BAB I PENDAHULUAN A. Lata Latarr B Bel elak akan ang g
Hal ini merupaka merupakan n salah satu penyebab penyebab mengapa mengapa alat transportasi transportasi massal di Indonesia kurang diminati oleh masyarakat sebagai alat bantú menuju ke kantor, sekolah, dan tempat-tempat yang lain. Kurang berhasilnya alat transportasi massal saat ini bisa dilihat dari masih banyaknya motor dan kendaraan pribadi yang ada di jalan saat-saat jam kerja atau jam sekolah. Masalah kenyamanan dan keselamatan saat ini banyak dijadikan sebagai alasan mengapa masyarakat lebih memilih menggunakan kendaraan pribadi. Untuk Untuk menduk mendukung ung agar agar alat transpo transporta rtasi si massal massal yang yang ada bisa bisa memilik memilikii kenyamanan dan keselamatan yang tinggi maka, salah satu usaha adalah dengan tersedianya suku cadang yang berkualitas, handal dan aman digunakan serta harga yang terjangkau. Bertolak dari masalah tersebut maka, penelitian dibidang inoasi
suku cadang alat transportasi masal yang berkualitas, handal dan murah perlu dikembangkan. !alah satu kasus kerusakan pada suku cadang yang sering ditemui pada alat transp transport ortasi asi massal massal selama selama ini adalah adalah keausa keausan n piston piston.. Keausan Keausan pada pada piston piston dikarenakan kondisi kerja piston yang bekerja menahan suhu yang tinggi, tekanan yang besar dan gaya gesek secara terus menerus dalam jangka jangka "aktu yang lama, sehingg sehinggaa piston piston mengala mengalami mi keausan keausan.. Hal inilah inilah yang yang menyebab menyebabkan kan kompon komponen en piston perlu dilakukan dilakukan penggantian penggantian dalam jangka "aktu tertentu sesuai dengan penggunaan penggunaan #iston merupakan paduan paduan aluminium dengan silikon $%l-!i& dimana aluminium termasuk dalam '( komoditas impor dalam kurun "aktu )anuari-Mei *((+ *((+ - *(( *(( sesuai sesuai dengan dengan data Badan #usat #usat !tatisti !tatistik k Indone Indonesia. sia. #enggu #enggunaa naan n alumini aluminium um pada pada industr industrii otomoti otomoti terus meningk meningkat at sejak tahun '/( $Budinski,
*((' *(('&. &. Ba Bany nyak ak kompo kompone nen n otom otomot oti i yang yang terb terbua uatt dari dari padu paduan an aluminium, diantaranya diantaranya adalah piston, blok mesin, cylinder cylinder head, ale dan lain sebagainya.
#enggunaa #enggunaan n paduan paduan aluminium aluminium untuk komponen otomoti otomoti dituntut dituntut memiliki kekuatan yang baik. 0i Indonesia saat ini industri otomoti berkembang dengan
1
pesat, hal ini ditandai dengan banyaknya kendaraan bermotor dan mobil yang ada.
1untutan akan kebutuhan paduan aluminium yang terus meningkat dan keterbatasan biji aluminium yang ada, merupakan masalah yang harus dicari solusinya. Karena masalah ketersediaan bahan baku biji aluminium ini akan menyababkan terganggunya proses produksi pada industri-industri pengguna logam aluminium, termasuk industri pembuatan piston. Untuk mengatasi masalah
keterbatasan bahan baku piston tersebut salah satu usaha yang dimungkinkan adalah dengan melakukan daur ulang limbah piston bekas. %gar piston hasil daur ulang bisa digunakan dengan baik, aman dan handal, maka perlu dilakukan studi lebih lanjut tentang daur ulang limbah piston bekas menjadi material piston baru.
#ada penelitian ini okus masalah yang ingin dipelajari adalah tentang stud karakterisasi material piston original dan bagaimana membuat piston baru berbasis material limbah piston bekas dengan kualitas yang sama atau mendekati dengan kualitas piston original, khususnya untuk alat transportasi massal angkutan kota $angkot& dengan mesin 0aihatsu Hi-)et '(((. B.
