< Previous 68 Teknik Dasar Pengerjaan Logam1 Jenis dan KarakterisƟk Logam Bukan Besi T e m b a g a. Tembaga yang didapat dalam keadaan padat dalam bentuk batu-batuan dan juga sebagian besar diperoleh dari bijih-bijihan. Bijih-bijih tembaga dapat diklasifikasikan atas tiga golongan yaitu : o Bijih sulfida. o Bijih oksida. o Biji murni (native). Dari ketiga bijih-bijih tembaga tersebut yang terpenting adalah : Mineral-mineral seperti : Chalcopyrite ( Cu Fe S2 ) dengan kandungan tembaga 34,6 %. Bornite (5 Cu S Fe2 S3) dengan kandungan tembaga 55 6 %, Chalcocite (Cu2 S) dengan mengandung 68,5%, Malachite Cu C O3 Cu (OH)2 Dengan mengandung 57,4 % Tembaga , dan Native Copper ( Cu) dengan mengandung tembaga murni 99,99%. Sifat-sifat tembaga. Tembaga mempunyai warna merah muda, dan mempunyai daya hantar listrik yang tinggi, dan selain mempunyai daya hantar listrik yang tinggi, daya hantar panasnyapun juga tinggi dan juga tahan terhadap karat. Oleh karena itu produksi tembaga ini sebagian besar dipergunakan untuk keperluan teknik listrik, untuk kelengkapan bahan radiator, untuk perlengkapan ketel-ketel, dan juga untuk alat-alat perlengkapan pemanasan (alat instalasi air pendingin). Kegunaan lain dari tembaga yaitu sebagai bahan untuk baut solder, untuk kawat-kawat jalan traksi listrik seperti kereta listrik, trem, dan sebagainya, untuk hantaran listrik diatas tanah, hantaran penangkal petir, untuk lapisan tipis dari kolektor, dan lain-lain. Tembaga mempunyai titik cair 10830C, titk didihnya 25930C, massa jenisnya 8,9 kg/dm3, dan kekuatan tariknya 160 N/mm2. Tembaga mempunyai sifat mudah dibentuk dalam keadaan dingin seperti di roll, ditekuk, ditarik, ditekan, dan dapat juga ditempa. Akan tetapi bila tembaga tersebut sebelum 69 Teknik Dasar Pengerjaan Logam1 dibentuk, terlebih dahulu dipanaskan (dipijarkan) dan kemudian didinginkan secara cepat di dalam air, maka sifat-sifat getasnya bisa dihilangkan/ditiadakan dan tembaga tersebut akan menjadi lebih elastis dan lebih mudah lagi untuk dibentuk. N i k e l. Nikel mempunyai sifat yang keras, liat, dan juga bersifat magnetis. Nikel tersebut sangat cocok untuk dibuat paduan baja, karena dapat untuk memperbaiki sifat tahan terhadap korosi dan tahan terhadap pana Bijih-bijih nikel dapat diklasifikasikan menjadi 2 (dua) golongan yaitu : xBijih Sulfida. xBijih Silikat. Sifat-sifat N i k e l dan penggunaannya. Nikel mempunyai warna puƟh kekuning-kuningan dan mengkilat, massa jenisnya 8,9 kg/dm3, ƟƟk leburnya 14500C, kuat, liat, tahan korosi, dan magneƟs, dapat dilas dan di solder, dapat dibentuk dalam keadaan dingin maupun panas, sangat tahan terhadap pengaruh udara luar. Nikel ini dapat digunakan sebagai bahan paduan pada logam paduan , contohnya baja krom nikel, untuk alat – alat perlengkapan bangunan dan per-‐lengkapan rumah tangga, untuk alat-alat ukur dan alat-alat kedoteran, dan un-‐tuk alat-alat listrik. Seng (Zn). Bijih- bijih seng terdapat dalam bentuk berbagai mineral-mineral dan yang terpenƟng antara lain : Hemomorphite (silikat seng) Zn2SiO4H2, Smith Souite (karbonat seng)ZnCO, sulfid seng (ZnS), dsb. Sifat-sifat dan penggunaan seng yaitu : Seng mempunyai warna biru keabu-abuan (kelabu muda), massa jenisnya 7,1 kg/dm3, ƟƟk leburnya 4190C, ƟƟk didihnya 9060C, dan Ɵdak tahan terhadap air panas yang panasnya diatas 1000C. Seng ini dapat digunakan sebagai pelindung untuk menahan korosi, sebagai ^`^` 70 Teknik Dasar Pengerjaan Logam1 bahan pelapis untuk baja seperƟ misalnya untuk pelapisan pipa air minum, sebagai dasar dari paduan penuangan cetak, dan sebagai unsur paduan dalam pembuatan kuningan. Timah (Sn). Timah mempunyaI 3 perubahan allotropi, pada kondisi normal antara 130 - 1610 C disebut dengan Ɵmah beta, dimana dalam fase ini Ɵmah tersebut mempunyai warna perak dan dapat ditempa. Bila Ɵmah dipanaskan sampai dengan temperatur 1610 C Ɵmah tersebut akan berubah menjadi Ɵmah gamma, dan pada fase inilan Ɵmah tersebut sangat rapuh dan mudah dihancurkan menjadi gentuk yang halus (menjadi serbuk). Dan bila pada temperatur dibawah 130 C Ɵmah tersebut menjadi Ɵmah al-‐pha, pada fase ini struktur kristalnya adalah diamond. Bijih Ɵmah yang banyak diperoleh dan bayak dikenal adalah bijih cassiterite (batu Ɵmah), dimana bijih ini berwarna kuning muda hingga coklat tergantung dari zat yang dikandungnya. Dan logam lain yang sering menyertai cassiterite adalah tungsten, tembaga, seng, Ɵmbel, dan beberapa mineral lainnya. Sifat-sifat dan penggunaannya adalah sebagai berikut : o Mempunyai warna puƟh perak berkilat, massa jenis 7,3 Kg/dm3, ƟƟk leburn-‐ya 2320C, sangat tahan terhadap korosi, dan sangat baik untuk di tuang dan di roll. o Timah ini digunakan untuk melapisi pelat baja lunak , untuk bahan solder, dan dapat digunakan untuk bahan paduan. Timbel (Pb). Bahan dasar Ɵmbel adalah bijih Ɵmbel yang didapatkan dalam bentuk mineral-mineral antara lain galena (PbS), cerusoite (PbCO3), dan anglisite (PbSO4). Kadang-kadang bijih Ɵmbel lebih banyak mengandung seng dari pada Ɵmbel, sehingga dapat disebut bijih seng Ɵmbel. Sifat- sifat dan penggunaanya adalah sebagai berikut : Timbel ini berwarna abu-abu ke biru-biru an, logam ini sangat lunak dan mampu tempa yang baik, mempunyai sifat konduksi panas/listrik yang baik, kekuatan tariknya sangat rendah (15 - 20 N/mm2), tahan terhadap korosi, mempunyai massa jenis 11,3 kg/dm3, ƟƟk leburnya 3280 C. Timbel ini dapat digunakan sebagai pelindung kabel listrik, untuk kisi-kisi pelat accu, sebagai pelapis pada industri-industri kimia, sebagai bahan dasar dari paduan solder. 71 Teknik Dasar Pengerjaan Logam1 Kuningan (Cu-Zn). Yang dimaksud dengan kuningan adalah campuran atau paduan antara tembaga (55 – 90 %) dengan seng serta sebagian kecil Ɵmbel. Kuningan ini mempunyai sifat-sifat yaitu : warnanya kuning, massa jenisnya 8,4 - 8,9 kg/dm3 , ƟƟk lebur lebih kurang 9000 C, kekuatan tarik antara 200-600 N/mm2, dan dapat dipotong dengan baik bila dicampur dengan Ɵmbel. Adapun penggunaan dari kuningan ini adalah untuk pembuatan perlengkapan saniter, untuk alat-alat instrumen dan ar-‐loji, untuk bantalan-bantalan mesin, dan untuk alat-alat listrik. Perunggu (Cu - Sn). Yang dimaksud perunggu adalah campu-‐ran atau paduan antara tembaga (87%) dengan Ɵmah (7%) dan sedikit seng (3%), dan Ɵmbel (3%). Sifat-sifat dari perunggu ini adalah mempunyai warna coklat merah, massa jenisnya 8,8 kg/dm3, ƟƟk cairnya 10000C, kekuatan tarik dari paduan tempa adalah 550 – 750 N/mm2, dan paduan tuang an-‐tara 150 – 250 N/mm2,perunggu ini sangat tahan terhadap pengaruh udara luar (tahan terhadap korosi),dan dapat di patri keras (brazing) atau di patri lunak dengan baik. Perunggu ini dapat digunakan untuk ban-‐talan-bantalan poros mesin. Paduan Nikel. Sifat-sifat dari paduan nikel ada-‐ 72 Teknik Dasar Pengerjaan Logam1 Paduan seng. Paduan seng ini sebagian besar terdiri dari aluminium dan tembaga. Sifat-sifat dari paduan seng ini yaitu mempunyai kekuatan tarik antara 180 - 270 N/mm2, sangat baik di patri dan di las, dapat di tuang dengan baik pada temperatur antara 450 - 5400 C. Paduan seng ini dapat digunakan untuk alat-alat ukur dan bagian-bagian jam, serta dapat digunakan untuk alat Ĭotography dan onderdil mobil. Aluminium (Al) dan paduannya. Aluminium adalah logam yang paling banyak dipakai sesudah baja dan juga ter-‐masuk logam ringan. Sejak penemuan mesin dinamo oleh Siement pada tahun 1866, dan logam ini dapat diproduksi lebih ekonomis.Bahan baku untuk pembuatan alumini-‐um adalah bauksid, dimana bauksid ini banyak diperoleh di Pulau Bintan Kepulauan Riau, Les Baux di Perancis Selatan, Jugoslavia, dan tempat-tempat lainnya. Sifat-sifat dari aluminium ini yaitu: xMempunyai warna puƟh perak berkilat. xMempunyai massa jenis 2,7 kg/dm3. xKekuatan tarik : ¾Aluminium yang di tuang : 85 - 115 N/mm2. ¾Aluminium yang di annealing : 70 N/mm2. ¾Aluminium yang di rol : 125 - 190 N/mm2. xTahan terhadap korosi. xMempunyai penghantar panas / listrik yang baik. xLunak, ulet / liat, dan mudah dikerjakan. xDapat dipadu dengan logam berat atau dengan logam ringan lainnya. xDapat di las dan di patri keras (brazing). Penggunaan dari aluminium ini yaitu antara lain : xKarena sifatnya yang ringan, maka banyak digunakan dalam pembuatan kapal terbang, rangka kapal laut, kendaraan bermotor / sepeda, dan untuk bangunan –bangunan industri. xKarena sifatnya yang ringan dan penghantar panas yang baik , maka banyak digunakan untuk keperluan pembuatan alat-alat masak. xKarena konduksivitas listriknya Ɵnggi dan relaƟf lebih murah jika dibandingkan dengan tembaga, maka banyak dipakai untuk kabel-kabel listrik. xJika dikehendaki konstruksi yang ringan dengan kekuatan yang Ɵdak terlalu besar 73 Teknik Dasar Pengerjaan Logam1 lah sangat tahan terhadap korosi, mempunyai tahanan listrik yang Ɵnggi. Adapun jenis-jenisnya yaitu : xMonel-metal yaitu paduan antara 68 % Nikel (Ni) dan 28% Tembaga (Cu), sedi-‐kit Besi (Fe) dan Mangan (Mn). xKonstantan yaitu paduan antara 41 - 45 % Ni dan 55 - 59 % Cu. xNikel krom yaitu paduan antara 70 - 92 % Ni dan 8 - 30 % Cr. Penggunaan dari paduan nikel ini yaitu: xMonel-metal untuk bagian-bagian pompa dan katup-katup pengaman. xKonstantan untuk thermo element. xNikel krom untuk kabel-kabel tahanan pada alat-alat pengaman listrik pada ketel dapat dibuat dengan aluminium tuang. Magnesium (Mg) dan paduannya. Magnesium tergolong logam ringan, dan tahan terhadap karat karena adanya lapisan oksida magnesium. Memproduksi magnesium ini termasuk mahal karena untuk mengambilnya dari bijih kasar dipergunakan elektrolisa sebagai pengolahannya, serupa seperƟ yang dilaksanakan dalam peleburan aluminium. Magnesium ini sangat mudah terbakar karena logam ini mempunyai daya gabung yang Ɵnggi terhadap oksigen. Dalam hal ini bila terjadi kebakaran harus segera dipadamkan dengan pasir atau beram besi tuang, jangan dengan air. Penggunaan magnesium dalam konstruksi mesin hanya dilaksanakan apabila faktor be-‐rat menjadi bahan perƟmbangan. Dan magnesium ini dapat dipadu dengan aluminium, seng, dan mangan untuk memperoleh kekuatan tarik hingga 400 N/mm2. Titanium (Ti) dan paduannya. Titanium adalah logam berwarna puƟh yang dalam keadaan cair bereaksi secara kimia dengan zat-zat yang lain, sehingga sulit dipisahkan, di cair kan dan di tu-‐ang. Dan dalam keadaan murni Ɵtanium ini mempunyai tegangan tarik maksimum 400 N/mm2, akan tetapi apabila dipadukan dengan sejumlah logam lain seperƟ aluminium, Ɵmah, dan molibdenum akan didapat kekuatan tarik yang Ɵnggi hingga 1400 N/mm2 dan tahan terhadap temperatur yang Ɵnggi. Titanium ini mempunyai massa jenis yang rendah, tahan terhadap korosi, kekuatannya stabil pada tempertur yang Ɵnggi, oleh karena itu banyak dipakai untuk kapal terbang dan kendaraan ruang angkasa. 74 Teknik Dasar Pengerjaan Logam1 c. Rangkuman ¾Logam bukan besi adalah logam yang tidak mengandung unsur besi (Fe). ¾Logam non fero untuk kebutuhan teknik biasanya digunakan untuk campuran besi atau baja dengan tujuan memperbaiki sifat-sifat baja,, seperƟ ; nikel, kromium, molebdenum, wolfram , magnesium, Ɵtanium, kalsium dan sebagainya. ¾Adapun logam bukan besi (non ferrous metal) dapat diklasifikasikan sebagai berikut yaitu : xLogam berat, mempunyai massa jenis ) > 5 kg/dm³. xLogam ringan, mempunyai massa jenis ( ) 5 Kg/dm³. xLogam berat dan logam ringan tersebut menurut keadaannya terdapat dalam 2 (dua) bentuk yaitu : Logam murni dan logam paduan. d. Tugas 1. Sebutkan 3 logam bukan besi di sekitar sekolah kalian! Amati dan identifikasi terbuat dari bahan apa komponen/benda tersebut!? Buatlah argumentasi men-gapa benda tersebut dibuat dari logam bukan besi? Presentasikan hasil argu-mentasi kalian kepada guru dan teman kalian! (Tugas ini bisa dilakukan secara individu atau kelompok) e. Tes Formatif Jawablah pertanyaan dibawah ini pada lembar jawaban yang sudah tersedia! 1. Sebutkan komponen/benda dirumah kalian yang terbuat dari logam bukan besi! 2. Jelaskan karakteristik dari Aluminium, Tembaga, dan Seng! f Lembar Jawaban UU 75 Teknik Dasar Pengerjaan Logam1 1…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 76 Teknik Dasar Pengerjaan Logam1 2. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. g. Lembar Kerja 77 Teknik Dasar Pengerjaan Logam1 Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3) pada Pekerjaan Logam Deskripsi Pembelajaran Setiap aktifitas/pekerjaan manusia tak jarang membawa unsur yang membahayakan jiwa manusia. Bahaya yang mengancam manusia bisa be-rasal dari diri manusia itu sendiri maupun bahaya yang muncul dari pengaruh external yaitu lingkungan sekitarnya sendiri. Guna mengantisipasi adanya unsur bahaya, maka diperlukan penge-tahuan tentang K3 sebelum seseorang beraktifitas/bekerja. Ketika peserta didik akan memasuki materi praktek, setiap peserta didik dibekali dengan pengetahuan K3. K3 untuk mata pelajaran Teknik Dasar Pengerjaan Logam ini diberi-kan 1 (satu) kali kegiatan belajar atau 6 x 45 mnt. Untuk mempelajari K3 ini, peserta didik diupayakan belajar melalui pendekatan saintifik yaitu mulai dari proses mengamati, menanya, menalar, mencoba serta mengkomunikasikan hasil yang sudah dipelajari. Kegiatan Belajar 6 K3 PADA PENGERJAAN LOGAM a. Tujuan Pembelajaran Setelah mengikuti kegiatan pembelajaran 6 peserta didik dapat : xMemahami K3 untuk proses pengerjaan logam xMenggunakan Alat Pelindung Diri (APD) secara tepat b. Uraian Materi Setiap orang yang bekerja memproses dan membentuk logam tidak akan lepas dari bahaya yang mengancam baik keselamatan maupun kesehatan Next >