Pengaruh deposisi lapisan TiN-AlN-TiN terhadap kekerasan dan ketahanan aus pahat bubut dari bahan High Speed Steel

SUTOPO, Ir. M. Mudjijana, M.Eng

2006 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Pada pemotongan logam, umur pahat memegang peranan penting untuk menentukan kondisi pemesinan, sifat ketermesinan material yang dikerjakan dan kemampuan alat potong sendiri. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui peningkatan kekerasan dan ketahanan aus pahat bubut dari bahan HSS setelah dideposisi lapisan tipis TiN-AlN-TiN dengan teknik sputtering DC. Kondisi optimal deposisi lapisan tipis TiN-AlN-TiN diperoleh dari pengujian 25 sampel yang telah divariasi suhu dan waktu pelapisannya. Setiap layer hasil deposisi lapisan tipis diuji kekerasannya menggunakan Mikro Vickers dengan beban 10 gf. Variasi waktu dan suhu optimal selanjutnya digunakan untuk melapisi 54 pahat bubut yang telah digerinda secara khusus agar geometri pahat memiliki ketelitian yang sama. Pengujian keausan dilakukan pada pahat dengan pelapisan dan tanpa pelapisan yang digunakan untuk membubut material baja karbon rendah. Variasi parameter pemotongan yang digunakan adalah kecepatan potong berkisar antara 24 sampai 46 m/menit, kecepatan penyayatan (feeding) 0.084, 0.09, 0.112 mm/putaran, dengan kedalaman potong (depth of cut) 0.5, 1, dan 1.5 mm. Keausan pahat diukur berdasarkan batas keausan tepi sebesar 0.3 mm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dibanding pahat yang tidak dilapisi, deposisi lapisan tipis TiN-AlN-TiN mampu meningkatkan kekerasan pahat sebesar 114 % dan ketahanan aus pahat meningkat sebesar 30 % sampai dengan 685 %. Didapatkan persamaan umur pahat Taylor untuk material baja karbon rendah dengan alat potong HSS dilapis TiN-AlN-TiN yaitu : V T0,13 = 46,53

In a process of metal cutting, tool life is the most important criterion to determine the performance of tool material, machinability of workpiece material, and the conditioning of cutting process. The purpose of this research is to investigate the increasing of wear resistance and hardness of HSS turning tools after coated with TiN-AlN-TiN thin layers using DC sputtering process. The optimal condition of TiN-AlN-TiN thin layers deposition was obtained from 25 specimen which formerly coated for various time and temperature sputtering processes. Each thin layer was tested using micro Vickers hardness load of 10 gf. The optimal time and temperature had used for coating 54 pieces of HSS cutting tools which were grounded specially. Then coated and uncoated of HSS cutting tools are tested to turn low carbon steel using various cutting speeds from 24 to 46 m/min, feeding of 0,084; 0,09 and 0,112 mm/rev., and depth of cut 0,5; 1 and 1,5 mm. Tool wear was measured base on the flank wear limit to 0,3 mm. The result of the research shows that compared to uncoated tools, the TiN-AlN-TiN thin layers can increase the surface hardness to 114 %, and improve tool wear resistance to 30 % until 685 %. It is also obtained Taylor tool life equation for HSS cutting tool coated with TiN-AlN-TiN, i.e. : V T0,13 = 46,53

Kata Kunci : Keausan Pahat Bubut,Bahan HSS,Sputtering DC, Sputtering, HSS, low carbon steel xv