tugasmetodepenelitianoksemua-140220091300-phpapp01

7/25/2019 tugasmetodepenelitianoksemua-140220091300-phpapp01

1/16

TUGAS METODE PENELITIAN

PENGARUH PROSES PACK CARBURIZING TERHADAP

SIFAT MEKANIK LOGAM

Oleh :

NAMA : BENI PRAYOGA

NPM : 11120022

FAKULTAS TEKNIK

URUSAN TEKNIK MESIN

UNI!ERSITAS MALAHAYATI

BANDAR LAMPUNG

201"


2/16

I# PENDAHULUAN

1#1# LATAR BELAKANG

Semakin meningkatnya perkembangan hidup manusia maka jamanpun ikutberkembang dengan pesat. Karena perkembangan manusia bertambah maju maka bidang

teknologipun ikut berkembang sangat pesat dengan harapan segala kebutuhan manusia

dapat terpenuhi dengan baik.

Jika diperhatikan, segala kebutuhan manusia tidak lepas dari unsur logam. Kerena hampir

semua alat yang digunakan manusia terbuat dari unsur logam. Sehingga logam

mempunyai peranan aktif dalam kehidupan manusia dan menunjang teknologi dijaman

sekarang. Oleh karena itu timbul usaha-usaha manusia untuk memperbaiki sifat sifat

dari logam tersebut. Yaitu dengan merubah sifat mekanis dan sifat fisiknya.

Adapun sifat mekanis dari logam antara lain kekerasan, kekuatan, keuletan, kelelahan

dan lain lain. Sedangkan dari sifat fisiknya yaitu dimensi, kondukti!itas listrik, struktur

mikro, densitas, dan lain lain.

Karena banyaknya permintaan yang berma"am ma"am maka diadakan pemilihan bahan.

#emilihan bahan tersebut dapat dipersempit sesuai dengan kegunaannya. Seperti misalnya

pada baja karbon. $aja karbon mendapat prioritas yang utama untuk dipertimbangkan.

Karena baja karbon mudah diperoleh, mudah dibentuk atau sifat permesinannya baik dan

harganya relatif murah. Karena baja karbon mendapat prioritas utama maka dituntut


3/16

untuk memodifikasi atau memperbaiki sifatnya seperti kekerasan, kekerasan pada

permukaan, tahan aus akibat gesekan. Karena hal tesebut maka perlu diadakan proses

perlakuan panas guna menambah kekerasan dari bahan tersebut.

#erlakuan panas adalah suatu perlakuan %treatment& yang diterapkan pada logam agar

diperoleh sifat sifat yang diiginkan. 'engan "ara pemanasan dan pendinginan dengan

ke"epatan tertentu yang dilakukan terhadap logam dalam keadaan fase padat sebagai

upaya untuk memperoleh sifat sifat tertentu dari logam. skripsi teknik mesin

Salah satu "ara adalah dengan menggunakan proses karburasi yaitu dengan mengeraskan

permukaannya saja. Karburasi adalah salah satu proses perlakuan panas untuk

mendapatkan kulit yang lebih keras dari sebelumnya.

'an berdasarkan hal hal tersebut diatas maka penulis men"oba untuk mengadakan suatu

penelitian dengan judul

( )*+$A S/0K/0 )1K0O #A'A 2OA) KO)#O+*+ '*+A+

#*02AKA+ #A+AS (

1#2# IDENTIFIKASI MASALAH

Adapun permasalahan di bidang ini disesuaikan dengan kebutuhan pada bidang

industri yang semakin modern, dalam hal ini adalah pengembangan sifat sifat dari

logam. Yang mana mempunyai kekerasan yang baik tapi juga ulet. 'imana aplikasinya

digunakan pada alat alat potong, alat alat pahat, roda gigi atau kontruksi mesin yang

sering mengalami kontak antara bahan satu dengan bahan lainnya, dengan

- )emperkuat bagian roda gigi atau mata pahat agar tidak "epat aus.

- #ermukaan mata pahat yg dikeraskan dengan penambahan struktur logam.


4/16

- #erlakuan panas 3 pendinginan terhadap logam.

- dan #engerasan permukaan.

'engan proses perlakuan panas dengan metode karburasi diharapkan dapat

memperpanjang umur pemakainanya tetapi masih memiliki sifat keuletan pada bagian

dalamnya.