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar balakang masalah di atas maka dalam penelitian ini dirumuskan sebagai berikut2 a. %danya kebutuhan yang tinggi terhadap piston 0aihatsu khususnya suku cadang alat transportasi massal angkot. b. Keterbatasan bahan baku aluminium maka, dibutuhkan suatu usaha
untuk mengatasinya diantaranya dengan usaha daur ulang.
C. Tujuan Penelitian
1ujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah2
2
a. Mendapatkan karakterisasi material piston original 0aihatsu Hi-)et '((( buatan )epang $!iat mekanis, komposisi kimia, bentuk dimensi, berat dan kekasaran permukaan& b. Menentukan berapa besar presentase penambahan %03 '* agar kualitas piston baru berbasis material limbah piston bekas sama atau mendekati kualitas piston original. c. Mengganalisa pengaruh desain cetakan terhadap hasil pengecoran piston dari siat mekanik. d. Menentukan ariabel-ariabel bebas dalam penelitian ini terhadap kualitas hasil pengecoran piston 0aihatsu Hi-)et '(((. e. Melakukan studi komparasi karekterisasi piston original 0aihatsu Hi-)et '((( buatan )epang dengan piston dengan berbasis material limbah piston bekas.
D. Manfaat Penelitian
0ari hasil penelitian ini diharapkan akan mempunyai konstribusi 2 a. #enelitian ini diharapkan dapat memberi kontribusi yang positi pada
dunia otomoti. b. !ebagai bahan reerensi tentang pengembangan model pembuatan piston dan teknologi daur ulang material aluminium. c. !ebagai bahan reerensi tentang paduan %luminium khususnya paduan %l-!i. d. #enelitian ini dapat digunakan sebagai reerensi bagi penelitian berikutnya.
3
BAB II TINAUAN PU!TA"A A. Lan#asan Te$ri
'. #iston
#iston dalam bahasa Indonesia juga dikenal dengan istilah torak adalah komponen dari mesin pembakaran dalam yang berungsi sebagai penekan udara masuk dan penerima hentakan pembakaran pada ruang bakar silinder liner. Komponen mesin ini dipegang oleh setang piston
yang mendapatkan gerakan turun-naik dari gerakan berputa. #iston bekerja tanpa henti selama mesin hidup. Komponen ini mengalami peningkatan temperatur dan tekanan tinggi sehingga mutlak harus memiliki daya tahan tinggi. 4leh karena itu, pabrik kini lebih memilih
paduan %liminium $%l-!i&. 5ogam
ini
yakni
mampu
meradiasikan panas yang lebih eisien di bandingkan material lainya. Karena piston bekerja pada temperatur tinggi maka, pada bagian bagian tertentu seperti antara diameter piston dan diameter selinder ruang bakar oleh para desainer sengaja diciptskan celah. 3elah ini secara otomatis akan berkurang $menjadi presisi& ketika komponen-komponen itu terkena suhu panas. Ini yang kemudian mengurangi terjadinya kebocoran kompresi. 3elah piston bagian atas lebih besar dibandingkan bagian ba"ah. Ukuran celah piston ini berariasi tergantung dari jenis mesinnya. Umumnya antara (,(* hingga (,'* mm. Memakai ukuran celah yang tepat sangat penting. %lasannya, bila terlalu kecil akan menyebabkan tidak ada celah antara piston dan selinder ketika kondisi panas. Kondisi ini akan menyebabkan piston bisa menekan selider dan merusak mesin. !ebaliknya, kalau celahnya terlalu berlebihan, tekanan
4
kompresi dan tekanan gas hasil pembakaran akan menjadi rendah. %kibatnya mesin kendaran pun tidak bertenaga dan mengeluarkan asap.
*. #aduan %luminium
%luminium dipakai sebagai paduan berbagai logam murni, sebab tidak kehilangan siat ringan dan siat-siat mekanisnya dan mampu cornya diperbaiki dengan menambah unsur-unsur lain. Unsur-unsur
paduan itu adalah tembaga, silisium, magnesium, mangan, nikel, dan sebagainya yang dapat merubah siat paduan aluminium. Macam-
macam unsure paduan aluminium dapat diklasiikasikan sebagai berikut2 a& #aduan %l-!i #aduan %l-!i ditemukan oleh %. #ac6 tahun '*'. paduan %l-!i
yang telah diperlakukan panas dinamakan !ilumin.
