Metalurgi Serbuk
Metalurgi serbuk adalah teknologi proses penyiapan logam atau penggunaan serbuk logam (atau campuran serbuk logam dan serbuk nonlogam) sebagai bahan baku, pembentukan dan sintering, untuk menghasilkan bahan logam, bahan komposit dan berbagai jenis produk.
Industri produk metalurgi serbuk dalam arti luas meliputi peralatan besi dan batu, semen karbida, material magnetik dan produk metalurgi serbuk. Industri produk metalurgi serbuk dalam arti sempit hanya mengacu pada produk metalurgi serbuk, termasuk bagian metalurgi serbuk (sebagian besar), bantalan bantalan minyak dan produk cetakan injeksi logam.
Metalurgi serbuk bisa menghasilkan produk yang hampir tidak berpori yang memiliki sifat hampir setara dengan bahan yang sepenuhnya rapat. Proses difusi selama perlakuan panas merupakan inti pengembangan sifat-sifat ini. Metode metalurgi serbuk sangat cocok untuk logam yang memiliki daktilitas rendah, karena hanya perlu deformasi plastis kecil dari partikel bubuk.
 |
Gambar Produk Metalurgi Serbuk. |
Tahap-tahap Metalurgi Serbuk
Berikut tahap pada proses metalurgi serbuk:
- Membuat logam serbuk.
- Mencampur logam serbuk.
- Memadatkan logam serbuk.
- Sintering.
- Operasi sekunder.
- Perlakuan panas dan finishing.
Pembuatan Logam Serbuk
Serbuk dapat didefinisikan sebagai benda padat yang terpotong halus. Geometri pada tiap butir serbuk dapat didefinisikan dengan atribut antara lain: ukuran partikel, bentuk partikel, dan luas permukaan. Hampir semua logam dapat dibuat menjadi serbuk. Ada tiga metode untuk membuat logam serbuk. Metode tersebut antara lain: atomisasi, kimia, dan electrolytic. Selain itu, metode mekanis kadang-kadang digunakan untuk mengurangi ukuran serbuk.
Pencampuran Logam Serbuk
Homogenisasi pada serbuk logam harus dilakukan secara menyeluruh supaya sukses dalam pemadatan dan sintering. Istilah blending dan mixing digunakan dalam konteks ini. Blending mengacu pada serbuk dengan komposisi kimia yang sama tetapi memungkinkan ukuran partikel yang berbeda saling berbaur. Ukuran partikel yang berbeda sering dicampur untuk mengurangi porositas. Mixing mengacu pada penggabungan serbuk dari berbagai bahan kimia. Keuntungan teknologi metalurgi serbuk adalah kesempatan untuk mencampur berbagai logam menjadi paduan yang sulit atau tidak mungkin diproduksi dengan cara lain.
Pemadatan Logam Serbuk
Dalam pemadatan, tekanan tinggi diterapkan pada serbuk. Tujuan dari penekanan adalah membentuk serbuk ke dalam bentuk yang diinginkan. Metode pemadatan konvensional yang bisa digunakan adalah pressing, di mana dua punch yang berlawanan menekan serbuk yang berada di dalam cetakan. Benda kerja hasil pressing disebut green compact, kata green berarti belum sepenuhnya diproses.
Sintering
Setelah proses pemadatan, compact green tidak memiliki kekuatan dan kekerasan. Oleh sebab itu diperlukan proses sintering. Sintering adalah proses perlakuan panas yang dilakukan pada compact untuk mengikat partikel logamnya, sehingga meningkatkan kekuatan dan kekerasan. Sintering biasanya dilakukan pada suhu antara 0,7 sampai 0,9 kali titik cair logam. Istilah solid-state sintering kadang digunakan untuk proses sintering konvensional ini karena logamnya tidak mencair.
Dalam praktik sintering modern, atmosfer pada tungku dikendalikan. Atmosfer pada tungku sintering yang umum digunakan adalah gas inert, nitrogen, amonia, hidrogen, dan gas alam. Atmosfer vakum digunakan untuk logam tertentu, seperti stainless steel dan tungsten. Tujuan dari pengendalian atmosfer antara lain:
- Mencegah oksidasi.
- Menghilangkan oksida yang ada.
