Simposium Nasional Teknologi Terapan (SNTT)2 2014 ISSN:2339-028X M-78 KAJIAN MATERIAL REMOVAL RATE DAN ELECTRODE RELATIVE WEAR PADA ELEKTRODA EDM (ELECTRICAL DISCHARGE MACHINE) BERBAHAN KOMPOSIT MATRIKS TEMBAGA DENGAN PENGUAT PARTIKEL KARBON Putri Nawangsari 1 , Dedy Masnur 2 1,2 Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Riau Kampus Bina Widya Km. 12,5 Simpang Baru Pekanbaru Email : putrinawangsari@gmail.com Abstrak Penelitian ini mengamati pengaruh penambahan partikel karbon di dalam komposit matriks tembaga terhadap Material Removal Rate dan Electrode Relative Wear sebagai elektroda EDM. Partikel karbon digunakan sebagai penguat dengan variasi 0 ; 2,5 ; 5 dan 7,5 % volume dicampur dengan serbuk tembaga selama 2 jam dan ditekan menggunakan uniaxial single action dengan tekanan 350 MPa untuk menghasilkan green body. Green body kemudian disinter dengan variasi temperatur sintering 840 °C, 870 °C, dan 900 °C. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan partikel karbon pada 5% volume dengan temperatur sintering 900 °C menghasilkan nilai optimum dari Electrode Relative Wear sebesar 11,79%, sedangkan nilai Material Removal Rate tertinggi terjadi pada penambahan karbon 0% volume dengan temperatur sintering 900 °C yaitu 0.067gr/min. Kata kunci : elektroda EDM, Electrode Relative Wear, Green body, komposit matriks tembaga, , Material Removal Rate, sintering 1. PENDAHULUAN EDM (Electrical Discharge Machine) adalah proses pengerjaan material yang dikerjakan oleh sejumlah loncatan bunga api listrik (spark) melalui celah kecil yang diisi dengan cairan dielektrik antara elektroda dan benda kerja (Fuller, 1989). Energi listrik dari loncatan bunga api listrik diubah menjadi energi panas sehingga energi panas menimbulkan plasma temperatur tinggi dan mengikis material benda kerja. Elektroda EDM berfungsi untuk menyebarkan electrical discharge dan untuk mengikis benda kerja sesuai dengan bentuk yang diinginkan. Secara teoritis setiap material yang dapat menghantarkan listrik dapat digunakan sebagai elektroda pahat dimana elektroda yang terbaik memiliki tahanan listrik rendah, konduktivitas panas yang baik, dan memiliki titik leleh yang tinggi (Amorim dan Weingaertner, 2004). Tembaga banyak digunakan sebagai elektroda EDM (Electrical Discharge Machine) karena memiliki konduktivitas elektrik dan panas yang baik, tahan terhadap korosi, dan mampu terhadap temperatur tinggi, tetapi tembaga murni sangat sukar dikerjakan dengan metode konvensional (dibubut, frais, dan gerinda) karena sifatnya yang ulet sehingga perlu ditambahkan unsur-unsur untuk memperbaiki sifat machinability dan sifat mekanis. Karbon juga digunakan sebagai elektroda EDM karena memiliki sifat tahan terhadap temperatur tinggi dan tidak terpengaruh oleh kejutan panas (thermal-shock) yang terjadi pada waktu proses permesinan EDM berlangsung, harganya lebih murah, dan lebih ringan dibandingkan dengan elektroda dari metal sehingga tidak memberatkan pemegang pahat, tetapi kelemahannya adalah material karbon bersifat abrasive dan getas (Rival, 2005), sehingga menjadi kendala apabila dikendaki bentuk elektroda bersudut tajam pada proses permesinan EDM. Menggabungkan antara material tembaga dengan material karbon untuk mendapatkan sifat yang lebih baik dari material pembentuknya bisa dilakukan dengan membentuk MMCs (Metal Matrix Composites) seperti yang telah dilakukan oleh Tsai dkk (2003) yang menggabungkan tembaga sebagai matriks dengan partikel penguat Cr sebesar 0%, 20%, dan 43% berat untuk membentuk elektroda EDM dengan variasi tekanan kompaksi 10 MPa, 20 MPa, dan 30 MPa. MMCs dengan penguat partikel pembuatannya dapat dilakukan dengan metode metalurgi serbuk. Secara singkat proses metalurgi serbuk meliputi pencampuran serbuk (mixing), pengempaan serbuk (compacting), dan proses sintering (German, 1994). Penelitian ini menggabungkan sifat antara tembaga dan karbon untuk membentuk MMCs (Metal Matrix Composites) dengan metode metalurgi serbuk sehingga hasil penelitian ini diharapkan didapatkan suatu material baru yang dapat digunakan sebagai elektroda EDM yang dapat memberikan efisiensi pada proses machining.