Pengaruh Campuran Silikon Pada Aluminium Terhadap

183

JMEMME, Vol. 4 (2) Des (2020) p-ISSN: 2549-6220e-ISSN: 2549-6239

JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING,

MANUFACTURES, MATERIALS AND ENERGY Doi: 10.31289/jmemme.v4i2.4070

Available online http://ojs.uma.ac.id/index.php/jmemme

Pengaruh Campuran Silikon Pada Aluminium Terhadap Kekerasan

dan Tingkat Keausannya

Effect of Silicone Alloys on Aluminum on Hardness and Wear Rates

Wispi Elbar, Khairuddin Tampubolon* Universitas Pembinaan Masyarakat Indonesia, Indonesia

*Corresponding author: [email protected]

Abstrak

Salah satu Faktor penentu kekerasan dan keausan Aluminium yaitu dengan menambahkan unsur Silikon.

Bahan campurannya harus diuji lagi dan disesuikan dengan kegunaannya. Sehubungan dengan hal

tersebut peneliti tertarik melakukan penelitian dengan tujuan untuk mengetahui tingkat kekerasan

aluminium setelah ditambah silikon dan untuk mengetahui tingkat keausan aluminium setelah ditambah

Silikon. Tempat penelitian dilaksanakan di Workshop Teknik Mesin Kampus 2 UPMI Medan dan

Laboratorium teknik mesin Growth Center LLDikti Wil 1 Sumut. Adapun objek penelitian ini adalah

material Aluminium 6061 dan Silikon. Penelitian ini menggunakan metode eksperimental, yaitu suatu

penelitian yang berusaha mencari pengaruh variabel tertentu terhadap variabel yang lain dalam kondisi

terkontrol secara total. Adapun hasil penelitian ini yaitu: 1. Pengaruh penambahan Silikon terhadap

tingkat kekerasan Aluminium yaitu semakin banyak penambahan unsur Silikon maka semakin tinggi

nilai kekerasannya. Hal itu dikarenakan jarak antar molekul – molekulnya semakin dekat yang dilihat

menggunakan mikroskop optic. Dari uji kekerasan (hardness) equotip dilihat hasil kekerasan yang paling

tinggi adalah pada bahan Al-Si 9,12 %. Dari hasil pengujian komposisi dapat dilihat bahwa kadar Silikon

pada Aluminium Sekrap adalah 0.053 % dan setelah penambahan unsur Silikon kadar Silikonnya

bertambah menjadi 3,76 % dan 9,12 %. Tetapi kekerasan dapat meningkat juga dikarenakan oleh

bertambahnya unsur Fe di dalam coran Aluminium sebagaimana diperlihatkan dari hasil uji komposisi

untuk 9,12 % Si terdapat 2,19 % Fe yang tentunya sangat tinggi untuk ukuran paduan Aluminium. 2.

Pengaruh penambahan Silikon terhadap tingkat keausan Aluminium yaitu semakin banyak penambahan

Silikon maka semakin rendah laju keausannya, yaitu pada Al-Si 9,12 % memilik laju keausan yang paling

rendah.

Kata Kunci: Aluminium, Silikon, Kekerasan, Keausan

Abstract

One of the determining factors for hardness and wear of aluminum is by adding silicon elements. The

mixture must be tested again and adjusted for its use. In this connection the researcher is interested in

conducting research with the aim of knowing the level of hardness of aluminum after adding silicon, to

determine the wear level of aluminum after adding silicon. The research site was carried out in the

Mechanical Engineering Workshop Campus 2 UPMI Medan and the Mechanical Engineering Laboratory of

LLDikti Wil 1 North Sumatra's Growth Center. The object of this research is Aluminum 6061 and Silicon

Material. This study uses an experimental method, which is a study that seeks to find the effect of certain

variables on other variables in totally controlled conditions. The results of this study are: 1. The effect of

adding silicon to the hardness level of aluminum, namely the more the addition of silicon elements, the

higher the hardness value. This is because the distance between the molecules is getting closer when seen

using an optical microscope. From the equotype hardness test, it can be seen that the highest hardness result

is 9,12% Al-Si material. From the results of the composition test, it can be seen that the silicon content in

aluminum scrap is 0.053% and after the addition of silicon element the silicon content increases to 3.76%

and 9,12%. But the hardness can also increase due to the increase in the element Fe in the aluminum

castings as shown from the results of the composition test for 9,12% Si there is 2.19% Fe which is of course

Tampubolon, K, Pengaruh campuran silikon pada aluminium terhadap …

184

very high for the size of the aluminum alloy. 2. The effect of adding Silicon on the wear rate of Aluminum,

namely the more the addition of Silicon, the lower the wear rate, namely 9.12% Al-Si has the lowest wear

rate.

