BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

dokumen-dokumen yang mirip
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN. ragam, oleh sebab itu manusia dituntut untuk semakin kreatif dan produktif dalam

I. PENDAHULUAN. Baja karbon AISI 1045 adalah jenis baja yang tergolong dalam baja paduan

I. PENDAHULUAN. mengalami pembebanan yang terus berulang. Akibatnya suatu poros sering

I. PENDAHULUAN. Logam merupakan material kebutuhan manusia yang banyak penggunaannya

I. PENDAHULUAN. untuk diperkirakan kapan terjadinya, dan tidak dapat dilihat secara kasat mata

BAB I PENDAHULUAN. pressure die casting type cold chamber yang berfungsi sebagai sepatu pendorong cairan

Kata kunci : DLC, plasma carburizing, roller rantai.

Deskripsi METODE UNTUK PENUMBUHAN MATERIAL CARBON NANOTUBES (CNT)

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang

PENGARUH SURFACE TREATMENT METODA PLASMA NITRIDING TERHADAP KEKERASAN DAN KETAHANAN AUS PAHAT BUBUT BAHAN BAJA KECEPATAN TINGGI

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang

BAB I PANDAHULUAN. Berbagai industri barang perhiasan, kerajinan, komponen sepeda. merupakan pelapisan logam pada benda padat yang mempunyai

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Penelitian Sebelumnya

BAB I PENDAHULUAN. Perkembangan teknologi yang semakin maju dalam beberapa dekade ini

I. PENDAHULUAN. rotating bending. Dalam penggunaannya pengaruh suhu terhadap material

BAB I PENDAHULUAN. mekanik, listrik, kimia dan konstruksi, dan bahkan kehidupan sehari-hari dapat

BAB 3 METODE PENELITIAN

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN. baja HQ705 (High Quality) untuk komponen konstruksi permesinan. Baja HQ705

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

I. PENDAHULUAN. Baja adalah sebuah senyawa antara besi (Fe) dan karbon (C), dimana sering

KERANGKA KONSEP PENELITIAN PENGARUH NITROCARBURIZING TERHADAP LAJU KOROSI, KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO PADA MATERIAL DUPLEX STAINLESS STEEL

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

ANALISIS SIFAT FISIS DAN MEKANIS ALUMUNIUM PADUAN Al, Si, Cu DENGAN CETAKAN PASIR

STUDI BANDING PELAPISAN MATERIAL SKD11 DENGAN METODE PHYSICAL VAPOUR DEPOSITION DAN THERMAL DIFUSION PADA KOMPONEN INSERT DIES MESIN STAMPING PRESS

BAB I PENDAHULUAN. Universitas Indonesia. Pengaruh pengelasan..., RR. Reni Indraswari, FT UI, 2010.

Penelitian Sifat Fisis dan Mekanis Roda Gigi Transduser merk CE.A Sebelum dan Sesudah Di-Treatment

BAB I PENDAHULUAN. Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sangat mempengaruhi peradaban

PENGERASAN PERMUKAAN BAJA ST 40 DENGAN METODE CARBURIZING PLASMA LUCUTAN PIJAR

BAB I PENDAHULUAN. Pada saat ini dunia elektronika mengalami kemajuan yang sangat pesat, hal ini

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang. Proses akhir logam (metal finishing) merupakan bidang yang sangat luas,

BAB I PENDAHULUAN. semakin dibutuhkan. Semakin luas penggunaan las mempengaruhi. mudah penggunaannya juga dapat menekan biaya sehingga lebih

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2010 TUGAS AKHIR TM091486

BAB I PENDAHULUAN. Sel surya merupakan alat yang dapat mengkonversi energi matahari menjadi

III. METODOLOGI PENELITIAN. Universitas Lampung. Sedangkan waktu penelitian dilaksanakan pada rentang

1 BAB I PENDAHULUAN. Salah satu industri yang cukup berkembang di Indonesia saat ini adalah

BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

BAB I PENDAHULUAN. Indonesia merupakan negara berkembang yang berada dikawasan Asia

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Korosi Retak Tegang (SCC) Baja Karbon AISI 1010 dalam Lingkungan NaCl- H 2 O-H 2 S

PENGARUH HEAT TREATMENT

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah

PENGARUH NITRIDASI PLASMA TERHADAP KEKERASAN AISI 304 DAN BAJA KARBON RENDAH

PENGARUH VARIASI WAKTU TAHAN PADA PROSES NORMALIZING TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO BAJA AISI 310S PADA PRESSURE VESSEL

TUGAS AKHIR PENGARUH ELEKTROPLATING TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS ALUMINIUM PADUAN

PENGARUH VARIASI WAKTU PENAHANAN TERHADAP KEKERASAN PERMUKAAN, STRUKTUR MIKRO DAN LAJU KOROSI PADA ALUMINIUM 6061 DENGAN METODE UJI JOMINY

PERENCANAAN ELEMEN MESIN RESUME JURNAL BERKAITAN DENGAN POROS

Analisis Kegagalan pada Shaft Gearbox Mesin Palletizer di PT Holcim Tbk Tuban

SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO LAPISAN TIPIS NITRIDA BESI YANG DIDEPOSISIKAN PADA ROLL BEARING DENGAN TEKNIK SPUTTERING

BAB I PENDAHULUAN. material lainnya yang dipergunakan sehari-hari memerlukan proses. penyelesaian akhir sebelum digunakan. Proses ini disebut dengan

PENGARUH RAPAT ARUS DAN WAKTU PADA PULSE ELECTRODEPOSITION OF NICKEL TERHADAP MIKROSTRUKTUR LAPISAN DEPOSIT DAN LAJU KOROSI AISI 410

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

STUDI PENGARUH VARIASI KUAT ARUS PENGELASAN PELAT AISI 444 MENGGUNAKAN ELEKTRODA AWS E316L

PENELITIAN PENGARUH VARIASI TEMPERATUR PEMANASAN LOW TEMPERING

PENUMBUHAN FILM TIPIS SEMIKONDUKTOR

BAB IV HASIL PENELITIAN dan PEMBAHASAN

TUGAS AKHIR ANALISIS PENGERASAN PERMUKAAN BAJA KARBON RENDAH DENGAN METODE FLAME HARDENING WAKTU TAHAN 30 MENIT 1 JAM DAN 1 ½ JAM

BAB I PENDAHULUAN. BAB I Pendahuluan 1

BAB I PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

III. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Januari 2013, dilaksanakan di

TUGAS AKHIR. Tugas Akhir ini Disusun Guna Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

BAB I PENDAHULUAN. proses pengelasan. Pada proses pengelasan terdapat berbagai jenis

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Gambar 2.1. Proses pengelasan Plug weld (Martin, 2007)

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB I PEDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang. Pipa merupakan salah satu kebutuhan yang di gunakan untuk

ANALISIS PENGERASAN PERMUKAAN DAN STRUKTUR MIKRO BAJA AISI 1045 MELALUI PROSES NITRIDASI MENGGUNAKAN MEDIA UREA

BAB I PENDAHULUAN. penting dalam menunjang industri di Indonesia. Pada hakekatnya. pembangunan di bidang industri ini adalah untuk mengurangi

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Diajukan Sebagai Syarat Menempuh Tugas Akhir. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah. Surakarta. Disusun Oleh : WIDI SURYANA

Sidang Tugas Akhir (TM091486)

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

III. METODOLOGI PENELITIAN. waktu pada bulan Oktober hingga bulan Maret Peralatan dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini :

2014 PEMBUATAN BILAYER ANODE - ELEKTROLIT CSZ DENGAN METODE ELECTROPHORETIC DEPOSITION

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

III. METODOLOGI PENELITIAN. Universitas Lampung. Sedangkan estimasi waktu penelitian dikisarkan

BAB I PENDAHULUAN. peningkatan efisiensi penggunaan BBM. Penggantian bahan pada. sehingga dapat menurunkan konsumsi penggunaan BBM.

BAB I PENDAHULUAN. Batu bara + O pembakaran. CO 2 + complex combustion product (corrosive gas + molten deposit

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN. Poros adalah bagian terpenting dari setiap mesin. Peran poros yaitu

BAB I PENDAHULUAN. dimana logam menjadi satu akibat panas las, dengan atau tanpa. pengaruh tekanan, dan dengan atau tanpa logam pengisi.

ARANG KAYU JATI DAN ARANG CANGKANG KELAPA DENGAN AUSTEMPERING

VARIASI WAKTU HARD CHROMIUM PLATING TERHADAP KARAKTERISTIK STRUKTUR MIKRO, NILAI KEKERASAN DAN LAJU KOROSI BAJA KARBON RENDAH

PENGARUH VARIASI TEMPERATUR PADA PROSES PERLAKUAN PANAS BAJA AISI 304 TERHADAP LAJU KOROSI

BAB I PENDAHULUAN. Dalam teknologi pengerjaan logam, proses electroplating. dikategorikan sebagai proses pengerjaan akhir (metal finishing).

BAB I PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

BAB I PENDAHULUAN. Pengelasan adalah suatu proses penggabungan antara dua. logam atau lebih yang menggunakan energi panas.

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

TUGAS AKHIR. Tugas Akhir ini Disusun Guna Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

PENGARUH TEBAL PELAT BAJA KARBON RENDAH LAMA PENEKANAN DAN TEGANGAN LISTRIK PADA PENGELASAN TITIK TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS

PENGARUH PACK CARBURIZING DAN KEKASARAN PERMUKAAN TERHADAP UMUR FATIK MATERIAL POROS BAJA S45C

Jurnal Mekanikal, Vol. 4 No. 2: Juli 2013: ISSN

Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 Studi Kasus di PT INKA Madiun

Transkripsi:

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penerapan teknologi rekayasa material saat ini semakin bervariasi. Hal ini disebabkan oleh tuntutan untuk memenuhi kebutuhan manusia yang beraneka ragam, sehingga manusia dituntut untuk semakin kreatif dan produktif dalam mengembangkan teknologi rekayasa material. Tujuan utama rekayasa material adalah untuk menghasilkan material baru yang mempunyai sifat lebih baik. Seiring dengan perkembangan jaman dan teknologi, banyak kalangan dunia industri yang menggunakan logam sebagai bahan utama operasional atau sebagai bahan baku produksinya. Baja banyak digunakan terutama untuk membuat alat-alat perkakas, alat-alat pertanian, komponen-komponen otomotif, dan kebutuhan rumah tangga. Kasus rancang bangun suatu kontruksi mesin, selalu diperlukan sifat bahan dengan tujuan agar komponen yang dirancang dapat bekerja secara optimal, dan dapat memenuhi persyaratan fungsi dari konstruksi maupun kekuatannya dalam menerima beban. Poros dalam sebuah mesin berfungsi untuk meneruskan tenaga, baik berupa puntiran torsi maupun bending pada suatu bagian ke bagian lain. Akibatnya poros mengalami pembebanan yang terus berulang, sehingga mengakibatkan suatu poros sering mengalami kegagalan pada operasinya. Kegagalan akibat beban berulang jelas sangat tidak diinginkan karena kegagalan jenis ini terjadi secara tiba-tiba tanpa gejala visual yang tampak. Kegagalan dapat berupa retakan awal pada permukaan yang terus berkembang hingga terjadi perambatan retak yang kemudian menjadi patah. Sifat yang dikenal dengan kelelahan bahan, perlu diteliti karena sangat penting untuk menentukan umur konstruksi berdasarkan kelelahan. Usaha untuk meningkatkan sifat-sifat mekanis permukaan material dapat dilakukan dengan teknik perlakuan permukaan (surface treatment). Teknik rekayasa 1

2 material adalah salah satu cara untuk meningkatkan sifat fisis dan mekanis material dalam merekayasa sifat material dan paduannya dengan proses perlakuan permukaan dengan memberi lapisan tipis (thin film) untuk mendapatkan sifat-sifat tertentu dari permukaan suatu bahan. Menurut Sujitno (2003), perlakuan permukaan didefinisikan sebagai usaha meningkatkan kualitas permukaan suatu material/komponen sesuai yang diinginkan. Salah satu jenis material machinery steel atau baja permesinan adalah HQ (High Quality) 805 yang ekivalen dengan AISI 4340, JIS SNCM 477 dan DIN 34CrNiMo6 SH+V. Machinery steel HQ 805 yang telah melewati kondisi after heat treatment sehingga memiliki kemampuan berbeda dengan material baja pada umumnya. Khusus HQ 8 Series, bagian dari pengembangan HQ 7 Series lewat penambahan teknologi Vacuum Degassing (VD) dan peeling untuk menyeragamkan struktur dan menghilangkan cacat pada permukaan. Selain itu, HQ seri 8 diperkuat dengan teknologi Non Destructive Test (Ultrasonic Test) yang berfungsi untuk memastikan tidak adanya cacat pada bagian dalam material baja. HQ 805 adalah baja paduan nikel-kromium-molibdenum yang umumnya digunakan dalam pembuatan berbagai komponen yang harus dapat memberikan ketahanan aus tinggi dan kondisi kimia agresif. Teknik modifikasi permukaan dengan termo-kimia pada komponen baja paduan dan stainless steel digunakan untuk meningkatkan kekuatan fatik, kekerasan, ketahanan aus, dan ketahanan korosi (Guillén dkk, 2013). Kualitas permukaan komponen mempengaruhi umur pakai, kekasaran, kekerasan, tegangan sisa, dan struktur mikro komponen sehingga penting untuk mengontrol keadaan permukaan akhir komponen setelah manufaktur (Navas dkk, 2012). Akan tetapi HQ 805 sangat sensitif terhadap kerusakan disebabkan oleh fatik, keausan dan korosi, dan akan berdampak pada kerusakan benda. Lapisan tipis menyodorkan beberapa manfaat luas seperti untuk meningkatkan kekuatan fatik, kekerasan, tahan aus, tahan korosi dari suatu permukaan. Salah satu pembuatan lapisan tipis dari bahan keras, tahan aus dan tahan korosi adalah dengan Diamond-Like Carbon (DLC). DLC adalah bahan

