PENGARUH VARIASI TEKANAN KOMPAKSI PANAS TERHADAP DENSITAS DAN KEKERASAN AMC  DIPERKUAT SiO2

Muhammad Asep; Sugiyarto .; Somawardi .; Achmad Rusdy; Sukanto Sukanto

doi:10.33019/jm.v9i1.3606

Muhammad Asep Politeknik Manufaktur Negeri Bangka Belitung
Sugiyarto . Politeknik Manufaktur Negeri Bangka Belitung
Somawardi . Politeknik Manufaktur Negeri Bangka Belitung
Achmad Rusdy Politeknik Manufaktur Negeri Bangka Belitung
Sukanto Sukanto Politeknik Manufaktur Negeri Bangka Belitung

DOI: https://doi.org/10.33019/jm.v9i1.3606

Abstrak

Penelitian komposit matrik logam aluminium yang diperkuat dengan keramik menggunakan metode metalurgi serbuk akhir-akhir ini semakin banyak diminati untuk dikembangkan. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh perbedaan tekanan kompaksi terhadap sifat densitas dan sifat kekerasan komposit yang dihasilkan. Metode penelitian yang digunakan adalah mengikuti tahapan proses metalurgi serbuk, yaitu meliputi persiapan material, pencampuran dan kompaksi. Pencampuran serbuk penyusun komposit dilakukan dengan metode mechanical alloying atau pemaduan mekanik menggunakan mesin horizontal ball mill selama 4 jam. Sedangkan metode kompaksi panas yang digunakan adalah kompaksi dua-arah penekanan, menggunakan mesin pompa hidrolik. Material matriks yang digunakan adalah serbuk aluminium hasil daur ulang, dan material penguat digunakan serbuk dari pasir silika tailing tambang timah. Proses kompaksi panas dilakukan pada suhu 500 ⁰C ditahan selama 15 menit. Variasi tekanan kompaksi dua-arah digunakan 4400 PSi, 4500 PSi dan 4600 Psi. Pengujian densitas mengacu Archimedes dengan stradar ASTM B962-17. Sedangkan pengujian kekerasan digunakan mesin uji kekerasan Brinell, mengacu pada standar ASTM E110-14. Hasil uji densitas dan uji kekerasan menujukkan kecenderungan nilai semakin meningkat dengan meningkatnya tekanan kompaksi yang diaplikasikan. Densitas tertinggi adalah 2,147 g/cm³ untuk sampel dengan kompaksi sebesar 4.600 Psi, dengan nilai kekerasan tertitinggi adalah 53,11 HRB. Berdasarkan foto mikro menunjukkan bahwa ikatan mekanik interlocking pada tekanan kompaksi yang lebih rendah cenderung lemah, patahan pada batas butir kelihatan jelas dan pola kerusakannya cenderung menunjukkan patahan rapuh/getas.

Kata Kunci: komposit matrik aluminium, silika, metalurgi serbuk, mechanical alloying, dan tekanan kompaksi.

