Secara umum Alloy dibagi menjadi dua berdasarkan kandungan besi (Fe), yaitu ferrous alloy dan nonferrous alloy. Pembuatan dari alloy itu sendiri memiliki proses yang dinamakan Thermal Processing of Alloys. Logam non ferro atau logam bukan besi adalah logam yang tidak mengandung unsur besi (Fe).

Logam non ferro atau logam bukan besi adalah logam yang tidak mengandung unsur besi (Fe). Dalam kehidupan sehari-hari, mungkin banyak orang sering mendengar tentang yang namanya logam non ferro. Namun pemahaman yang lebih dalam tentang logam ini, masih banyak juga yang belum mengenal, baik berupa jenis-jenisnya, ciri-ciri atau sifatnya, dan yang terutama dlam pemakaian atau pengunaannya dalam kehidupan sehari-hari.

Kurang lebih 20% dari logam yang diolah menjadi produk industry merupakan logam bukan besi. Indonesia merupakan Negara penghasil logam bukan besi yang meliputi timah putih, tembaga, nikel, dan aluminium. Dalam keadaan murni, logam bukan besi memiliki sifat yang sangat baik, namun untuk meningkatkan kekuatannya umumnya dicampur dengan logam lain membentuk paduan. Dalam makalah ini akan dijelaskan lebih dalam lagi tantang paduan-paduan logam non ferro.

1.2 Rumusan Masalah

1. Apakah itu logam non ferros?

2. Apa saja jenis-jenis logam non ferros?

3. Bagaimana proses pengolahan logam non ferros?

1.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari penulisan makalah ini selain untuk memenuhi tugas dari mata kuliah karakteristik material, juga agar dapat lebih mengenal dan memahami tentang :

1. Apa logam non ferro

2. Jenis-jenis logam non ferro

3. Proses pengolahan logam non ferros

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Logam Non Ferros

Logam non ferro atau logam bukan besi merupakan logam yang tidak mengandung unsur besi (Fe), yang memiliki sifat mekanik material tersendiri. Logam non ferro murni kebanyakan tidak bisa digunakan begitu saja tanpa dipadukan dengan logam lain, karena biasanya sifat-sifatnya belum memenuhi syarat yang diinginkan. Kecuali logam non ferro murni, platina, emas dan perak tidak dipadukan karena sudah memiliki sifat yang baik, misalnya ketahanan kimia dan daya hantar listrik yang baik serta cukup kuat, sehingga dapat digunakan dalam keadaan murni. Tetapi karena harganya mahal, ketiga jenis logam ini hanya digunakan untuk keperluan khusus. Misalnya dalam teknik proses dan laboratorium di samping keperluan tertentu seperti perhiasan dan sejenisnya.

Selain memiliki fungsi sebagai penghantar listrik yang cukup baik, Logam non ferro juga digunakan untuk campuran besi atau baja dengan tujuan memperbaiki sifat-sifat baja. Dari jenis logam non ferro berat yang sering digunakan untuk paduan baja antara lain, nekel, kromium, molebdenum, wolfram dan sebagainya. Sedangkan dari logam non ferro ringan antara lain: magnesium, titanium, kalsium dan sebagainya. Ferrous Alloy telah digunakan pada banyak sektor karena memiliki sifat mekanis yang luas dan relatif murah untuk diproduksi, namun terdapat beberapa batasan antara lain:

• Memiliki kerapatan yang relatif tinggi

• Konduktivitas listrik yang rendah

• Kerentanan terhadap korosi

Dengan semakin berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi terutama dalam pengolahan bahan logam, menjadikan semua jenis logam digunakan secara luas dengan berbagai alasan, mutu produk yang semakin ditingkatkan, kebutuhan berbagai peralatan pendukung teknologi serta keterbatasan dari ketersediaan bahan-bahan yang secara umum digunakan dan lain-lain.

2.2 Jenis-Jenis Logam Non Ferros

Logam non Ferro ini terdapat dalam berbagai jenis dan masing-masing memiliki sifat dan karakteristik yang berbeda secara spesifik antara logam yang satu dengan logam yang lainnya. Berikut beberapa contoh logam paduan, beserta karakteristik dan penggunaannya

2.2.1 Alloy Aluminium

Aluminium ialah logam yang berwarna putih terang dan sangat mengkilap dengan titik cair 660ºC sangat tahan terhadap pengaruh Atmosphere juga bersifat electrical dan Thermal Conductor dengan koefisien yang sangat tinggi. Secara komersial Aluminium memiliki tingkat kemurnian hingga 99,9 % , dan Aluminium non paduan kekuatan tariknya ialah 60 N/mm2 dan dikembangkan melalui proses pengerjaan dingin dapat ditingkatkan sesuai dengan kebutuhannya hingga 140 N/mm2.

