Analisa Pngaruh Pack Carburizing Mnggunakan Arang Mlanding (Mas ad dkk.) ANALISA PENGARUH PACK CARBURIZING MENGGUNAKAN ARANG MLANDING UNTUK MENINGKATKAN SIFAT MEKANIS SPROKET SEPEDA MOTOR SUZUKI Mas ad, Muh. Amin, Solchan * Jurusan Tknik Msin Univrsitas Muhammadiyah Smarang Jl. Kasipah No.12, Smarang 50254 *Email: Solchan1981@gmail.com Abstrak Prkmbangan Jaman skarang produk spda motor brkmbang psat. Data Kpolisian tahun 2011 jumlah spda motor di Indonsia brjumlah 68,839,341 buah. Jumlah trsbut akan trus mningkat siring kbutuhan transportasi masyarakat. Salah satu suku cadang kndaran sring dilakukan pnggantian adalah Sprokt gar. Ada dua jnis produk sprokt di pasaran, yaitu produk asli kluaran pabrikan (gnuin part) dan kualitas 1 (imitasi). Produk imitasi mmiliki sifat mkanik sangat rndah shingga mudah aus dan patah. Maka pada pnlitian ini, ingin mningkatkan produk imitasi mndkati atau mnyamai produk asli dngan pross pack carburizing. Tujuan pnlitian untuk mnganalisa pningkatan sifat mkanik matrial sprokt gar suzuki imitasi, stlah dilakukan pross carburizing. Adapun variabl bbas yang digunakan sprokt gar suzuki gnuin part, dan sprokt gar suzuki imitasi dan sudah mngalami prlakuan panas, mdia qunching oli msin SAE 40, dngan variasi tmpratur (850-950⁰C) dngan pnahanan waktu 7 jam. Pngujian yang dilakukan adalah pngujian komposisi kimia, kkrasan dan struktur mikro. Hasil yang diprolh dari pnlitian ini adalah sprokt gar suzuki imitasi. Pngujian yang dilakukan adalah pngujian kkrasan dan pngamatan struktur mikro. Sifat mkanik matrial sprokt gar suzuki imitasi, dngan pross carburizing pningkatan nilai kkrasan optimum pada suhu autnisasi dngan tmpratur 950⁰C, kkrasannya mningkat 49,21% dibanding dngan sprokt gar suzuki imitasi tanpa carburizing, dan lbih tinggi 7,64% diatas nilai kkrasan sprokt gar suzuki gnuin part.. Kata kunci : Arang Mlanding, Pack Carburizing, Sprokt, Suzuki, imitasi. 1. PENDAHULUAN Prkmbangan Jaman skarang produk spda motor brkmbang psat. Data Kpolisian tahun 2011 jumlah spda motor di Indonsia brjumlah 68,839,341 buah (www.bps.go.id). Jumlah trsbut akan trus mningkat siring kbutuhan transportasi masyarakat. Salah satu suku cadang kndaran yang dilakukan pnggantian adalah Sprokt gar, trdapat dua produk sprokt di pasaran, yaitu produk asli kluaran pabrikan rsmi yaitu suzuki gnuin part dan sprokt kualitas yang mnyrupai asli disbut kualitas Kw atau imitasi (www.otomotifnt.com). Jnis kausan yang trjadi pada komponn sprokt yaitu kausan adhsi dan abrasi, sdangkan umur pakai komponn sprokt yang ditliti tlah mngalami pmakaian slama 510 hari atau 29.003.292 buah. Untuk umur pakai sprokt sampai kondisi harus diganti, pmakaian slama 3,1 tahun atau 64.739.669 buah (Akuan, 2007). Prlakuan panas (hat tratmnt) adalah pross mmanaskan bahan sampai suhu trtntu dan kmudian didinginkan dngan mtod trtntu, Prlakuan panas trutama ditujukan untuk mmprolh sifat-sifat yang ssuai dngan pnggunaannya, khususnya untuk mndapatkan kkrasan, kkuatan dan sifat liat yang diprlukan. Untuk mncgah kausan pada logam, maka logam prlu mndapatkan kkrasan pada bagian prmukaan saja sdang inti ttap ult. Untuk itu prlu dilakukan pross pngrasan prmukaan (surfac tratmnt). Jadi dalam hal ini pngrasan dapat dilakukan pada bagian-bagian trtntu saja ssuai kbutuhan