Proses pembuatan serbuk logam dengan metoda Atomisasi Las Oksi-Asitilen

RIDLWAN, Muhammad, Ir. Alva E. Tontowi, M.Sc.,Ph.D

2005 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Salah satu metoda yang sering digunakan dalam pembuatan serbuk logam secara massal adalah metoda atomisasi. Beberapa metoda atomisasi yang telah dikenal adalah metoda atomisasi air, metoda atomisasi gas, dan metoda atomisasi sentrifugal. Metoda atomisasi masih terus mengalami perkembangan untuk meningkatkan kualitas dan produktivitas serbuk yang dihasilkan. Teknik penggunaan sumber energi-energi yang lain memungkinkan ditemukannya metoda-metoda atomisasi baru. Metoda atomisasi dapat juga dilakukan menggunakan proses semburan logam cair (metal flame spray process) dengan sumber energi dari las oksi-asitilen. Pada penelitian ini dibuat serbuk logam menggunakan metoda atomisasi las oksi-asitilen. Prinsip kerja metoda atomisasi ini adalah kawat dilewatkan ke dalam nyala oksi-asitilen, yang mempunyai temperatur operasi kurang lebih 3480o C, hingga mencair. Logam cair yang terbentuk teratomisasi oleh semburan nyala api dari las oksi-asitilen, kemudian dibiarkan membeku sehingga terbentuk serbuk logam. Parameter-parameter yang diamati dalam penelitian ini adalah pengaruh diameter kawat, sudut serang nosel las terhadap proses atomisasi, dan efisiensi dan laju produksi dari proses atomisasi ini. Bahan baku kawat yang digunakan dalam penelitian ini adalah kawat baja komersial dengan diameter kawat 0,75 mm; 1,25 mm; dan 1,50 mm. Sudut serang nosel las divariasikan 25o, 30o, 35o, 40o, dan 45o. Hasil penelitian menunjukkan bahwa proses atomisasi las oksi-asitilen dapat digunakan untuk membuat serbuk logam. Karakteristik serbuk yang dihasilkan dengan metoda ini mempunyai bentuk bola, ukuran relatif kecil yaitu antara 75 μm dan 90 μm, serta mengalami oksidasi dan karburasi. Efisiensi dari proses atomisasi ini relatif masih rendah yaitu rata-rata 12,2% dengan laju produksinya rata-rata 0,1429 gram/menit. Efisiensi dan laju produksi proses atomisasi dipengaruhi oleh diameter kawat. Diameter kawat semakin kecil maka semakin tinggi efisiensinya, namun sebaliknya laju produksinya semakin kecil. Untuk material kawat baja komersial dengan diameter 1,25 mm, proses atomisasi yang memiliki efisiensi dan laju produksi terbesar adalah menggunakan sudut serang 30o, yaitu 15,1% dan 0,1573 gram/menit.

Atomization is the most common method for producing powders from metal. There are three atomization methods in powder fabrication : water atomization, gas atomization, and centrifugal atomization. Atomization was being developed to increase powder quality and process productivity. A new atomization method is posible to find by using another energy resources. Oxyacetylene can be used as an energy resource in atomization. In this research, powders are made by oxy-acetylene atomization method. Material in wire form is melted in oxy-acetylene flame, which has operating temperature around 3480oC, and atomized to form a fine spray. The fine molten droplets rapidly solidify forming a powders. This research investigate the variation of wire diameter and flame gun attacking angle on atomization process efficiency and production rate. Wire material which used in this research is commercial steel wire with 0.75 mm; 1.25 mm; 1.50 mm in diameter. Flame gun attacking angle is varied 25o, 30o, 35o, 40o, and 45o. Result shows that oxy-acetylene atomization method can be used to produce metal powders. The charasteristic of powders which produced by this atomization method have spherical shape, 75 μm – 90 μm in size, oxidized, and carburized. The efficiency and production rate of the atomization process are around 12.2% and 0.1429 gram/minute. This efficiency and production rate are influenced by wire diameter. Bigger wire diameter results higher efficiency, but lower production rate. For 1.25 mm diameter of commercial wire steel, an optimum efficiency of atomization process, 15.1%, are resulted by 30o of flame gun attacking angle.

Kata Kunci : pembuatan serbuk logam, metoda atomisasi las oksi-asitilen, powder fabrication, oxy-acetylene atomization method