Salah satu keunggulan dari aluminium yang membuatnya banyak digunakan dalam industri adalah kemudahan dalam mencampurkannya dengan bahan lain. Aluminium yang sudah dicampur bahan lain ini biasa disebut dengan aluminium paduan atau aluminium alloy. Mencampur aluminium dengan bahan lain bertujuan untuk meningkatkan sifatnya supaya lebih kuat atau sesuai dengan tujuan industri tertentu. Beberapa bahan yang biasa digunakan untuk pencampuran aluminium jenis alloy adalah:

• Titanium : aluminium yang dicampur dengan bahan ini akan menjadi lebih kuat dan daktilitas (kemampuan bahan untuk meregang dan menahan beban).

• Nikel : aluminium dengan campuran nikel memiliki kemampuan untuk bertahan dalam suhu tinggi.

Gambar 2.1 Alumunium

2.2.2 Alloy Titanium

Titanium (Ti) memiliki warna putih kelabu, sifatnya yang kuat seperti baja dan stabil hingga temperature 400ºC, tahan korosi dan memiliki berat jenis (ρ) = 4,5 kg/dm³. Titanium (Ti) digunakan sebagai unsur pemurni pada baja serta sebagai bahan paduan dengan Aluminium dan logam lainnya. Titanium (Ti) memiliki titik cair 1660ºC dan kekuatan tarik 470 N/mm2 serta densitas 56 %.

Titanium dapat digunakan sebagai aloi dengan besi, aluminium, vanadium, dan molybdenum, untuk memproduksi aloi yang kuat namun ringan untuk penerbangan (mesin jet, misil, adan wahana antariksa), militer, proses industri (kimia dan petrokimia, pabrik desalinasi, pulp, dan kertas), otomotif, agro industri, alat kedokteran, implan ortopedi, peralatan dan instrumen dokter gigi, implan gigi, alat olahraga, perhiasan, telepon genggam, dan masih banyak aplikasi lainnya

Gambar 2.2 Titanium

2.2.3 Tembaga

Tembaga memilki kekuatan Tarik 150 N/mm2 sebagai Tembaga Cor dan dengan proses pengerjaan dingin kekuatan tarik Tembaga dapat ditingkatkan hingga 390 N/mm2 demikian pula dengan angka kekerasannya dimana Tembaga Cor memiliki angka kekerasan 45 HB dan meningkat hingga 90 HB melalui proses pengerjaan dingin, dengan demikian juga akan diperoleh sifat Tembaga yang ulet serta dapat dipertahankan walaupun dilakukan proses perlakuan panas misalnya 14 dengan Tempering. Sifat listrik dan sebagai penghantar panas yang baik dari Tembaga (Electrical and Thermal Conductor) Tembaga dan menduduki urutan kedua setelah Silver namun untuk ini Tembaga dipersyaratkan memiliki kemurnian hingga 99,9 %. Salah satu sifat yang baik dari tembaga ini juga adalah ketahanannya terhadap korosi atmospheric bahkan jenis korosi yang lainnya.

Beberapa contoh logam paduan tembaga yaitu Kuningan (Brass) yang merupakan paduan tembaga dengan unsur utama seng (Zn) lalu Perunggu (bronze), merupakan paduan tembaga dengan unsur utama timah putih, sedangkan (Sn) sebagai unsure paduan. Dengan sifat bisa dibentuk, tahan karat dan suhu tinggi, bisa didaur ulang, dan penghantaran listrik serta panas terbaik di antara semua logam komersial, tembaga sangat dihargai karena penggunaannya dalam penghantaran dan pembangkitan listrik, juga semua peralatan listrik, termasuk telepon genggam dan televisi.

Gambar 2.3 Tembaga

2.2.4 Magnesium

Magnesium alloy adalah percampuran logam magnesium dengan metal lainnya yang disebut alloy. Umumnya campuran tersebut antara lain aluminium, zinc, mangan, silikon, tembaga, dan zirkonium. Magnesium sendiri merupakan struktur metal paling ringan (massa jenis 1,74 g/cm³) yang sering digunakan dalam industri penerbangan dan otomotif.

Magnesium ialah logam yang berwarna putih perak dan sangat mengkilap dengan titik cair 651ºC yang dapat digunakan sebagai bahan paduan ringan, sifat dan karakteristiknya sama dengan Aluminium. Oxid film yang melapisi permukaan Magnesium hanya cukup melindunginya dari pengaruh udara kering, sedangkan udara lembab dengan Magnesium memiliki kekuatan tarik hingga 110 N/mm2 dan dapat ditingkatkan melalui proses pembentukan hingga 200 N/mm2. Magnesium memilki sifat yang lembut walaupun dengan elastisitas yang rendah. Kegunaan Sebagai bahan paduan untuk menambah kekuatan tarik.

Gambar 2.4 Magnesium

2.2.5 Nickel, Nickolium

Logam nikel adalah suatu logam yang berwarna putih perak, mempunyai titik leleh 1455°C dan titik lebur (boiling point) 2730°C, termasuk memiliki nilai ekonomis yang mahal kira-kira 3 kali lipat nilai ekonomis (harga) logam tembaga. Memiliki sifat fisis-mekanis yang sangat baik, yaitu tahan korosi, tahan oksidasi, tahan pada temperatur tinggi, dapat membentuk larutan padat yang ulet, kuat dan tahan korosi dengan banyak logam-logam lainnya.

Nickel, Nickolium merupakan unsur penting yang terdapat pada endapan terak bumi yang biasanya tercampur dengan bijih tembaga. Oleh karena itu diperlukan proses pemisahan dan pemurnian dari berbagai unsur yang akan merugikan sifat Nickel tersebut. Bijih Nickel mengandung 2,5 % Nickel yang bercampur bersama-sama unsur lain yang sebagian besar terdiri atas besi dan silica serta hampir 4 % Tembaga dan sedikit Cobalt, Selenium, Tellurium, Silver, Platinum dan Aurum. Sedangkan Tembaga, besi dan Nicel berada pada bijih itu sebagai Sulfida.

Pemakaian nickel, secara komersial Nickel banyak digunakan secara murni terutama untuk peralatan-peralatan yang menuntut ketahanan korosi yang tinggi, seperti peralatan dalam industri makanan , industri kimia, obat-obatan serta peralatan kesehatan, industri petroleum dan lain-lain. Nickel dapat dibentuk melalui proses panas maupun dingin, memiliki sifat mampu tempa, mampu mesin dengan pemotong HSS. Dapat dikerjakan dengan Cupping, Drawing, Spining, Swaging, Bending, dan Forming. Penyambungan dapat dilakukan dengan pengelasan, penyolderan, Brazing dan Welding.

Gambar 2.5 Nikel

2.3 Cara Pengolahan Logam Non Ferro

logam bukan besi/non ferro ini ditambang dalam bentuk bijih-bijihan, akan tetapi tidak dalam keadaan murni melainkan bercampur dengan unsur-unsur lain. pada umumnya bijih-bijih logam ini terdiri atas logam (0,5-20%) dengan batu-batuan (kapur dan pasir) yang secara kimiawi terikat dengan oksigen, belerang serta karbon dioksida. Secara umum pengolahan untuk memperoleh suatu logam non ferro adalah sebagai berikut:

a) Proses Bijih Logam

Bijih-bijih logam yang yang diperoleh dari hasil penambangan terlebih dahulu dipecah menjadi bagian-bagian kecil. Pecahan-pecahan tersebut kemudian digiling halus, untuk selanjutnya dicampur dengan minyak dan air diaduk hingga antara tepung, minyak dan air tercampur dengan baik, kemudian ditenangkan. Minyak akan mengikat logam dan belerang yang akan berada di bagian atas adonan, sedangkan air akan mengikat lumpur dan kotoran lain yang berada di bagian bawah adonan. Setelah dipisahkan antara yang ada di bagian bawah dengan bagian atas, campuran lumpur dan air dibuang. Campuran antara minyak, logam dan belerang tersebut kemudian dipanasi dengan udara panas untuk menghilangkan belerang hingga diperoleh logam oksid.