1#$# BATASAN MASALAH

Karena luasnya masalah ilmu perlakuan panas khususnya masalah karburasi, maka

masalah yang akan dibahas adalah men"akup pengerasan permukaan dan 4aktu tahan

"arburasi pada material baja karbon rendah. al hal yang berhubungan dengan proses

kimia dan perpindahan panas pada 4aktu pendinginan tidak dibahas.

'an batasan yang diberikan agar peneliti lebih spesifik adalah sebagai berikut

$ahan spesimen uji adalah $aja Karbon 0endah.

Kondisi pada a4al pemanasan adalah sama untuk setiap spesimen.

$ahan untuk proses perlakuan panas pada #a"k 5arburising adalah $ubuk 5arbon

aktif 6 +atrium 5arbonat sebagai energi7er.

Open pemanas yang digunakan adalah milik $alai 2atihan Kerja )ahasis4a.

#roses pendinginan yang dilakukan adalah dengan "ara pendinginan langsung

%dirre"t 8uen"hing&.

#engujian kekerasan menggunakan uji kekerasan 9i"kers.

/emperatur pemanasan :;< =5.

>aktu pemanasan adalah ?< menit, @ menit, dan


5/16

1#"# TUUAN

/ujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui hubungan penahanan 4aktu

pemanasan terhadap difusi karbon dan kekerasannya, media pendinginan terhadap

kekerasan dan sejauhmana kekerasan permukaan dapat di"apai dengan proses karburasi

pada material baja karbon rendah.

'isamping itu sebagai penerapan materi materi yang didapat dibangku kuliah sehingga

diharapkan akan menambah pengetahuan, 4a4asan dan keterampilan mahasis4a teknik

mesin khususnya.

II# DASAR TEORI

2#1# DEFINISIPACK CARBURIZING

Adalah proses penambahan unsure karbon pada permukaan baja karbon rendah. #emanasan

"arburi7ing dilakukan pada suhu B =5 B


6/16

)edium kimia yang digunakan berbentuk pasta. #asta yangdigunakan adalah "ampuran a

lumunium oksida, kaolin, water glass, potassium dan colonied sodium karbonat. #rosesnya yaitu

baja yang akan dikeraskan ditutup dengan pasta dengan ketebalan @ Cmm, kemudian

dikeringkan dan dimasakan ke dalam kotak. #roses ini dilakukan pada suhu B =5 B


7/16

'ifusi !a"an"y

Suatu proses difusi dimana atom karbon mengisi tempat dimana terdapat "elah F kekosongan.

/ahapan ini bertujuan agar panas pada spe"imen merata sehingga karbon yang berdifusi semakin

banyak dan merata.

Cooling

#ada tahapan ini material didinginkan dengan "ara 8uen"hing. $ertujuan untuk membentuk

mikrostruktur martensite yang sifatnya keras pada permukaan material. #erubahan sifat sifat

material yang dapat terjadi akibat proses pa"k "arburi7ing antara lain

?.Sifat mekanik

G #eningkatan kekerasan permukaan.

G #eningkatan ketahanan aus.

G #eningkatan kekuatan tarik.

D.Sifat fisik

G #erubahan !olume dapat terjadi.

G #erubahan butir %gram& mungkin terjadi.

@.Sifat kimia

G #eningkatan kadar karbon pada permukaan.

2#2# FAKTOR % FAKTOR YANG MEMPENGARUHI

Holding time

Semakin lama 4aktu pemanasan maka semakin luas bidang yang dipanaskan sehingga karbon

yang berdifusi semakin banyak dan meratadisetiap bagiannya sehingga meningkatkan

kekerasan Spe"imen tersebut. 'itambah pola difusi akan semakin dalam sehingga kekerasannya

pun meningkat. /otal kedalaman difusi yang di"apai pada temperature tertentu dinyatakan dalam

fungsi akar kuadrat dari 4aktu yang dinyatakan dalam pernyataan berikut.

?. 'imana K H Konstanta bahany H Kedalaman difusit H >aktu pemanasan.


8/16

D. /emperatur Semakin tinggi temperature maka jarak antara atom semakin besar sehingga

karbon yang berdifusi semakin banyak dan membuat kekerasannya meningkat.

@. Katalis-Katalis yang berpengaruh pada pa"k "arburi7ing

tetapi tidak menuah hasil melainkan hanya untuk memper"epat proses, "ontoh katalis yang

digunakan adalah $a5O@ dan +aD5O@ Karburi7er Komposisi karburi7er akan

mempengaruhi kekerasan yang dihasilkan.

