BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Latar Belak Belakang ang
Pada bahan pembuatan benda kerja seperti velg, piston, dan komponen kendaraan bermotor lainnya terbuat dari material casting (coran) berbasis besi (ferro). Namun terdapat pula campuran lain pada bahan tersebut seperti komposit dan paduan paduanny nya. a. Materia Materiall kompos komposit it memilik memilikii keungg keunggula ulan n jangka jangka panjang panjang bila bila dipadu pada komponen-komponen industri seperti reduksi berat komponen, tahan gesekan, tahan korosi, serta konduktifitas termal yang rendah dan juga berbagai kunggulan kunggulan mekanis mekanis dan fisis lainnya. lainnya. omposit omposit merupakan merupakan salah satu bahan bahan alternatif yang banyak digunakan serta diaplikasikan untuk menggantikan bahan bahan konvensional serta untuk meningkatkan kuantitas dan kualitas dari dari bahan yang akan di produksi.salah satu contohnya pada logam aluminium diaman bahan ini memiliki sifat yang plastis, ringan, dan tahan terhadap korosi. Namun jika logam !l ini dipadukan dengan campuran atau komposit lain makan dapat meng mengha hasil silka kan n prod produk uk yg memi memilik likii keun keungg ggul ulan an lebi lebih h disb disban andi ding ng prod produk uk konvensional sebelumnya.
1.2. Perumusan Perumusan Masalah Masalah
".
Peng Penger erti tian an Metal Metal Matri Matrik k om ompo posi sitt
#. $enis-jenis $enis-jenis proses proses pembuatan pembuatan metal metal matrik komposit komposit %. Pro Proses ses solid state, state, liquid state, state, dan vapor state pada state pada metal matrik komposit
1.3. 1.3. Tujuan juan
".
Menget Mengetahu ahuii penge pengerti rtian an dari dari metal metal matrik matrik kom kompos posit it
#. Mengetahui Mengetahui proses proses pencampuran pencampuran dalam dalam metal matrik komposit komposit
%. Mengetahui cara-cara yang digunakan dalam pembuatan benda yang mengapliaksikan metal matrik komposit sebagai bahan paduannya 1.4. Manfaat Penulsan
&ntuk mengetahui apa itu metal matrik komposit serta apliaksinya dalam paduan logam guna memperoleh bahan atau benda kerja yang memiliki ketangguhan, kekuatan kekerasan serta keuletan yang sesuai dengan kebutuhan dilapangan.
1.!. Met"#e Penulsan
Metode penulisan yang digunakan penulis bersumber dari literatur-literatur serta jurnal ilmiah.
1.$. %stematka Penulsan %&%TEMAT&'A PENUL&%AN
'alam penulisan laporan ilmiah ini, penulis membuat sistematika penulisan sebagai berikut BAB 1( PENDAHULUAN
Pada bab ini menjelaskan latar belakang, perumusan masalah, tujuan, dan manfaat penulisan, metode penulisan serta sistematika penulisan. BAB 2( PEMBAHA%AN
Pada bab ini menjelaskan secara umum apa itu metal matrik komposit, cara yang digunakan dalam pencampurannya dengan bahan logam lain serta apliaksinya. BAB 3( 'E%&MPULAN DAN %A)AN
ab ini mengemukakan kesimpulan yang diperoleh dalam pembuatan laporan ini dan pembahasan yang dilakukan serta berisi saran yang diberikan DA*TA) PU%TA'A
ab ini berisi referensi yang digunakan oleh penulis dalam menyusun laporan ini.
BAB 2 PEMBAHA%AN
2.1. Pengertan '"m+"st Material komposit didefinisikan sebagai campuran makroskopik antara serat dan matriks yang bertujuan untuk menghasilkan suatu material baru yang memiliki sifat dan arakteristik yang berbeda dari unsur penyusunnya. 'engan perbedaan material penyusun komposit, maka antara matriks dan penguat harus saling berinteraksi antarmuka (interface), sehingga perlu ada penambahan material katalis berupa *etting agent. Pada material komposit serat berfungsi untuk memperkuat matriks karena pada umumnya serat jauh lebih kuat dibandingkan dengan matriks, sedangkan matriks berfungsi untuk melindungi serat dari efek lingkungan dan kerusakan akibat benturan (impact). eberapa defenisi dasar dari komposit sebagai berikut •
+ub-Mikro (nano) Pada molekul tunggal dan kisi kristal, bila material yang disusun dari dua atom atau lebih disebut komposit (contoh senya*a, paduan (alloy), polimer, dan keramik).
