Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
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.

Abstrak :
Aluminium adalah material yang banyak digunakan dalam industri otomotif karena sifatnya yang ringan, kuat dan tahan korosif. Salah satu penggunaanya untuk komponen cylinder head, komponen ini menggunakan jenis paduan aluminium AC4B dengan proses low pressure die casting. Namun produk yang dihasilkan dalam proses pengecoran ini banyak ditemukan kegagalan seperti porositas, penyusutan (shrinkage) yang menyebabkan kebocoran. Dari permasalahan tersebut maka dilakukan penelitian yaitu dengan penambahan titanium kedalam aluminium AC4B yang bertujuan untuk menigkatkan sifat mekanis dan meminimalisasi kegagalan pada komponen cylinder head yang dihasilkan. Penelitian ini secara khusus ditujukan untuk mempelajari pengaruh variasi persentase titanium (0.019 wt % dan 0.029 wt %) terhadap penghalusan butir aluminium AC4B dengan proses low pressure die casting. Kemudian menguji sampel cylinder head dengan uji tarik, uji kekerasan, pengukuran besar dendrite arms spacing dan menganalisa mikrostuktur dengan mikroskop optik dan dengan SEM dan EDS, serta pengujian bocor.\ Penambahan penghalus butir sebesar 0.019 wt % Ti dan 0.029 wt % Ti pada aluminium AC4B meningkatkan kekuatan tarik sebesar 13.4 % dan 20.1 % dengan bentuk perpatahan getas. Sementara, nilai kekerasan juga mengalami peningkatan dengan panambahan titanium. Pada bagian tipis, penambahan 0.019 wt % Ti dan 0.029 wt % Ti meningkatkan nilai kekerasan sebesar 3.06 % dan 5.65 %. Pada bagian tebal, penambahan 0.019 wt % Ti dan 0.029 wt % Ti meningkatkan nilai kekerasan sebesar 2.14 % dan 5.19 %. Untuk besar dendrite arms spacing terjadi penurunan dengan penambahan titanium. Pada bagian tipis, panambahan 0.019 wt % Ti dan 0.029 wt % Ti menurunkan besar DAS sebesar 29.3 % dan 48.5 %. Pada bagian tebal, dengan penambahan 0.019 wt % Ti dan 0.029 wt % Ti menurunkan besar DAS sebesar 6.67 % dan 28.6 %. Pada pengamatan mikrostruktur menggunkan SEM tidak ditemukannya fasa Al3Ti. Untuk hasil uji bocor terdapat cylinder head yang mengalami bocor. Penambahan 0.019 wt % Ti dan 0.029 wt % Ti tidak terlalu efektif untuk mengurangi kegagalan shrinkage dan bocor pada komponen cylinder head tapi dapat mengurangi kegagalan karena blow hole.

---

Aluminum is the material most used in automotive industry because of light, good strength and corrosion resistant. One of the application of aluminum is used for cylinder head component, this component use aluminum alloy AC4B with low pressure die casting process. But the product in casting process much have failure such as porosity and shrinkage which cause leakage. This experiment was conducted to counter these problems with addition of titanium to increase mechanical properties and minimize reject from cylinder head manufacturing. The subject of this research was to study the effect of 0.019 wt. % and 0.029 wt. % titanium addition on grain refinement of AC4B alloy produced with low pressure die casting. Cylinder head samples were tested with tensile test, hardness test, dendrite arms spacing observation. Microstructure analysis was performed with optical microstructure and SEM/EDS, and also leakage test. Grain refiner addition of 0.019 wt. % Ti and 0.029 wt. % Ti increased tensile strength 13.4 % and 20.1 % with brittle fracture. Meanwhile, hardness value also increased with the addition of titanium. On thin parts, addition of 0.019 wt % Ti and 0.029 wt % Ti increased hardness value for 3.06 % and 5.65 %. On thick parts, the addition of 0.019 wt % Ti and 0.029 wt % Ti increased hardness value for 2.14 % and 5.19 %. The addition of titanium decreased dendrite arms spacing value. On thin parts, the addition of 0.019 wt % Ti and 0.029 wt % Ti decreased DAS value for 29.3 % and 48.5 %. On thick parts, the addition of 0.019 wt % Ti and 0.029 wt % Ti decreased DAS value for 6.67 % and 28.6 %. Al3Ti was not found with microstructure analysis using SEM. On leakage test, there were some cylinder head that exhibit leakage. On 0.019 wt % Ti there were 5 cylinder head that experience leakage, or 6.25 % and on 0.029 wt % Ti addition there were 8 cylinder head that experience leakage, or 10 %. On leakage test, there are several cylinder head that exhibit shrinkage. The addition of 0.019 wt % Ti and 0.029 wt % Ti were not very effective in decreasing shrinkage failure and leakage on cylinder head component, but effective in decreasing failure caused by blow hole.