C. Semakin tinggi karbon karburi7er maka karbon yang didifusikan makin banyak

sehingga makin tinggi kekerasan permukaan baja.


9/16

. #enggunaan arang batok kelapa akan berbeda dengan menggunakan arang jati yang kadar

karbonnya lebih rendah.

#ada beberapa komponen elemen mesin seperti poros atau roda gigi, kadang diperlukan sifat

yang keras dan tahan aus pada permukaanya, sedangkan pada inti atau bagian dalam tetap dalam

keadaan lunak dan ulet. al ini akan berdampak pada ketahanan benda terhadap keausan dan

keuletan yang sesuai dengan kebutuhan.

Karburising adalah proses dimana benda akan dikeraskan pada kulitnya dengan

"ara penambahan karbon ke permukaan benda, karburising dilakukan dengan "ara memanaskan

benda kerja dalam lingkungan yang banyak mengandung karboin aktif, sehingga karbon

berdifusi masuk ke permukaan baja %>ahid Suherman, ?BB: ?C;&.

#ada temperatur karburising, media karbon terurai menjadi 5O yang selanjutnya terurai menjadi

karbon aktif yang dapat berdifusi masuk ke dalam baja dan menaikkan kadar karbon pada

permukaan kulit baja.

#ada proses perlakuan panas, termasuk karburising selalu menga"u pada diagram fase yang

berdasarkan pada karbon dari baja. $aja pada dasarnya adalah paduan besi dan karbon %Ie-5&,

besi dan karbon selain dapat membentuk larutan padat juga dapat membentuk senya4a karbid

besi %sementit, Ie@5&. kita ketahui bah4a "arbon memiliki sifat keras tapi getas, sedangkan besi

mempunyai sifat ulet.

Karburising #adat %Pack Carburizing&

Karburising padat adalah proses karburisasi atau penambahan karbon pada permukaan benda

kerja dengan menggunakan karbon yang didapat dari bubuk arang. $ahan karburisasi ini

biasanya adalah arang tempurung kelapa, arang kokas, arang kayu, arang kulit atau arang tulang.


10/16

$enda kerja yang akan dikarburising dimasukkan ke dalam kotak karburisasi yang sebelumnya

sudah diisi media karburisasi. Selanjutnya benda kerja ditimbuni dengan bahan karburisasi dan

benda kerja lain diletakkan diatasnya demikian selanjutnya %>ahid Suherman, ?BB: ?


11/16

perubahan yang berarti, harus dilakukan penambahan garam baru unutk menjaga konsentrasi

tetap sebagaimana semula.

Semua "ianida adalah senya4a yang sangat bera"un, karena itu pemakaiannya harus sangat hati-

hati. 'emikian pula pada saat membuang sisa-sisa "airan yang akan terkena garam "ianida

tersebut harus benar-benar mengikuti petunjuk dari pihak ber4enang.

Karburising as %as 5arburi7ing&

#roses pengerasan ini dilakukan dengan "ara memanaskan baja dalam dapur dengan atmosfer

yang banyak mengandung gas 5O dan gas hidro karbon yang mudah berdifusi pada temperatur

karburisasi B= 5 B


12/16

monoksida segar. #embentukan karbonmonoksida ditingkatkan oleh energi7ers ataukatalis,

seperti barium karbonat %$a5O@&, kalsiumkarbonat %5a5O@&, kalium karbonat %KD5O@&,

dannatrium karbonat %+aD5O@&, yang hadir di daerah karburasi.

?. #roses#ada metode #a"k "arburi7ing atau karburisasi padat, komponen yang akan

dikarburisasi ditempatkan dalam kotak yang berisi media penambah unsur karbon atau media

karburasi, kemudian dipanaskan pada suhu austenisasi %:CDB


13/16

C. #erubahan fasa akibat perlakuan karburisasi dan pengerasan diamati menggunakan

)ikroskop Optik Olympus. /ebal lapisan difusi %"ase depth& yang diperoleh dari hasil proses

karburisasi ditentukan melalui pengukuran kekerasan dari tepi benda uji menggunakan )i"ro

9i"kersardness /ester dengan beban penekanan disesuaikan dengan komponen yang akan

uji. Sedangkan untuk mengukur "ase depth dapat menggunakan indi"ator perubahan

kekerasan permukaan.