•
Mikrostruktur Pada kristal, fase, dan senya*a, bila material disusun dari dua fase atau senya*a atau lebih disebut komposit (contoh paduan e dan ).
•
Makrostruktur Material yang disusun dari campuran dua atau lebih penyusun makro yang berbeda dalam bentuk danatau komposisi dan tidak larut satu dengan yang lain disebut material komposit (definisi secara makro ini yang biasa dipakai dalam mendefinisikan komposit). +ecara umum, penyusun komposit terdiri dari dua atau lebih material yang
menimbulkan beberapa istilah dalam komposit, seperti matriks (penyusun dengan fraksi volume terbesar), penguat (penahan beban utama), interphase (pelekat antara matrik dan penguat), dan interface (permukaan fase yang berbatasan dengan fase lain).
3
2.2. 'lasfkas '"m+"st 2.2.1 '"m+"st Matrk P"lmer ,P"l-mer Matr /"m+"stes 0 PM/
ahan ini merupakan bahan yang paling sering digunakan atau sering disebut dengan Polimer erpenguatan +erat (ibre /ainforced Polymers or Plastics 0 /P). omposit ini menggunakan suatu polimer berbasis resin sebagai matriksnya, dan jenis serat tertentu sebagai penguat, seperti serat kaca, karbon, dan aramid (kevlar). 2.2.2 '"m+st Matrk 'eramk ,/eram Matr /"m+"stes 0 /M/
Material komposit ini biasanya digunakan pada lingkungan bertemperatur sangat tinggi, bahan ini menggunakan keramik sebagai matrik dan diperkuat dengan serat pendek, atau serabut-serabut (*hiskers) yang terbuat dari silikon karbida atau boron nitrida. 2.2.3 '"m+"st Matrk L"gam ,Metal Matr /"m+"stes 0 MM/
'itemukan berkembang pada industri otomotif, bahan ini pada umumnya menggunakan suatu logam seperti aluminium (!l) sebagai matrik dan penguatnya dengan serat silikon karbida (+i).
2.3. '"m+"st Matrk L"gam
omposit Matrik 1ogam (M1) adalah kombinasi rekayasa material yang terdiri dari dua atau lebih bahan material (salah satunya logam), dengan berbagai bentuk dan sifat yang dilakukan secara kombinasi dan sistematik pada kandungankandungan yang berbeda pada material tersebut sehingga menghasilkan suatu material baru yang memiliki sifat dan karakteristik yang lebih baik dari bahan dasar penyusunnya. Penelitian dan pengembangan mengenai komposit matrik logam (M1) sudah mulai dilakukan pada tahun "234-an, akan tetapi masih banyak mengalami kendala karena pembuatan komposit matrik logam memerlukan biaya yang relatif tinggi, minimya pengembangan tentang pengetahuan tentang komposit matrik logam dan lain-lain. Namun de*asa ini, karena kebutuhan akan suatu material
4
yang memiliki karakteristik yang lebih baik dari bahan konvensional serta perkembangan teknologi rekayasa material yang berkembang sangat pesat, sehingga kendala-kendala yang selama ini ditemukan dalam proses pembuatan komposit matrik logam dapat diatasi terlebih karena didukung oleh tersedian bahan baku seperti serat karbon dan boron, kristal *hisker dan secara tak langsung oleh keberhasilan komposit matrik polimer. 5ndustri ruang angkasa (aerospace) dan teknologi pertahanan tertarik dengan prospek material konstruksi jenis komposit matrik logam tersebut, karena memiliki kekuatan, kekakuan, dan spesifik yang tinggi. erbeda dengan material matriks tanpa penguat dan bahan konvensional, komposit matrik logam diharapkan menjadi suatu material yang tahan terhadap temperatur yang relatif tinggi. +elain itu, dalam konsep pembuatan komposit matriks logam mempunyai prospek yang lebih menjanjikan karena karakterisrik bahan yang tahan terhadap suhu tinggi, memiliki batas kelelahan yang baik (fatigue), sifat redaman, daya hantar listrik, kondiktivitas termal, ketahanan terhadap korosi, kekerasan yang cukup baik, memiliki bobot yang ringan, ketahanan aus (*ear resistance), dan koefesien muai termal (67) yang lebih baik. 'e*asa ini, pembuatan komposit matriks logam telah dikembangkan dengan menggunakan penguat partikel, dan yang dapat diaplikasikan untuk berbagai industri karena penguat partikel merupakan komposit jenis 'iscontinous Metal Matri8 omposite9s ('MM), dan komposit jenis ini sering disebut dengan komposit isotropik yang artinya semua arah penguat memiliki nilai yang sama dan komposit dengan penguat jenis partikel juga mudah diproses. Matrik berbasis logam dengan kerapatan (densitas) yang rendah secara bertahap telah banyak dikembangkan.
