HASIL RANCANG BANGUN ( 3 )

TUNGKU PERLAKUAN PANAS

Penelitian bahan struktur pada umumnya membahas mengenai perubahan strukturmikro, komposisi, kekuatan tarik, kekerasan, ketahanan korosi dan sebagainya yang banyak berhubungan dengan kondisi perlakuan panas. Perubahan strukturmikro dan komposisi terutama setelah logam mengalami perlakuan panas akan mempengaruhi sifat mekanik. Percobaan melalui proses perlakuan panas memberikan data/ informasi tentang karakteristik yang cukup penting untuk pengembangan suatu bahan struktur.
Dalam hal perlakuan panas bahan struktur, telah dibuat tungku listrik (heat treatment furnace) yang memadai yaitu tungku dengan kondisi gas inert. Gas inert (argon) dibutuhkan untuk proses sinter dibawah suhu 1000 oC. Untuk pelaksanaan casting logam non-ferro dapat digunakan sebuah krusibel yang ditempatkan pada ruang chamber. Dimensi chamber dalam bentuk kubus 36x36x36 Cm3 memungkinkan pemakaian krusibel dengan berbagai ukuran. Jangkauan suhu sampai 1000 oC tersebut didukung oleh adanya jenis elemen pemanas jenis Kanthal yang terbentang dengan formasi seri disepanjang 3(tiga) bidang ruang chamber. Ruang chamber dirancang sedemikian rupa terdiri dari 4 (empat) lapis penyekat meliputi batu tahan api setebal 6,5 Cm, Unifiber rockwool tipe R850 (Kao wool) setebal 2,25 Cm, Unifiber rockwool tipe M450 (Glass wool) setebal 2,25 Cm dan plat steel (dinding luar) setebal 3 mm sehingga mampu menahan kehilangan panas sekecil mungkin.
Dirancang-bangun peralatan tersebut adalah dalam rangka penguasaan teknologi pembuatan tungku yang mendukung kebutuhan peralatan litbang bahan struktur. Studi yang dilakukan difokuskan pada perhitungan kebutuhan elemen pemanas, perhitungan neraca panas, pemilihan bahan dan komponen, cara menyusun lapisan penahan panas untuk ruang chamber, instalasi listrik serta teknik perawatannya.

HASIL RANCANG BANGUN ( 2 )

ALAT ADUK LOGAM COR

Pada pengecoran logam paduan Aluminium, penambahan unsur-unsur pemadu seperti Mn (Mangan), Mg (Magnesium) maupun unsur-unsur pengotor seperti Fe (Besi), Cu (Tembaga) dan lainnya, dilakukan setelah skrap logam AlMg2 dilebur menggunakan melting furnace. Pada saat skrap logam mencair, diperlukan proses pengadukan guna meningkatkan homogenitas unsur-unsur paduan pada logam produk cor. Dalam rangka memenuhi kebutuhan tersebut, telah dibuat 1 (satu) unit alat aduk logam cor yang dapat berputar dengan kapasitas antara 50 – 150 Rpm. Unit alat aduk terdiri dari sebuah dinamo 40 Watt yang bagian ujung porosnya terdapat pemegang tangkai aduk dengan konstruksi vertikal krusibel. Dudukan alat aduk sekaligus berfungsi sebagai tutup krusibel sehingga proses pengadukan logam cair dapat dilakukan lebih aman.
Unit pengaduk logam cor digunakan sebagai sarana dukung pada proses pembuatan logam paduan khususnya logam paduan Aluminium (AlMg2 atau AlMgSi) dengan cara casting. Tujuan rancang-bangun alat aduk logam cor ini adalah untuk meningkatkan homogenitas pada penambahan unsur paduan dengan unsur utama dari logam produk tuang dengan cara pengadukan.

APLIKASI MIKROSKOP OPTIK

STRUKTUR MIKRO LOGAM

Mutu hasil proses peleburan logam aluminium dapat diketahui dengan cara menganalisa mikrostrukturnya yaitu melalui teknik metalografi atau mikroskopi. Keadaan mikrostruktur, dalam hal ini grain size (ukuran butir) sangat berpengaruh terhadap sifat mekanis logam. Pengerjaan metalografi terhadap coran logam akan menampilkan mikrostruktur yang membantu interpretasi kualitatif maupun kuantitatif.
Tahapan pekerjaan yang dilakukan untuk menganalisa mikrostruktur coran logam seperti paduan Aluminium meliputi Sampling-cutting­sectioning (pencuplikan), coarse grinding (pengasahan kasar), mounting (penanaman), fine grinding (pengasahan halus), rough polishing (pemolesan kasar), pemolesan akhir, selanjutnya coran Aluminium dietsa dengan reagen dari campuran beberapa bahan kimia antara lain: 10 mL HCl + 30 mL HN03 + 5 gr FeCl3 + 20 ml H2O.
Pada pengetsaan logam problema yang biasanya dialami adalah dalam hal mendapatkan gambar butir-butir kontras yang membedakan butiran satu dengan lainnya. Tampilan gambar kontras yang diamati melalui mikroskop akan sangat membantu interpretasi kualitatif maupun kuantitatif yang berkaitan dengan keberhasilan dalam peng­analisaan bahan. Beberapa metode pengetsaan yang umum dilakukan antara lain adalah metode optik, elektrokimia (kimia), dan fisika. Etching dengan metode kimia kiranya yang paling praktis dan dilakukan dalam percobaan ini. Dalam teknik etching larutan pengetsa bereaksi dengan permukaan cuplikan tanpa menggunakan arus lis­trik. Peristiwa etching metode ini berlangsung oleh adanya pelarutan selektif sesuai dengan karakteristik elektrokimia yang dimiliki oleh masing-masing area per­mukaan bahan. Selama pengetsaan, ion-ion positif dari logam me­ninggalkan permukaan bahan uji lalu berdifusi kedalam elektrolit ekivalen dengan sejumlah elektron yang ter­dapat dalam bahan tersebut. Dalam proses etching secara langsung, apabila ion metal tersebut meninggalkan permukaan bahan lalu bereak­si dengan ion-ion non logam dalam elektrolit sehingga membentuk senyawa tak larut, maka lapisan presipitasi akan terbentuk menempel pada permukaan bahan dengan berbagai jenis ketebalan. Ketebalan lapisan ini sebagai fungsi dari komposisi dan orientasi struktur mikro yang lepas kedalam larutan. Lapisan ini dapat menampilkan interferensi corak warna disebabkan karena variasi ketebalan lapisan dan ditentukan oleh mikrostruktur logam yang ada dibawahnya.
Cuplikan yang merupakan potongan-potongan bagian dalam aluminium hasil tuang diamati dengan Optical Microsco­py lalu dilakukan pemotretan. Pengamatan pada foto mikrostruktur, secara umum memperlihatkan adanya bentuk matrik induk yang bewarna terang dan partikel-partikel bewarna gelap yang mengarah kebatas butir. Jumlah partikel yang bewarna gelap pada benda hasil tuang umumnya tergantung pada kecepatan laju pendinginan. Semakin cepat laju pendingi­nan, maka kecepatan pertumbuhan butir akan lebih rendah dari pada kecepatan nukleasi, sehingga butir yang diha­silkan menjadi halus sehingga kekerasan dan kekuatan tarik akan tinggi.
Berdasarkan pengalaman teknis metalografi maka untuk mendapatkan tampilan permukaan logam yang kontras khususnya batas antar butir, faktor yang menentukan pada prin­sipnya adalah keterampilan teknisi dalam preparasi sampel mulai dari Pencuplikan sampai Pemole­san. Selanjutnya, pada saat pengetsaan maka faktor yang menentukan keberhasilan adalah pengetahuan dalam memilih formula etsa berikut metodenya yang tepat. Faktor lain yang juga cukup penting adalah kemampuan dalam mengaplikasikan mikroskop terutama teknik pengaturan cahaya serta fokus gambar batas antar butir logam.