-, Aminnudin (2018) Karakteristik Sifat Mekanik Aluminium Hasil Proses Equal Channel Angular Pressing - Semi Solid Forming,. Doctor thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Proses semi solid forming (SSF) menghasilkan benda kerja yang hanya memerlukan sedikit proses finising dan dapat dipergunakan untuk memproses benda kerja yang bentuknya rumit. Proses SSF memerlukan logam dengan bentuk butir globular. Salah satu cara untuk memperoleh butir logam dengan bentuk globular adalah dengan memanaskan logam yang telah mengalami proses Equal Channel Angular Pressing (ECAP). Proses ECAP selain untuk memperoleh bentuk butir globular juga dapat meningkatkan sifat mekanik logam. Pada penelitian ini logam yang digunakan adalah Aluminium paduan seri 5052 (paduan AI-Mg). Untuk memperoleh ukuran butir yang homogen dilakukan dengan proses modeling 2D dengan software Msc.marc. Pemodelan 2D menggunakan desain operasional sesuai dengan metode Taguchi.. Pemodelan 3D dilakukan dengan menggunakan sofware Ansys. Analysis dengan metode Taguchi pada pemodelan 2D diperoleh parameter:cetakan sudut channel 105, radius fillet dalam 0 mm, radius fillet dalam 5 mmm dan gesekan 0,025 merupakan cetakan ECAP yang menghasilkan alumnium dngan ukuran butir paling homogen. Sedangkan pemodelan 3D menunjukkan proses ECAP dengan geomtri cetakan dan gesekan 0,05 menghasilkan regangan yag paling homogen pada aluminium, hal ini dapat dilihat dari hilangnya corner gap pada proses ECAP dengan gesekan 0,05. Proses ECAP dilakukan dengan mesin press hydrolik dengan tekanan maksimum 10 ton, proses dilakukan pad a temperatur kamar. Pelumas yang digunakan adalah pelumas padat (MoS2). Aluminiun yang digunakan ukuran 10 x 10 mm dan panjang 40 mm. Sebelum proses ECAP aluminium permukaanya di gosok dengan kertas gosok dengan mesh 400. Kekerasan aluminium hasil proses ECAP diukur pada potongan melintang aluminium, kekerasan paling tinggi terjadi pada bagian tengah disusul pada sisi dalam dan sisi luar cetakan, hal ini sesuai dengan hasil pengukuran regangan isi dengan menggunakan data X-RD. Ukuran butir aluminium setelah proses ECAP 142 IJm sedangan sebelum proses ECAP 156 IJm. Hal ini menunjukkan proses ECAP memperkecil ukuran butir, karena proses ECAP yang dilakukan hanya satu langkah maka perbedaan ukuran butir tidak terlalu banyak, tetapi kenaikan kekerasan yang terjadi cukup besar. Proses Semi Solid Forming dilakukan pada aluminium yang dipanaskan pada temperatur pemanasan 650 oc selama 20 menit dan temperatur cetakan 150 °C. Kekerasan aluminium hasil proses semisolid forming 55,15 HR-H, kekuatan tarik 298,6 MPa. Lebih tinggi dibandingkan dengan aluminium annealing. Ukuran butir aluminium setelah hasil proses semi solid forming adalah 116 ~m sedangkan aluminium setelah annealing adalah 220 ~m . Kekerasan aluminium hasil SSF lebih rendah dari pada aluminium hasil proses ECAP, hal ini terjadi karena energi yang diperoleh dari proses ECAP dipergunakan untuk proses rekristalisasi sehingga kekerasannya menurun, tetapi dengan adanya proses rekristalisasi ukuran butir aluminium menjadi lebih kecil. Tanpa adanya energi dalam yang diperoleh dari proses ECAP proses pengecilan ukuran butir dan perubahan bentuk butir menjadi globular tidak akan terjadi sehingga aluminium tidak dapat diproses dengan proses semi solid forming.
English Abstract
Semi Solid forming process (SSF) produce near net size work piece and can be used to produce complicated work-piece. Semi solid forming process require metals with globular grain. One of the method of to achieve grains with globular shapes is heating the aluminium after processed Equal Channel Angular Pressing (ECAP). ECAP can be used improve the mechanical properties of metal. In this study, the metal used is Aluminum alloy series 5052 (AI-Mg alloy). To obtain a homogeneous grain size, 2D modelling is done by using Msc.marc software. The DOE of 2D modelling used Taguchi methode. and 3D modeling is done by using Ansys software. Analysis of 2D modeling with Taguchi methodes resulted an ECAP dies parameter for producing most homogen grain size are,th dies paramters are: channel angl 105, inner fillet radius 0 mm, outer fillet radius 5 mm and friction 0,025. Forrn 3D modeling shows the ECAP process with mold geometry and friction value 0.05 resulted the most homogeneous strain on aluminum, it can be seen from the corner gap, the ECAP process with 0.05 friction does not resulting corner gap. ECAP process was done by hydraulic press machine with maximum pressure 10 ton, the process done at room temperature. The lubricant used is solid lubricant (MoS2). Aluminiun used size 10 x 10 mm and length 40 mm. Before the ECAP process surface aluminum is rubbed with a rubbing paper with 400 mesh. The 2D modeling of ECAP shows that ECAP dies with geometri in 0 mm, 5 mm outer fillets and 1 as· channel angles. The highest hardness of aluminum from ECAP process occurs in the middle part followed by the inner and outer side of the mold, this is in accordance with the result of the measurement of the lattice strain using X-RD data. The grain size of aluminium after ECAP process is142 ~m and before ECAP process is 156 ~m. The hardness of aluminum from the ECAP process is measured on the aluminum cross-section, the highest hardness occurring at the center is followed on the inner side and the outer side of the mold, this is consistent with the resultant strain measurements using X-RD data. The size of aluminum grain after ECAP process 142 ~m before the ECAP 156 ~m process. This shows that the ECAP process reduces the size of the grain since the ECAP process is only one step, the difference in grain size is not too much, but the increase in hardness is quite large. The semi-solid Forming process was used heated aluminum at a heating temperature of 650 oc for 20 minutes and mold temperature 150 oc. The SSF process was done using pneumatic press machine . Aluminum hardness result of semisolid forming process 55,15 HR-H, tensile strength 298,6 MPa. Higher than aluminum annealing. The size of aluminum grain after the semi-solid forming process is 116 1-1m while the aluminum after annealing is 220 IJm. The aluminum hardness of SSF results is lower than that of the ECAP process, as the energy obtained from the ECAP process is used for the recrystallization process so that the hardness decreases, but with the recrystallization process, the aluminum grain size becomes smaller. In the absence of internal energy obtained from the ECAP process, the grain size reduction process and grain shape changes to globular will not occur so that aluminum cannot be processed by the semi-solid forming process.
| Item Type: | Thesis (Doctor) |
|---|---|
| Identification Number: | DIS/661.067 3/AMI/k/2018/061802424 |
| Uncontrolled Keywords: | ALUMINIUM ALLOYS, METAL- WORK, ALUMINIUM FORMING |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 661 Technology of industrial chemicals > 661.067 3 Aluminum (chemical engineering) |
| Divisions: | S2/S3 > Doktor Teknik Mesin, Fakultas Teknik |
| Depositing User: | Nur Cholis |
| Date Deposited: | 18 Mar 2019 02:46 |
| Last Modified: | 22 Oct 2021 06:15 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/165430 |
Preview |
Text
AMINNUDIN.pdf Download (94MB) | Preview |
Actions (login required)
 |
View Item |