2.4. Pa#uan '"m+"st Matrk L"gam Dengan Met"#e Pa#atan
'imana bahan ini terbentuk akibat dari logam yang ditambah dengan bahan paduan lainnya seperti aluminium (!l) sebagai matriksnya dan ditambahkan silicon carbide (+i) sebagai penguatnya. omposit ini terbentuk akibat dari difusi dua buah
5
bahan yang berbeda membentuk suatu gabungan baru yang terbentuk akibat adanya perubahan suhu dan tekanan yang diberikan seperti dengan cara proses roll, forging , sinter atau dengan ekstrusi. Namun penggabungan komposit matrik logam dengan cara ini tidak menutup kemungkinan terjadinya deformasi yang terjadi baik itu diatas suhu rekristalisasi ataupun diba*ah suhu rekristalisasi. +alah satunya adalah dengan metode kompaksi atau penekanan dimana suhu logam yang akan dikuatkan dengan penguat komposit dinaikkan terlebih dahulu suhunya hingga hampir mencapai suhu rekristalisasi lalu bahan penguat ditambahkan. +etelah bahan penguat ditambahkan benda kerja diberi penekanan untuk membuat benda kerja sesuai kebutuhan.
:ambar #." proses pembuatan bushing dengan kompaksi
6
:ambar #.# pelapisan almunium dengan silicon menggunakan metode penekanan
2.!. Pa#uan '"m+"st Matrk L"gam Dengan Met"#e /ar
Pada proses ini bahan baku untuk membuat benda kerja dipanaskan hingga mencapai titik lebur, saat bahan baku telah berubah menjadi fase li;uid bahan baku dicampur dengan bahan penguatnya atau komposit. 6ujuan ditambahkannya komposit sebagai campurannya adalah menaikkan ketahanan terhadap suhu sehingga titik leleh dari logam tersebut ikut meningkat. +eperti penambahan Mn pada aluminium diamna suhu titik leleh aluminium adalah 334,%#o sedangkan titik leleh Mn adalah "#<3o sehingga menghasilkan paduan logam yang tahan terhadap panas.
7
:ambar #.% proses pembuatan benda kerja dengan menggunakan cetakan
2.$. Pa#uan '"m+"st Matrk L"gam Dengan Met"#e as atau Ea+"ras
'imana =at penguat di semprotkan pada logam yang akan dikuatkan dengan tekanan tinggi, logam yang akan di tambahkan paduan komposit di semprotkan =at pembasah terlebih dahulu, gunanya agar material komposit yang akan di tambahkan dapat melekat dengan sempurna. 6ujuan dilakukannya penguatan logam dengan cara evaporasi tidak jauh berbeda dengan cara pembuatan penguat logam lainnya namun hanya pada permukaan logam saja yang tertutupi oleh komposit sebagai penguatnya. +elain sebagai perlindungan dari korosi tujuan lainnya adalah membuat benda kerja menjadi tahan terhadap aus dan gesekan.
:ambar #.< penyemprotan lapisan penguat pada logam
8
BAB 3 'E%&MPULAN DAN %A)AN
3.1. 'esm+ulan
".
Pada umumnya pemilihan bahan matriks dan penguatnya memainkan peranan :abungan
penting dalam menentukan sifat-sifat mekanik suatu bahan. matriks
dan
serta
komposit
sebagai
paduannya
dapat
menghasilkan bahan baku yang memiliki sifat yang lebih unggul dibanding bahan baku konvensional lainnya. #. 'ari segi biaya logam yang telah dipadu dengan komposit sebagai penguatnya jauh lebih murah dibanding dengan penggunaan
bahan
konvensional murni tanpa paduan serta hamper memiliki sifat yang sama dengan logam murni tanpa paduan. 3.2. %aran
". emajuan dalam teknologi industri terutama di bidang material sangat berguna terutama dalam pengapliakasian jenis material baru sehingga diharapkan material baru ini dapat membantu manusia dalam berbagai bidang terutaam bidang industri serta diharapkan berbagai temuan lainnya dapat tercipta dari kombinasi material jenis baru ini. #. epada para ilmu*an diharapkan agar dapat membagi ilmu mereka seperti pengetahuan dibidang material sehingga hasil temuan-temuan dalam bidang material dapat terus dikembangkan lagi sesuai dengan kebutuhan dunia industri.
9