- Menyediakan atmosfer karburisasi.
- Membantu menghilangkan pelumas dan bahan pengikat yang digunakan saat proses pemadatan.
Operasi Sekunder
Operasi sekunder metalurgi serbuk meliputi densification, sizing, impregnation, dan infiltration. Operasi sekunder dibutuhkan untuk meningkatkan kepadatan, meningkatkan akurasi, atau menyelesaikan bentuk tambahan pada benda kerja hasil sintering. Porositas adalah karakteristik unik dan melekat pada teknologi metalurgi serbuk. Produk khusus dapat dibuat dengan mengisi ruang pori yang tersedia menggunakan minyak, polimer, atau logam yang memiliki suhu cair yang lebih rendah daripada logam serbuk dasar. Impregnation adalah istilah yang digunakan ketika minyak atau cairan lain diserap ke dalam pori-pori pada benda kerja hasil sintering. Infiltration adalah proses di mana pori-pori benda kerja diisi dengan logam cair.
Perlakuan Panas dan Finishing
Produk metalurgi serbuk dapat diproses dengan perlakuan panas dan proses finishing seperti pengecatan atau pelapisan. Proses pelapisan diterapkan dengan tujuan penampilan dan ketahanan terhadap korosi. Pelapisan bisa memakai tembaga, nikel, chromium, zinc, dan cadmium.
Kelebihan Metalurgi Serbuk
Kelebihan metalurgi serbuk antara lain:
- Sebagian besar logam refraktori dan senyawanya, paduan palsu dan bahan berpori hanya dapat diproduksi oleh metalurgi serbuk.
- Karena metode metalurgi bubuk dapat ditekan ke dalam ukuran akhir kosong, dan tidak ada atau sedikit kebutuhan untuk pemrosesan mekanik berikutnya, itu dapat sangat menghemat logam, mengurangi biaya produk. Dalam metalurgi bubuk, kehilangan logam hanya 1-5 %, sedangkan dalam pengecoran normal, kehilangan logam dapat mencapai 80%.
- Karena proses metalurgi serbuk tidak melelehkan bahan dalam proses produksi bahan, tidak takut untuk bercampur dengan kotoran yang dibawa oleh wadah dan deoxidizer, dan sintering umumnya dilakukan dalam suasana vakum dan reduksi, yang tidak takut pada oksidasi dan tidak tidak menyebabkan polusi pada bahan, sehingga dimungkinkan untuk menghasilkan bahan dengan kemurnian tinggi.
- Metalurgi serbuk dapat memastikan akurasi dan keseragaman komposisi bahan.
Kekurangan Metalurgi Serbuk
Kekurangan metalurgi serbuk antara lain:
- Peralatan metalurgi serbuk mahal.
- Serbuk logam mahal.
- Penyimpanan dan pengangkutan logam berwujud serbuk lebih sulit.
- Memerlukan kelonggaran antara komponen (benda kerja) dengan cetakan. Kelonggaran dimaksudkan supaya benda kerja dapat dikeluarkan dari cetakan.
- Variasi berat jenis material pada sebuah komponen dapat menimbulkan masalah, khususnya pada komponen dengan geometri yang kompleks.
Aplikasi Metalurgi Serbuk
Metalurgi serbuk dapat digunakan untuk membuat komponen antara lain: pahat sisip, roda gigi, sprocket, fastener, bearing, dan komponen-komponen mesin lainnya.
