Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Salah satu jenis paduan aluminium-silikon tuang yang digunakan pada industri otomotif adalah AC4B, antara lain untuk komponen cylinder head dengan proses Low Pressure Die Casting (LPDC). Masalah dominan pada proses pengecoran LPDC adalah cacat kebocoran akibat shrinkage. Untuk mengatasi masalah ini, sering ditambahkan penghalus butir titanium yang berfungsi sebagai partikel pengintian awal dan diharapkan dapat mengontrol laju pembekuan sehingga distribusi shrinkage yang terjadi akan lebih merata. Masalah lain yang juga timbul adalah fading karena siklus proses LPDC yag mencapai 4 jam. Oleh karena itu pada penelitian ini dilakukan studi mengenai waktu fading dari penambahan penghalus butir.Penghalus butir yang ditambahkan pada penelitian ini sebesar 0,072 wt. % Ti. Siklus proses pada mesin LPDC berlangsung selama 4 jam, oleh karena itu dilakukan penelitian terhadap berapa lama waktu pemudaran (fading) dari penghalus butir titanium. Lama waktu pemudaran (fading) diamati melalui pengujian kekerasan, pengujian tarik, dan perhitungan Dendrite Arm Spacing (DAS) melalui pengamatan struktur mikro. Penelitian ini juga menggunakan SEM dan EDAX untuk mengetahui fasa intermetalik yang terbentuk. Sampel terdiri dari dua bagian yaitu pada bagian tipis yang mengalami pembekuan cepat dan pada bagian tebal yang mengalami pembekuan normal.Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan penghalus butir dengan kadar 0,072 wt. % Ti meningkatkan kekerasan, kekuatan tarik, dan berkurangnya DAS. Kekerasan dari paduan AC4B tanpa dan dengan penambahan 0,072 wt. % Ti pada sampel bagian tipis adalah 87,48 BHN dan 91,99 BHN. Kekerasan dari paduan AC4B tanpa dan dengan penambahan 0,072 wt. % Ti pada sampel bagian tebal adalah 83,43 BHN dan 89,42 BHN. Kekuatan tarik dari paduan AC4B tanpa dan dengan penambahan 0,027 wt. % Ti adalah 172,07 MPa dan 128,89 MPa. Sampel bagian tipis mulai mengalami fading setelah 1 jam diamati dari pengujian kekerasan. Sampel bagian tebal mulai mengalami fading pada waktu di bawah 1 jam diamati dari pengujian kekerasan dan perhitungan DAS. Fasa intermetalik yang dapat diamati adalah adalah Al2Cu yang berwarna terang, β-Al15(Fe,Mn)3Si2 yang berwarna abu abu muda (jarum atau blok), fasa Si (jarum) yang berwarna abu abu gelap, dan matriks aluminium.

---

AC4B is one of aluminium silicon cast alloys used on automotive industries for producing cylinder head with Low Pressure Die Casting (LPDC). The main problem on LPDC process is leakage caused by shrinkage. To counter these problem, titanium grain refiner which acts as early nucleant agent was added to control the solidification rate, which leads to more distributed shrinkage. Other problems that also occurred is fading, due to 4 hours cycle process of LPDC. This research was conducted to study the effect of fading from the addition of grain refiner.

The addition of grain refiner on this research was 0.072 wt. % Ti. The process cycle on LPDC is four hours, so the research was conducted to study fading time of titanium grain refiner. Fading time was observed through hardness testing, tensile testing, and microstructure examination to count Dendrite Arm Spacing value. SEM and EDAX observation was also conducted to read phases that occur. Samples was taken from thin part which has high solidification rate and thick part which has low solidification rate.

This results shows that grain refiner addition with 0.072 wt. % Ti increased hardness, tensile strength, and decreased DAS value. The hardness value from AC4B alloy without and with 0.072 wt. % Ti addition on thin parts are 87.48 BHN and 91.99 BHN. The hardness value from AC4B alloy without and with the addition of 0.072 wt. % Ti on thick parts are 83.43 BHN and 89.42 BHN. Tensile strength on AC4B without and with the addition of 0.072 wt. % Ti are 172.07 MPa and 128.89 MPa. Fading on thin parts occurred after 1 hour and observed from hardness testing value. On thick parts, fading occurred under 1 hour and observed from hardness testing and DAS examination. Intermetallic phases that occurred are white Al2Cu, light grey β-Al15(Fe,Mn)3Si2 (acicular or blocky), dark gre Si phases (acicular), and aluminium matrix."

"Banyak industri komponen otomotif yang menggunakan paduan AC4B dalam proses pengecoran cylinder head karena kelebihannya di antara paduan aluminium lainnya. Kelebihan paduan AC4B antara lain ringan, kuat, tahan korosi dan mampu dilakukan proses perlakuan panas. Cylinder head memiliki dimensi yang cukup rumit sehingga adanya perbedaan kecepatan pembekuan antara bagian tebal dan tipis menyebabkan terjadinya penyusutan dan kebocoran pada cylinder head. Dengan penambahan grain refiner (Ti) diharapkan terciptanya nukleat (partikel AlTi3) secara merata pada bagian tebal dan tipis sehingga menghasilkan pembekuan yang seragam (mengurangi terjadinya penyusutan dan bocor) serta menghasilkan ukuran butir yang lebih kecil. Masalah lain yang sering muncul adalah efek fading karena durasi LPDC yang cukup lama.Penelitian ini bertujuan mempelajari pengaruh penambahan grain refiner 0,05 wt.% Ti dalam bentuk serbuk (fluks) terhadap karakteristik paduan AC4B serta mempelajari waktu fading selama 1 sampai 4 jam dengan metode pengecoran LPDC. Sampel pengujian dibedakan menjadi sampel bagian tipis (stud bolt) dan bagian tebal (daging). Hal ini untuk mengetahui pengaruh penambahan titanium terhadap laju pembekuan cepat dan lambat. Kedua sampel tersebut dietsa untuk menghitung jarak DASnya dan dilakukan pengamatan mikrosruktur setelah itu menguji kekerasan. Sampel uji tarik dan uji komposisi diambil pada awal dan akhir pengecoran. Sampel pengamatan SEM dan EDS diambil pada bagian tebal dan dilakukan untuk mengetahui fasa intermetaliknya.Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan 0,05 wt.% Ti menghasilkan kekerasan yang melebihi standar JIS untuk paduan AC4B (80 BHN) yaitu berkisar antara 87,2 sampai 92,9 BHN. Efek fading tidak terjadi baik pada bagian tebal maupun pada bagian tipis. Hal ini terlihat pada perubahan kekerasan yang terjadi selama 4 jam tidak terlalu signifikan. Adanya sedikit pengadukan pada mesin LPDC dicurigai yang menyebabkan tidak terlihatnya efek fading.Hasil uji tarik mengalami penurunan dari 165,8 MPa menjadi 162,9 MPa serta hasil perpatahanya getas. Fasa yang terbentuk adalah fasa intermetalik Al2Cu yang berwarna putih, fasa intermetalik β-Al15(Fe,Mn)3Si2 yang berwarna abu abu, fasa AlSi yang berwarna gelap dan matriks aluminium. Tingkat kegagalan cylinder head cukup tinggi yaitu 8,3 %. Hal ini diperkirakan karena kurang banyaknya jumlah grain refiner (Ti) yang digunakan pada proses pengecoran cylinder head dalam menanggulangi cacat bocor.

---

Many of automotive manufacturing used AC4B alloy for producing cylinder head because their benefical characteristics such as light, strong, good corrosion resistance and heat treateable. Cylinder head has complex dimension enough therefore the difference of cooling rate may lead to shrinkage and leakage of cylinder head. By adding grain refiner (Ti), nucleat AlTi3 are expected to uniformly distribute to thin and thick parts of cylinder head. The uniform cooling can reduce shrinkage, leakage and grain size.

This research aims for studying the addition of grain refiner 0.05 wt.% Ti (flux) of AC4B characteristics and studying fading efect in 1 to 4 h with Low Pressure Die Casting method. Testing sample is taken from thin (stud bolt) and thick parts to study effect of titanium on solidification rate on each part. Both of samples were etching for calculating the DAS and microstructure examination then evaluate hardness testing. Tensile and compotition samples were taken at start and ending of casting process. SEM and EDS samples were used to examine the intermetallic phases.

The research show that addition of grain refiner with 0.05 wt.% Ti was increasing hardness number about 87.2 to 92.9 BHN beyond JIS standard of AC4B (80 BHN). Fading efect did not occur at thick and thin sample. This is confirmed by the hardness?s changing in four hours was not significant. Agitation of LPDC mechine suspected the hardness of thick and thin sample were not significant.

