Senin, 15 Agustus 2011

ALLUMUNIUM ALLOY

ALLUMUNIUM ALLOY

Alumunium merupakan salah satu logam non ferrous. Dalam sector perindustrian, alumunium dikembangkan dengan begitu pesat. Dan dapat diolah menjadi berbagai macam produk dengan lebih ekonomis. Alumunium merupakan logam ringan dengan berat jenis 2.643 g/cm3 dan titik cairnya 660oC.

Bauksit adalah salah satu sumber alumunium, dan banyak terdapat didaerah Bintan dan Kalimantan. Bauksit dapat diolah dengan proses bayer untuk mendapatkan alumina yang selanjutnya diolah kembali untuk mendapatkan alumunium. Untuk menghasilkan 500kg alumunium diperlukan 550kg bauksit, 450kg NaOH, 31.5 ton H2O dan 7.5 ton uap. Bauksit dapat juga diolah menggunakan proses elektrolisa. Untuk 1kg alumunium diperlukan 4kg bauksit, 0.6kg karbon, dan criolit.

Sifat – sifat umum dari alumunium antara lain :

- Berat jenis rendah

- Konduktor listrik yang baik

- Tahan korosi

- Mudah dituang

Beberapa jenis alumunium alloy :

- Wrough Alloy

Alumunium wrought alloy terdiri dari 2 macam yaitu alumunium wrought alloy yang bisa diheatreatment dan alumunium wrought alloy yang tidak bisa ditempa.

- Casting Alloy

Alumunium casting alloy terdiri dari aluminium die casting dan alumunium permanent casting

Beberapa macam aluminium alloy ditinjau dari bahan campurannya, antara lain :

- Magnal ( terdiri dari campuran alumunium dan magnesium )

- Manal ( terdiri dari campuran alumunium dan mangan )

- Siluminal ( terdiri dari campuran alumunium, tembaga dan silicon )

- Duraluminium ( terdiri dari campuran alumunium, tembaga, mangan dan magnesium )

Menurut HES ( Honda Engineering Standart ) terdapat alumunium alloy dengan type HD2 G2. HD2 G2 adalah alunium alloy yang dipergunakan dalam proses die casting.

HD2 G2 adalah material alumunium alloy yang kuat, dan tahan benturan. Standar komposisinya adalah :

- Silicon ( Si ) maximal 8.5 - 11%

- Besi ( Fe ) maximal 0.85 %

- Mangan ( Mn ) maximal 0.3%

- Magnesium ( Mg ) maximal 0.25%

- Nikel ( Ni ) maximal 0.3%

- Seng ( Zn ) maximal 1%

- Tembaga ( Cu ) 1 – 2.5%

Pengaruh – pengaruh elemen / campuran dalam alumunium alloy :

1. Silicon ( Si )

Keuntungan :

a. memudahkan proses flow dan casting

b. memudahkan proses welding

c. memperkecil daya lentur

d. mencegah perubahan suhu yang terlalu cepat

Kerugian :

a. sulit untuk proses pemotongan

b. daya rekat jelek

2. Tembaga ( Cu )

Keuntungan :

a. menambah kekuatan

b. memudahkan proses pemotongan

Kerugian :

a. mudah patah

3. Magnesium ( Mg )

Keuntungan :

a. menambahkan kekuatan dan daya lentur

b. memudahkan proses pemotongan

c. efektif untuk proses rekristalisasi

Kerugian :

a. menurukan daya rekat

b. mudah patah

c. menimbulkan pin hole

d. menimbulkan hard spot

4. Besi ( Fe )

Keuntungan :

a. mencegah part menempel pada dies

Kerugian :

a. menurunkan kualitas mekanis

b. menimbulkan hard spot

5. Seng ( Zn )

Keuntungan :

a. memudahkan proses casting

b. menaikkan kemampuan mekanis

Kerugian :

a. menurunkan daya gigitan

b. menurunkan daya rekat

c. mudah retak

6. Mangan ( Mn )

Keuntungan :

a. tahan temperature tinggi

b. memperkecil kerusakan akibat Fe

Kerugian :

a. daya serap panas berkurang

b. menimbulkan hard spot

7. Nikel ( Ni )

Keuntungan :

