Pengaruh pelapisan Ti N dan Al N pada bahan HSS terhadap kekerasan dan umur pahat

SUPRIYANTO, Ir. Mudjijana, M.Eng

2005 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Untuk meningkatkan kekerasan permukaan suatu bahan diperlukan teknik rekayasa yang tepat pada pelapisan permukaannya. Banyak cara untuk mendapatkan hasil yang optimal pada pelapisan permukaan, diantaranya adalah Sputtering. Deposisi lapisan tipis TiN + AlN (titanium nitrida + aluminium nitrida) pada permukaan bahan HSS (Baja kecepatan tinggi) dengan teknik sputtering merupakan proses pelapisan berteknologi tinggi dalam perbaikan sifatsifat bahan. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan hasil yang optimal pada kekerasan permukaan pahat bubut HSS dan umur pahat lebih lama. Spesimen awal berukuran (9.4x9.4x11)mm sebanyak 40 buah dilapisi TiN + AlN dengan variasi suhu, waktu, dan perbandingan tekanan gas Ar : N 2 , setelah itu diuji kekerasannya dengan menggunakan Mikro Vickers 10 gf. Kekerasan optimal VHN 1756.2 dicapai pada suhu 150oC, waktu 2 jam, perbandingan tekanan Ar : N 2 adalah 3.10 -2: 3.10 -2 kg/cm2 . Kekerasan awal HSS adalah VHN 847.9. Selanjutnya deposisi TiN + AlN dilakukan pada pahat bubut HSS, di ujikan membubut baja karbon medium dengan tebal potong 1 mm, laju pemakanan 0.084 mm/put, variasi kecepatan 35, 45 dan 48 m/min. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dibanding HSS yang tidak dilapisi TiN+AlN, kekerasan HSS yang dilapisi TiN + AlN meningkat 107% dan umur pahat meningkat 80 ∼ 100%.

The surface hardness of material can be improved throught apropriate surface coating technique.There has been many various ways of surface coating to obtain optimun result on surface coating. One of the surface coating is sputtering.Tin layer deposition TiN + AlN (titaniium nitride + Aluminium nitride) material with sputtering is modern coating process for improving material properties. The objective of this research is to obtain optimum result on surface hardness of HSS cutting tool and long life cutting tool. The specimens that have (9.4x9.4x11)mm geometry and 40 pcs are coated with TiN + AlN with variety in temperature, duration time, and gas pressure ratio Ar : N2. Hardness test use Micro Vickers 10 gf. Hardness optimum VHN 1756.2 is reached at 150 0 C and 2 hour process, pressure ratio Ar : N2 is 3.10-2 : 3.10-2 kg/cm2. HSS material is Hardness VHN 847.9. TiN + AlN deposition on HSS cutting tool, this material is used to cut medium carbon steel with 1 mm cutting thickness, 0.084 mm/rev feeding speed 35, 45 and 48 m/min variabel speed. The result of the research shows that the cutting tool with TiN + AlN coating increase 107 % hardness and 80 ∼ 100 % in life time than cutting tool without coating TiN + AlN.

Kata Kunci : Teknik Mesin, Sputtering, Pelapisan Permukaan, TiN + AlN, sputtering, TiN + AlN, life time.