III# METODE PENELITIAN

#ada penelitian ini penulis meneliti tentang pengaruh penahanan 4aktu pemanasan

%holding time& terhadap kekerasan baja karbon rendah pada proses karburasi dengan

menggunakan media padat. Jadi penahanan 4aktu pemanasan dan media pendinginan

dibuat ber!ariasi dengan tujuan untuk mengetahui sejauhmana pengaruh terhadap kekerasan

dihasilkan.

$#1# METODOLOGI

#ada penelitian ini penulis meneliti tentang pengaruh penahanan 4aktu pemanasan

%holding time& terhadap kekerasan baja karbon rendah pada proses karburasi dengan

menggunakan media padat. Jadi penahanan 4aktu pemanasan dan media pendinginan

dibuat ber!ariasi dengan tujuan untuk mengetahui sejauhmana pengaruh terhadap

kekerasan yang dihasilkan.

'alam melakukan penelitian dibutuhkan alatalat antara lain


14/16

a. )aterial benda uji.

)aterial atau spesimen yang digunakan adalah baja karbon rendah berupa plat strip.

b. Ka4at

$erfungsi sebagai pengikat benda uji agar memudahkan dalam pengambilan dari

kotak sementasi pada 4aktu proses pendinginan.

". $ubuk karbon %arang kayu& dan bubuk barium karbonat.

d. Kotak sementasi %kotak karbon&.

e. #enjepit

$erfungsi untuk pengambilan kotak karbon dari tungku dan benda uji dari kotak

karbon.

Kotak sementasi harus memiliki karakteristik sebagai berikut

arus rapat sehingga tidak memungkinkan adanya kebo"oran dari gas yang

terbentuk.

/ahan suhu tinggi untuk 4aktu yang relatif lama.

Sesuai untuk bentuk dan ukuran benda kerja yang akan diproses.

)emiliki sifat mekanik yang memadai sehingga tidak terjadi perubahan bentuk

pada saat mengalami pemanasan pada 4aktu yang "ukup lama.

0elatif ringan.

$iasanya bahan Sementasi terbuat dari

$aja 5r +i

$ahan ini harganya relatif mahal, tetapi bahan ini sangat stabil pada suhu yang

tinggi serta relatif ringan.

$aja lunak, murah tetapi masa pakainya singkat.


15/16

$esi "or, relatif tebal %rata rata diatas ? mm& agar masa pakainya menjadi

panjang.

$#2# Al&' Pe(el)*)+(

'alam melakukan penelitian dibutuhkan alatalat antara lain

a. )aterial $enda uji.

)aterial atau spesimen yang digunakan adalah baja karbon rendah perupa plat strip.

b. Ka4at

$erfungsi sebagai pengikat benda uji agar memudahkan dalam pengambilan dari kotak

sementasi pada 4aktu proses pendinginan.

". $ubuk karbon %arang kayu& dan bubuk barium karbonat.

d. Kotak sementasi %kotak karbon&

Kotak sementasi harus memiliki karakteristik sebagai berikut

arus rapat sehingga tidak memungkinkan adanya kebo"oran dari gas yang

terbentuk.

/ahan suhu tinggi untuk 4aktu yang relatif lama.

Sesuai untuk bentuk dan ukuran benda kerja yang akan diproses.

)emiliki sifat mekanik yang memadai sehingga tidak terjadi perubahan bentuk

pada sat mengalami pemanasan pada 4aktu yang "ukup lama.

0elatif ringan.

$iasanya bahan Sementasi terbuat dari

$aja 5r +i

$ahan ini harganya relatif mahal, tetapi bahan ini sangat stabil pada suhu yang

tinggi serta relatif ringan.

$aja lunak, murah tetapi masa pakainya singkat.


16/16

$esi "or, relatif tebal %rata rata diatas ? mm& agar masa pakainya menjadi

panjang.

e. #enjepit

$erfungsi untuk pengambilan kotak karbon dari tungku dan benda uji dari kotak karbon.

DAFTAR PUSTAKA

Amstead, $, ?BB;, Jakarta *rlangga /eknologi )ekanik Jilid - ?.

$radbury. *J, ?BB, Jakarta, ramedia #ustaka tama 'asar )etalurgi untuk 0ekayasa4an.

Situs

ttpFF444.google."o.idFmM8HperlakuanEDpanas

tugasmetodepenelitianoksemua-140220091300-phpapp01

Documents