DIGITAL LIBRARY



JUDUL:ANALISIS DAN KARAKTERISASI PADUAN ALUMINUM SCRAP DENGAN SILIKA ABU SEKAM PADI MENGGUNAKAN PENGECORAN EVAPORATIF
PENGARANG:RUDI SISWANTO
PENERBIT:UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
TANGGAL:2025-03-17


Aluminiumscrap merupakan limbah atau sisa dari peralatan/mesin yang mengalami rusak dan tidak dipergunakan lagi. Indonesia sebagai negara agraris termasuk Kalimantan Selatan, padi merupakan makanan pokok penduduknya. Sekam Padi merupakan kulit bagian luar padi yang jumlahnya mencapai 20–30% dari gabah. Sekam padi setelah melalui proses pembakaran menghasilkan abusekam padi yang komposisi utamanya adalah silika (SiO2). Selama ini limbah sekam padi dan Al scrap masih belum dimanfaatkan dengan baik oleh masyarakat dan industri. Padahal silika (SiO2) merupakan salah satu unsur paduan aluminium (paduan Al-Si) pada pembuatan komponen mesin seperti  blok silinder, head silinder, piston, stang piston, peleg, rumah pompa, baling-baling dan sebagainya.Paduan Al-Si dikenal memiliki sifat mekanis unggul, seperti tahan aus, tahan panas, tahan korosi, serta kemampuan untuk dicor dengan baik.Berdasarkan latar belakang tersebut maka ditetapkan tujuan penelitian, yaitu mengukur dan menganalisis efek suhu  penuangan dan komposisi paduan Al scrap dan abu sekam padi terhadap; [1] komposisi Al-Si, [2] panjang fluiditas, [3] penyusutan dan pengembangan, [4]   kekerasan dalam skala Brinell (HBN), [5] porositas dan [6] mikrostruktur dari komposit yang diproduksi dengan pengecoran evaporatif.

 

Penelitian ini menggunakan metode eksperimental dengan variasi komposisi Al:ASP (100:0, 95:5, 90:10, 88.3:11.7, 95:15, 80:20, 75:25, 70:30, 65:35, 60:40) % berat.  Variasi suhu penuangan (650°C, 700°C, 750°C) menggunakan metode pengecoran evaporative. Pengujian spesimen meliputi komposisi kimia Al-Si, panjang fluiditas, penyusutan dan pengembangan, kekerasan Brinell, porositas, dan mikrostruktur.  Bahan penelitian yang digunakan adalah; [1] aluminium scrap dari kabel listrik sebagai matrik, [2] abu sekam padi (200 mesh) sebagai penguat, [3] styrofoam bekas packing alat elektronik sebagai pola (pattern), [4] pasir silika sebagai cetakan. Peralatan penelitian yang digunakan, yaitu; tungku krusibel sebagai tempat peleburan Al scrap dan pencampuran (Al-ASP), furnace untuk kalsinasi ASP, mesin stir casting sebagai pengaduk (Al cair dan ASP), mesin pengayak,  alat pemotong styrofoam, serta peralatan pendukung pengecoran. Peralatan pengujian antara lain; Scanning Electron Microscope (SEM)-Energy Dispersive X-Ray (EDX),mikroskop optik, alat uji kekerasan Brinell, picnometer, mistar sorong, thermocouple dan lainnya.

 