##plugins.generic.usageStats.downloads##

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Referensi

[1] P. Garg, P., Jamwal, A., Kumar, D., Sadasivuni, K. K., Hussain, C. M., Gupta, “Advance research progresses in aluminium matrix composites : manufacturing & applications,” vol. 8, no. 5, pp. 4924–4939, 2019.
[2] A. Kaw, Mechanic of Composite Material. Edisi kedua. Amerika Serikat: Taylor & Francis Group, LLC. 2006.
[3] Suhdi, “Analisa Kekuatan Mekanik Komposit Serat Sabut Kelapa (Cocos Nucifera),” J. Tek. Mesin, vol. 2, no. 1, pp. 29–35, 2016.
[4] M. Syahid, A. Hayat, and Aswar, “Effect of Graphite Addition on Aluminum Hybrid Matrix Composite by Powder Metallurgy Method,” Rev. des Compos. des Mater. Av., vol. 32, no. 3, pp. 125–132, 2022, doi: 10.18280/rcma.320303.
[5] I. P. A. Zay, F. R. Zulfi, and A. Gurning, “Daur Ulang Scrap Aluminium Sebagai Solusi Alternatif Untuk Mengurangi Ketergantungan ...,” Conf. Pap., no. November, 2014, doi: 10.13140/2.1.3237.6006.
[6] Y. S. Sukanto, Soenoko, R., Suprapto, W., Irawan, “Characterization of aluminium matrix composite of Al-ZnSiFeCuMg Alloy reinforced with silica sand tailings particles,” J. Mech. Eng. Sci., vol. 14, no. 3, pp. 6971–6981, 2020, doi: 10.15282/jmes.14.3.2020.01.0546.
[7] C. Bulei, I. Kiss, and V. Alexa, “Development of metal matrix composites using recycled secondary raw materials from aluminium wastes,” Mater. Today Proc., vol. 45, pp. 4143–4149, 2020, doi: 10.1016/j.matpr.2020.11.926.
[8] I. A. Wahyudie, R. Soenoko, W. Suprapto, and Y. S. Irawan, “Enhancing hardness and wear resistance of ZrSiO4-SnO2 /Cu10Sn composite produced by warm compaction and sintering,” Metalurgija, vol. 59, no. 1, pp. 27–30, 2020.
[9] H. A. Prasetya, “Pengaruh Silika Dari Abu Sekam Padi Sebagai Bahan Subtitusi Asbes Untuk Pembuatan Kampas Rem Menggunakan Bahan Karet Alam,” Pros. Semin. Nas. Kulit, Karet dan Plast. Ke-5, pp. 153–162, 2016.
[10] Sukanto, W. Suprapto, R. Soenoko, and Y. S. Irawan, “THE EFFECT OF MILLING TIME ON THE ALUMINA PHASE TRANSFORMATION IN THE AMCs POWDER METALLURGY REINFORCED BY SILICA-SAND-TAILINGS,” EUREKA, Phys. Eng., no. 1, pp. 103–117, 2022, doi: 10.21303/2461-4262.2022.001906.
[11] I. A. Wahyudie, R. Soenoko, W. Suprapto, and Y. S. Irawan, “Optimizing warm compaction parameters on the porosity and hardness of Bronze/Tin ore waste composites,” IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., vol. 494, no. 1, pp. 0–12, 2019, doi: 10.1088/1757-899X/494/1/012101.
[12] I. Chatur Adhi WA, A. A. Alit Triadi, M. Wijana, I. M. Nuarsa, and I. M. Mara, “Kekerasan Produk Metalurgi Serbuk Berbahan Limbah Aluminium dengan Metode Kompaksi Bertahap,” J. Sains Teknol. Lingkung., pp. 141–146, 2021, doi: 10.29303/jstl.v0i0.252.
[13] R. Suprapto, W & Soenoko, “Teknologi Metalurgi Serbuk, Solo, Pena Mas Publishing, ISBN: 978-602-73670-0-5.,” vol. 192, p. 10, 2015.
[14] R. Rinanda and D. Puryanti, “Analisis Sifat Magnetik Kalsium Ferit yang Disintesis Menggunakan Metode Metalurgi Serbuk,” J. Fis. Unand, vol. 9, no. 2, pp. 224–230, 2020, doi: 10.25077/jfu.9.2.224-230.2020.
[15] S. E. Susilowati, A. Fudholi, and D. Sumardiyanto, “Mechanical and microstructural characteristics of Cu–Sn–Zn/ Gr metal matrix composites processed by powder metallurgy for bearing materials,” Results Eng., vol. 14, no. February, p. 100377, 2022, doi: 10.1016/j.rineng.2022.100377.
[16] I. A. Wahyudie, “H OT C OMPACTION P ROCESS O PTIMIZATION FOR I MPROVEMENT T RIBOLOGY B EHAVIOR OF Z IRCONIUM S ILICATE S TRENGTHENED BMC S `,” 2021.
[17] M. S. El-Eskandarany, Mechanical Alloying, Nanotechnology, Material Science and Powder Metallurgy. second edition, Elsevier, ISBN: 978-1-4557-7752-5, See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net. 2015.
[18] Munasir, Triwikantoro, M. Zainuri, R. Bäßler, and Darminto, “Mechanical strength and corrosion rate of aluminium composites (Al/SiO2): Nanoparticle silica (NPS) as reinforcement,” J. Phys. Sci., vol. 30, no. 1, pp. 81–97, 2019, doi: 10.21315/jps2019.30.1.7.
[19] C. Suryanarayana, “Mechanical Alloying: A Novel Technique to Synthesize Advanced Materials,” Research, vol. 2019, pp. 1–17, 2019, doi: 10.34133/2019/4219812.
[20] Sukanto, R. Soenoko, W. Suprapto, and Y. S. Irawan, “Parameter Optimization of Ball Milling Process for Silica Sand Tailing,” IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., vol. 494, no. 1, 2019, doi: 10.1088/1757-899X/494/1/012073.
[21] M. Milani, “Optimization of the pressing process of triangular shaped cutting tool inserts,” 2016.
[22] ASTM International, “Standard Test Methods for Density of Compacted or Sintered Powder Metallurgy (PM) Products Using Archimedes’ Principle,” Astm B962-17, vol. i, pp. 1–7, 2013, doi: 10.1520/B0962-17.2.
[23] E110-14, “Standard Test Method for Rockwell and Brinell Hardness of Metallic Materials by Portable Hardness Testers,” ASTM B. Stand., pp. 4–8, 2015, doi: 10.1520/E0110-14.2.