BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Aplikasi material

BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Aplikasi material berbasis logam pada dunia industri cukup potensial di Indonesia,
seiring dengan terus berkembangnya industri otomotif dan kebutuhan masyarakat akan
kendaraan bermotor, komponen permesinan dan bidang lainnya (Khairul Sakti, 2009).
Paduan logam CuPbSn dikenal sebagai paduan perunggu, karena perunggu adalah
paduan logam yang terdiri terutama dari tembaga dan biasanya dengan timah sebagai
aditif utama, tetapi kadang – kadang juga dengan unsur – unsur seperti fosfor, mangan,
alumunium atau silikon (Wikipedia,2010a). Paduan ini banyak dipergunakan dalam
pembuatan bagian – bagian mesin, karena paduan ini memiliki karakteristik permesinan
yang baik, misalnya dalam pembuatan bushing atau bantalan (B.J.M.Beumer,1985)
Bushing (bantalan) harus dibuat dari bahan yang selain kokoh dan kuat juga perlu
memiliki kekerasan rata – rata rendah serta tahan aus, tahan karat dan mampu bekerja
pada suhu tinggi (Wikipedia,2010b). Untuk itu bahan yang dipilih adalah tembaga (Cu),
timah hitam (Pb) dan timah putih (Sn) (Kennth, 1991). Komposisi untuk Pb sebagai
paduan bantalan sebaiknya berkisar 8 hingga 30 % berat dan untuk Sn berkisar 0,5
hingga 8 wt % (US Patent 6060179, 2000).
Universitas Sumatera Utara
Pengembangan material sebagai komponen alat konstruksi dan pekakas khususnya
bushing (bantalan) diusahakan untuk mencapai sifat – sifat mekanik yang lebih unggul
dari sebelumnya, terutama keunggulan dalam hal penerapan diberbagai kondisi
operasional. Salah satu tujuan terpenting dalam pengembangan material adalah
menentukan apakah struktur dan sifat – sifat material optimum agar daya tahan dicapai
maksimum (Taufikurrahman, dkk.,2005).
Heat treatment atau perlakuan panas merupakan salah satu cara dalam pengembangan
material, dikarenakan perlakuan panas ini bertujuan untuk meningkatkan sifat mekanik
material seperti tensile strength, elongation, impact resistance dan hardness. Proses
perlakuan panas ini meliputi proses kombinasi antara pemanasan dan pendinginan dengan
kecepatan pendinginan dan batas temperatur tertentu. Dengan adanya pemanasan dan
pendinginan dengan kecepatan tertentu maka bahan paduan logam akan memperlihatkan
perubahan strukturnya (nur-w,2009a).
Mikrostruktur dari suatu material (yang secara luas dapat digolongkan ke dalam
logam, polimer, keramik dan komposit) dapat juga mempengaruhi sifat – sifat mekanik
dari suatu material (Wikipedia,2007b). Aspek yang terpenting dari setiap bahan rekayasa
adalah strukturnya, dikarenakan struktur suatu material berkaitan dengan komposisinya,
sifat, sejarahnya dan kinerja pengolahannya. Oleh karena itu, mempelajari mikrostruktur
suatu material akan mendapatkan suatu informasi yang menghubungkan komposisi dan
pengolahan sifat – sifatnya serta kinerjanya. Analisa mikrostruktur digunakan untuk
memperoleh informasi tentang bagaimana bahan tersebut diproduksi dan kualitas bahan
yang dihasilkan (Microstructure,2007a).
Universitas Sumatera Utara
Penelitian yang akan dilakukan adalah menganalisa perubahan struktur
akibat
temperatur pemanasan dan pendinginan terhadap paduan CuPbSn sebagai bushing. Untuk
mengetahui kualitas bahan, perlu dilakukan pengujian mekanik dan thermal ekspansi. Uji
mekanik dan thermal akspansi ini sangat penting dalam usaha menghasilkan produk yang
bermutu sehingga sesuai dengan yang diharapkan. Selain itu, masa sekarang ini tingkat
persaingan pasar maupaun persaingan mutu semakin tajam sehingga orang berpikir
tentang kualitas yang didasarkan pada struktur bahan. Untuk itu, dilakukan analisa
struktur bahan dengan menggunakan mikroskop metalurgi dan XRD.
1.2. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian adalah :
1. Memahami teknik perlakuan panas, agar dapat memperjelas pengetahuan perubahan
struktur paduan serta sifat mekanik dan ekspansi termal paduan CuPbSn akibat
perlakuan panas.
2. Menjadikan acuan nasional untuk menumbuhkan industri baru melalui perbandingan
struktur paduan yang mengalami perlakuan panas terhadap sifat mekanik dan
ekspansi termal paduan CuPbSn sebagai bushing
1.3. Perumusan Masalah
Dalam penelitian ini yang menjadi permasalahan adalah bagaimana perubahan
struktur dan thermal ekspansi akibat temperatur pemanasan dan pendinginan yang
bervariasi terhadap sifat mekanik dari paduan CuPbSn.
Universitas Sumatera Utara
1.4. Batasan Masalah
Bushing yang dibuat dari paduan CuPbSn mempunyai komposisi bahan paduan
dalam persentase berat yakni 75%Cu, 15%Pb dan 10%Sn. Temperatur pemanasan
dilakukan pada temperatur 200 oC, 400 oC dan 600 oC dalam waktu penahanan 1 jam
dilanjutkan dengan pendinginan dalam air dan didalam oven. Sedangkan penganalisaan
struktur digunakan X-Ray Difraksi dan mikroskop metalurgi serta penganalisaan thermal
ekspansi digunakan Thermomechanical Analis (TMA).
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian adalah untuk menambah khasanah ilmu pengetahuan terutama
informasi dari struktur paduan akibat temperatur pemanasan dan pendinginan yang
bervariasi terhadap sifat mekanik bushing, sehingga membuat bushing memiliki sifat –
sifat lebih baik sesuai dengan fungsi dan kegunaannya.
1.6. Hipotesa
Melalui pemanasan dan pendinginan yang bervariasi terhadap paduan CuPbSn di
dapat sifat mekanik tertentu dikarenakan kecepatan pendinginan yang berbeda. Akan
tetapi heat treatment secara umum akan meningkatkan sifat – sifat mekanik suatu
material, sehingga diharapkan dapat diperoleh produk bushing yang lebih baik.
Universitas Sumatera Utara