ANALISA PERMUKAAN MATERIAL ALUMINIUM PADUAN (AlSiCu) HASIL NITRIDASI ION
), Tjipto Sujitno(2), Taufik Taufik(3),
(1) Badan Tenaga Nuklir Nasional
(2)
(3)
Corresponding Author
Abstract
ABSTRAK
ANALISA PERMUKAAN MATERIAL ALUMINIUM PADUAN (AlSiCu) HASIL NITRIDASI ION. Paduan aluminium (AlSiCu) merupakan material yang banyak digunakan untuk komponen mesin misalnya piston dan pully karena ringan dengan kekuatan spesifiknya yang tinggi. Kelemahan utama dari paduan ini adalah kekerasan dan kehandalan aus yang rendah. Untuk mengatasi masalah tersebut dilakukan perlakuan permukaan dengan teknik nitridasi ion untuk meningkatkan kekerasan permukaan maupun kehandalan ausnya. Proses nitridasi ion ini dilakukan dengan berbagai variasi parameter meliputi: lamanya proses, tekanan dan temperatur. Untuk mengetahui hasil proses nitridasi dilakukan analisa struktur mikro dan komposisi unsur, uji keras maupun uji aus baik untuk sampel awal maupun yang telah di nitridasi. Dari hasil pengujian diperoleh bahwa kondisi optimum dari parameter proses dicapai pada lamanya proses 3 jam, tekanan 1,2 mbar dan temperatur 150 °C. Berdasarkan analisa struktur mikro dan unsur untuk hasil nitridasi pada kondisi optimun diperoleh perubahan struktur permukaan akibat terbentuknya senyawa AlN dan Al2O3 dan terdeksi kandungan unsur nitrogen serta oksigen masing masing sebesar 3.95 %/berat dan 29.93%/berat. Untuk uji keras dan aus diperoleh kekerasan permukaan meningkat dari 60,24 VHN untuk material awal menjadi 120,88 V setelan dinitridasi yaitu 2,01 kalinya, keausan turun (ketahan aus meningkat) dari 4,1 × 10-5 mm2/kg menjadi 3 × 10-6 mm2/kg atau terjadi peningkatan ketahan aus sebesar 13.67 kalinya. Dari data tersebut dapat disimpulkan bahwa peningkatan kekerasan maupun ketahanan aus kemungkinan besar disebabkan oleh terbentuknya senyawa AlN maupun Al2O3. Dari data tersebut juga dapat disimpulkan bahwa dengan meningkatnya kekerasan maupun ketahan aus maka umur pemakaiaan komponen juga meningkat (umur pemakaian lebih lama)Keywords
References
DAFTAR PUSTAKA
“Aluminium alloy mechanical properties and applications.” [Online]. Available: http://www.constellium.com/technology-center/aluminium-alloy-properties. [Accessed: 15-Jul-2015].
T. Tech, “Aluminium alloys,” (1996).
C.-Y. Jeong, “Effect of alloying elements on high temperature mechanical properties for piston alloy,” Mater. Trans., vol. 53, no. 1 (2012): pp. 234–239.
“Hypereutectic piston - Wikipedia, the free encyclopedia.” [Online]. Available: http://en.wikipedia.org/wiki/Hypereutectic_piston. [Accessed: 14-Sep-2015].
“Applications – Power train – Pistons 1 Pistons,” (2011).
T. Aizawa, S. Muraishi, and Y. Sugita, “High density plasma nitriding of Al-Cu alloys for automotive parts,” J. Phys. Sci. Appl., vol. 4, no. 4 (2014): pp. 255–261.
A. Humbertjean and T. Beck, “Effect of the casting process on microstructure and lifetime of the Al-piston-alloy AlSi12Cu4Ni3 under thermo-mechanical fatigue with superimposed high-cycle fatigue loading,” Int. J. Fatigue, vol. 53 (2013): pp. 67–74.
X. Huang, C. Liu, X. Lv, G. Liu, and F. Li, “Aluminum alloy pistons reinforced with SiC fabricated by centrifugal casting,” J. Mater. Process. Technol., vol. 211, no. 9 (2011): pp. 1540–1546.
Suprapto, Saminto, E. Priyono, and T. Sujitno, “Kinerja perangkat nitridasi plasma/ion bejana ganda untuk perlakuan permukaan bahan logam,” in Presentasi dan pertemuan Ilmiah Teknologi Akselerator dan Aplikasinya, Yogyakarta, (2013), pp. 45–52.
T. Ebisawa and R. Saikudo, “Formation of aluminum nitride on aluminum surfaces by ECR nitrogen plasmas,” Surf. Coatings Technol., vol. 86–87, no. PART 2 (1996): pp. 622–627.
M. Shahien, M. Yamada, T. Yasui, and M. Fukumoto, “Synthesis of cubic aluminum nitride coating from Al2O3 powder in reactive plasma spray process,” Int. J. Mod. Phys. Conf. Ser., vol. 06, no. 2 (2013): pp. 546–551.
M. Hassan, A. Qayyum, S. Ahmad, S. Naseer, N. A. D. Khattak, and Z. Muhammad, “Structural and mechanical properties of radiofrequency Ar-N2 plasma nitrided aluminium,” Mater. Res., vol. 18, no. 2 (2015): pp. 353–359.
C. C. Chen, C. Y. Chen, H. W. Yang, Y. K. Kuo, and J. S. Lin, “Phase equilibrium in carbothermal reduction Al2O3 → AlN studied by thermodynamic calculations,” Atlas J. Mater. Sci., vol. 1, no. 2 (2014): pp. 30–37.
G. Jeong, J. Park, S. Nam, S.-E. Shin, J. Shin, D. Bae, and H. Choi, “The effect of grain size on the mechanical properties of aluminum,” Arch. Metall. Mater., vol. 60, no. 2 (2015): pp. 16–20.
O. A. Hilders, N. Zambrano, and R. Caballero, “Microstructure, strength, and fracture topography relations in AISI 316L stainless steel, as Seen through a Fractal Approach and the Hall-Petch Law,” Int. J. Met., (2015): p. 10.
M. S. Shah, U. Ikhlaq, and S. Saleem, “Nitriding of titanium using capacitively coupled ac plasma,” CODEN JNSMAC, vol. 52, (2012): pp. 31–46.
Suprapto, T. Sujitno, and A. W. Valantova, “Pengaruh nitridasi ion terhadap kekerasan, keausan dan laju korosi pada baja st 60 dan baja beton dalam media air laut,” in Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Teknologi Akselerator dan Aplikasinya, Yogyakarta, (2014): pp. 46–55.
DOI: 10.17146/gnd.2016.19.2.2999
Copyright (c) 2018 GANENDRA Majalah IPTEK Nuklir
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
.png)