Referensi
M. P. Groover, 2010, Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes, and Systems, edisi 4.
W. D. Callister dan D. G. Rethwisch, 2010, Materials Science and Engineering: an Introduction, edisi 8.
Kesimpulan 5 jurnal topic logam non besi
- Prabudiyanto, Topan, Sudarman. (2020). Pengaruh Penambahan Unsur Magnesium (Mg) Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Hasil Coran Crankcase Mesin Pemotong
Rumput Berbahan Adc 12. Journal of Mechanical Engineering Learning, Vol. 9, No.1. http://journal.unnes.ac.id/sju/index.php - Talango, Novriyanti, Kusno Kamil & Muhammad Balfas. (2019). Analisa Kekuatan Fatique Pada Material Non Ferro Dengan Type Rotary Bending. Teknologi Volume 20 No. 1. https://ojs.unm.ac.id/teknologi/article/download/13026/7556
- Maftuh Murtiyoso, Kiryanto, Sarjito Jokosisworo. (2017). Analisa Kekuatan Tarik, Kekuatan Impact, Komposisi Dan Cacat Pengecoran Paduan Aluminium Flat Bar Dan Limbah Dryer AC Dengan Menggunakan Cetakan Pasir Dan Cetakan Hirdrolik Sebagai
Bahan Komponen Jendela Kapal. Teknik Perkapalan – Vol. 05, No. 1. https://ejournal3.undip.ac.id/index.php/naval/article/view/16271 - M. Faizin Alamsyah1, Sulardjaka. (2013). Pengaruh Holding Time Pada Proses Age Hardening Terhadap Kekerasan Komposit Al-Cu Yang Diperkuat Serbuk Fly Ash. Jurnal Teknik Mesin S-1, Vol. 1, No. 1. https://ejournal3.undip.ac.id/index.php/jtm/article/view/5563
- Iman Saefuloh, Agus Pramono , Willy Jamaludin, Imron Rosyadi1, Haryadi. (2018). Studi Karakterisasi Sifat Mekanik Dan Struktur Mikro Material Piston Alumunium-Silikon Alloy. Jurnal Teknik Mesin Untirta Vol. IV, No. 2. https://jurnal.untirta.ac.id/index.php/jwl/article/download/4010/2844
Perbandingan Kelima Jurnal tentang logam non besi adalah :
Pada jurnal Prabudiyanto, Topan, Sudarman diatas membahas penggunaan aluminium adc 12 pada pembuatan crankcase mesin rumput agar lebih kuat, jurnal Talango, Novriyanti, Kusno Kamil & Muhammad Balfas membahas tentang Uji lelah dilakukan pada material non ferro Aluminium tanpa mendapatkan perlakuan panas, jurnal Maftuh Murtiyoso, Kiryanto, Sarjito Jokosisworo bertujuan untuk mengetahui sifat mekanis dan komposisi aluminium paduan limbah dryer AC, Pada jurnal M. Faizin Alamsyah, Sulardjaka proses age hardening pada aluminium dengan campuran komposit Al-Cu-fly ash dengankomposisi 5%, 10% dan 15% dilakukan aging dengan variasi holding time 1 jam, 2 jam dan 4 jam. Dimana pembuatan komposit tersebut diperoleh dengan cara pengecoran stir cast sedangkan pada jurnal ke lima Iman Saefuloh, Agus Pramono , Willy Jamaludin, Imron Rosyadi1, Haryadi limbah sepaturem tromol yang di daur ulang (remelting) menjadi piston Honda Vario 110 0C dengan
penambahan ADC 12 dilebur dengan proses penuangan gravitasi pada suhu penuangan 700 0C.
Kesimpulan :
Logam non ferro atau logam bukan besi adalah logam yang tidak mengandung unsur besi (Fe). Logam non ferro murni kebanyakan tidak digunakan begitu saja tanpa dipadukan dengan logam lain sehingga banyak digunakan untuk kebutuhan pembuatan permesinan kerena tahan terhadap korosi dan pada jurnal diatas logam non besi dicampur dengan material lain agar kualitasnya kuat. karena biasanya sifat-sifatnya belum memenuhi syarat yang diinginkan, Logam bukan besi tidak ditemukan sebagai logam murni di alam bebas. Biasanya terikat sebagai oksida dengan kotoran-kotoran membentuk bijih-bijih. Pengolahan bijih logam bukan besi mengikuti beberapa tahap, yaitu tahap penghalusan mineral, tahap pencucian, tahap pemisahan antara logam dan kotoran, dan tahap peleburan.Kebanyakan logam bukan besi tahan terhadap korosi (air atau kelembaban).Magnesium tahan terhadap korosi dalam lingkungan udara biasa akan tetapi dalam air laut ketahanan korosinya dibawah baja biasa. Secara umum dapat dikatakan, bahwa makin berat suatu logam bukan besi, maka makin baik daya tahan nya terhadap korosi dan salah satu sifat atau ciri khas logam bukan besi adalah: berat jenisnya