b) Proses Kering (Pirometalurgi)

Bijih logam yang sudah diproses menjadi logam oksid dimasukkan ke dalam dapur api untuk mereduksi oksigennya dalam suatu proses dioksidasi dalam dapur tersebut. Logam oksid dipanasi hingga cair belerang yang tersisa juga ikut terbakar pada saat yang sama. Kandungan-kandungan yang lain misalnya silikon dan besi dioksidasikan menjadi terak yang mengapung di atas cairan logam kemudian teraknya dipisahkan. Maka diperoleh cairan logam dengan kadar kemurnian 99%.

c) Proses Basah (Hidrometalurgi)

Proses ini sering juga dikatakan senagai elektro metalurgi. Dalam proses ini dengan oksid ditenangkan dalalm larutan sulfat/alkali melalui saringan. Bila perliu digabung dengan reaksi kimia tertentu untuk membebaskannya dari logam-logam yang tidak diinginkan. Kemudian di masukkan ke dalam lautan tembaga sulfat (elektrolit untuk mengikutiproses elektrolisa) dengan bntuan dua buah elektrode yang dialiri listrik arus searah. Larutan yang mengandung logam dipisahkan. Logam-logam sebagai ion positif bergerak menuju katode negatif dan di sana dibuang. Hasil dari proses elektrolisis ini adalah logam dengan kemurnian (98-99%).

d) Proses Keramik

Logam yang bertitik lebur tinggi seperti wolfram dan molibdenium tidak dapat diproses dengan proses kering maupun basah melainkan dengan proses keramik. Proses keramik/yang biasa juga disebut proses sinter, terdiri atas pengerjaan sebagai berikut:

a. serbuk logam karbida diberi pengerjaan pendahuluan, yaitu digiling, dicampur, ditamah dengan lilin dan dijadikan butiran-butiran.

b. serbuk yang telah diberi pengerjaan pendahuluan ini dipadatkan.

c. bentuk yang telah padat tersebut diberi pengerjaan sinter pendahuluan pada suhu ± 700°C d. bentuk padat yang telah diberi pengerjaan sinter pendahuluan tersebut dipadatkan lagi dengan tekanan tinggi (60 N/cm2 )

e. kemudian bentuk padat tersebut di sinter lagi pada suhy 1400°C f. selanjutnya hasil sinter yang kedua tersebut dicloning untuk menghilangkan distorsi bentuk yang kecil dan menjaga komponen agar dalam toleransi yang dikehendaki.

e) Pembuatan Logam Non Ferros

Berikut ini penejelasan dari pembuatan beberapa jenis logam non ferro

a. Pembuatan alumanium

Bijih bauksit merupakan salah satu sumber pembentukan aluminium yang cukup ekonomis, yang bila di Indonesia, banyak terdapat di daerah Bintan dan Kalimantan. Untuk menambang bauksit, dilakukan dengan penambangan terbuka, 33 setelah bauksit di haluskan, kemudian di cuci dan dilakukan pengeringan, baru kemudian bauksit mengalami pemurnian menjadi oksida aluminium atau alumina. Untuk memperoleh aluminium murni, biasanya digunakan Proses Bayer ( Karl Josef Bayer ), yaitu: bauksit halus dan kering, dimasukkan ke dalam pencampur (mixer), diolah dengan NaOH yang bila bereaksi dengan bauksit dibawah pengaruh tekanan dan suhu diatas titik didih nya, akan menghasilkan Aluminat Natrium yang dapat larut. Biasanya setelah proses selesai, tekanan di dalam dapur dikurangi dan ampas yang terdiri dari oksida besi tak larut, silikon, titanium dan kotoran-kotoran lain nya, ditekan melalui saringan dan dikumpulkan agak disamping. Kemudian, cairan yang mengandung alumina dalam bentuk aluminat natrium, dipompakan ke luar dan dimasukkan kedalam sebuah tangki pengendapan.

b. Pembuatan magnesium dari air laut

Air laut yang biasanya mengandung 1300 ppm magnesium, direaksikan dengan kapur (kulit kerang yang dibakar pada suhu 1320 C). Hasil reaksi kimia antara kapur dengan air laut, akan menghasilkan endapan. Endapan kental yang mengandung sekitar 12 % ini kemudian di saring, sehingga akan bertambah pekat, baru kemudian di reaksikan dengan dan menghasilkan. Setelah melalui tahapan filtrasi dan pengeringan, konsentrasi akan meningkat menjadi sekitar 68 %, yang berbentuk butiran-butiran kemudian dipindahkan ke dalam sel elektrolisa yang 35 berukuran dan beroperasi pada suhu sekitar 700 C. Elektroda grafit akan berfungsi sebagai anoda dan pot nya sendiri berfungsi sebagai katoda. Akibat di aplikasikan nya arus listrik sebesar 60.000 Amp, maka akan terurai, dan logam magnesium terapung diatas larutan. Setiap pot akan dapat menghasilkan sekitar 550 kg logam Mg dalam satu hari yang kemudian dituang kedalam cetakan ingot, dimana setiap ingot mempunyai berat 8 kg.

c. Pembuatan tambaga

Chalcopiri”t adalah bijih tembaga, merupakan campuran antara dan yang di peroleh dari hasil tambang di bawah permukaan tanah. Gambar berikut adalah proses mebuat nya. Alur proses yang ditunjukkan pada gambar diatas adalah dimulai dari 36 bijih chalcopirit, digiling dan dicampur dengan batu kapur serta bahan fluks silika. Setelah tepung bijih dipekatkan, lalu dipanggang, sehingga terbentuk campuran, dan, campuran inilah yang disebut: “ Kalsin”. Kalsin kemudian di lebur dengan batu kapur sebagai fluks nya di dalam Dapur Reverberatory, tujuan nya untuk melarutkan besi (Fe) di dalam terak, sisanya adalah Tembaga-Besi yang disebut “matte” di tuangkan kedalam konverter.

Dengan menghembuskan udara kedalam konverter untuk selama 4 s/d 5 jam, maka kotoran-kotoran teroksida dan besi akan membetuk terak yang pada saat-saat tertentu, dikeluarkan dari konverter. Karena panas oksidasi cukup tinggi, maka muatan akan tetap cair yang akhir nya dapat merubah sulfida-tembaga menjadi oksida-tembaga atau yang dikenal dengan nama: sulfat. Bila kemudian aliran udara dihentikan, maka oksida kupro akan bereaksi dengan sulfida kupro yang akan membentuk tembaga blister dan dioksida belerang . Tembaga blister dengan tingkat kemurnian antara 98 % s/d 99 % ini kemudian dicor menjadi slab untuk kemudian di olah secara elektolitik menjadi tembaga murni.

BAB III

PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

Logam non ferro atau logam bukan besi adalah logam yang tidak mengandung unsur besi (Fe). Logam non ferro murni kebanyakan tidak digunakan begitu saja tanpa dipadukan dengan logam lain, karena biasanya sifat-sifatnya belum memenuhi syarat yang diinginkan. Logam bukan besi tidak ditemukan sebagai logam murni di alam bebas. Biasanya terikat sebagai oksida dengan kotoran-kotoran membentuk bijih-bijih. Pengolahan bijih logam bukan besi mengikuti beberapa tahap, yaitu tahap penghalusan mineral, tahap pencucian, tahap pemisahan antara logam dan kotoran, dan tahap peleburan.

Kebanyakan logam bukan besi tahan terhadap korosi (air atau kelembaban). Magnesium tahan terhadap korosi dalam lingkungan udara biasa akan tetapi dalam air laut ketahanan korosinya dibawah baja biasa. Secara umum dapat dikatakan, bahwa makin berat suatu logam bukan besi, maka makin baik daya tahan nya terhadap korosi dan salah satu sifat atau ciri khas logam bukan besi adalah: berat jenis nya.

BAB IV

DAFTAR PUSTAKA

https://id.wikipedia.org/wiki/Titanium#:~:text=Titanium%20adalah%20sebuah%20unsur%20kimia,warna%20putih%2Dmetalik%2Dkeperakan.

https://www.scribd.com/document/402264184/Makalah-Alloy-UAS-docx

http://www.akujagoan.com/proses-pembuatan-logam-baja_22.html

https://docplayer.info/73075024-Makalah-material-teknik-tentang-metal-alloys-atau-logam-paduan.html

http://trisusetyo12.blogspot.com/proses-pembentukan-logam-metal-forming.html

Location:

MAGER BELAJAR

Makalah Alloy Non Ferous

DAFTAR ISI

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang