Pengaruh Suhu Tuang Terhadap Sifat Fisis Dan Mekanis Pada Pengecoran Pembuatan Piston

L.M. Al Imran, Ir. Samsudin

2009 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Paduan Al-Si merupakan paduan yang mempunyai kemampuan cor yang baik sehingga menjadi bahan yang paling banyak digunakan dalam dunia pengecoran logam. Pada proses pengecoran termasuk pada penggecoran dengan bahan paduan Al-Si, penambahan temperatur tuang akan menghasilkan profil permukaan yang lebih baik, hal ini terjadi akibat terjadinya pembekuan yang lebih seragam pada hasil coran. Akan tetapi penambahan temperatur tuang dapat menyebabkan waktu produksi akan bertambah dan juga akan menyebabkan biaya produksi menjadi bertambah menjadi besar karena konsumsi bahan bakar untuk menaikan suhu tuang menjadi lebih banyak. Oleh karena itu kajian mendalam tentang adanya pengaruh suhu tuang pengecoran paduan Al-Si terhadap sifat fisis dan mekanik coran yang meliputi tingkat kekerasan, kekuatan tarik dan struktur mikro dipandang perlu untuk dilakukan demi meluasnya pemakaian paduan Al-Si khususnya di industry-industri kecil dan rumahan. Penelitian ini menggunakan bahan dari paduan Al-Si dengan persentasi 83,87 Al dan 11,38 % Si. Sedangkan proses pengecorannya menggunakan cetakan pasir dengan waktu penuangan rata ±10 detik dan pembongkaran dilakukan ± 5 menit setelahnya. Variasi suhu tuang pada penelitian ini adalah: Tleleh+75°C, Tleleh+125°C dan Tleleh+175°C dengan temperatur leleh (melting point) paduan ditentukan dengan menggunakan alat ukur termokopel jenis K. Dari hasil pengukuran di tetapkan temperatur melting point = 580°C, sehingga temperatur penuangan pada pengecoran ini dilakukan dengan variasi : 655°C, 705°C, dan 755°C dengan jumlah specimen tiga buah disetiap temperatur penuangan, terdiri dua buah spesimen untuk uji tarik dan satu spesimen untuk uji kekerasan dan foto mikro. Sifat fisis dan mekanis yang akan di teliti meliputi kekerasan, kekuatan tarik dan struktur mikro. Berdasarkan hasil uji dan perhitungan yang dilakukan didapatkan sebuah fenomena bahwa perubahan suhu tuang pada paduan Al-Si akan menghasilkan sifat fisis dan sifat mekanis yang berbeda. Fenomena ini terlihat pada harga kekerasan & kekuatan tariknya, dimana suhu tuang 655°C sebesar 58.755 BHN sedangkan pada temperatur penuangan 705°C sebesar 53.693 BHN dan temperatur 755°C sebesar 49.399 BHN. Demikian pula harga kekuatan tarik rataratanya, pada suhu tuang 655°C = 10,86 kg/mm2 , suhu tuang 705°C = 10,30 kg/mm2 dan suhu tuang 755°C= 8.83 kg/mm2 , demikian juga dengan bentuk fisis struktur mikronya, semakin tinggi suhu tuang maka bentuk butir Si yang terbentuk lebih besar, terkonsentrasi membentuk pola tertentu dan jarak antar butir Si semakin renggang. Selain itu pula, cacat porositas semakin bertambah seiring dengan meningkatnya suhu tuang sehingga hal ini menyebabkan penurunan sifat mekanis kekuatan tarik dan kekerasan coran.

Al-Si alloys possess excellent casting characteristics, making them the most widely used materials in the metal casting industry. In casting processes—specifically those involving Al-Si alloys—increasing the pouring temperature yields a superior surface profile due to more uniform solidification of the casting. However, raising the pouring temperature extends production time and increases costs, as more fuel is consumed to achieve the higher temperature. Therefore, an in-depth study regarding the effect of pouring temperature on the physical and mechanical properties of Al-Si alloy castings—including hardness, tensile strength, and microstructure—is essential to facilitate the broader adoption of Al-Si alloys, particularly within small-scale and home-based industries. This study utilized an Al-Si alloy composed of 83.87% Al and 11.38% Si. Casting was performed using sand molds, with an average pouring time of approximately 10 seconds and mold removal taking place about 5 minutes later. The pouring temperature variations were set at T_melt + 75°C, T_melt + 125°C, and T_melt + 175°C; the alloy's melting point was determined using a K-type thermocouple. Based on the measurements, the melting point was established at 580°C, resulting in pouring temperatures of 655°C, 705°C, and 755°C. Three specimens were prepared for each pouring temperature: two for tensile testing and one for hardness testing and microstructural analysis. The physical and mechanical properties investigated included hardness, tensile strength, and microstructure. Based on the test results and calculations, it was observed that varying the pouring temperature of the Al-Si alloy results in different physical and mechanical properties. This phenomenon is evident in the hardness and tensile strength values: at a pouring temperature of 655°C, the hardness was 58.755 BHN, whereas at 705°C it was 53.693 BHN, and at 755°C it was 49.399 BHN. Similarly, the average tensile strength values ??were 10.86 kg/mm² at 655°C, 10.30 kg/mm² at 705°C, and 8.83 kg/mm² at 755°C. Regarding the physical characteristics of the microstructure, higher pouring temperatures resulted in larger Si grains that concentrated into specific patterns and exhibited greater spacing between them. Furthermore, porosity defects increased with rising pouring temperatures, leading to a reduction in the casting's mechanical properties—specifically its tensile strength and hardness.

Kata Kunci : suhu tuang, paduan Al-Si, kekerasan, porositas, kekuatan tarik.