!iat - siat
silumin san diperbaiki oleh perlakuan panas dan sedikit diperbaiki oleh unsur paduan. %l-!i umumnya dipakai dengan (,'+7 - (,87Mn dan (,+ 7 Mg. #aduan yg diberi perlakuan pelarutan $solution heat treatment&, 9uenching, dan agin dinamakan silumin, dan yang hanya mendapat perlakuan aging saja dinamakan silumin. #aduan %l-!i yang memerlukan perlakuan panas ditambah dengan Mg juga 3u serta :i untuk
memberikan kekerasan pada saat panas. Bahan paduan ini
biasa dipakai untuk torak motor. $!urdia, '*&. b& #aduan %l-3u dan %l-3u-Mg #aduan %l-3u dan %l-3u-Mg ditemukan oleh %. ;ilm dalam usaha mengembangkan paduan alumunium yang kuat yang
dinamakan
duralumin. #aduan %l-3u-Mg adalah paduan yang mengandung 87 3u dan (,+7 Mg serta dapat mengeras
dengan sangat dalam
beberapa hari oleh penuaan dalam temperature biasa atau natural aging setalah solution heat treatment dan 9uenching. !tudi tentang
5
logam paduan ini telah banyak dilakukan salah satunya adalah
:ishimura yang telah berhasil dalam menemukan senya"a terner yang berada dalam keseimbangan dengan %l, yang kemudian dinamakan senya"a ! dan 1. 1ernyata senya"a ! $%5*3uMg& mempunyai kemampuan penuaan pada temperatur biasa. #aduan %l-
3u dan %l-3u-Mg dipakai sebagai bahan dalam industri pesa"at terbang $!urdia, '*&. c& #aduan %l-Mn Mangan $Mn& adalah unsure yang memperkuat alumunium tanpa sedangkan komposisi standar %l <((8 adalah %l, ',* 7 Mn, ',( 7 Mg. #aduan %l <((< dan %l <((8 digunakan sebagai paduan tahan korosi tanpa perlakuan panas. d& #aduan %l-Mg #aduan dengan *-< 7 Mg dapat mudah ditempa, dirol dan
diekstrusi, paduan %l +(+* adalah paduan yang biasa dipakai sebagai bahan tempaan. #aduan %l +(+* adalah paduan yang
paling kuat
dalam system ini, dipakai setelah dikeraskan oleh pengerasan regangan apabila diperlukan kekerasan tinggi. #aduan %l +(/< yang dianil adalah paduan antara $8,+ 7 Mg& kuat dan mudah dilas oleh karena itu sekarang dipakai sebagai bahan untuk tangki 5:= $!urdia, '*&. e& #aduan %l-Mg-!i !ebagai paduan %l-Mg-!i dalam sistem klasiikasi %% dapat
diperoleh paduan %l (< dan %l ('. #aduan dalam sistem ini mempunyai kekuatan kurang sebagai bahan tempaan dibandingkan dengan paduan-paduan lainnya, tetapi sangat liat, sangat baik mampu bentuknya untuk penempaan, ekstrusi dan sebagainya. #aduan (< dipergunakan untuk rangka-rangka konstruksi, karena paduan dalam sistem ini mempunyai kekuatan yang cukup baik tanpa mengurangi
hantaran listrik, maka selain dipergunakan untuk rangka konstruksi juga digunakan untuk kabel tenaga $!urdia, '*&. & #aduan %l-Mn->n 0i )epang pada permulaan tahun '8( Iragashi dan ka"an-ka"an mengadakan studi dan berhasil dalam pengembangan suatu paduan dengan penambahan kira-kira (,< 7 Mn atau 3r dimana butir kristal
6
padat diperhalus dan mengubah bentuk presipitasi serta retakan korosi tegangan tidak terjadi. #ada saat itu paduan tersebut dinamakan ?!0
atau duralumin super ekstra. !elama perang dunia ke dua di %merika serikat dengan maksud yang hampir sama telah dikembangkan pula suatu paduan yaitu suatu paduan yang terdiri dari2 %l, +,+ 7 >n, *,+ 7 Mn, ',+7 3u, (,< 7 3r, (,* 7 Mn sekarang dinamakan paduan %l@(@+. #aduan ini mempunyai kekuatan tertinggi diantara paduan paduan lainnya. #engggunaan paduan ini paling besar adalah untuk bahan konstruksi pesa"at udara, disamping itu juga digunakan dalam bidang konstruksi $!urdia, '*&. B.
Desain Pist$n
#engetahuan mengenai desain piston merupakan bagian penting dalam proses pembuatan piston. #ada proses desain piston untuk mendapatkan inormasi geometris dan dimensi piston dilakukan dengan perhitungan-perhitungan dengan menggunakan beberapa ormulasi rumus atau persamaan sebagai berikut2 '. 0esain ketebalan kepala #iston $3ro"n& Kepala piston harus memiliki kekuatan yang bagus untuk menahan beban yang ditimbulkan tekanan ledakan di dalam silinder mesin. 0iharapkan pengahmburan panas ke dinding silinder secepat mungkin supaya aliran panas menyebar keseluruh ruang pembakaran. Untuk itu kepala piston dibuat lat pada mahkota piston supaya beban terdistribusi seragam pada intensitas maksimum tekanan gas. #engitungan ketebalan kepala piston atau piston head didasarkan pada besarnya tegangan
yang berkaitan
dengan tekanan luida, sehingga ketebalan kepala piston dapat ditentukan dengan persamaan. *. 0esain kedalaman alur ring piston $h'& =roee atau alur piston yang digunakan sebagai dudukan ring piston dapat dihitung dengan menggunakan persamaan $1rimble, '/& berikut ini2 h1 A (.@ tr atau h1 = 1.0 t r keterangan 2 h1 = kedalaman alur ring piston (inchi) tr = ketebalan radial alur ring piston (inchi) 7
<. 0esain jarak antara kepala piston dengan alur pertama $t land '& )arak antara kepala piston dengan alur pertama $t land '& dapat dihitung dengan menggunakan persamaan $1rimble, '/& berikut ini2 t land ' A '.( t1 atau t land A '.* t1 Keterangan2 t land ' A jarak antara kepala piston dengan alur pertama $inchi& t1 = ketebalan kepala piston (inchi) 4. 0esain jarak anatara t land dengan alur ring $h*& )arak anatara t land dengan alur ring $h*&. 0apat dihitung dengan persamaan. h* A h1 atau h +. 0esain ketebalan maksimum pada skirt piston $t<& !kirt piston berungsi untuk menyangga piston pada silinder supaya kebisingan yang terjadi ketika piston bergerak di dalam silinder dapat diredam. Ketebalan maksimum skirt piston dapat didapatkan dihitung dengan persamaan. 0ari semua perhitungan diatas dapat dibuat desain piston dan ditemukan dimensi pada bagian-bagian piston.
C. Pele%uran Al&!i
#aduan %l-!i memiliki siat mampu cor yang baik, tahan korosi, dapat diproses dengan pemesinan dan dapat dilas. #ermasalahan yang dapat muncul pada proses peleburan %luminium yaitu pada temperatur tinggi cepat bereaksi dengan oksigen membentuk oksida. %initas $kecenderungan mengikat elektron& aluminium terhadap gas hidrogen juga cukup tinggi sehingga dapat mengakibatkan timbulnya cacat-cacat gas $seperti porositas& pada produk corannya. #embekuan aluminium pada temperature rendah mengakibatkan laju pembekuan menjadi tidak seragam dan siat mampu alirnya menjadi kurang baik sehingga dapat menimbulkan cacat shrinkage pada produknya. $%merican CoundryDs !ociety, '*&. Berdasar literature $%merican CoundryDs !ociety, '*&, ditemukan beberapa karakteristik unik dalam paduan slightly hyper eutectic $. 7 !i '8& %l-!i. Keberadaan struktur kristal silikon primer pada paduan hyper
eutectic mengakibatkan karakteristik berupa2 '& Ketahanan aus paduan meningkat. *& ?kspansi termal yang rendah.
<& Memiliki ketahanan retak panas $hot tearing& yang baik. Unsur silikon dapat mereduksi koeisien ekspansi termal dari paduan aluminium. !elama pemanasan terjadi, pemuaian olume paduan tidak terlalu besar. Hal ini akan menjadi sangat penting saat proses pendinginan dimana akan terjadi penyusutan olume paduan aluminium $%!M International, '<&. Karakteristik ekspansi termal yang rendah menyebabkan penyusutan yang terjadi tidak terlalu besar $tegangan sisa yang terbentuk selama pembekuan rendah. Hal ini akan meminimalisir terjadinya retakan pada material selama proses pendinginan $meminimalisir terjadinya hot tearing& $3olangelo, '+&. #eleburan paduan aluminium dapat dilakukan pada tanur krus besi cor, tanur krus dan tanur nyala api. 5ogam yang dimasukkan pada dapur terdiri dari sekrap $ remelt & dan aluminium ingot. %luminium paduan tuang ingot didapatkan dari peleburan primer dan sekunder serta pemurnian. Kebanyakan kontrol analisa didapatkan dari analisis pengisian yang diketahui, yaitu ketelitian pemisahan tuang ulang dan ingot aluminium baru. Ketika perlu ditambahkan elemen pada aluminium, untuk logam yang mempenyai titik
lebur rendah seperti seng dan magnesium dapat ditambahkan dalam bentuk elemental. !ekrap dari bermacam-macam logam tidak dapat dicampurkan bersama ingot dan tuang ulang apabila standar di tentukan. #raktek peleburan yang baik mengharuskan dapur dan logam yang dimsukkan dalam keadaan bersih. Untuk menghemat "aktu peleburan dan mengurangi kehilangan karena oksidasi lebih baik memotong logam menjadi potongan kecil yang kemudian dipanaskan mula. Kalau bahan mulai mencair, luks harus ditaburkan untuk menugurangi oksidasi dan absorbs gas. !elama pencairan, permukaan harus ditutup luk dan cairan diaduk pada jangka "aktu tertentu untuk mencegah segresi.
!
#iston dibuat dengan memanaskan paduan %l-!i hingga sampai mencair, kemudian cairan paduan %l-!i dituang dalam cetakan piston. #ada gambar diba"ah ini disajikan tahap-tahapan dalam pembuatan piston.
D. Ca'at P$r$sitas #orositas adalah suatu cacat atau oid pada produk cor yang
dapat menurunkan kualitas benda tuang. !alah satu penyebab terjadinya porositas pada penuangan paduan aluminium adalah gas hidrogen. =as hidrogen ini
dapat terbentuk karena logam cair saat proses pengecoran
dimulai, dapat beroksidasi dengan gas karbon monoksida dan karbon dioksida. #orositas oleh gas hidrogen dalam benda cetak paduan aluminium silikon akan memberikan pengaruh yang beruk pada kekuatan serta kesempurnaan dari benda tuang tersebut. 3acat produk cor dapat dikategorikan atas2 major diect dan minor diect. Major diect yaitu cacat produk cor yang tidak dapat diperbaiki, sedangkan minor deect adalah cacat yang masih dapat diperbaiki dengan
perbaikan ekonomis. 3acat porositas termasuk dalam major deect, penyebab utama timbulnya cacat porositas pada proses pengecoran adalah2 '. 1emperatur penuangan yang tinggi *. =as yang terserap dalam logam cair selama proses penuangan. <. 3etakan yang kurang kering. 8. Eeaksi antara logam induk dengan uap air dari cetakan. +. Kelarutan hidrogen yang tinggi. . #ermeabilitas pasir yang kurang bagus.