Keywords: Aluminum, Silicone, Hardness, Wear

How to Cite: Tampubolon, K. 2020, Pengaruh campuran silikon pada aluminium terhadap kekerasan dan

tingkat keausannya, JMEMME (Journal of Mechanical Engineering, Manufactures, Materials and Energy),

4(2): 183-196

JMEMME, 4 (2) (2020): 183-196

185

PENDAHULUAN

Penggunaan bahan baku Aluminium sangat banyak dipergunakan dalam kehidupan

sehari-hari, baik untuk kebutuhan peralatan Rumah Tangga, Konstruksi Bangunan,

Peralatan Elektronik, Bahan Utama sarana Transportasi seperti Pesawat, Kereta Api,

Mobil, Kapal dan lain-lain [1]. Sehingga dari waktu ke waktu terus dilakukan, tingkat

kekerasan, keuletan dan sifat-sifat Aluminium lainnya agar dapat dipergunakan sesuai

dengan fungsinya [2].

Dari setiap hasil penelitian dan uji coba yang dilakukan pada Aluminium tetap saja

tidak bisa menemukan satu jenis campuran atau teknis pembentukan Aluminium yang

dapat digunakan pada semua kebutuhan [3]. Hal ini tentunya disebabkan adanya

penyesuaian kegunaan dan fungsi yang berbeda-beda. Dan ini adalah masalah yang terus

berkembang sesuai dengan terciptanya alat-alat baru yang menggunakan bahan baku

Aluminium [4].

Tujuan penelitian ini ialah untuk mengetahui tingkat kekerasan aluminium setelah

ditambah silikon; dan untuk mengetahui tingkat keausan aluminium setelah ditambah

silikon.

METODE PENELITIAN

Penelitian ini dilakukan di Workshop Teknik Mesin Kampus 2 UPMI Medan dan

Laboratorium teknik mesin Growth Center LLDikti Wil 1 Sumut. Penelitian dimulai

Januari 2020 sampai dengan Oktober 2020. Penelitian ini menggunakan metode

eksperimental, yaitu suatu penelitian yang berusaha mencari pengaruh variabel tertentu

terhadap variabel yang lain dalam kondisi terkontrol secara total [5]. Pada metode ini,

variabel – variabel dapat dikontrol sedemikian rupa, sehingga variabel luar yang mungkin

mempengaruhi dapat dihilangkan. Pengujian dilakukan langsung terhadap Aluminium

yaitu dengan pencampuran dengan silikon dan dilakukan pemotongan dengan beberapa

gaya potong. Adapun objek penelitian ini adalah material Aluminium 6061 yang diambil

dari aluminium skrap (Gambar 1.a) dan serbuk Silikon (Gambar 1.b).

(a) (b)

Gambar 1. Material penelitian: a. aluminium skrap, b. serbuk silicon

Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah mesin bubut, cetakan

aluminium, alat uji keausan, dan alat uji kekerasan (brinnel hardness tester). Mesin bubut

merupakan suatu mesin perkakas yang digunakan untuk memotong benda yang diputar


186

(gambar 2.a). Cetakan Aluminium (Metal Mold) yang dibuat dari bahan baja atau besi

tuang (gambar 2.b). Aluminium yang biasa di cor dengan cetakan ini antara lain

aluminium, magnesium, dan paduan tembaga. Alat uji keausan yang digunakan adalah

alat uji keausan dengan standart ASTM G99-04 (Gambar 2.c). Alat ini digunakan untuk

mengetahui keausan dari suatu material. Dalam penelitian ini materialnya adalah Al dan

Al-si. Sebelum dilakukan pengujian keausan, spesimen harus dibentuk sesuai dengan

standart ASTM G99-04 tipe Pin on Disk. Alat uji kekerasan digunakan untuk menguji

kekerasan (hardness tester) dari material Aluminium-Silikon hasil pengecoran yang telah

melewati proses pemesinan (gambar 2.d). Tipe yang digunakan ialah jenis equotip 3 yang

terdapat di laboratorium teknik mesin Growth Center Kopertis wilayah I NAD Sumut.