Tensile test was decreasing from 165.8 MPa to 162.9 MPa and has a brittle fracture. Phases that occurred are white Al2Cu, grey β-Al15(Fe,Mn)3Si2, dark AlSi, and aluminium matrix. Reject level of cylinder head is 8.3 %. This predicted cause by insufficient of using grain refiner (Ti) for producing cylinder head to overcome leakage reject level."

"Paduan AC4B (standar JIS) atau paduan 333.0 as-cast (standar AA) secara komersial banyak digunakan sebagai bahan baku pembuatan komponen pada industri manufaktur otomotif. Diketahui sering terjadi reject karena kegagalan yang terjadi pada pembuatan komponen otomotif, diantaranya adalah shrinkage dan porosity. Pendinginan yang tidak stabil atau tidak merata dapat menyebabkan shrinkage yang berimplikasi pada menurunnya kekuatan dari produk cor. Dengan penambahan grain refiner sebagai nuklean, maka pendinginan dapat lebih terkontrol sehingga butir-butir logam menjadi lebih halus dan dihasilkan kekuatan mekanis yang lebih baik. Efek fading perlu dikontrol saat penambahan grain refiner. Keefektifan grain refiner semakin turun seiring dengan meningkatnya waktu.Pada penelitian ini dilakukan penambahan grain refiner 0.019 wt.% Ti dalam bentuk serbuk fluks setelah proses degassing. Proses pengecoran dilakukan pada Low Pressure Die Casting (LPDC) dalam rentang 120 menit dengan 4 variabel waktu fading setiap 30 menit : 30 menit, 60 menit, 90 menit, dan 120 menit. Sampel pengujian diambil pada bagian yang tebal dan bagian tipis dari cylinder head hasil proses LPDC untuk mengetahui pengaruh penambahan titanium terhadap laju pembekuan pada setiap variabel waktu fading. Dilakukan pengujian tarik dan kekerasan untuk mengetahui perubahan sifat mekanis berupa perubahan nilai kekuatan tarik, elongasi serta kekerasan. Pengamatan mikrostruktur untuk mengamati perubahan mikrostruktur yang terjadi akibat penambahan titanium. Pengamatan struktur dengan SEM dan EDAX dilakukan untuk mengetahui fasa yang terbentuk.Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan grain refiner dengan kadar 0.019 wt.% Ti meningkatkan kekuatan tarik, kekerasan serta menurunkan nilai Dendrite Arm Spacing (DAS). Terjadi kecenderungan peningkatan kembali nilai DAS sehingga berdampak pada penurunan sifat mekanis setelah 30 menit karena berkurangnya keefektifan grain refiner. Menurunnya keefektifan grain refiner ini menunjukkan terjadinya efek fading. Fenomena ini diasumsikan karena pengendapan partikel AlTi3 pada dasar furnace seiring bertambahnya waktu karena perbedaan densitas partikel grain refiner (~3,35 gr/cm3) dan aluminium cair (~2.3 gr/cm3).

---

AC4B alloys (JIS standard) or 333.0 as cast alloys (AA standard) are widely used commercially as raw materials for parts manufacturing on automotive industries. Reject is often occurred and caused by shrinkage and porosity. Uncontrolled solidification could cause shrinkage which leads to lowering the strength of cast product. With the addition of grain refiner as nucleant, solidification rate can be controlled resulting in finer grain and better mechanical properties. Fading effect must be controlled at grain refiner addition. Grain refiner effectivity is lower as time increases.

On this research grain refiner addition in flux powder was added at 0.019 wt. % Ti after degassing process. Casting was done in Low Pressure Die Casting (LPDC) in 120 minutes with 4 variables fading time every 30 minutes : 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes, and 120 minutes. Samples was taken from thick and thin parts from cylinder head to observe titanium addition on solidification rate on every fading time variables. Tensile test and hardness test was conducted to observe changes in mechanical properties in tensile strength, elongation and hardness value. Microstructure examination was performed to observe changes in microstructure after titanium addition, while SEM and EDAX observation was conducted to read phases that occur.

The experiment results shows that 0.019 wt. % grain refiner addition increased tensile strength, hardness,and decreased DAS value. After 30 minutes, there are increase in DAS value and decrease in mechanical properties because decrease of grain refiner effectivity. The decrease of grain refiner effectivity shows the fading effect. This phenomenon was assumed by the settling of Al3Ti on the bottom of the furnace as time increases because of the difference in grain refiner particle density (~3,35 gr/cm3) and molten aluminium (~2.3 gr/cm3)."