a. tahan temperature tinggi

b. menurunkan jumlah kerusakan Fe

Kerugian :

a. melemahkan daya gigitan

8. Timah Putih ( Sn )

Keuntungan :

a. mudah dipotong

b. mudah dingin

Kerugian :

a. tidak tahan panas

Alumunium HD2 G2 biasanya digunakan untuk pembuatan spare part dari komponen otomotif yang membutuhkan kekuatan dan tidak membutuhkan keuletan. Produk – produk yang terbuat dari HD2 G2 diantaranya :

a. Cover Crank Case R /L

b. Cover Comp Cylinder Head

c. Bottom Metal

Flow proses dari pembuatan produk tersebut adalah :

a. Penerimaan Material

b. Penyimpanan Material

c. Proses Melting ( Peleburan )

d. Pouring and Supply

e. Casting Injection

f. Proses Finishing

g. Proses Machining

h. Penyimpanan ( Finish Good )

i. Delivery

A. Penerimaan Material

Material yang diterima adalah alumunium ingot batangan. Dimana pada saat penerimaan akan diserahkan juga Mill Sheet ( hasil pengecekan bahan yang dilakukan oleh subcont ). Setelah diterima alumunium ingot batangan akan dipotong guna untuk dilakukan pengecekan bahan kembali. Pemotongan dilakukan secara acak pada setiap satu lot ingot.

Pengecekan menggunakan mesin spectrometer, yang akan diperoleh hasilnya dalam bentuk print out tentang kadar kandungan bahan tersebut diantaranya kadar kandungan alumunium, silicon, seng, besi, magnesium, mangan, tembaga, timah hitam dan timah putih.

B. Penyimpanan Material

Setelah alumunium ingot batangan dicek dan hasilnya sesuai dengan standar, maka alumunium ingot tersebut disimpan dalam gudang bahan baku dan ditempatkan menurut jenisnya dan diberi label.

C. Proses Melting ( Peleburan )

Proses peleburan ini menggunakan dapur furnace dengan bahan baker gas. Pada saat peleburan tidak menggunakan alumunium ingot seluruhnya. Akan tetapi mengunakan perbandingan antara alumunium ingot dan scrap. Perbandingannya yaitu 60% untuk alumunium ingot dan 40% untuk scrap. Yang dimaksud dengan scrap adalah produk NG dan runner dari hasil proses die casting injection.

Alumunium ingot dilebur hingga suhu 720 0C, penunjukan skala temperature menggunakan thermocouple. Pada saat alumunium sudah mencair danmencapai suhu 7200C ± 100C dilakukan proses fluxing. Proses fluxing adalah proses pembersihan kotoran yang terdapat dalam alumunium cair, dan berguna juga untuk mengangkat udara / turbulence yang terjebak didalamnya. Flux hanya digunakan sebanyak 0.2% - 0.4% dari berat aluminum cairnya. Kemudian didiamkan terlebih dahulu selama minimal 5 - 10 menit.

Pada saat proses peleburan yang terlalu panas / terlalu lama kadar magnesiumnya akan berkurang. Dikarenakan magnesium dapat terbakar pada suhu tinggi. Oleh karena itu sebelum alumunium cair dikirim ke mesin die casting dicek terlebih dahulu kadar kandungan bahannya kembali dalam bentuk test piece.

Jika kadar kandungan magnesium berkurang maka ditambahkan magnesium murni kedalam alumunium cair dan dilakukan pengecekan kembali.

D. Pouring and Supply

Alumunium cair didistribusikan ke mesin die casting menggunakan ladle transport. Ladle transport adalah sebuah crucible kecil dengan kapasitas 100kg, yang dapat diangkat dengan forklift pada saat pendistribusian. Untuk menjaga agar suhu alumunium cair tidak turun secara drastis saat distribusikan, maka ladle transport dipanaskan terlebih dahulu selama minimal 15 menit menggunakan burner.