E. "ekerasan Permukaan Menurut 1aui9 Eochim, kekasaran akhir permukaan benda bisa
ditetapkan dari banyak parameter. #arameter yang biasa dipakai dalam proses produksi untuk mengukur kekasaran permukaan adalah kekasaran rata-rata $E a&. #arameter ini adalah juga dikenal sebagai perhitungan nilai kekasaran %% $arithmetic aerage& atau 35% $center line aerage&. E a bersiat uniersal dan merupakan parameter
internasional kekasaran yang
paling sering
digunakan. !elain Ea ada beberapa parameter pengukuran kekasaran permukaan lain.
10
Berdasarkan proil-proil yang diterangkan diatas, dapat dideinisikan beberapa parameter permukaan, yaitu 2 '. Kekasaran total $peak to alley height F total height&, E t $Gm& adalah jarak antara proil reerensi dengan proil alas. *. Kekasaran perataan $depth o surace smoothness F peak to mean line&, E p $Gm& adalah jarak rata-rata antara proil reerensi dengan proil terukur. <. Kekasaran rata-rata aritmetik $mean roughness inde F center line aerage, 35%&, E a $Gm& adalah harga rata-rata aritmetik bagi harga absolutnya jarak antara proil terukur dengan proil tengah. 8. Kekasaran rata-rata kuadratik $root mean s9uare height&, E 9 $Gm& adalah akar bagi jarak kuadrat rata-rata antara proil terukur dengan proil tengah. +. Kekasaran total rata-rata, E 6 $Gm&, merupakan jarak rata-rata proil alas ke proil
terukur pada lima puncak tertinggi dikurangi jarak rata-rata proil alas ke proil terukur pada lima lembah terendah.
(. Penelitian )ang Rele*an #enelitian tentang aluminium piston telah banyak dilakukan oleh
penelitipeneliti terdahulu, antara lain2 %nastasiou $*((*&, !yrcos $*((*&, 1soukalas dkk $*((8& dan :or"ood dkk $*((@&. %nastasiou $*((*& melakukan penelitian pada paduan %l-!i-<3u $"t 7&, :or"ood $*((@& meneliti paduan %l-/!i-<3u$"t7&. !emua penelitian tersebut dilakukan dengan berdasar metode 1aguchi. %nastasiou $*((*& menggunakan parameter temperature tuang /((3, temperatur cetakan <+(3 dan tekanan <+( bar. !yrcos $*((*& dan 1soukalas $*((8& menggunakan parameter temperatur tuang @<(3, temperatur cetakan *@( 3 dan tekanan */( bar. :or"ood $*((@& menggunakan parameter temperature tuang @+(3 temperatur cetakan '/(3 dan tekanan '(+ bar. 1soukalas $*((8& telah meneliti tingkat porositas dari hasil coran dengan metode High Pressure Die Casting $H#03&. !yrcos $*((*& meneliti pengaruh proses parameter terhadap densitas hasil coran. :or"ood dkk $*((@& telah meneliti pengaruh temperatur cetakan pada pengecoran H#03. #enelitian tentang pembuatan piston dengan metode die casting telah dilakukan oleh peneliti-peneliti terdahulu, diantaranya adalah2 metode pembuatan dengan proses gravity die casting $0oehler, '+'&, dengan proses
11
powder forging $#ark, *(('&, proses squeeze casting $0uskiardi, *((*&, pembuatan piston dengan metode thioorging $3hoi, *((+&. #ark $*(('& menggunakan bahan /,/7"t %l, *7"t !i, 8,+7"t 3u, *,(7"t :i, (,+7"t Mn, (,+7"t Mg dan ',*7"t unsur lainnya. 0uskiardi $*((*& menggunakan bahan '*,* "t7 !i, *,/< "t7 3u, '.+/ "t7 :i, (,/ "t 7 Mg, (,n dan sisanya %l. 0oehler $'+'& telah mematenkan alat untuk memproduksi piston secara masal dengan menggunakan production die casting machine. Mesin ini sampai sekarang masih dipakai dalam pembuatan piston, bahkan (7 proses pembuatan piston menggunakan teknik ini. #ark $*(('& membuat piston dengan cara serbuk yang sudah ditekan disinter pada suhu +/(3 selama *+ menit. 0uskiardi $*((*& melebur bahan pada suhu @((3, dituang pada cetakan yang dipanaskan terlebih dahulu pada suhu 8((3 dan dilakukan s9uee6e casting. 3hoi $*((+& memanaskan cetakan pada suhu *@+ 3, ditekan dengan beban sebesar *(( ton dan ditahan selama ( detik. 3hoi $*((+& #enelitian #ark dkk $*(('& menghasilkan piston dengan kekerasan sebesar @@.+ HEB dan kekuatan tarik sebesar <( M#a. #enelitian 0uskiardi $*((*& menghasilkan piston dengan kekerasan sebesar ''+ BH:. #enelitian 3hoi $*((+& menghasilkan piston dengan harga kekerasan sebesar +* HEB.
