PENGARUH IMPLANTASI ION NITROGEN TERHADAP KEKERASAN DAN UMUR PAHAT HSS

Dwi Handoko, Ir. Mudjijana, M. Eng

2009 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Ion nitrogen diimplantasikan pada permukaan pahat bubut HSS kualitas rendah pada berbagai variasi waktu dan energi dengan menggunakan teknik implantasi ion. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari pengaruh parameter proses implantasi ion nitrogen terhadap kekerasan dan umur pahat bubut HSS. Untuk maksud tersebut, spesimen diimplantasi dengan ion nitrogen pada variasi waktu dan energi. Perubahan kekerasan permukaan diukur dengan menggunakan alat ukur kekerasan mikro dan struktur mikro maupun komposisi kimia diamati masing-masing dengan scanning electron microscope elektron (SEM) dan energy dispersive spectroscopy (EDS). Kondisi optimum dari parameter proses digunakan untuk mengimplantasi 10 spesimen pahat bubut dan kemudian dipakai untuk membubut baja karbon rendah pada kecepatan potong dari 14 m/menit sampai dengan 40 m/menit, feeding 0,084 m/rev, dan kedalaman pemakanan 0,5 mm. Keausan diukur berdasar batas keausan tepi sebesar 0,3 mm. Hasil penelitian ini menunjuk bahwa didapatkan kekerasan optimum sebesar 957 VHN atau terjadi peningkatan kekerasan sebesar 231 % yang dicapai pada kondisi waktu 130 menit dan energi 100 keV dan ketahanan aus meningkat dari 34 % sampai 164 %. Serta didapatkan persamaan umur pahat Taylor untuk pahat HSS yang diimplantasi nitrogen ini, yaitu V T 0,67 = 199.

A nitrogen ion implantation into the surface of low quality of HSS Cutting tools for various of the time and energy of ions has been carried out using ion implantation technique. The aim at the research is to study the effect of implantatiton process and energy of the nitrogen ions on the hardness and life time of the HSS cutting tools. For the purpose, the samples were implanted by nitrogen ions for various of energy and the life time of implantation process. The change in surface hardness was measured using micro hardness tester, micro structureand chemical compositions were observed using scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) respectively. The optimum condition of process parameters were used to implant of 10 samples of real cutting tools then were used to turn of low carbon steel for various of cutting speed from 14 m/minutes to 40 m/minutes, at 0,084 m/rev of feeding speed and depth of cut 0,5 mm. Tool wear was measured base on the flank wear limit to 0,3 mm. It’s found that the optimum hardness in order of 957 VHN or there is an increasing in order of 231 % is achieved at the following conditions, 130 minutes of times and 100 keV of energy. Wear resistance improved to 34 % to 164 %. It is also obtained Taylor tool life equation for HSS cutting tools implanted with nitrogen, is : V T 0,67 = 199.

Kata Kunci : Implantasi ion, Pahat HSS, Kekerasan, Umur pahat.