dan fungsi alat trsbut (Amanto, 1999). Carburizing yaitu pross pmbrian atau pnambahan kandungan karbon yang lbih banyak pada bagian prmukaan dibanding dngan dinding bagian dalam, shingga kkrasan prmukaannya lbih mningkat. Sdang pada bagian dalamnya diharapkan masih mmiliki kultan/kliatan,mnybabkan ukuran butir mmbsar (Palallo, 1995). Maka dari itu prlu di lakukan pnlitian untuk mnjlaskan sprokt gar suzuki dngan pross carburizing. Tujuan dari pnlitian ini adalah bagaimana mngubah sprokt gar suzuki imitasi kwalitasnya sama dngan yang asli dngan pross carburizing. 40 ISBN 978-602-99334-2-0
D.7 2. METODOLOGI PENELITIAN Diagram alir pnlitian sbagai langkah krja ditunjukkan pada Gambar 1. Adapun alat-alat yang akan diprsiapkan sblum mlakukan pnlitian ini adalah sbagai brikut Kotak karburisasi, tungku pmanas, Msin polish, Mikroskop optik, Msin uji kkrasan, Jangka sorong, Kamra, Tang pnjpit, dan Amplas Sdangkan bahan yang akan digunakan adalah baja AISI 1020, arang kayu mlanding, srbuk natrium carbonat, krtas gosok (dngan ukuran 80, 100, 400, 600, 800, dan 1000), dan Autosol. Spsimn yang diprsiapkan sbanyak 5 buah, yang trdiri dari 2 spsimn awal tanpa carburizing, 3 spsimn dicarburizing pada suhu 850-950⁰C slama 7 jam, dngan pnambahan srbuk natrium carbonat 25% dngan mdia pndingin oli msin SAE 40. Kotak trbuat dari baja karbon rndah dngan ktbalan 5 mm dngan ukuran P = 120mm Lbar =120mm Tinggi =180 mm, bnda-bnda uji trsbut dimasukkan kdalam kotak karburisasi. Uji komposisi kimia dngan msin spctromtr, struktur mikro dngan mdia tching ragnt nitral 2 %, pngujian kkrasan dngan Vikrs mikrohardnss. Gambar 1. Diagram alur pnlitian 3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1. Hasil Uji Komposisi Kimia Hasil pnlitian dan pmbahasan yang akan diuraikan dalam bab ini mliputi: komposisi kimia struktur mikro dan pngujian kkrasan. Hasil uji komposisi kimia pada sprockt asili Suzuki, imitasi di tunjukan pada Tabl 1. Hasil pngujian komposisi kimia matrial sprokt gar suzuki imitasi mnunjukkan bahwa kandungan unsur bsi F : 96,2 %, sdangkan unsur karbon 0,20 %, unsur silikon 0,33%, mangan 0,53%, nikl 1,13. Dari bbrapa unsur yang paling brpngaruh trhadap sifat mkaniknya yaitu unsur nikl yaitu mmbri pngaruh sama sprti Mn yaitu mnurunkan suhu kritis dan kcpatan pndinginan kritis. Ni mmbuat struktur butiran mnjadi halus dan mnambah kultan, Unsur Cr mninggikan kkuatan tarik dan kplastisan, mnambah mampu kras, mningkatkan tahan korosi dan tahan suhu tinggi (Amin dan Ahmadil, 2012). Prosiding SNST k-4 Tahun 2013 Fakultas Tknik Univrsitas Wahid Hasyim Smarang 41
Analisa Pngaruh Pack Carburizing Mnggunakan Arang Mlanding (Mas ad dkk.) Tabl 1. Komposisi kimia sprokt gar Suzuki asli dan imitasi Jnis Sprokt Unsur F C Si Mn S Cr Ni Asli 96,2 0,22 0,31 0,57 0,038 0,432 1,77 Imitasi 96,2 0,20 0,33 0,53 0,036 0,411 1,13 AISI 1020 95,6 0,20 0,35 0,70 0,035 0,400 1,75 3.2. Hasil Uji Struktur Mikro Hasil pngamatan struktur mikro dari matrial awal sblum mngalami pack caburizing dapat dilihat pada Gambar 2 brikut ini: Gnuin part KW 1 mrk Indopart Gambar 2. Prbandingan struktur mikro sprokt gar suzuki gnuin part dan imitasi 500X. Hasil pngamatan stuktur mikro matrial sprokt gar suzuki imitasi yang tlah mngalami pack carburizing dngan pnahanan waktu 7 jam dan tmpratur 850⁰C, ditampilkan pada Gambar 3 dngan pmbsaran gambar 500 X. Martnsit Frlit Parlit Gambar 3 Strukturmikro pack carburizing 850⁰C Mnunjukkan bahwa struktur-struktur prlit jumlahnya smakin banyak dan ukuran butirannya mulai mrata di spanjang pntrasi walaupun pada sisi prlitnya masih trdapat banyak frit. Pningkatan jumlah parlit yang lbih banyak dibandingkan dngan struktur mikro matrial awal dapat trjadi karna adanya pngaruh pnambahan unsur karbon k dalam matrial slama pross difusi intrtisi karbon dngan cara pmanasan pada matrial pada tmpratur 850⁰C dngan lama waktu pnahan 7 jam srta adanya pnambahan srbuk Natrium karbonat 25 % sbagai 42 ISBN 978-602-99334-2-0
D.7 nrgizr yang mrupakan unsur untuk mmprcpat pross difusi karbon k dalam baja shingga dapat mmbntuk struktur parlit lbih banyak. Hasil pngamatan stuktur mikro matrial sprokt gar suzuki imitasi yang tlah mngalami pack carburizing dngan pnahanan waktu 7 jam dan tmpratur 900⁰C, ditampilkan pada Gambar 4 dngan pmbsaran gambar 500 X. Prlit Martnsit Frrit Gambar 4 Strukturmikro pack carburizing 900⁰C Dari gambar diatas mnunjukkan bahwa struktur-struktur prlit jumlahnya smakin sdikit dan ukuran butirannya mulai mrata di spanjang pntrasi walaupun pada sisi prlitnya masih trdapat banyak frit. Pningkatan jumlah parlit yang lbih banyak dibandingkan dngan struktur mikro matrial awal dapat trjadi karna adanya pngaruh pnambahan unsur karbon k dalam matrial slama pross difusi intrtisi karbon dngan cara pmanasan pada matrial pada tmpratur 900⁰C dngan lama waktu pnahan 7 jam srta adanya pnambahan srbuk arang mlanding 75% dan natrium karbonat 25% sbagai nrgizr yang mrupakan unsur untuk mmprcpat pross difusi karbon k dalam baja shingga dapat mmbntuk struktur parlit lbih banyak. Shingga mnjadikan spsimn ini mnjadi lbih kras dari sblumnya dan juga di pngaruhi olh trjadinya pross pndinginan yang cpat shingga dapat mrubah sifat fisis dari pada baja. Martnsit Frrit Parlit Gambar 5 Strukturmikro pack carburizing 950⁰C Hasil pngamatan stuktur mikro matrial sprokt gar suzuki imitasi yang tlah mngalami pack carburizing dngan pnahanan waktu 7 jam dan tmpratur 950⁰C, ditampilkan pada Gambar 5 dngan pmbsaran gambar 500 X. mnunjukkan bahwa pningkatan jumlah parlit yang paling banyak dibandingkan dngan struktur mikro yang lain, slain itu pntrasi dari karbon juga cukup dalam dan butiran butiran pada prlit ukurannya lbih bsar dibandingkan dngan konsntrasi sblumnya. Dngan ukuran butir yang lbih bsar maka kkrasan yang dihasilkan juga akan lbih bsar. Ini trjadi karna adanya prbandingan bahan tambahan yang brupa 75% arang mlanding dan 25% srbuk natrium karbonat sbagai nrgizr yang mrupakan Prosiding SNST k-4 Tahun 2013 Fakultas Tknik Univrsitas Wahid Hasyim Smarang 43
Analisa Pngaruh Pack Carburizing Mnggunakan Arang Mlanding (Mas ad dkk.) bahan pmbangkit tnaga dalam pross karburisasi, srta didukung dngan pross qunching mnggunakan mdia pndingin oli msin SAE 40. Hal ini dapat mningkatkan jumlah karbon yang cukup banyak, shinga pada saat pmanasan brlangsung difusi karbon k dalam baja mnjadi lbih cpat shingga dapat mrubah butir struktur mikro dan nilai kkrasan yang lbih kras di bandingkan dngan matrial uji sblumnya 3.3. Hasil uji kkrasan Hasil pngujian kkrasan sprokt gar Suzuki dngan vickrhardnss tstr ditunjukan pada Tabl 2. Pngujian ini dilakukan pada spsimn ssudah pross Pngambilan data kkrasan dilakukan pada 5 titik pada masing masing darah spsimn Sprokt gar suzuki. Untuk posisi ijakan idntor dalam pngambilan data kkrasan Sprokt gar untuk stiap ara diilustrasikan pada Gambar 6. Tabl 2. Hasil Pngujian Kkrasan Matrial Sprokt Gar Suzuki dan imitasi Spsimn Hasil Kkrasan (HVN) 1 2 3 4 5 Hasil Rata-rata (HVN) Sprokt Gar suzuki Asli 732,4 732,3 735,6 735,7 735,8 734,40 Sprokt Gar Suzuki imitasi Gar Suzuki imitasi (Carburizing 1. T= 850⁰C) Gar Suzuki imitasi (Carburizing 2. T=900⁰C) Gar Suzuki imitasi (Carburizing 3. T= 950⁰C) 532,0 528,1 530,3 530,3 528,0 529,62 600,5 600,7 602,9 602,8 603,1 603,13 710,2 709,5 713,3 710,2 710,1 711,28 789,6 790,4 790,1 791,8 790,3 790,45 1 2 3 4 5 Gambar 6. Posisi titik pngujian kkrasan Pngujian kkrasan dilakukan dngan mngambil sbanyak 5 titik diprmukaan sprokt gar suzuki. Dngan mnggunakan mtod Vikrs hardnss dngan bban 200N dan pntrator krucut intan 120 o.. Data kkrasan spsimn sprokt gar suzuki gnuin part, Sprokt gar imitasi dan carburizing 1,2 dan 3, dngan waktu pnahan 7 jam dngan tmpratur (850, 900 dan 950⁰C). Grafik diatas mnujukkan pningkatan kkrasan yang signifikan pada matrial Sprokt Gar imitasi dngan prlakuan panas bisa mningkatakan sifat mkaniknya. Untuk tmpratur 950⁰C, kkrasan Sprokt bisa mndkati atau mlbihi kkrasan Sprokt Gar suzuki gnuin part, walaupun nilainya sdikit dibawahnya. Sprokt gar suzuki imitasi, dngan tmpratur 950⁰C dngan pnahanan waktu 7 jam mmiliki nilai yang paling optimal bila dibandingkan dngan dngan tmpratur 850 dan 900⁰C, dngan pningkatan kkrasan 79,17%. Nilai kkrasan ini juga mlbihi dari sprokt gar suzuki gnuin part, yaitu nilai rata rata kkrasan sprokt gar 44 ISBN 978-602-99334-2-0
D.7 734,40 HVN dan nilai kkrasan sprokt gar suzuki imitasi, dngan prlakuan panas tmpratur 950⁰C dngan pnahan 7 jam 790,45 HVN. Mskipun tlah dilakukan karburizing, nilai kkrasan trtinggi sprokt gar suzuki imitasi dngan mtod qunching nilai kkrasannya smakin tnggi dibandingkan dngan sprokt gar suzuki gnuin part. 4. KESIMPULAN Dari data hasil pnlitian dapat diambil ksimpulan sbagai brikut : 1. Matrial sprokt gar suzuki gnuin part dan sprokt gar suzuki imitasi dilihat dari strukturmikro masuk golongan baja karbon rndah dngan golongan komposisi kimia AISI 1020. 2. Sifat mkanik matrial sprokt gar suzuki imitasi, dngan pross carburizing pningkatan nilai kkrasan optimum pada suhu autnisasi dngan tmpratur 950⁰C, kkrasannya mningkat 49,21% dibanding dngan sprokt gar suzuki imitasi tanpa carburizing, dan lbih tinggi 7,64% diatas nilai kkrasan sprokt gar suzuki gnuin part.. DAFTAR PUSTAKA Amin dan Ahmadil, (2012), Pngaruh Bsar Arus Tmpr Bad Wlding Trhadap Ktangguhan Hasil Las Smaw Pada Baja St37, Vol. 4, ISSN, 2085-3548 Abrianto akuan (2007) Analisa kausan sprokt pada rantai. Univsitas Mataram., prss Mataram. Amin dan Ahmadil,., 2012, Pngaruh Bsar Arus Tmpr Bad Wlding Trhadap Ktangguhan Hasil Las Smaw Pada Baja St37, Vol. 4, ISSN, 2085-3548. Amanto, Hari. 1999. Ilmu Bahan. Jakarta: Bumi Angkasa. Palallo, Frdrick. 1995. Prlakuan Panas Logam. Bandung: PPPG Tknologi Bandung. www.bps.go.id, 2011. www.otomotifnt.com, 2012 Prosiding SNST k-4 Tahun 2013 Fakultas Tknik Univrsitas Wahid Hasyim Smarang 45