3 karbon amorf metastabil, yang berisi mikro kristal fase berlian. DLC juga dapat dianggap sebagai struktur intan (sp 3 karbon), grafit (sp 2 karbon). Diamond-like carbon amorphous telah berhasil dideposisikan pada substrate steel, menggunakan ion beam tunggal dan dua sumber karbon dalam bentuk gas dan padat (solid). Metode Plasma Chemical Vapour Deposition (PCVD), gas yang dapat digunakan untuk membentuk ikatan sp 3 /sp 2 pada lapisan DLC adalah CH4, C2H2, C2H4 dan C6H6 (Anhar, 2014). Diamond-Like Carbon (DLC) sebagai pelapis permukaan yang menjanjikan untuk meningkatkan ketahanan fatik dan korosi karena kekerasan tinggi, adhesi baik, kerapatan butir dan inertness kimia rendah (Okada dkk, 2010). Lapisan DLC diaplikasikan pada material alat mekanik dan komponen - komponen gear dengan tujuan untuk perlindungan permukaan karena lapisan DLC memiliki sifat menguntungkan yaitu kekerasan tinggi, tahan aus dan gesekan rendah. Pelapis dengan lapisan DLC berguna dalam penggunaan rekayasa untuk meningkatkan ketahanan korosi dan kekuatan fatik serta berguna dalam aplikasi untuk bahan struktural (Morita dkk, 2016 dan Kakiuchi dkk, 2011). Lapisan tunggal seperti nitrida dengan kekerasan, ketahanan aus, dan ketahanan korosi tinggi digunakan untuk memperkuat dan melindungi baja konstruksi terhadap keausan dan korosi. Tetapi ada kelemahan signifikan terkait dengan tebal lapisan, yang pada banyak kasus tidak melebihi 3 µm. Efek lapisan keras pada perilaku fatik juga tergantung pada ketebalan lapisan. Kekuatan fatik dapat ditingkatkan dengan pelapisan DLC. Kekuatan fatik material berlapis DLC lebih tinggi dari material tanpa lapisan DLC (Kakiuchi dkk, 2011). Cabrera dkk, (2010) meneliti tentang pelapisan Dymon-iC TM dengan cara PVD metode CFUBMSIP, dengan adanya lapisan Dymon-iC TM memberikan peningkatan signifikan sifat fatik, kekuatan mekanik, tegangan tekan sisa dan adhesi substrat yang baik, terutama dalam kondisi korosif. Berdasarkan uraian diatas maka penelitian perlu dilakukan untuk mengetahui pengaruh perlakuan permukaan terhadap sifat mekanis dan fisis pada machinery steel HQ 805. Perlakuan permukaan tersebut meliputi proses pelapisan DLC (Diamond-Like Carbon) pada machinery steel HQ 805.

4 1.2 Rumusan Masalah Adapun permasalahan dari latar belakang di atas dapat dijelaskan, bahwa penting untuk mengetahui seberapa besar pengaruh lapisan DLC dan yang akan diakibatkan pada sifat kekutan baja HQ 805. Permasalahan utama dalam proses pelapisan/pembentukan lapisan keras karbon menyerupai diamond menggunakan plasma lucutan pijar (glow discharge plasma) pada permukaan material/logam yang akan menentukan hasil akhir sesuai dengan yang diinginkan meliputi: i. Jarak elektroda. ii. Tegangan antar elektroda atau daya yang diberikan untuk menghasilkan plasma (DC atau RF). iii. Jenis gas. iv. Jenis substrat. v. Kecepatan aliran gas yang akan diplasmakan. vi. Temperatur substrat (T). vii. Waktu pelapisan (t). 1.3 Batasan Masalah Efek dari pelapisan tersebut adalah bahwa permukaan benda uji akan mengalami perubahan sifat, baik sifat mekanik (ketahanan fatik, kekerasan, kekasaran), sifat kimia (ketahanan korosi maupun oksidasi), sifat magnetik, sifat elektrik, sifat optik, perubahan struktur mikro maupun perubahan struktur kristal. Banyaknya parameter proses yang akan mempengaruhi hasil akhir, maka pada penelitian ini permasalahan dibatasi pada: i. Gas yang digunakan adalah campuran argon (Ar) dengan metana (CH4) dengan perbandingan campuran 76 % Ar dan 24 % CH4. ii. Substrat adalah baja HQ 805. iii. Temperatur pelapisan adalah tetap (konstan) sebesar 400 C. iv. Jarak elektroda adalah 13,7 cm.

5 v. Tekanan pelapisan 1,2; 1,4; 1,6;1,8; dan 2,0 mbar. vi. Waktu pelapisan divariasi yaitu 3 dan 5 jam. vii. Pengujian untuk menghitung laju korosi dilakukan dalam larutan 0,9 % NaCl. Pengujian-pengujian terhadap hasil penelitian meliputi: i. Uji fatigue rotary bending (ASTM E-466). ii. Uji kekerasan permukaan mikro Vickers. iii. Uji kekasaran (Surface Roughness Tester) iv. Uji struktur mikro ( SEM ). v. Uji komposisi kimia (EDS). vi. Uji korosi tiga sel elektroda. 1.4 Tujuan Penelitian Penelitian ini dilakukan dengan tujuan: 1. Untuk mempelajari dan mengetahui pengaruh lapisan DLC terhadap kekerasan permukaan machinery steel HQ 805, yang dilapisi pada variasi tekanan 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0 mbar dan variasi lama pelapisan 3 dan 5 jam pada temperatur 400 C. 2. Untuk mempelajari dan mengetahui pengaruh lapisan DLC menggunakan metode plasma lucutan pijar dengan variasi tekanan 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0 mbar dan variasi lama pelapisan 3 dan 5 jam pada temperatur 400 C terhadap kekuatan fatik machinery steel HQ 805. 3. Untuk mempelajari dan mengetahui pengaruh lapisan DLC terhadap kekasaran machinery steel HQ 805, pada variasi tekanan 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0 mbar dan variasi lama pelapisan 3 dan 5 jam pada temperatur 400 C. 4. Untuk mempelajari dan mengetahui pengaruh lapisan DLC terhadap laju korosi pada machinery steel HQ 805 dalam lingkungan larutan 0,9 % NaCl, dimana pengujian korosi dilakukan pada sampel dengan nilai tekanan dan lama pelapisan optimum dari variasi tekanan 1,2; 1,4; 1,6;

6 1,8; 2,0 mbar dan variasi lama pelapisan 3 dan 5 jam dengan temperatur 400 C. 5. Untuk mempelajari dan mengetahui pengaruh lapisan DLC terhadap morfologi permukaan yang di amati dengan SEM dan EDS pada permukaan dan tebal lapisan machinery steel HQ 805. 1.5 Manfaat Penelitian Dengan adanya penelitian ini dapat diketahui pengaruh lapisan DLC terhadap material, khususnya material baja HQ 805 yang akan menggunakan pengujian uji fatik, uji kekerasan, uji kekasaran, uji korosi, dan SEM (Scanning Electron Microscope). Agar dapat diharapkan memberikan kontribusi yang bermanfaat bagi industry-industri di Indonesia terutama industri logam yang bekerja dibidang pembuat komponen-komponen mesin yang bahan dasar utamanya menggunakan logam khususnya baja HQ 805. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut: 1. Mengetahui parameter pelapisan yang dapat menghasilkan lapisan DLC pada baja HQ 805 menggunakan plasma CVD. 2. Mengetahui pengaruh pendeposisian lapisan DLC pada baja HQ 805 terhadap kekuatan fatik, kekerasan, kekasaran, dan laju korosi. 3. Mendorong kepercayaan diri Industri kecil dan menengah untuk mengembangkan teknologi rekayasa material, sehingga dapat memperoleh material sesuai sifat yang dibutuhkan tanpa harus membeli material yang mahal. 4. Menambah khasanah ilmu pengetahuan dan teknologi khususnya dalam bidang rekayasa material serta dapat menjadi acuan dalam rangka pengembangan lebih lanjut.