahan selama masa perkuliahan.

5. Seluruh jajaran Dosen dan Staf Jurusan Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Malang.

6. Seluruh staf laboratorium UMM & UB yang telah memberikan izin

penelitian dan membantu kelancaran penelitian ini.

7. Teman-teman Aladin,Oky, Arif, Akbar

8. Teman teman mahasiswa UMM, Ali,Ucup,Wisnu,Topik,Viki,Dhofi,dan

Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu

memberikan dukungan

9. Richa Faidhatul Laily yang selalu menbantu selama penelitian ini.

x

10. Teman-teman Asrama Merundung Putra

Penulis mohon maaf atas segala kesalahan yang pernah dilakukan. Semoga

skripsi ini dapat memberikan manfaat untuk mendorong penelitian-penelitian

selanjutnya.

Malang, 26 Oktober 2019

Bayu Sukarno Hadilaksa

xi

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL .............................................................................................................. i

POSTER ............................................................................................................................ ii

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................................. iii

LEMBAR BERITA ACARA BIMBINGAN ................................................................. iv

ABSTRAK ....................................................................................................................... vii

ABSTRACT .................................................................................................................... viii

KATA PENGANTAR ...................................................................................................... ix

DAFTAR ISI..................................................................................................................... xi

DAFTAR TABEL .......................................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN .................................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang .......................................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................................... 3

1.3 Tujuan Penelitian ...................................................................................................... 3

1.4 Manfaat Penelitian .................................................................................................... 3

1.5 Batasan Masalah ....................................................................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA....................................................................................... 5

2.1 Penelitian Terakhir .................................................................................................... 5

2.2 Material Komposit .................................................................................................... 8

2.3 Metalurgi Serbuk .................................................................................................... 11

2.3.1 Pencampuran Serbuk........................................................................................ 12

2.4 Kompaksi ................................................................................................................ 12

2.5 Sintering .................................................................................................................. 16

2.5.1 Tahapan Proses Sinter ...................................................................................... 19

2.5.2 Solid State Sintering ......................................................................................... 21

2.6 Aluminium .............................................................................................................. 22

2.7 Silikon Karbida (Silicone Carbide) ......................................................................... 23

2.8 Pengamatan Foto Mikro .......................................................................................... 23

2.9 Pengujian Densitas .................................................................................................. 24

BAB III METODE PENELITIAN ................................................................................ 25

3.1 Tempat Penelitian ................................................................................................... 25

3.2 Diagram Alir Penelitian .......................................................................................... 25

3.3 Bahan dan Alat Penelitin ........................................................................................ 26

xii

3.3.1 Bahan Penelitian .............................................................................................. 26

3.3.2 Alat Penelitian .................................................................................................. 27

3.4 Prosedur Penelitian ................................................................................................. 30

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .............................................. 34

4.1 Hasil Penelitian ....................................................................................................... 34

4.1.1 Pengujian Densitas ........................................................................................... 34

4.1.2 Pengamatan Metalografi .................................................................................. 35

4.2 Pembahasan............................................................................................................. 37

4.2.1 Pengujian Densitas ........................................................................................... 37

4.2.2 Pengamatan Metalografi .................................................................................. 38

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................................... 42

5.1 Kesimpulan ............................................................................................................. 42

5.2 Saran ....................................................................................................................... 42

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... 43

LAMPIRAN..................................................................................................................... 46

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Pemadatan Serbuk ................................................................................ 13

Tabel 4. 1 DataPengujian Densitas ....................................................................... 34

Tabel 4. 2 Data Hasil Perhitungan Densitas.......................................................... 35

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 (Fibrous Composite) (Lumintang et al.,2011) ................................... 8

Gambar 2. 2 Komposit Laminar (Lumintang et al.,2011)....................................... 9

Gambar 2. 3 Komposit partikel serpih (flake) (Lumintang et al., 2011) ................ 9

Gambar 2. 4 PMC, MMC, CMC (Diaz et al., 2019) ............................................. 10

Gambar 2. 5 Pertumbuhan ikatan mikrostruktur antar partikel logam selama ..... 17

Gambar 2. 6 Tahap pertama proses sinter, a) Partikel awal, b) Penyusunan

kembali, c) Terbentuknya formasi leher(German, 1994). ................ 20

Gambar 2. 7 Pertumbuhan leher dan volume penyusutan b) Perpanjangan dari

batas butir, c) Pertumbuhan butir berlanjut danbatas butir meluas,

volume penyusutan dan pertumbuhan butir (German, 1994). ......... 20

Gambar 2. 8 a) Pertumbuhan leher dengan discontinues pore-phase, b)

Pertumbuhan butir dengan pengurangan porositas,c) Pertumbuhan

butir (German, 1994). ....................................................................... 21

Gambar 3. 1 Diagram Alir Penelitian ................................................................... 26

Gambar 3. 2 Ayakan Serbuk ................................................................................. 27

Gambar 3. 3 Timbangan digital ............................................................................ 27

Gambar 3. 4 Spatula .............................................................................................. 28

Gambar 3. 5 Kurs porselin .................................................................................... 28

Gambar 3. 6 Mesin press hidrolik ......................................................................... 28

Gambar 3. 7 Cetakan serbuk ................................................................................. 29

Gambar 3. 8 Furnace ............................................................................................ 29

Gambar 3. 9 SEM .................................................................................................. 30

Gambar 3. 10 Jangka Sorong ................................................................................ 30

Gambar 3. 5 Kurs porselin .................................................................................... 28

Gambar 3. 6 Mesin press hidrolik ......................................................................... 28

Gambar 3. 7 Cetakan serbuk ................................................................................. 29

Gambar 3. 8 Furnace ............................................................................................ 29

Gambar 3. 9 SEM .................................................................................................. 30

Gambar 3. 10 Jangka Sorong ................................................................................ 30

Gambar 4. 1 Foto mikro komposit Al-SiC dengan tekanan kompaksi 50 kN ...... 35

xv

Gambar 4. 2 Foto mikro komposit Al-SiC dengan tekanan kompaksi 60 kN ...... 36

Gambar 4. 3 Foto mikro komposit Al-SiC dengan tekanan kompaksi 70 kN ...... 36

Gambar 4. 4 Foto mikro komposit Al-SiC dengan tekanan kompaksi 80 kN ...... 36

Gambar 4. 5 Grafik hubungan tekanan kompaksi terhadap densitas ……………37

43

DAFTAR PUSTAKA

Ariati, A. Z. M. 2006. Pengaruh Suhu Pemanasan dan Waktu Tahan terhadap

Karakterisasi Material Komposit Logam Al/Sic Hasil Infiltrasi Tanpa

Tekanan. Makara, Teknologi Vol. 10: pp. 18–23. Departemen Metalurgi dan

Material, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia.

Assidiq, C. & S. 2014. Pengaruh Sic terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Komposit

Matrik Jurnal Teknik Mesin S-1, Vol. 2, pp. 211–218. Fakultas Teknik,

Universitas Diponegoro.

Budihartono, S. 2012. Pengaruh Pressureleses Sintering Komposit Al-Kaolin

terhadap Densitas, Kekerasan dan Struktur Mikro. Traksi, pp. 1–14. Jurusan

Teknik Mesin Sekolah TInggi Teknologi Yogyakarta.

Callister, W. D. 2000. Fundamentals of Materials Science and Engineering An

Interactive. Department of Metallurgical Engineering, The University of

Utah.

Diaz, O. G., Luna, G. G., Liao, Z., & Axinte, D. 2019. The new challenges of

machining Ceramic Matrix Composites (CMCs): review of surface integrity.

International Journal of Machine Tools and Manufacture.

German. R.M., 1984. Powder Metallurgi Science: Metal Power Federation.

Pricenton: New Jersey

German, R. M. 1994. Powder Metalurgy Science, second edition. Priceton, New

Jersey.

Hermawati, L., Sulardjaka & Nugroho, S. 2014. Pengaruh Tib terhadap Kekerasan

Komposit AlSiMg yang Diperkuat Serbuk SiC, pp. 173–180. Jurusan Teknik

Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro.

Iriany 2006. Pengaruh Parameter Pencampuran terhadap Keseragaman Bahan

Pengika. Jurnal Teknologi Proses, pp. 148–150. Medan: Departemen Teknik

Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Kalpakjian, S. 1989. Manufacturing Engineering and Technology. New York:

Addison Wesley Publishing Company.

Kalpakjian, S., Schmid, Steven R., 2003, Manufacturing Processes for Engineering

Materials, Fourth Edition, Illinois Institute of Technology, Chicago

Kirk, K. E. and Othmer, D. F., 1981, Encyclopedia of Chemical Technology, 3

edition, Volume 9, The Interscience Encyclopedia, John Willey and Sons,

Inc, New York.

Lide, D. R. & Baysinger, G. 2003. CRC Handbook of Chemistry and Physics. New

44

York: TeamLRN

Lumintang, R. C. A., Soenoko, R. & Wahyudi, S. 2011. Komposit Hibrid Polyester

Berpenguat Serbuk Batang Dan Serat Sabut Kelapa. Jurnal Rekaya Mesin 2,

pp. 145–53. Universitas Brawijaya.

Muhajir, M., Mizar, M. A. & Sudjimat, D. A. 2016. Analisis Kekuatan Tarik Bahan

Komposit Matriks Resin. Jurnal Teknik Mesin: pp. 1–8. Jurusan Pendidikan

Teknik Mesin-FT, Universitas Negeri Malang.

Masrukan & Mujinem 2016. Pengaruh Proses Sintering terhadap Perubahan

Densitas, Kekerasan dan Mikrostruktur Pelet U-ZrHx. Uraina Vol. 2, pp. 25–

34. Tangerang Selatan: Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir-BATAN.

Matthews, F. L., Rawlings, RD. 1993. Composite Material Engginering and

Science. London: Imperial Collageof Science, Technology and Machine.

Nugraha, A. C. 2010. Pengaruh Temperatur Sinter terhadap Karakteristik

Komposit Batubara – Coal Tar Pitch. Fakultas Teknik, Universitas

Indonesia.

Prasetyo, M. A. 2004. Karakteristik Alumunium Hasil Proses Metaluri Serbuk.

Yogyakarta.

Seprianto, D. 2010. Pengaruh kompaksi dan holding time terhadap densitas paduan

aluminium/ fly ash yang dibuat dengan metalurgi serbuk. Jurnal Austeni, pp.

1–7. Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Sriwijaya.

Setiawan, A., Nilasari, A. R. & Ari, M. 2016. Reinforcement dengan Electroless

Abu Dasar. Journal of Research and Technology Vol. 2. Politeknik

Perkapalan Negeri Surabaya (PPNS).

Suseno, P. & Darminto 2015. Analisis Struktur Mikro Campuran Serbuk Al- Mg

dengan Tekanan Kompaksi Bervariasi. Jurnal Sains dan Seni Pomits, pp. 1–

4. Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut

Teknologi Sepoluh Nopember (ITS).

Suwanda, T. 2006. Optimalisasi Tekanan Kompaksi, Temperatur dan Waktu

Sintering terhadap Kekerasan dan Berat Jenis Aluminium pada Proses

Percetakan dengan Metalurgi Serbuk. Jurnal Ilmiah Semesta Teknika Vol. 9,

pp. 187–198. Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik UMY.

Suyanto 2015. Analisa Ketangguhan Komposit Aluminium Berpenguat. Jurnal

Simetris Vol. 6: pp. 77–82. Program Studi Teknik Bangunan Kapal, Akademi

Teknik Perkapalan (ATP) Veteran Semarang.

Taryaman, T., Hafid & Rachmat, R. S. 2004. Pembuatan Komponen Guide, Cam

Chain pada Sepeda Motor dari Bahan Baja Tanah Karat 316 L dengan

Teknologi Metalurgi Serbuk (Powder Merallurgy). Metal Inonesia Vol. 026.

Wardhana, B. S. 2014. Pengaruh Penambahan Fraksi Berat Zirconia terhadap Sifat

Fisik dan Mekanik Komposit Aluminium Diperkuat Zirconia yang

Diproduksi dengan Metalurgi Serbuk. Jurnal Rekayasa Mesin Vol. 5, pp.

263–269. Fakultas Teknik Jurusan Mesin Universitas Brawijaya.

45

Widodo, B. 2008. Analisa Sifat Mekanik Komposit Epoksi dengan Penguat Serat

Pohon Aren (ijuk) Model Lamina Berorientasi Sudut Acak (Random). Jurnal

Teknologi Technoscientia Vol. 1, pp. 1–5. Jurusan Teknik Mesin, ITN

Malang.

Widyastuti., Siradj, E. S., Priadi, D., & Zulfia, A. 2008. Kompaktibilitas Komposit

Isotropik Al/Al2O3 dengan Variabel Waktu Tahan Sinter. Makara, Sains Vol.

12, pp. 113–119.

Yosia Samuel.(2004),” Karaterisitik Komposit Alumunium AC8H Dengan Proses

Stir Casting”,

Zainuri, M., Moniada, Y. & D. 2005. Variasi Tekanan dalam Proses Metalurgi

Serbuk dan Pengaruhnya pada Modulus Elastisitas Bahan Komposit Al-SiC.

Jurnal Fisika dan Aplikasinya Vol. 1, pp. 1–5. Jurusan Fisika-FMIPA, Institut

Teknologi Sepuluh Nopember.