PENGARUH LAPISAN TiN YANG DIIMPLANTASIKAN PADA SISI POTONG PAHAT BUBUT HSS TERHADAP KEKERASAN, KEAUSAN DAN UMUR

Setyo Atmojo, Ir. Mudjijana, M. Eng

2010 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Dalam proses pengerjaan logam dengan mesin bubut, alat potong/pahat bubut sangat menentukan kualitas produk. Peningkatan kualitas pahat bubut dapat dilakukan dengan meningkatkan sifat kekerasan maupun ketahanan ausnya. Penelitian ini bertujuan untuk peningkatan kekerasan maupun ketahanan aus alat potong HSS dengan cara mengimplantasi ion TiN. Peningkatan sifat kekerasan maupun keausan sangat ditentukan oleh jumlah TiN yang diimplantasikan pada material HSS. Jumlah TiN yang masuk pada material ditentukan oleh dosis ion (ion/cm2) atau lamanya proses implantasi (detik). Untuk maksud tersebut implantasi ion TiN dilakukan pada berbagai variasi dosis ion/lamanya proses pada energi tetap sebesar 100 keV dan arus 10 ? A. Proses implantasi ion dilakukan menggunakan alat implantor ion 150 keV/2 mA di PTAPB-BATAN Yogyakarta. Hasil proses diuji kekerasannya menggunakan alat microhardness tester di D3 UGM, sifat keausan pahat diuji mengngunakan mesin bubut di PTAPB-BATAN sedangkan kedalaman potong keausan tepi (depth of cut of flank wear) diamati menggunakan alat Travelling Microscope di UNY-Yogyakarta. Hasil pengujian Vickers dengan beban 10 gr dan waktu penekanan 5 detik diperoleh hasil bahwa kekerasan optimum sebesar 946 VHN (sebelum diimplantasi ion TiN sebesar 458 VHN). Kondisi optimum ini dicapai pada waktu implantasi 60 menit. Berdasar uji aus selama 30 menit untuk membubut baja karbon rendah St 42 bahwa pahat bubut HSS yang diimplantasi TIN 60 menit paling tahan aus dengan keausan tepi (VB) 21% sampai 37% lebih kecil dibanding pahat bubut HSS tanpa implantasi. Pengujian umur pahat menunjukkan bahwa pahat bubut HSS yang di implantasi 60 menit paling tahan lama umur pemakaiannya, pada kecepatan potong 30m/menit dan pada batas keausan tepi 0,3 mm terjadi peningkatan 154% dari umur pahat bubut HSS tanpa implantasi.

In a processof metal work in gusing turning tools,cutting tools is very important thing in determining of quality of the product.Quality improvement can be carried out by in creasing their hardness or wear.The aim of this research is an effort to in crease the hardness or wear of HSS cutting tools by implanting the TiN ions.Improving of the hardness or wear is depend on the number of implanted TiN ions into HSS cutting tools.While the number of TiN ions is determined by the ions dose(ions/cm2)or the time of process(second).For this purpose,the TiN ions implantation has been carried out for various of dose or time and at a 100 keV of energy.Ion implantation process has been carried out using 150keV/2mA at PT APB-BATAN Yogyakarta.Results of the process has been test edusing micro-hardness tester for its hardness at Diploma III-FT UGM,turning tools machine for its wear at PT APB-BATAN,while for flank wear(deptofcut)was observe dusing Travelling Microscope at UNY-Yogyakarta.Result of Vickers testing with 10 grof load and 5 second of indentation show that optimum hardnees is 946 VHN(hardnees of row materials is 458 VHN).This optimum conditions was achieved for 60 minutes of time of process.Based on flank wear testing for 30 minutes to turn of low carbon steel St 42 show that implanted HSS cutting tool by TiN ions for 60 minutes has highest wear resistance.The value off lank wear is 21% up for 37% and this is loss than flank wear of unimplanted HSS cutting tools.From life time testing for 30 m/minute and flank wear limit at ion 0,3mm HSS cutting tool is implanted TiN 60 minutes there is increasing 154 % of life time compared to unimplanted samples.

Kata Kunci : implantasi, TiN, kekerasan, keausan, HSS