Kandungan silikon (Si) dalam komposisi Al-ASP meningkat seiring dengan tingginya konsentrasi abu sekam padi (ASP). Suhu penuangan yang tinggi (750°C) meningkatkan reaktivitas matriks aluminium, mempermudah difusi Si dalam material, sehingga menghasilkan distribusi yang lebih seragam.Panjang fluiditas optimal tercapai pada suhu 750°C, dengan nilai tertinggi pada komposisi 65:35. Suhu tinggi menurunkan viskositas logam cair, sehingga mempermudah aliran logam di dalam cetakan. Pada suhu yang lebih rendah, fluiditas menurun akibat pembekuan dini logam.Suhu penuangan tinggi mengurangi penyusutan dimensi, terutama pada komposisi Al-ASP rendah (90:10 hingga 80:20). Sebaliknya, pengembangan dimensi terjadi pada komposisi ASP tinggi (70:30 hingga 60:40) karena akumulasi partikel penguat yang menghambat kontraksi selama pembekuan.Komposisi 60:40 pada suhu 750°C menghasilkan kekerasan tertinggi. Hal ini disebabkan oleh pembentukan fasa intermetalik Al-Si yang bertindak sebagai penghalang pergerakan dislokasi, meningkatkan kekuatan material. Namun, peningkatan kekerasan ini diikuti oleh penurunan keuletan.Porositas minimum tercapai pada komposisi 90:10 dengan suhu 750°C. Pada komposisi ASP tinggi (>30%), porositas meningkat akibat penggumpalan partikel ASP dan pelepasan gas yang terperangkap selama proses pengecoran.Mikrostruktur menunjukkan distribusi partikel Si yang lebih seragam pada suhu 750°C. Pada komposisi ASP rendah, partikel Si tersebar baik di dalam matriks aluminium, membentuk penguatan homogen. Sebaliknya, pada komposisi ASP tinggi, distribusi partikel kurang merata, menyebabkan cacat mikro seperti retakan dan pori-pori.

 

Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan abu sekam padi (ASP) dalam paduan aluminium memengaruhi kandungan silikon (Si) dalam komposit bermatriks aluminium. Kadar Si meningkat seiring dengan kenaikan kadar ASP, dengan ASP 5% meningkatkan kandungan Si sebesar 1,98%, dan ASP 40% meningkatkan kandungan Si hingga 15,2%. Pada rentang ASP 5-30%, komposit masuk dalam kategori paduan Al-Si hipoeutektik (Si < 11,7%), sedangkan pada ASP 35-40%, komposit berubah menjadi paduan Al-Si hipereutektik (Si > 12,2%).Panjang fluiditas dipengaruhi oleh suhu penuangan, komposisi ASP, dan ketebalan pola styrofoam. Suhu penuangan semakin tinggi, secara signifikan meningkatkan panjang fluiditas. Komposisi ASP yang lebih tinggi juga berkontribusi pada fluiditas yang lebih baik, terutama pada suhu tinggi, dengan mengoptimalkan distribusi panas dan memperlambat laju pendinginan. Ketebalan pola styrofoam yang lebih besar, meningkatkan panjang fluiditas.Komposisi aluminium (Al) dan abu sekam padi (ASP) memengaruhi pengembangan dan penyusutan dimensi komposit. Penambahan ASP dalam rentang 0-12,7% dan 25-40% menyebabkan pengembangan dimensi, dengan pengembangan terbesar sebesar 0,77 mm dan terendah 0,27 mm. Sebaliknya, penambahan ASP dalam rentang 15-20% menghasilkan penyusutan dimensi, dengan nilai penyusutan terbesar -0,28 mm dan terkecil -0,1 mm. Kekerasan komposit Al-ASP meningkat seiring dengan bertambahnya kandungan ASP dan kenaikan suhu penuangan. Kekerasan tertinggi sebesar 45,6 HBN tercapai pada komposisi 60:40% dengan suhu penuangan 750°C. Suhu penuangan dan komposisi Al-ASP berperan penting dalam menentukan porositas komposit. Porositas minimum sebesar 1% tercapai pada suhu 750°C dengan komposisi Al-ASP 90:10%. Suhu 700°C juga menunjukkan konsistensi dalam menghasilkan porositas rendah pada komposisi ASP hingga 20%. Namun, penambahan ASP di atas 20% pada suhu tinggi meningkatkan porositas. Pengamatan mikrostruktur menunjukkan bahwa peningkatan kandungan Abu Sekam Padi (ASP) dalam paduan Aluminium (Al) memperkuat matriks namun meningkatkan porositas dan kerapuhan. Komposisi Al murni (100:0) menghasilkan struktur homogen. Penambahan ASP 5-10% memunculkan retakan mikro. Komposisi eutektik optimal (85:15) menawarkan keseimbangan distribusi partikel yang seragam. Sebaliknya, komposisi ASP >20% menghasilkan struktur eutektik yang kasar.

 

 

Berkas PDF
NODOWNLOAD LINK
1FILE 1



File secara keseluruhan dapat di unduh DISINI