BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Cylinder liner

BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Cylinder liner adalah komponen mesin yang dipasang pada blok silinder
yang berfungsi sebagai tempat piston dan ruang bakar pada mesin otomotif. Pada
saat langkah kompresi dan pembakaran akan dihasilkan tekanan dan temperatur
gas yang tinggi, sehingga untuk mencegah kebocoran kompresi ini maka pada
piston dipasang ring piston untuk memperkecil celah antara dinding cylinder liner
dengan piston. Piston yang bergerak bolak-balik mengakibatkan keausan pada
dinding cylinder liner bagian dalam, hal ini akan menimbulkan penambahan
kelonggaran antara torak dan silinder, sehingga dapat menyebabkan kebocoran
gas, tekanan kompresi berkurang dan tenaga yang dihasilkan juga berkurang.
Agar keausan silinder tidak terlalu banyak maka diupayakan bahan yang
digunakan tahanan aus dan juga tahan terhadap panas. Akan tetapi penggunaan
bahan yang tahan aus serta tahan panas akan mengakibatkan biaya produksi akan
semakin meningkat.
Teknologi pelapisan material telah menjadi perhatian besar di lingkungan
penelitian dan industri dikarenakan merupakan cara yang efektif dan secara
ekonomis lebih murah dalam menahan degradasi seperti keausan, oksidasi, korosi,
atau kerusakan pada suhu tinggi tanpa mengorbankan material substrat yang
dilapisinya (Sundararajan, dkk, 1998). Hard chrome coating salah satu cara untuk
merekondisi bagian mesin karena memiliki kemudahan dalam perawatan, namun
1
2
karena toksisitas electrolylic proses pelapisan, aplikasi tersebut cenderung dibatasi
(Stratosa, 2011).
Salah satu metode pelapisan yang telah diterima dengan baik di kalangan
industri adalah pelapisan berbasis thermal spray coating karena kemudahannya
untuk diaplikasikan pada pelapisan material dalam skala besar. Dewasa ini,
teknologi thermal spray telah digunakan secara intensif sebagai thermal barrier
coatings untuk industri dirgantara (aerospace), komponen boiler serta komponen
automotif. Thermal spray merupakan gabungan dari beberapa proses dimana
prinsip kerjanya adalah suatu material (dalam bentuk wire, rod atau powder)
dipanaskan oleh sumber panas (flame atau arc) setelah material meleleh langsung
ditekan oleh udara tekan sehingga menempel pada permukaan benda kerja
membentuk lapisan baru ( Lusiani dkk, 2013 ).
Di dalam penelitian ini, metode pelapisan yang digunakan adalah dengan
metode powder flame spray coating. Metode ini tentunya sudah umum digunakan,
namun pemilihan material pelapis yang digunakan dapat dijadikan perhatian yang
layak untuk dikembangkan, karena merupakan faktor yang penting dan
menentukan di dalam memperoleh ketahanan aus yang baik.
Menurut Affenzeller (1996), thermal spray coating yang menggunakan
molibdenum pada cylinder liner sangat berguna untuk mencegah kerusakan dari
erosi
gas panas
pada permukaan ring
yang terjadi karena blow-by gas
pembakaran dari ruang pembakaran. Penurunan koefisien gesekan (COF) ketika
menerapkan pelapisan porous plasmasprayed FFS (Stainless steel + Ni-BN) atau
M-1P (Fe-FeO-C), jika dibandingkan dengan kekasaran permukaan yang sama,
3
menghasilkan coefisien of friction yang lebih rendah daripada permukaan yang
tidak dilapiskan pada besi tuang kelabu.(Durga dkk, 1998). Shuster dkk, ( 1999)
melakukan penelitian bahwa pelapisan chromium carbide memberikan efek yang
lebih baik terhadap perlindungan dari scruffing dan keausan.
Bertolak dari hal tersebut diatas, dilakukan penelitian ketahanan aus dari
cylinder liner yang akan dilapiskan menggunakan Ni-Cr dengan teknik powder
flame spay coating, sehingga hasilnya diharapkan mempunyai ketahanan aus yang
lebih baik dari material yang tidak dilapiskan. Teknik pelapisan menggunakan
powder flame spray coating pada dinding silinder liner akan dilakukan sehingga
menghasilkan ketebalan lapisan yang berbeda, kemudian dilakukan pengujian
kekerasan dari setiap perbedaan ketebalan lapisan dan dilakukan pengujian
keausan untuk mendapatkan ketahanan aus yang paling baik dari setiap perbedaan
ketebalan lapisan.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, maka dapat dirumuskan suatu masalah
yaitu bagaimana ketahanan aus lapisan Ni-Cr pada dinding cylinder liner dengan
menggunakan powder flame spray coating dan bagaimana perbedaan ketahanan
aus dari setiap ketebalan lapisan yang diaplikasikan pada dinding silinder liner.
1.3
Batasan Masalah
Agar penelitian tidak meluas atau menyebar dari masalah yang
dirumuskan, maka perlu adanya pembatasan masalah di dalam penelitian ini yaitu
sebagai berikut :
4
1. Benda logam yang di lapisi dengan thermal spray adalah silinder liner dari
bahan gray cast iron.
2. Cylinder liner akan dipotong sesuai dimensi untuk dilakukan pelapisan,
pengujian kekerasan dan pengujian keausan.
3. Proses thermal spray coating yang dipergunakan adalah powder flame
spray coating.
4. Bahan yang dipergunakan sebagai bahan pelapis adalah powder Ni-Cr.
5. Pengujian yang dilakukan adalah uji kekerasan dan keausan serta
metalografi.
1.4
Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh dari
ketahanan aus lapisan Ni-Cr pada dinding cylinder liner dengan menggunakan
powder flame spray coating sehingga dapat meningkatkan umur pemakaian dari
cylinder liner.
1.5
Manfaat penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Memberi masukan berupa sumbangan pemikiran dan informasi kepada
masyarakat teknik, serta lembaga pendidikan teknik khususnya yang
mengetahui bidang pelapisan dengan teknik thermal spray.
2. Dapat memberikan masukan teknisi perbengkelan yang bergerak dibidang
reparasi mengenai peningkatan kualitas cylinder liner pada kendaraan
5
terhadap kekerasan dan ketahanan aus dengan mempergunakan thermal
spray.
3. Menambah khasanah keilmuan dibidang teknologi pelapisan pada Jurusan
Teknik Mesin Udayana