Transcript Nama : Nurul Hidayat NPM : 20406545

Nama
: Nurul Hidayat
NPM
: 20406545
Jurusan
:Teknik Mesin
Pembimbing : Prof. Dr. Syahbuddin
KETAHANAN AUS
KAMPAS REM TOYOTA
KIJANG SETELAH PROSES
ADUKAN GESEK
PENDAHULUAN


Kampas rem merupakan salah satu
komponen kendaraan bermotor yang
berfungsi untuk memperlambat atau
menghentikan laju kendaraan khususnya
kendaraan darat.
Sistem rem yang baik adalah sistem rem
yang jika dilakukan pengereman baik
dalam kondisi apapun pengemudi tetap
dapat mengendalikan arah dari laju
kendaraannya.
PERMASALAHAN

Ruang lingkup permasalahan ini terfokus
pada specimen kampas rem Toyota Kijang,
yang kemudian dilakukan 3 proses
pengujian yaitu uji struktur mikro, uji
kekerasaan material dan uji keausannya.
PEMBATASAN MASALAH



Pengujian metalografi.
Pengujian kekerasan dengan cara rockwell.
Pengujian tribologi sebelum dan sesudah
dilakukan proses adukan gesek (friction stir).
LANDASAN TEORI
Kampas Rem

Pada dasarnya kampas rem digunakan untuk
mengkonfersi energi kinetik dari kendaraan
menjadi energi panas. Hal tersebut sering
disebut dengan istilah pengereman. Selama
pengereman, energi panas yang pertama
ditanggung oleh dua permukaan kontak dari
rem yaitu break disk (piringan cakram) dan
break pad (kampas rem), dan kemudian
ditransfer ke komponen penghubung rem
seperti kaliper rem serta komponen yang ada
disekitarnya.
Komposisi Kampas Rem



Serat penguat (Reinforcing Fibres )
Penggunaan serat penguat dimaksudkan untuk
memberikan kekuatan mekanik pada kampas
rem.
Pengikat (Binders)
Tujuan dari penggunaan pengikat adalah untuk
menjaga keutuhan strukur bantalan rem dari
tekanan panas.
Pengisi (Fillers)
Pengisi dalam kampas rem bertujuan untuk
meningatan hasil pengereman yang baik.


Asbes merupakan mineral berbentuk serat
halus yang terjadi secara alamiah. Asbes
merupakan bahan tambang yang memiliki sifat
khas, yaitu: kuat, tahan terhadap bahan kimia,
dan dapat bertahan terhadap suhu tinggi.
Secara umum asbes merupakan jenis bahan
yang sangat ringan, tahan api serta kedap air.
Tembaga (Cu) membentuk larutan padat
dengan unsur-unsur logam lain dalam daerah
yang luas dan dipergunakan untuk berbagai
keperluan. Secara industri sebagian besar
penggunaan tembaga dipakai sebagai kawat
atau bahan untuk penukar panas dalam
memanfaatkan hantaran listrik dan panasnya
yang baik.


Resin fenol merupakan salah satu bahan yang
banyak digunakan industri. Resin sintetik ini
memiliki sifat bahan yang keras, kuat memiliki
daya tahan panas dan air yang baik. Resin fenol
merupakan jenis polimer yang terbentuk dari
reaksi
kondensasi
antara
fenol
dan
formaldehida.
Barium sulfat adalah senyawa organik dengan
rumus kimia Baso4. Barium sulfat merupakan
kristal putih solid yang terkenal tidak larut dalam
air.
Tribologi

Tribologi berasal dari kata tribos (bahasa
Yunani) yang berarti rubbing, dan logy atau
logia artinya study. Jadi tribologi adalah
study tentang interaksi atau
rubbing
(gesekan) dari permukaan yang saling
bergerak.
Proses Aduan Gesek


Adukan gesekan adalah teknik pengolahan
yang muncul berdasarkan prinsip-prinsip
pengelasan adukan gesekan.
Konsep dasar dari proses adukan gesekan
sangat sederhana yaitu dengan sebuah
perkakas gesek yang berputar dengan pin dan
bahu dimasukkan ke dalam material, dan
melintasi sepanjang material yang akan
dilakukan adukan gesek sehingga terjadi
pemanasan terlokalisir yang dihasilkan oleh
gesekan antara alat dan benda kerja.
BAHAN DAN PERCOBAAN
Diagram Alir Penelitian :
Mulai
Studi Literatur
Material Kampas Rem
Uji Metalografi
Uji Kekerasan rockwell
Friction Stir Proces
Uji Tribologi
Data
Analisa
Kesimpulan
Selesai
Bahan Pengujian

Bahan pengujian yang dipakai yaitu
kampas rem jenis Toyota kijang original
dan imitasi. Dimana kampas rem yang
akan diuji menggunakan bahan material
berupa serat penguat, bahan pengikat dan
pengisi.
a. Kampas rem original
b. Kampas rem imitasi
Proses Adukan Gesek
Alat yang digunakan:
1. Mesin frais milling
2. Holder
3. Perkakas gesek
Uji Metalografi
Diagram Alir Uji Metalografi :
Mulai
Pemotongan Material Kampas Rem
Mounting
Pengamplasan
Pemolesan
Pengetsaaan
Analisa Struktur Mikro
Selesai
Uji Metalografi



Pemotongan
Dilakukan pemotongan karena pengujian
struktur mikro tidak membutuhkan dimensi
sampel besar.
Mounting
Penggunaan
mounting
bertujuan
untuk
memudahkan pemegangan untuk dilakukan
pengamplasan.
Pengamplasan
Pengamplasan dilakukan dengan amplas yang
paling kasar sampai paling halus.
Uji Metalografi



Pemolesan
Pemolesan dilakukan dengan menggunakan
autosol diatas kain poles.
Pengetsaan
Sampel dietsa dengan menggunakan zat etsa
berupa Nital dengan waktu 10 detik.
Analisa
Selanjutnya
sampel
diamati
dibawah
mikroskop optis dengan pembesaran 50 kali.
Uji Kekerasan
Diagram Alir Uji Kekerasan :
Mulai
Pengambilan Sampel
Pengamplasan
(grinding)
Pengujian
Pengambilan data
Selesai
Uji Kekerasan



Pengambilan sampel
Dilakukan dengan memotong kampas rem
dengan dimensi yang tidak terlalu besar
menggunakan gergaji potong.
Pengamplasan
Pengamplasan bertujuan untuk meratakan
permukaan hasil pemotongan sampel.
Pengujian
Pengujian dilakukan menggunakan skala
kekerasan F, dengan beban 60 kp dan
menggunakan indentor steel ball Ø 1/16”.
Uji Keausan
Diagram Alir Uji Tibologi :
Mulai
Pemotongan
Spesimen
Pengikiran
Spesimen
Pengamplasan
Pengujian
Data
Selesai
Uji Keausan




Pemotongan
Dilakukan pemotongan karena uji keausan
tidak membutuhkan dimensi sampel besar.
Pengikiran
Dilakukan dengan kikir kasar meratakan
permukaan hasil dari proses pemotongan.
Pengamplasan
Bertujuan untuk meratakan permukaan hasil
dari pengikiran sampel.
Pengujian
Selanjutnya sampel diuji menggunakan alat
penguji tribologi.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Strukturmikro
 Dalam
kampas rem Toyota kijang original
menggunakan unsur paduan material berupa
serat penguat, bahan pengikat dan pengisi.
Strukturmikro
Struktur mikro kampas rem (lining pad) Toyota kijang original
35 µm
Strukturmikro
Struktur mikro kampas rem (lining pad) Toyota kijang imitasi
35 µm
Strukturmikro
Struktur mikro kampas rem (lining pad) Toyota kijang imitasi
setelah dilakukan proses adukan gesek
35 µm
Strukturmikro
Nilai rata-rata diameter dan faktor rasio partikel Tembaga (Cu) kampas rem
Bagian
Kampas rem original
Diameter Partikel (µm)
Faktor Rasio
√D1∙D2 (µm)
D1/D2
1A
16,06 ± 8,63
3,47 ± 2,99
2A
17,12 ± 15,17
2,16 ± 1,29
1B
20,40 ± 16,26
3,46 ± 3,07
2B
11,48 ± 3,72
1,96 ± 0,62
Rata-rata
16,27 ± 10,95
2,77 ± 1,99
No
Bagian
Kampas rem imitasi
Diameter Partikel (µm)
Faktor Rasio
√D1∙D2 (µm)
D1/D2
1A
10,73 ± 2,47
2,08 ± 0,72
2A
13,39 ± 3,22
1,69 ± 0,18
1B
9,52 ± 1,82
1,47 ± 0,18
2B
10,32 ± 2,40
1,74 ± 0,72
Rata-rata
10,99 ± 2,47
1,75 ± 0,61
No
Strukturmikro
Nilai rata-rata diameter dan faktor rasio partikel Tembaga (Cu) kampas rem
Bagian
Diameter Partikel (µm)
Faktor Rasio
√D1∙D2 (µm)
D1/D2
1A
8,81 ± 1,71
2,18 ± 0,89
2A
11,81 ± 1,89
2,24 ± 1,28
1B
9,00 ± 1,29
3,48 ± 1,56
2B
10,98 ± 3,92
2,64 ± 1,94
Rata-rata
10,15 ± 2,20
2,63 ± 1,41
No