Abstrak :
Cylinder head, sebagai ruang pembakar mesin pada kendaraan sepeda motor terbuat dari Al-9Si-2Cu yang sifatnya ringan, kuat, dan tahan korosi. Adapun, beberapa masalah yang ditemui dalam produksi cylinder head adalah porositas dan penyusutan yang menyebabkan kebocoran. Penelitian ini mempelajari penambahan penghalus butir titanium sebagai alternatif pemecahan masalah untuk mengatasi proses pembekuan. Selain itu, dilakukan proses perlakuan panas penuaan dengan tujuan untuk menganalisa peningkatan kekerasan saat penuaan. Pada penelitian ini dilakukan penambahan 0,027 wt. % Ti dengan memberikan penghalus butir AlTi yang berbentuk serbuk pada temperatur 760 °C ke dalam Al-9Si-2Cu pada kondisi lebur. Sampel aluminium cair tersebut diinjeksikan menggunakan metode Low Pressure Die Casting (LPDC). Kemudian, pada sampel dilakukan solution treatment pada temperatur 525 °C selama satu jam, pencelupan ke dalam air, dan dilanjutkan dengan penuaan alami (T4) pada temperatur ruang selama 400 jam, serta penuaan buatan (T6) pada temperatur 200 °C selama 100 jam. Pada selang waktu tertentu dilakukan pengujian kekerasan dan observasi mikrostruktur terhadap sampel untuk mengamati kecenderungan perubahan kekerasan dan perubahan yang terjadi pada mikrostruktur. Setelah itu, pada kedua sampel dilakukan x-ray mapping untuk mengetahui distribusi unsure yang terlarut di dalam paduan. Penambahan penghalus butir pada Al-9Si-2Cu meningkatkan kekerasan sebesar 6,67 % pada kondisi as cast. Setelah dikenakan perlakuan panas, kekerasan maksimal pada paduan tanpa penambahan titanium mencapai 113,7 dan 113,5 BHN pada penuaan alami (T4) selama 400 jam dan penuaan buatan selama 6 jam. Sedangkan, pada paduan dengan penambahan 0,027 wt. % Ti, kekerasan maksimal mencapai 117,9 dan 122,1 BHN pada penuaan alami (T4) selama 400 jam dan penuaan buatan selama 6 jam. Kenaikan nilai kekerasan ini dikonfirmasikan dengan hasil X-ray mapping dimana unsur Ti tersebar lebih banyak pada sampel dengan penambahan penghalus butir. Unsur lain seperti Al, Si, Fe, Mn terkandung pada fasa intermetalik (Al3 (Fe,Mn)Si2 dan Al12(MnCuFe)3Si2). Mg dan Cu terdispersi sebagai fasa presipitat. Berdasarkan mikrostruktur, terlihat bahwa penambahan 0,027 wt. % Ti dapat mengubah kristal AlSi yang berbentuk serpihan menjadi jarum.

---

Cylinder head, a part of combustion engine of a motorcycle is usually made of Al-9Si-2Cu alloys. These alloys are popular due to its low weight, strength, and corrosion resistance. Cylinder head is produced through Low Pressure Die Casting (LPDC) process which is prone to porosity and shrinkage, resulted in leakage. This research aimed to reduce the defects by adding grain refiner of titanium further heat treatment processes also conducted to increase hardness of the alloys. An amount of 0.027 wt. % Ti in the form of Al-Ti flux was added to Al-9Si-2Cu alloy at 760 ºC. Afterwards, samples were solution treated at 525 ºC for 1 h, water quenched, and then naturally aged (T4) at room temperature for 400 h and artificially aged (T6) at 200 °C for 100 h. Hardness testing and microstructure observation were performed to study age hardening response and evolution of microstructure. X-ray mapping was conducted to reveal distribution of solute elements in the alloys during ageing. Grain refinement of Al-9Si-2Cu alloy increased the hardness of ~ 6.67 % at ascast condition. Upon ageing, the alloys with no titanium reached maximum hardness of 113.7 BHN after 400 h for T4 and 113.5 BHN after 6 h for T6. Otherwise, the alloys added with 0.027 wt. % Ti, reached maximum hardness of 117.9 BHN after 400 h for T4 and 122.1 BHN after 6 h for T6. The increment of hardness was also confirmed by x-ray mapping result that showed more uniform distribution of Ti in the alloys with grain refiner than those without grain refiner. Other element such as Al, Si, Fe, Mn, were detected inside intermetallic phases of Al3 (Fe,Mn)Si2 and Al12(MnCuFe)3Si2. Mg and Cu were dispersed as precipitate phases. Addition of titanium also changed the morphology of AlSi crystal from cuboidal to needle-like shape.