Dari ladle transport alumunium cair dimasukkan kedalam holding funace. Dalam holding furnace alumunium cair distabilkan panasnya pada suhu pencetakan, yaitu pada suhu 6800C ± 100C. Pada ini alumunium cair akan terlihat putih kemerahan. Sedangkan suhu pada proses melting 7200C ± 100C dikarenakan pada saat pendristribusikan suhu alumunium cair akan mengalami penurunan.

E. Casting Injection

Proses pencetakan menggunakan mesin die casting dan menggunakan mould / dies yang terbuat dari baja carbon yang mengalami proses hardening dengan HRC 55 ± 2 dan selanjutnya mengalami proses nitriding jika dimensi part yang dihasilkan sudah sesuai dengan gambar produk. Dalam pembuatan dimensi dies dibuat lebih besar dari gambar produknya, karena akan ada perubahan ukuran.

Bagian – bagian dari mould diantaranya adalah :

1. Central cooling, yang berguna untuk masuknya air pendingin dan tempat pencabangan pendingin dies

2. Mould Base, tempat dipasangnya cavity dies

3. Over Flow, dibuat untuk mencegah terjadinya keropos pada part dan tempat pembuangan kotoran alumunium

4. Cavity Move, tempat adanya profil part yang terbuka saat proses injection

5. Pin Ejector, pin pendorong part saat proses injection

6. Runner Gate, jalan masuknya alumunium saat proses injection menuju profil part

7. Sprue Bush, jalan masuknya alumunium saat proses injection menuju runner gate

8. Cavity Fix, tempat adanya profil part yang tidak bergerak saat proses injection

Dalam proses casting injection digunakan beberapa alat keselamatan kerja, diantaranya adalah masker, cooton gloves, helmt, safety shoes, baju safety, dll. Untuk menghasilkan produk yang sesuai dengan permintaan customer ada beberapa parameter / setingan mesin yang harus diperhatikan diantaranya adalah low speed, hight speed, intensifier, fast start, die open, acc pressure, dan biscuit size. Low speed merupakan pengaturan kecepatan saat piston bergerak pada rongga plunger sleeve untuk mengumpulkan alumunium cair. Agar tidak terjadi turbulence / udara terjebak kecepatan gerak piston tidak boleh lebih dari 0.5 m/s. Hight speed merupakan pengaturan kecepatan piston pada saat bergerak dengan cepat, agar alumunium cair dapat didistribusikan pada setiap rongga dies tanpa terjadi pembekuan sepanjang fast start yang telah ditentukan. Hight speed tidak boleh terlalu tinggi karena mempercepat timbulnya crack pada dies. Die open adalah parameter waktu untuk proses membukanya dies,tapi dies tidak boleh terlalu cepat dibuka karena produk akan rusak pada saat didorong oleh pin ejector dan dies tidak boleh dibuka terlalu lama karena produk akan mengecil dengan extreme. Mengecilnya dimensi produk dikarenakan turunnya suhu dan part akan susah didorong keluar oleh pin ejector dan bahkan part menempel pada dies.

Visual produk hasil casting injection tidak boleh over heating, cold shot, flow line, under cut , crack, kropos dll. Over heating adalah visual permukaan produk yang mengkilap pada beberapa sisi saja, yang ditimbulkan karena pendingnan dies yang kurang sempurna. Cold shot adalah visual permukaan produk yang profilnya belum terbentuk dengan sempurna, yang disebabkan karena suhu dies yang belum panas atau turunnya suhu alumunium cair pada holding furnace. Sedangkan crack adalah timbulnya retakan pada produk yang biasa disebabkan karena umur dies yang sudah habis atau karena ada kesalahan dalam proses casting injection. Keropos adalah rongga-rongga kecil pada dalam part, yang dapat dilihat menggunakan colour check.

Untuk dimensi produk casting yang dinyatakan OK dibagi dalam dua bagian, yaitu dimensi yang langsung terbentuk dari proses casting injection dan dimensi yang akan mengalami proses finishing atau machining.

E. Proses Finishing

Proses finishing menggunakan beberapa alat dan mesin pembantu diantaranya adalah kikir, mesin buffing, mesin belt sander. Proses finishing adalah proses menghilangkan burry dan perbaikan visual permukaan produk.

Proses finishing terdiri dari proses burrytory, belt sander, buffing, wire brush.

- Proses burrytory adalah pembersihan burry pada

permukaan atau sekeliling part yang akan mengganggu

pada proses selanjutnya.

- Proses belt sander adalah proses menghilangkan runner gate dan burry yang tidak bisa dihilangkan pada proses sebelumnya

-

- Proses wire brush adalah proses menghilangkan cacat proses injection yaitu flow line, cold shoot, under cut dll



- Proses buffing adalah proses menghilangkan cacat proses injection yang tidak dapat hilang dengan proses wire brush, dan hanya bisa untuk permukaan yang lebar saja





- Proses rotery adalah proses menghilangkan cacat proses injection yang tidak dapat hilang dengan proses wire brush, dan dilakuakn pada profil-profil yang tidak terjangkau oleh proses buffing

F. Proses Machining

Produk yang telah selesai pada proses finishing dilanjutkan pada proses machining. Proses tersebut adalah proses pengeboran, pengetapan, pemotongan. Mesin yang dipakai mulai mesin manual hingga mesin auto yang menggunakan kode-kode masukan yang sudah komputerisasi. Sedangkan alat proses lainnya adalah bor, reamer, tap dll.

Produk yang dinyatakan OK adalah produk yang dimensinya sudah sesuai dengan gambar partnya. Untuk proses machining dapat dikatakan layak untuk produksi jika standar Cp Cpk telah tercapai. Pengecekan dimensi menggunakan vernier caliper, micrometer, hole test, coordinate measuring machine, counter result machine dll. Ada juga yang menggunakan inspection jig, agar operator dapat lebih mudah melakukan proses pengecekan produk saat produksi. Untuk produk-produk yang termasuk dalam safety part akan dilakukan tes strength dengan menggunakan mesin strength. Tes strength adalah pengecekan part untuk tahan tarik ataupun tahan tekan. Pengetesan ada yang ditujukan untuk pengetesan kekuatan profil part atau pengetesan kekuatan hasil proses machining. Contoh pengetesan untuk kekuatan profil part adalah pada pengetesan handle lever part tidak boleh patah pada saat ditekan 65 kgf dan part tidak boleh mengalami perubahan bentuk / bengkok saat ditekan dengan kekuatan 26 Kgf. Dikarenakan untuk produk handle lever tidak boleh patah pada saat dipakai walaupun terjadi kecelakaan. Dan contoh pengetesan untuk hasil proses machining adalah pengetesan kekuatan ulir.

Untuk part – part yang langsung berhubungan dengan benda cair seperti halnya oli diadakan pengecekan kebocoran menggunakan leak tester.

Mesin leak tester menggunakan cosmo. Cosmo adalah sensor kebocoran yang menggunakan angin. Part terlebih dulu diclamp, yang selanjutnya angin ditembakan masuk kedalam part. Setelah dibalancing beberapa saat, tekanan angin dan volume angin yang telah dimasukkan dicek ulang kembali. Jika pengurangan tekanan dan volume tidak sesuai standar maka part dinyatakan NG bocor.

G. Penyimpanan ( Finish Good )

Part yang sudah dinyatakan OK oleh quality disimpan pada gudang finish good dengan ditempatkan pada box / carrier yang sudah ditentukan dan tertata rapi.

Agar part tidak lecet saat penyimpanan dalam box / carrier, box / carrier harus dibalut dengan dengan bahan yang lunak. Misalnya busa, selang karet, plastic dll.

Keluar masuk produk pada gudang penyimpanan menggunakan system FIFO, yang pertama masuk adalah yang pertama dikirim kecustomer. Agar produk dapat tersimpan dengan baik jika perlu box yang sudah terisi penuh oleh produk dibugkus menggunakan plastic scrapping.

H. Delivery

Produk dikirim kecustomer berdasarkan purchase order yang telah diterima.

Produk – produk yang dihasilkan biasanya dipakai untuk spare part otomotif, diantaranya :

1. Pemegang shock braker

2. Cover crank case R digunakan untuk sirkulasi oli dan penutup gear motor

yang tidak boleh ada kebocoran.

3. Cover crank case L digunakan untuk tempat dudukan kumparan motor.

1 komentar: