PENGARUH VARIASI PENAMBAHAN TEMBAGA (Cu) DAN JENIS CETAKAN PADA PROSES PENGECORAN TERHADAP TINGKAT KEKERASAN PADUAN ALUMUNIUM SILIKON (Al-Si)

Bumi merupakan tempat yang diciptakan Tuhan Y.M.E untuk dijadikan tempat tinggal mahluk-mahluk-Nya, diantaranya: manusia, hewan, tumbuhan, dsb. Bumi diciptakan dengan kandungan sumber daya alam yang melimpah, banyak sekali potensi alam yang belum tergali keberadaannya. Selaras dengan itu berbagai upaya banyak dilakukan dalam memanfaatkan sumber daya alam agar menjadi barang-barang produksi yang bermanfaat bagi manusia. Pemanfaatan kekayaan alam digali dan dimanfaatkan tidak hanya sekarang, tetapi sejak perkembangan peradapan manusia. Perkembangan peradapan manusia menuntut supaya lebih maju dari sebelumnya. Kemajuan teknologi pada era industrilisasi sekarang ini tentunya akan diikuti dengan permintaan akan kebutuhan barang-barang produksi dengan kwalitas yang lebih baik. Sejalan dengan itu para ahli teknik telah melakukan berbagai penelitian untuk memperbaiki hasil produksi dengan memodifikasi sifat- sifat material. Salah satu bidang teknologi tersebut adalah bidang pengolahan logam yang berupa proses produksi atau pengecoran, yang sampai saat ini banyak digunakan pada komponen-komponen produksi yang siap pakai. Sektor industri ini menangani pemanfaatan logam mulai dari pengolahan logam hingga barang jadi. Logam merupakan unsur yang lebih dari separuhnya terdiri dari unsur- unsur kimia. Didalam teknik yang disebut logam tidak hanya unsur-unsur umum seperti besi, alumunium, tembaga, dll. Tetapi juga persenyawaan lain yang terdiri dari beberapa unsur bukan logam. Pada umumnya logam mempunyai sifat kuat, liat, keras, penghantar listrik, penghantar panas, serta mempunyai titik cair yang tinggi. Secara teknis, Bahan teknik dapat digolongkan dalam kelompok logam, bukan logam dan komposit. Bahan logam diklasifikasikan manjadi dua bagian yaitu logam besi (ferro) dan logam bukan besi (non ferro). Logam besi (ferro) yaitu logam yang kandungan utamanya besi ditambah unsur–unsur lain seperti karbon, sehingga mampu manghasilkan jenis paduan besi yang beragam, misalnya besi cor, baja dan baja paduan. Logam bukan besi (non ferro) yaitu logam yang yang tidak mengandung unsur besi, misalnya tembaga, seng, alumunium, magnesium, timah, nikel, dll. Bahan bukan logam yaitu bahan yang di dalamnya tidak mengandung unsur-unsur logam, misalnya kayu, karet, plastik, dll. Sedangkan yang disebut komposit yaitu bahan yang tersusun logam dengan logam, logam dengan bukan logam, atau bahkan bukan logam dengan bukan logam lainnya. Bahan komposit biasanya digunakan untuk baling-baling pesawat terbang, poros as, papan ski dll. Alumunium merupakan logam non ferro yang bahan dasarnya adalah bauksit dan kreolit. Melalui cara bayer diperoleh tanah tawas lalu tanah tawas direduksi menjadi alumunium melalui elektrolisa. Secara luas alumunium lebih ekonomis dibanding bahan baku teknik lainnya. Sehingga penggunaan alumunium terus meningkat dari tahun-ketahun. Hal ini terlihat dari urutan penggunaan logam paduan alumunium yang menempati urutan kedua setelah penggunaan logam besi dan baja, dan urutan pertama untuk logam non ferro. Meningkatnya penggunaan logam ini karena alumunium memiliki beberapa kelebihan dibanding logam lain, diantaranya titik cair yang rendah, bobotnya ringan, tahan terhadap korosi, serta sebagai konduktor panas dan listrik yang baik. Berdasarkan kelebihan-kelebihan tersebut membuat alumunium banyak dipakai dalam berbagai bidang, misalnya pada bidang otomotif, kontruksi pesawat terbang, perlengkapan rumah tangga, pembangunan gedung, dll. Pada bidang otomotif alumunium digunakan untuk pembuatan torak, kepala silinder, pelek, dll. Walaupun alumunium memiliki banyak kelebihan dibanding logam lainnya, tetapi di dalam aplikasi dibidang teknik alumunium masih memiliki kelemahan yaitu sifat mekanik alumunium kurang baik terutama pada kekerasan, batas cair, dan regangannya. Sehingga membuat alumunium murni tidak dapat dipakai sebagai bahan konstruksi. Tetapi apabila dicampur dengan sejumlah kecil elemen lain, maka kekuatan dan kekerasannya akan meningkat. Beberapa paduan alumunium mempunyai kekuatan yang sama atau lebih dari baja lunak. Paduan- paduan ini digunakan untuk komponen-komponen yang dibebani. Unsur-unsur paduan yang digunakan untuk meningkatkan sifat mekanik alumunium adalah tembaga, silisium, mangan, magnesium, dan unsur-unsur lainnya. Dimana paduan alumunium tersebut dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis yaitu: jenis Al-murni, jenis Al-Cu, jenis Al-Cu-Si, jenis Al-Si, jenis Al-Si-Mg, jenis Al-Mg, jenis paduan Al tahan panas, dll. Paduan alumunium dengan silisium akan meningkatkan kemampuan tuang, alumunium dengan tembaga akan meningkatkan sifat mekanik, alumunium dengan magnesium akan menyebabkan paduan bertambah ringan serta meningkatkan ketahanan terhadap impac, dsb. Tetapi di dalam pemilihan bahan logam paduan alumunium yang digunakan dalam proses perencanaan mesin, masih sering dijumpai bahan yang tersedia mempunyai sifat-sifat yang kurang sesuai dengan harapan, misalnya kekerasannya, kekuatannya, keuletannya dsb. Sehingga diperlukan cara untuk dapat meningkatkan kekuatan paduan alumunium tersebut, diantaranya dengan penambahan unsur paduan yang sesuai, jenis cetakan yaitu cetakan pasir dan cetakan logam, pengkokohan, proses pengecoran dan perlakuan panas, sehingga dapat menghasilkan sifat-sifat logam paduan alumunium yang sesuai dengan harapan. Logam paduan alumunium silikon merupakan logam yang banyak digunakan dalam perencanaan mesin. Logam ini merupakan logam paduan dengan silikon sebagai paduan utamanya. Logam paduan alumunium silikon merupakan logam yang memiliki sifat mampu cor dan mampu alir yang baik, mempunyai permukaan yang bagus, serta tanpa kegetasan panas. Paduan ini mempunyai ketahanan korosi yang baik, berat jenisnya ringan, koefisien pemuaiannya kecil, serta sebagai penghantar panas dan listrik yang baik. Pada titik eutektik 5770 C, 11,7% Si sangat baik untuk paduan tuang karena titik cairnya rendah. Karena berbagai kelebihan tersebut maka paduan alumunium silikon banyak digunakan dalam bidang otomotif dan pengelasan. Pada bidang otomotif paduan ini digunakan sebagai piston, kepala silinder, pelek, dll. Di dalam aplikasi dibidang teknik logam paduan alumunium silikon masih memiliki sifat yang kurang sesuai dengan harapan. Hal ini karena terjadinya retak regang justru terjadi pada logam paduan alumunium yang lebih tinggi mutu dan kekuatannya, misalnya keretakan yang terjadi pada piston. Keretakan yang terjadi pada beberapa konstruksi yang menggunakan paduan alumunium silikon tersebut disebabkan oleh kurang sesuainya sifat-sifat mekanis dari logam paduan alumunium silikon, seperti kekerasannya atau kekuatannya. Salah satu cara untuk memperbaiki sifat paduan alumunium silikon adalah dengan menambah unsur-unsur logam lain, seperti magnesium, tembaga, mangan, seng, dll. Penambahan unsur tembaga yang sesuai dapat meningkatkan kekuatan mekanik yang diinginkan. Dengan penambahan unsur tembaga pada paduan alumunium silikon kekerasannya akan meningkat, daya tahan korosi turun dan berat jenisnya akan meningkat sesuai dengan jumlah kandungan tembaga. Menurut Wahyudi (1997: 31) bahwa “Hasil coran yang baik dimulai dari paduan alumunium dengan kadungan tembaga sampai dengan 8% Cu”. Pembuatan paduan alumunium dapat dilakukan dengan melebur alumunium dan logam lain dalam proses pengecoran. Proses pengecoran merupakan proses pencairan logam yang selanjutnya dituang kedalam cetakan dan dibiarkan membeku, sehingga akan terbentuk suatu model yang sesuai dengan model atau pola cetakan. Dalam hal ini proses pengecoran dan jenis cetakan yang tepat juga dapat membuat coran memiliki ketelitian dan kwalitas yang tinggi. Jenis cetakan yang tepat dapat meningkatkan sifat mekanik logam yang dilebur. Ditinjau dari bahan cetakan, jenis cetakan dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu jenis cetakan pasir dan jenis cetakan logam (permanen). Jenis cetakan pasir yaitu jenis cetakan dengan menggunakan pasir sebagai bahan cetakan. Proses pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir ini sendiri tidak lain adalah menuangkan logam cair kedalam rongga dari cetakan pasir. Cetakan ini dibuat dengan jalan memadatkan pasir yang berupa pasir alam atau pasir buatan yang mengandung tanah lempung. Sedangkan untuk cetakan logam (permanen) adalah jenis cetakan dengan menggunakan logam sebagi bahan cetakan, sebagai bahan cetakan terutama dipakai besi cor paduan. Dimana proses penuangannya adalah logam cair mengalir melalui pintu cetakan, sehingga pintu cetakan dibuat sedemikian rupa agar tidak mengganggu aliran logam cair. Berdasarkan uraian di atas maka perlu dikaji dengan melakukan penelitian dengan judul “PENGARUH VARIASI PENAMBAHAN TEMBAGA (CU) DAN JENIS CETAKAN PADA PROSES PENGECORAN TERHADAP TINGKAT KEKERASAN PADUAN ALUMUNIUM SILIKON (AL-SI)”