Perbedaan Kuningan (Brass) dan Perunggu (Bronze) Pada Paduan Tembaga Beserta Sifatnya

Tembaga merupakan unsur yang banyak digunakan dalam berbagai macam aplikasi. Selain berupa unsur tunggal, tembaga banyak dimanfaatkan dalam bentuk paduan tembaga yaitu berupa kuningan (brass) dan perunggu (bronze). Kedua paduan tersebut sama-sama berasal dari unsur tembaga, namun perbedaan utam yaitu dalam paduan penyusun yang digunakan pada masing-masing paduan tembaga tersebut. Paduan tembaga tersebut menghaslkan sifat dan karakteristik khusus mengikuti sifat asli dari tembaga dan unsur paduan yang ditambahkan, sehingga dihasilkan sifat tertentu yang digunakan dalam berbagai macam aplikasi.

Kuningan (Brass)

Kuningan adalah logam paduan yang dihasilkan dari tembaga dan seng (Zn). Secara komersial, terdapat dua jenis kuningan yang paling banyak digunakan :

1. Kuningan alfa (Alpha brass)

Kuningan alfa adalah jenis kuningan yang mengandung hingga 36% seng (Zn) dan sisanya adalah tembaga.

2. Kuningan alfa-Beta (Alpha-Beta brass)

Kuningan alfa beta adalah jenis kuningan yang mengandung 36% hingga 46% Seng (Zn) dan sisanya adalah tembaga.

Istilah Alpha dan Beta adalah nama yang diberikan untuk fase brasses yang berbeda. Pada jenis Kuningan alfa-beta mengandung dua fase yaitu alfa dan beta.

Kekuatan tarik dan keuletan pada kuningan akan meningkat seiring dengan peningkatan kandungan seng (Zn) hingga 30%. Jika kandungan seng meningkat melebihi 30%, maka kekuatan tarik terus meningkat hingga 45% kandungan seng, namun menyebabkan penurunan tingkat keuletan (ductility) yang signifikan pada kuningan.

Kuningan Fase β jauh lebih keras dan lebih kuat, namun memiliki keuletan yang lebih rendah dibandingkan dengan kuningan fase α. Kuningan jenis Fase-α memiliki kemampuan bentuk dingin (cold-formability) yang sangat baik. Selain itu sifat mekanik kuningan fasa α juga berubah dengan jumlah pekerjaan dingin yang dilakukan padanya. Sedangkan pada jenis kuningan α-β cocok digunakan untuk aplikasi pekerjaan panas (Hot working).

Kuningan alfa (α) dapat dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu :

a). Kuningan merah (red brasses)

kuningan merah adalah jenis kuningan alfa yang mengandung hingga 20% paduan Zn. Kuningan merah lebih mahal, namun memiliki ketahanan korosi yang lebih baik. Jenis kuningan merah memiliki sifat pengecoran dan permesinan yang baik, selain itu dapat juga dilakukan pengellasan (welding). Salah satu kuningan merah yang terkenal adalah "gilding-bras" atau logam dengan penyepuhan (pelapisan) 5% Zn. Kuningan merah banyak digunakan dalam aplikasi dan pekerjaan dekoratif.

b). kuningan kuning (yellow brasses)

Kuningan kuning merupakan jenis kuningan yang paling ulet (ductile) dan digunakan untuk pekerjaan yang membutuhkan suhu dingin misalnya operasi penempaan (forging operations). Kuningan ini tersusun dari 70% Cu, 30% Zn dengan proses "deep drawing", maka komposisi kuningan kuning ini kemudian dikenal sebagai kuningan kartrid.

Selain daripada dua jenis kuningan tersebut, terdapat beberapa Komposisi kuningan yang abnyak digunakan yaitu :

- Kuningan Admirability (Admirability brass) yang mengandung 29% seng, 1% Timah, dan tembaga.

- Kuningan Muntz (Muntz brass) mengandung 40–45% Zn dan sisanya tembaga.

- Kuningan naval (Naval Brass) mengandung 39% Zn, 1% Timah, dan sisanya tembaga.

Kuningan Admiralty, kuningan naval dan kuningan muntz digunakan untuk alat kelengkapan kapal, tabung kondensor, preheater, penukar panas, dll.

Perunggu (Bronze)

Perunggu adalah logam yang dihasilkan dari paduan antara tembaga dan timah, meskipun secara proses pembuatannya perunggu mungkin mengandung unsur lain selain itu timah. Paduan tembaga dengan aluminium, silikon dan berilium, yang mungkin tidak mengandung timah juga

dikenal sebagai perunggu. Perunggu timah memiliki warna emas yang indah. Seperti pada kuningan, kekuatan tarik maupun keuletan perunggu akan meningkat karena kandungan timah pada perunggu. Namun, jika kandungan timah pada perunggu lebih dari 10% akan menghasilkan pembentukan senyawa intermetalik getas (Cu3Sn). Oleh karena itu penambahan timah pada tembaga hingga 10% akan meningkatkan kekuatan, kekerasan dan daya tahan ke tingkat yang jauh lebih besar daripada penambahan seng pada tembaga.

Klasifikasi dan jenis perunggu

Berdasarkan jenisnya, secara umum perunggu dibagi menjadi dua jenis yaitu perunggu dengan kandungan timah dan perunggu tanpa kandungan timah.

1. Perunggu Timah

Berikut ini merupakan jenis perunggu timah yang paling umum digunakan :

a). Perunggu-Fosfor (Phosphor Bronze)

Perunggu fosfor adalah perunggu timah dengan penambahan fosfor sebesar 0,5% . Penambahan Fosfor tersebut meningkatkan fluiditas logam cair.

b). Perunggu Bertimbal (Leaded Bronze)

Perunggu timbal adalah perunggu timah yang dipadukan dengan timbal. Penambahan timbal tersebut dapat mengurangi kekuatan dan keuletan pada perunggu, tetapi dapat meningkatkan kemampuan mesin (machinability) dan memiliki sifat pelumas sendiri, sehingga hanya digunakan untuk kebutuhan tertentu. Biasanya, persentase kandungan pada perunggu tidak melebihi 2%.

c). Gun metal

Gun metal adalah perunggu dengan komposisi 2% seng, 10% timah dan 88% tembaga. Gun metal adalah komposisi perunggu yang sangat terkenal dan banyak digunakan untuk bearing bushes, glands, pompa, katup dll.

d). Bell metal

Bell metal adalah perunggu timah yang memiliki kandungan timah yang sangat tinggi yaitu sebesar 20-25%. Salah satu sifat khusus pada bell metal yaitu dapat menghasilkan suara denting yang bagus saat dipukul dengan palu.

2. Perunggu tanpa kandungan timah

Berikut ini merupakan beberapa jenis perunggu tanpa kandungan timah :

a). Perunggu aluminium (Phosphor bronze)

Perunggu aluminium adalah perunggu dengan Komposisi 14% Aluminium dan sisanya tembaga. Perunggu aluminium berwarna kuning keemasan dan sering digunakan untuk perhiasan. Perunggu jenis ini memiliki kekuatan dan ketahanan korosi yang baik.

b). Perunggu silikon (Leaded bronze)

Perunggu silikon adalah perunggu dengan Komposisi 1–4% Silicon dan sisanya tembaga. Dapat dilakukan pengerjaan dingin (cold work) dan pengerasan (strain hardened). Perunggu silikon umumnya digunakan untuk boiler dan perlengkapan kelautan.

c). Perunggu mangan (Manganese bronze)

Perunggu mangan adalah perunggu dengan Komposisi 40% seng, 55–60% tembaga dan 3–5% mangan. Pada dasarnya perunggu ini merupakan kuningan yang telah ditambahkan unsur mangan. Perunggu mangan umumnya digunakan untuk baling-baling kapal.

d). Perunggu berilium (Beryllium bronze)

Perunggu silikon adalah perunggu dengan Komposisi berilium sekitar 2%. Perunggu berilium memiliki sifat mekanik yang sangat baik dan dapat dilakukan pengerjaan dingin (cold work) dan semakin mengalami pengerasan seiring usia pemakaian. Perunggu Berilium sangat mahal, oleh karena itu perunggu jenis terutama digunakan untuk bellow, tabung pengukur bourdon dll.

^{Referensi :}

[1] H.N Gupta, et al. "Manufacturing Processes".2009.

ETSWORLDS

Ads