(a) (b)

(c) (d)

Gambar 2. Peralatan penelitian: a. mesin bubut, b. cetakan aluminium, d. alat uji keausan, d. alat uji

kekerasan

Prosedur pengujian antara lain: bahan yang akan dilebur adalah Alumininum yang

berasal dari tutup kaleng. Bahan penambah yaitu silikon yang dihaluskan dengan

menggunakan martil, setelah itu serbuk silikon disaring dengan menggunakan mesh teh.

Dapur krusibel dimasukkan kedalam tungku kemudian kayu yang sudah disiapkan

dimasukkan kedalam tungku peleburan. Dapur krusibel dipanaskan lebih kurang selama

10 menit, Aluminium sekrap yang sudah ditimbang massanya dimasukkan kedalam

krusibel. Jika suhu Aluminium mencapai 660 oC yang diukur dengan menggunakan

termokopel, maka silikon dimasukkan kedalam krusibel yang masssanya 3,76 % dari

massa total Aluminium sekrap ditambah dengan silikon. Setelah suhu sudah mencapai

720 oC, maka dilakukan penuangan pada cetakan Aluminium yang sudah dipersiapkan

dan begitu seterusnya pada sillikon 9,12 %.

JMEMME, 4 (2) (2020): 183-196

187

Pengujian keausan dilakukan untuk mengetahui laju keausan pada bahan

Aluminium Sekrap dan Al-Si. Prosedur pengujian antara lain: persiapan spesimen untuk

uji keausan, dimana spesimen dilakukan proses polishing dengan menggunakan kertas

pasir dengan variasi nomor 400, 500, 800, 1000, dan 1200. Kemudian dilakukan

pengujian keausan dengan menggunakan alat uji keausan ASTM G99-04 tipe pin on disk.

Spesimen diikatkan diatas disk yang berputar dengan putaran 120 rpm. Pengujian ini

dilakukan dengan waktu yang konstan, yaitu 30 detik. Kemudian diberikan pembebanan

dengan variasi beban sebesar 2,5 N, 5 N, 7,5 N, 10 N, dan 12,5 N.

Pengujian kekasaran dilakukan untuk mengetahui apakah permukaan spesimen

sudah memenuhi standart uji keausan pada ASTM G99-04. Prosedur pengujian antara

lain: persiapan spesimen untuk uji kekerasan, dimana spesimen dilakukan proses

polishing dengan menggunakan kertas pasir dengan variasi nomor 400, 500, 800, 1000,

dan 1200. Kemudian dilakukan pengujian kekerasan dibeberapa titik yang diidentasi

pada Aluminium Sekrap dan Al-Si 3,76 % dan Al-Si 9,12 %. Pengujian kekerasan terhadap

spesimen Aluminium coran menggunakan metode Equotip 3. Hal yang sama dilakukan

untuk bahan Aluminium Sekrap, Al-Si 3,7 6% dan Al-Si 9,12 %.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Penambahan Silikon

Dalam pengujian ini alat yang akan digunkan adalah Optical Emission Spectrometer.

Alat ini bekerja dengan menggunakan prinsip pantulan cahaya ke spesimen uji [6] [7].

Pantulan cahaya dari unsur akan langsung di-input kedalam computer dan akan

dihasilkan data komposisi seperti diperlihatkan pada pada table 1.

Tabel 1. Komposisi material Aluminium bekas kemasan minuman

Aluminium

unsur

Sekrap

%

Al + Si (3,76 %) Al + Si (9,12 %)

Unsur % Unsur %

Si

Fe

Cu

Mn

Mg

Zn

Ti

Cr

Ni

Pb

Sn

Al

0.053

0.405

0.154

0.38

2.421

0.251

0.015

0.005

0.005

0.002

0.01

96.314

Si

Fe

Cu

Mn

Mg

Zn

Ti

Cr

Ni

Pb

Sn

Al

3.76

1.52

0.184

0.362

1.83

0.204

0.016

0.019

0.026

0.01

0.029

92.04

Si

Fe

Cu

Mn

Mg

Zn

Ti

Cr

Ni

Pb

Sn

Al

9.12

2.19

0.169

0.377

1.84

0.294

0.014

0.046

0.005

0.002

0.01

85.9

Sumber : Hasil Uji di Laboratorium teknik mesin Growth Center LLDikti Wil 1 Sumut

Hasil pengujian spectrometer pada table di atas memperlihatkan bahwa Aluminium

kemasan minuman ini memiliki kandungan Aluminium 96,314 % pada bagian tutupnya

dan unsur alloy penambah utama yang terdapat pada panduan ini merupakan Mg

(Magnesium).


188

Penambahan Si pada paduan Aluminium akan menurunkan titik cair Aluminium hal

ini terjadi hingga persentase Si mencapai 12.6%, jika kandungan Si melebihi 12.75 %

maka titik cair paduan Aluminium akan mengalami kenaikan. Diagram phasa biner

Aluminium Silikon memperlihatkan bahwa titik eutektik terletak pada 12.56 % Si dimana

cairan akan bertransformasi menjadi dua phasa baru yaitu α+β dengan titik cair 577 0C.

Dari diagram phasa biner Al-Si memperlihatkan phasa yang terbentuk terdiri dari, α, β

dan Liquid. Penambahan Silikon pada paduan Aluminium akan menurunkan koefesien

ekpansi thermal, meningkatkan ketahanan korosi dan wear resistance, dan memperbaiki

hasil coran dan proses pemesinan dari alloy ini [8] [9]. Pada saat Al-Si mengalami

pembekuan, primary Aluminium terbentuk dan tumbuh di dalam dendrit. Pada

temperatur kamar, alloy hypoeutektic terdiri dari phasa primary Alumunium yang halus

dan ulet. Keras dan rapuh pada phasa eutektic Silikon, hypereutektic alloy biasa nya tidak

halus, partikel primary Silikon sebagai suatu phasa eutektick Silikon [10].

Hasil Uji Keausan (Wear Test)

Dalam pengujian ini alat yang digunakan adalah alat uji keausan dengan standar

ASTM G99-04 tipe pin on disk dengan variasi pembebanan. Keausan yang terjadi pada

pengujian ini adalah Keausan Abrasif (Abrasive wear) [11]. Pengujian ini dilakukan untuk

mengetahui laju keausan pada bahan Aluminium Sekrap dan Al-Si. Bentuk spesimen uji

diperlihatkan pada gambar 3.

Spesiemen sebelum dilakukan pengujian keausan, mempunyai ukuran yang sama

dengan tebal (t1)= 6 mm dan diameter spesimen (d) + 70 mm dan Volume awal (Va) =

22.608 mm3. Pada pengujian keausan ini kecepatan putaran (n) = 120 rpm dan waktu (t)

= 30 s adalah konstan, tetapi beban (W) bervariasi yaitu 2,5 N, 5 N, 7,5 N 10 N dan 12,5

N.

(a) (b)

Gambar 3. Spesimen uji: a. sebelum pengujian, b. sesudah pengujian

Berdasarkan gambar 3, terdapat jejak pada spesimen uji. Jejak tersebut akibat

penekanan pin yang diberi beban pada saat pengujian sehingga pin tersebut bergesek

pada permukaan spesimen. Lebar jejak tersebut dapat diukur dengan menggunakan

Reflected Metallurgical Microscope dengan type Rax Vision No. 545491, MM10A.230V-

50Hz [12]. Lebar jejak Aluminium coran untuk Aluminium Sekrap pada uji keausan

dengan varias beban 2,5N, 5N, 7,5N 10N, 12,5N pada pembesaran 50x diperlihatkan pada

gambar 4.

JMEMME, 4 (2) (2020): 183-196

189

Gambar 4. lebar jejak Aluminium coran untuk Aluminium Sekrap (µm)

Salah satu faktor yang mempengaruhi keausan adalah beban. Maka dilakukan

pengujian variasi beban terhadap keausan. Pada pengujian Aluminium Sekrap dihasilkan

besar jejak keausan pada beban 2,5N sangat kecil, dan dengan penambahan beban

menjadi 5N, 7,5N, 10N dan 12,5N maka lebar jejak yang dihasilkan juga semakin besar.

Hal ini membuktikan bahwa penambahan beban berbanding lurus terhadap keausan.

Lebar jejak yang dihasilkan tidak sepenuhnya lurus, tetapi terdapat lekukan-lekukan pada

jejaknnya. Hal ini dikarenakan pengikisan abrasive pada Aluminium Sekrap tidak merata,

oleh karena adanya getaran pada pin akibat pembebanan.

Untuk kedalaman jejak bahan Aluminium Sekrap 3,76% dapat ditunjukan pada

gambar 4 dan data kendalaman jejak bahan Aluminium sekrap berdasarkan nilai rata –

rata dapat dilihat pada tabel 2.

Gambar 4. kedalaman jejak bahan ( b = kedalaman jejak, µm)


190

Tabel 2 Lebar jejak dan kedalaman jejak bahan Aluminium Sekrap

NO W

N

t

s

n

Rpm Spesimen

A

�m

a

�m

b

�m

1 2,5 30 120 1

2

3

1

713.011

693.496

723.380

863.217

709.962

23.126

33.257

2 5 30 120 2

3

1

902.694

878.480

1030.977

881.464

39.835

3 7,5 30 120 2

3

1

1065.183

1096.610

1164.439

1064.257

47.793

4 10 30 120 2

3

1

1167.001

1170.197

1348.877

1167.212

52.796

5 12,5 30 120 2

3

1357.326

1338.191

1348.131

Lebar jejak bahan Al-Si 3,76% Si pada uji keausan dapat dilihat pada gambar 5.

(a) (b) (c)

(d) (e)

Gambar 5. Lebar jejak bahan Al-Si 3.76 % Si dengan variasi Beban: a. 2.5N, b. 5N, c. 7.5N, d. 10N, e. 12,5 N

Keterangan: a = Lebar Jejak (μm)

Pada gambar 5, besar jejak keausan Al-Si 3,76 % terlihat yang paling lebar adalah

pada beban 12,5N. Lebar jejak yang terjadi naik secara signifikan oleh karena adanya

penambahan beban. Hal ini membuktikan bahwa penambahan beban berbanding lurus

JMEMME, 4 (2) (2020): 183-196

191

terhadap keausan. Jejak yang dihasilkan juga tidak merata, hal itu dikarenakan oleh ada

nya getaran pada pin dan penambahan Silikon yang membuat material itu semakin keras.

Kedalaman jejak bahan Al-Si 3.76% dapat dilihat pada gambar 6. Data-data Lebar

jejak dan kedalaman jejak bahan Al-Si 3,76 dapat dilihat pada tabel 3. Visualisasi lebar

jejak bahan Al-Si 9,12 % pada uji keausan dengan variasi beban diperlihatkan pada

gambar 7.

Gambar 6. kedalaman jejak bahan

Tabel 3. Lebar jejak dan kedalaman jejak bahan Al-Si 3,76 %

NO W

N

t

s

n

Rpm Spesimen

A

�m

a

�m

b

�m

1 2,5 30 120 1

2

3

1

869.084

890.133

886.884

1045.507

882.0203

17.235

26.542

2 5 30 120 2

3

1

1050.110

1052.480

1167.116

1049.366

35.034

3 7,5 30 120 2

3

1

1196.054

1188.169

1257.384

1183.779

42.113

4 10 30 120 2

3

1

1256.133

1295.356

1508.556

1269.623

44.117

5 12,5 30 120 2

3

1498.389

1151.192

1506.146


192

(a) (b) (c)

(d) (e)

Gambar 7. Lebar jejak bahan Al-Si 9,12 % pada uji keausan dengan variasi beban: a. 2.5, b. 5N, c. 7,5 N, d.

10N, e. 12,5N (Pembesaran 50 x)

Penambahan Silikon pada Aluminium coran berpengaruh terhadap lebar jejak

keausan. Pada gambar 8, aluminium coran 9,12 % dapat dilihat dari jejak keausan terus

meningkat dengan adanya penambahan beban, dan jejak yang paling lebar adalah pada

beban 12,5N. Hal ini membuktikan bahwa penambahan beban berbanding lurus terhadap

keausan. Jejek yang dihasilkan tidak merata, hal itu semakin keras sehingga pengikisan

abrasil pada material tidak merata. lebar jejak dan kedalamannya untuk Al-Si 9,12%

berdasarkan nilai rata-rata dapat dilihat pada tabel 4.

Gambar 8. Kedalaman jejak bahan Al-Si 9,12%

JMEMME, 4 (2) (2020): 183-196

193

Tabel 4. Lebar Jejak dan kedalaman jejak bahan Al-Si 9,12 %

NO W

N

t

s

n

Rpm Spesimen

A

�m

a

�m

b

�m

1 2,5 30 120 1

2

3

1

941.451

936.189

937.636

1098.035

938.425

15.172

2 5 30 120 2

3

1

1082.897

1104.610

1215.151

1215.151

1095.181 23.246

3 7,5 30 120 2

3

1

1215.795

1210.552

1398.685

1213.832 30.573

4 10 30 120 2

3

1

1383.565

1385.442

1591.520

1389.231 35.274

5 12,5 30 120 2

3

1588.820

1595.398

1591.912 38.278

Dari foto makro dengan pembesaran 50X pada tabel 1, table 2 dan table 3 dapat

dilihat lebar jejak dan kedalaman jejak keausan yang terjadi pada bahan Aluminium

Sekrap, Al-Si 3,76% dan Al-Si 9,12%. Lebar jejak tersebut digunakan untuk menghitung

panjang lintasan keausan pada hukum Atchard, sehingga didapatkan volume keausan

berdasakan eksperimen.

Berdasarkan hukum keausan Archard tentang hukum keausan (wear law) bahwa

untuk menentukan laju keausan terlebih dahulu dihitung oleh volume keausannya [13].

Dari hukum Archard dan perhitungan secara praktek, maka laju keausan variasi beban

untuk bahan Aluminium Sekrap, Al-Si 9,12% dapat dilihat pada tabel 4 tabel 5 dan tabel

6.

Tabel 4. Laju keausan dengan variasi pembebanan pada bahan Aluminium Sekrap

No W T N D1 k.10-4 ā L VT ΨT ΨP

N S Rpm Mm µm M mm3 mm3/s mm3/s

1 2,5 30 120 40 6,0 709,962 7,699 1,717 0,057 0,069

2 5 30 120 40 6,0 881,464 7,702 3,448 0,115 0,125

3 7,5 30 120 40 6,0 1064,257 7,736 5,196 0,173 0,182

4 10 30 120 40 6,0 1167,212 7,755 6,945 0,231 0,240

5 12,5 30 120 40 6,0 1348,131 7,789 8,720 0,290 0,308

Tabel 5. hasil laju keausan variasi beban bahan Al-Si 3,76% secara teori dan eksperimen

No W t n d1 k.10-4 ā L VT ΨT ΨP

N S Rpm Mm µm M mm3 mm3/s mm3/s

1 2,5 30 120 40 6,0 882,020 7,702 1,650 0,055 0,065

2 5 30 120 40 6,0 1049,366 7,733 3,314 0,110 0,119

3 7,5 30 120 40 6,0 1183,779 7,759 4,987 0,166 0,178

4 10 30 120 40 6,0 1269,623 7,775 6,664 0,222 0,230

5 12,5 30 120 40 6,0 1506,146 7,819 8,378 0,279 0,288


194

Tabel 6. laju Keausan dengan variasi pembebanan pada bahan Al-Si 9,12%

No W T N D1 k.10-4

ā L VT ΨT ΨP

N S Rpm Mm µm M mm3 mm3/s mm3/s 1 2,5 30 120 40 6,0 986,497 7,712 1,483 0,049 0,061 2 5 30 120 40 6,0 1161,886 7,742 2,977 0,099 0,109 3 7,5 30 120 40 6,0 1329,062 7,764 4,479 0,149 0,160 4 10 30 120 40 6,0 1477,756 7,797 5,998 0,199 0,212 5 12,5 30 120 40 6,0 1643,187 7,835 7,835 0,251 0,265

Berdasarkan tabel 4 diketahui bahwa kenaikan laju keausan pada aluminum Sekrap

akan terus meningkat seiring dengan penambahan beban. Kenaikan laju keausan yang

paling besar terjadi pada beban 12,5 N yaitu sebesar 0,290 mm3/s secara teori dan secara

eksperiman sebesar 0,308 mm3/s. Berdasarkan tabel 5 diketahui bahwa kenaikan laju

keausan padd Al-Si 3,76 % akan terus meningkat seiring dengan penambahan beban.

Kenaikan laju keausan yang paling besar terjadi pada beban 12,5 N yaitu sebesar 0,279

mm3/s secara teori dan secara eksperimen sebesar 0,288 mm3/ s. Berdasarkan tabel 6

diketahui bahwa kenaikan laju keausan pada Al-Si 9,12 % akan terus meningkat seiring

dengan penambahan beban. Kenaikan laju keausan yang paling besar terjadi pada beban

12 N yaitu sebesar 0,251 mm3/s secara teori dan secara eksperimen sebesar 0,265

mm3/s.

Pada aluminium coran yang paling rendah laju keausannya adalah pada Al-Si 3,76

%. Aluminium coran yang paling rendah laju keausannya adalah pada Aa-Si 9,12 %. Hal

ini disebabkan penambahan unsur Silikon memepengaruhi sifat mekanik pada

Aluminium coran yaitu meningkatkan kekerasannya, sehingga pada pengujian keausan,

Aluminium Silikon dapat menahan gesekan yang diakibatkan oleh pembebanan.

Hasil Uji Kekerasan (Hardness Test)

Pengujian kekerasan bertujuan untuk menentukan kekerasan suatu material.

Pengujian ini dilakukan dibeberapa titik yang diindentasi setelah dilakukan penambahan

silikon terhadap material Aluminium bekas sisa kemasan minuman kaleng. Pengujian

kekerasan terhadap spesimen Aluminium Sekrap dan Al-Si menggunakan metode

Equotip. Hasil uji kekerasan diperlihatkan pada tabel 7.

Tabel 7. Hasil uji kekerasan Equotip pada spesimen Aluminium Sekrap

No Aluminium

Sekrap

(BHN)

Al-Si

(3,76%) (BHN)

Al-Si

(9,12%) (BHN)

1 68 72 80

2 66 69 74

3 64 66 79

4 67 70 75

5 70 73 82

Rata-rata 67 70 78

Dari data-data pada tabel 7 menunjukkan hasil uji kekerasan pada bahan Aluminium

sekrap dan Al-Si, serta nilai BHN rata-ratanya. Lenaikan nilai kekerasan pada tiap-tiap

penambahan Si, penambahan silikon meningkatkan kekerasan dari Aluminium coran

JMEMME, 4 (2) (2020): 183-196

195

tetapi tidak secara signifikan. Hal ini terlihat dari peningkatan kekerasan pada grafik dan

Penambahan silikon yang relatif tinggi akan meningkatkan ketahanan aus dari alloy Al-Si

juga kekerasan dari alloy tersebut [14]. Tetapi kekerasan dapat meningkat juga

dikarenakan oleh bertambahnya unsur Fe di dalam coran Aluminium sebagaimana

diperlihatkan dari hasil uji komposisi untuk 9,12 % Si terdapat 2,19 % Fe yang tentunya

sangat tinggi untuk ukuran paduan Aluminium.

Suatu fase dapat dibedakan dari fase lain dengan melihat keadaan fisiknya. Terdapat

tiga jenis fase, yaitu fase gas, cair dan padat. Bagian material dengan komposisi kimia yang

berbeda dikatakan sebagai fase yang berbeda. Struktur lattice juga membedakan satu fase

dengan fase lainnya. Sebagai contoh pada Aluminium yang memiliki sifat allotropi, setiap

bentuk allotropinya merupakan fase tersendiri, walaupun komposisi kimia dan keadaan

fisiknya sama.

Pada paduan dalam keadaan padat ada 3 kemungkinan macam fase, yaitu:

1. Aluminium murni

Pada kondisi equilibrium, suatu Aluminium murni akan mengalami perubahan fase

pada temperatur tertentu. Perubahan fase dari padat ke cair akan terjadi pada

temperatur tertentu (dinamakan titik cair) dan perubahan ini berlangsung pada

temperatur tetap hingga hingga seluruh perubahannya selesai.

2. Senyawa

Senyawa ialah gabungan dari beberapa unsur dengan perbandungan tetap. Senyawa

memiliki sifat dan struktur yang sama sekali berbeda dengan unsur-unsur

pembentuknya. Senyawa juga memiliki titik lebur ataupun titik beku tertentu yang

tetap. Ada 3 macam senyawa yang umumnya dijumpai, antara lain: Intermetallic

compound (Aluminium-Aluminium dengan sifat kimia berbeda mengikuti

kombinasi valensi kimia), interstitial compound (Aluminium-Aluminium transisi)

dan Electron compound (memiliki perbandingan komposisi kimia mendekati

perbandingan jumlah electron valensi dengan jumlah atom tertentu).

3. Solid solution (larutan padat)

Suatu larutan terdiri dari 2 bagian yaitu solute (terlarut) dan solvent (pelarut). Solute

merupakan bagian yang lebih sedikit, sedang solvent adalah bagian yang lebih

banyak.