Kampas rem imitasi
Dari data tabel di atas dapat di ketahui bahwa
perbandingan ukuran diameter partikel tembaga
(Cu) kampas rem original lebih besar
dibandingkan dengan diameter partikel tembaga
(Cu) kampas rem imitasi.
Strukturmikro

Sedangkan ukuran diameter partikel tembaga
kampas rem imitasi sedikit lebih besar
dibandingkan dengan
diameter partikel
tembaga (Cu) yang telah dilakukan proses
adukan gesek.
Kekerasan

Uji kekerasan rockwell bertujuan untuk
mengetahui tingkat kekerasan komponen dari
kampas rem. Pengujian dilakukan dengan
menggunakan indentor steel ball dengan
diameter 1/16” dan besar beban (load) 60 kp.
Kekerasan
Grafik uji kekerasan komponen kampas rem original
Kekerasan
Grafik uji kekerasan kampas rem imitasi
Kekerasan


Setelah dilakukan pengujian kekerasan kedua
komponen tersebut, yang mempunyai nilai ratarata paling tinggi adalah komponen kampas rem
original dengan nilai rata-rata 28,60 HRF
dibandingkan dengan kampas rem imitasi
dengan nilai rata-rata 19,26 HRF.
Kampas rem original memiliki tingkat kekerasan
yang lebih baik. Hal itu disebabkan karena
pengaruh komposisi dari serat penguat yang
lebih dominan, sehingga memiliki tingkat
kekerasan yang lebih.
Kekerasan

Sedangkan pada kampas rem imitasi memiliki
kekerasan yang kurang baik. Hal itu
disebabkan karena komposisi serat penguat
yang menggunakan asbestos yang lebih
dominan.
Keausan
Grafik uji keausan kampas rem pada tekanan 110,3 kPa
Keausan
Grafik uji keausan kampas rem pada tekanan 124,1 kPa
KESIMPULAN

Setelah dilakukan pengujian metalografi maka
diketahui bahwa struktur mikro kampas rem
original disusun oleh :
Bahan pengikat : Resin.
Serat penguat : Cu (tembaga).
Bahan pengisi : Barium sulfat.
Sedangkan struktur mikro kampas rem imitasi
disusun oleh :
Bahan pengikat : Resin.
Serat penguat : Asbes dan Cu (tembaga).
Bahan pengisi : Barium sulfat.
KESIMPULAN



Diameter partikel Cu (tembaga) pada kampas
rem original memiliki ukuran rata-rata sebesar
16,27 µm. Sedangkan diameter partikel Cu
(tembaga) pada kampas rem imitasi memiliki
ukuran rata-rata sebesar 10,99 µm.
Kekerasan kampas rem original lebih besar
dibandingkan dengan kampas rem imitasi,
dengan nilai kekerasan rata-rata kampas rem
original 28,60 HRF sedangkan kampas rem
imitasi 19,26 HRF.
Pada kampas rem original sebagian besar
percobaan memiliki tingkat keausan yang
berbanding lurus dengan tekanan, waktu dan
kecepatan putaran.
KESIMPULAN


Sedangkan pada kampas rem imitasi tingkat
keausan lebih tinggi dibandingkan dengan
kampas rem original. Hal itu disebabkan karena
kampas rem imitasi memiliki tingkat kekerasan
yang rendah.
Pada kampas rem yang telah dilakukan proses
adukan gesek tingkat keausannya tidak jauh
berbeda. Pada kampas rem imitasi, saat
putaran semakin tinggi dan waktu pengereman
yang lama menunjukan tingkat keausannya
menurun. Hal itu disebabkan karena kampas
rem yang menggunaan asbes akan mengalami
fading pada temperatur tinggi.
SEKIAN DAN TERIMA
KASIH