BAB III MET+DE PENELITIAN A. Materi Penelitian
Materi yang digunakan untuk penelitian adalah sebagai berikut2 '. Material piston original 0aihatsu Hi-)et '((( buatan )epang
12
Untuk mendapatkan data yang relean dengan tututan piston pada mesin 0aihatsu Hi-)et '(((, #ada studi karakterisasi material yang digunakan adalah piston asli buatan )epang. 0ipilihnya piston original buatan )epang juga berungsi untuk keperluan identiikasi geometri dan pengembangan desain piston dan cetakan piston 0aihatsu Hi-)et '(((. *. 5imbah piston bekas yang digunakan adalah piston motor bensin. %gar tidak terjadi perbedaan komposisi paduan material hasil peleburan limbah piston bekas yang signiikan maka, limbah piston yang didaur ulang adalah limbah piston motor bensin. <. %03 '* Untuk meningkatkan kualitas material limbah piston bekas yang akan digunakan sebagai bahan material piston, dilakukan penambahan material %l-!i atau %03 '* prodksi MM? Eesouurces 5imited, 3ina.
B. Peralatan Penelitian '. 3etakan yang berbentuk =raity Mold 3etakan piston adalah suatu cetakan yang terbuat baja karbon rendah yang
digunakan untuk membuat piston menggunakan teknik pengecoran graitasi pada
"aktu
penuangan
material
logam.
3etakan
ini
merupakan
pengembangan desain piston dan cetak. *. 0apur peleburan. 0apur peleburan limbah piston bekas merupakan hasil desain dan kreasi sendiri yang dilengkapai barner dengan bahan bakar gas 5#=.
<. 1ermometer 1ermometer digunakan untuk mengukur temperatur pemanasan cetakan, temperatur penuangan dan lain-lain.
C. Pengujian !ifat Mekanis #an !tuktur Mikr$ '. #embuatan spesimen uji #ada penelitian ini spesimen yang digunakan untuk proses pengujian berasal
dari pengecoran berbentuk piston. 0ari bentuk piston kemudian di bentuk spesimen-spesiman untuk uji struktur mikro, kekerasan, komposisi dan porositas. *. Uji struktur mikro
13
Untuk melihat struktur mikro yang terjadi dilihat dengan alat Mikroskop 4lympus BJ 8'. <. #engujian kekerasan %lat uji kekerasan yang digunakan adalah Eock"ell Hardness 1ester. #engujian kekerasan bertujuan menentukan kekerasan suatau material dalam bentuk daya tahan material terhadap benda penguji $dapat berupa bola baja atau kerucut diamon& yang ditekankan
terhadap
permukaan
material uji. 8. #engujian porositas %lat uji porositas yang digunakan adalah berupa timbangan dengan merek !atorius digunakan untuk mendapatkan data 7 porositas dari material piston baru berbasis material limbah piston bekas. +. #ermesinan Mesin 3:3 bubut yang digunakan pada penelitian ini untuk membentuk piston adalah 3:3
5athe 1run Master 1M3 <*( dengan system
controlnya !I?M?:! /(* !. . #engujian Kekasaran Untuk mengetahui kekasaran yang dihasilkan dari proses permesinan piston digunakan Mitutoyo !urtest !)-*('# Eoughness 1ester.
D.
Analisis Data.