KESIMPULAN

Dari hasil pengujian kekerasan, keausan dan foto mikro maka dapat diambil

kesimpulan bahwa pengaruh penambahan Silikon terhadap tingkat kekerasan

Aluminium yaitu semakin banyak penambahan unsur Silikon maka semakin tinggi nilai

kekerasannya. Hal itu dikarenakan jarak antar molekul–molekulnya semakin dekat yang

dilihat menggunakan mikroskop optic. Dari uji kekerasan (hardness) equotip dilihat hasil

kekerasan yang paling tinggi adalah pada bahan Al-Si 9,12 %. Dari hasil pengujian

komposisi dapat dilihat bahwa kadar Silikon pada Aluminium Sekrap adalah 0.053 % dan

setelah penambahan unsur Silikon kadar Silikonnya bertambah menjadi 3,76 % dan 9,12

%. Tetapi kekerasan dapat meningkat juga dikarenakan oleh bertambahnya unsur Fe di


196

dalam coran Aluminium sebagaimana diperlihatkan dari hasil uji komposisi untuk 9,12 %

Si terdapat 2,19 % Fe yang tentunya sangat tinggi untuk ukuran paduan Aluminium.

Kedua, pengaruh penmbahan Silikon terhadap tingkat keausan Aluminium yaitu semakin

banyak penambahan Silikon maka semakin rendah laju keausannya, yaitu pada Al-Si 9,12

% memilik laju keausan yang paling rendah.

REFERENSI

[1] Daryanto and S. M, Teknik Fabrikasi Pengerjaan Aluminium, Jakarta: Balai Pustaka, 2018.

[2] S. A and G. K, Pengetahuan Bahan dalam Pengerjaan Aluminium, Jakarta: Ing Press, 2013.

[3] S. A, Pengetahuan Bahan Dalam Pengerjaan Aluminium, Jakarta: Balai Pustaka, 2017.

[4] G. S and J. P, Teknik Pembuatan Cetakan dan Inti, Jakarta: Erlangga, 2017.

[5] H. S, Teknologi Bahan Lanjutan, Jakarta: Balai Pustaka, 2016.

[6] Hamidi, Energi Terbarukan, Jakarta: Prenada Media Group, 2017.

[7] A. J. Zulfikar, "Numerical Analysis of Strength of Rear Brake Holder Flat on The Motor Cycle Due to

Impact Load," JMEMME (Journal Of Mechanical Engineering, Manufactures, Materials And Energy), vol.

2, no. 1, p. 1-6, 2018.

[8] A. J. Zulfikar, B. Umroh and M. Y. R. Siahaan, "Design and manufacture of skateboard from banana

stem," JMEMME (Journal of Mechanical Enggineering, Manufactures, Materials and Energy), vol. 3, no.

2, pp. 109-116, 2019.

[9] M. Y. R. Siahaan and D. Darianto, "KARAKTERISTIK KOEFISIEN SERAP SUARA MATERIAL CONCRETE

FOAM DICAMPUR SERAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) DENGAN METODE IMPEDANCE

TUBE," JMEMME (JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING, MANUFACTURES, MATERIALS AND

ENERGY), vol. 4, no. 1, pp. 85-93, 2020.

[10] T. S and K. C, Teknik Pengecoran Aluminium, Jakarta: Balai Pustaka, 2013.

[11] A. J. Zulfikar, B. Umroh and M. Y. Siahaan, "Investigation of Mechanical Behavior of Polymeric Foam

Materials Reinforced by Oil Palm Empty Fruit Bunches (OPEFB) Fibers Due to Static and Dynamic

Loads," JMEMME (Journal of Mechanical Enggineering, Manufactures, Materials and Energy), vol. 3, no.

1, pp. 10-19, 2019.

[12] C. H. Che Haron, A. Ginting and J. H. Goh, "Wear of coated and uncoated carbides in turning tool steel,"

Journal of Materials Processing Technology, pp. 49-54, 2001.

[13] D. Darianto, B. Umroh, A. Amrinsyah and A. J. Zulfikar, "Numerical Simulation on Mechanical Strength

of a Wooden Golf Stick," JMEMME (Journal Of Mechanical Engineering, Manufactures, Materials And

Energy), vol. 2, no. 1, p. 13-19, 2018.

[14] G. S and J. P, Teknik Pemesinan Bubut, Jakarta: Balai Pustaka, 2017.

[15] A. J. Zulfikar, A. Sofyan and M. Y. R. Siahaan, "Numerical Simulation on The Onion Dryer Frame

Capacity of 5 kg/hour," JMEMME (Journal of Mechanical Enggineering, Manufactures, Materials and

Energy), vol. 2, no. 2, p. 86-92, 2018.

[16] H. Bouchelaghem, M. A. Yallese, A. Amirat and S. Belhadi, "Wear behaviour of CBN tool when turning

hardened AISI D3 steel," Mechanika, pp. 65-76, 2007.

Documents

Pengaruh Campuran Silikon Pada Aluminium Terhadap