'. 1ahap I2 !tudi karakterisasi material piston original 0aihatsu Hi-)et '((( buatan )epang. 0ata dari hasil karakteristik material piston original diperoleh2 komposisi material, struktur mikro dan kekerasan yang selanjunya dianalisis dengan metode deskripti analisis. *. 1ahap II2 !tudi 0esain piston dan desain cetakan piston 0ihatsu Hi-)et '(((. 0ata yang diperoleh dari studi desain piston dan desain cetakan piston 0ihatsu Hi-)et '((( serta pengujian cetakan piston dianalisis dengan metode deskripti analisis. <. 1ahap III2 #engecoran piston berbasis material piston bekas dengan penambahan %03 '* dan ariasi temperatur penuangan @((, @+( dan /(( (
3.
14
#ada
pengecoran
piston
berbasis
material
piston
bekas
dengan
penambahan material %03 '* terdapat ariasi persentase penambahan %03 '* dan temperatur penuangan dapat disajikan. 8. 1ahap I2 #roses permesinan piston #ada tahap ini dilakukan proses permesinan piston hasil pengecoran berdasar studi literatur dan penelitian tentang parameter-parameter permesinan yang cocok untuk material %l-!i. +. 1ahap 2 !tudi Komparasi karakteristik piston orginal dengan piston baru berbasis limbah piston bekas #ada tahap ini dilakukan studi perbandingan karakteristik piston original dengan piston baru berbasis limbah piston bekas berdasarkan pada parameter-parameter seperti komposisi paduan, struktur mikro, kekerasan dan porositas. E.
!istematika Penulisan
#enulisan 1esis ini terdiri dari lima bab yaitu bab I pendahuluan berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, dan manaat penelitian, Bab II tinjauan pustaka terdiri dari material #iston $%l-!I&,
0esain #iston dan 0esain 3etakan, dan 1eori #engecoran. Bab III metodologi penelitian berisikan
tentang
spesiikasi
material
penelitian,
peralatan
penelitian, alat pengujian, ariabel #enelitian, %nalisis 0ata dan !istematika #enulisan.
15
DA(TAR PU!TA"A %merican CoundryDs !ociety, '*, L#roceedings o
'<, L%!M
!pecialty
Handbook2
%lumunium
and
%lumunium %lloys, 4hio. Budinski. *((', ?ngineering Materials #roperties and !election, #HI
:e"
0elhi, pp. +'@-+< %nastasiou, K.!., *((*, L4ptimation o the %luminium 0ie 3asting #rocess bas ed on the 1aguci Method, #roc. I Mech ? ol. *' #art B2 ). ?ngineering Manuacture, 5oughborough UK, pp. -@. %!1M !tandards,
*((<, LMetal 1est Methods and %nalytical #rocedures,
olume (<.(', ;est 3onshohocken United !tates. 3olangelo, .)., '+, L%nalysis o Metallurgical Cailures, *nd ?dition, ;iley N !ons, !ingapore
16
)ohn
3hoi, ).I., #ark, H.)., Kim, ).H., Kim, !.K., *((+, L% !tudy on Manuacturing o %luminium %utomotie #iston by 1hioorging, International )ournal Manuacture 1echnology, !pringer-erlag 5ondon 5td, pp. <*-8(. 3allister, ;., *((', LCundamental o Materials !cience and ?ngineering, )ohn ;iley N !on Inc 3ampbell, )., *(((, L3asting, Birmingham 3hen, >. ;., *((<, L!kin !olidiication 0uring High #ressure 0ie 3asting o %l''!i-*3u-'Ce %lloy, Materials !cience and ?ngineering %<8/, pp.'8+-'+<. 0oehler, H., L0ie 3asting, Mc=ra" Hill Book 3ompany, :e" Oork. 0uskiardi, 1jitro, !., *((*, #engaruh 1ekanan dan 1emperatur 0ie #roses !9uee6e 3asting terhadap Kekerasan dan !truktur Mikro pada Material #iston Komersial 5okal, )urnal 1eknik Mesin ol. 8 :o. ' %pril *((*, Uniersitas Kristen #etra !urabaya, pp. '-+. 0urrant, =., =allerneault, M., 3antor, B.,', L!9uee6e reinorced "ith mild steel inserts ) Mater !cience, <' pp. +/-(*.
17
cast
aluminum
