Pengaruh implantasi Ion TiN terhadap keausan komponen bantalan bola dengan media korosit kabut air laut dan pelumasan Grease

SINAREP, Ir. Mudjijana, M.Eng

2007 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Penelitian terhadap bantalan bola dengan atau tanpa diimplantasi ion TiN ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan variasi waktu implantasi ion TiN terhadap kekerasan dan untuk mengetahui pengaruh laju korosi aus dengan media korosif kabut air laut serta laju keausan dengan pelumasan grease pada beban dan jarak yang sama. Penelitian ini menggunakan 5 variasi waktu implantasi dan energi 100 keV. Sampel hasil implantasi ion TiN ini sudah diuji oleh kekerasan Vickers Mikro Hardness dengan beban 10 gf, kemudian dianalisis untuk mendapat kekerasan maksimal. Hasil kekerasan maksimal ini digunakan sebagai acuan untuk mengimplantasi ring dalam, ring luar, dan bola sebagai sampel uji korosi aus dengan media korosif kabut air laut dan laju keausan dengan pelumasan grease. Pengujian ini sudah dilakukan dengan 3 variasi beban dan putaran poros 3100 rpm selama 3-12 jam. Untuk pengujian korosi aus, kabut air laut (air laut-udara) disemprotkan dengan laju 216 ml/jam dan tekanan udara 1 kgf/cm2. Sedangkan pengujian laju keausan dengan pelumasan grease, grease dipoleskan pada ring luar, ring dalam dan bola dengan berat grease yang dibutuhkan yaitu 3,9 g. Hasil pengujian kekerasan menujukkan bahwa, dalam waktu 90 menit dengan energi 100 keV, implantasi ion TiN memperlihatkan peningkatan kekerasan pada bola 41 %, ring dalam 39 % dan ring luar 42%. Sementara itu, volume korosi aus yang diimplantasi ion TiN dengan media korosif kabut air laut mengalami penurunan dan yang tidak diimplantasi mengalami peningkatan drastis dengan bertambahnya beban dan waktu. Ketahanan aus meningkat pada bantalan bola yang diimplantasi ion TiN dengan pelumasan grease. Hal ini ditandai dengan penurunan laju keausan apabila dibandingkan dengan yang terdapat pada bantalan bola yang tidak diimplantasi. Bantalan bola yang tidak diimplantasi dengan media korosif kabut air laut yang memiliki goresan di dalam race way terlihat lebih dalam dan jumlahnya lebih banyak di bawah beban kritis dan goresan berkurang dengan bertambahnya beban dan waktu. Bekas goresan dengan pelumasan grease akan mengalami pengurangan yang sangat signifikan pada bantalan bola yang diimplantasi ion TiN, sedangkan yang tidak diimplantasi goresan bertambah dengan bertambahnya beban.

The research on the ball bearing with or without the TiN ion implantation intends to understand the differences upon the implanting time variation to the hardness and to know the influence of the corrosive wear rate with the corrosive medium of the sea water vapour and the wear rate with the grease lubrication toward the same load and distance. This research used 5 variations of time and the energy of 100 keV. The sample of the result for this ion TiN implantation had been tested by micro Vickers hardness with the load of 10 gf; it was then analyzed in order to get its maximum hardness. The result of the maximum hardness was used as a reference to implant the inner ring, the outer ring, and the ball as the testing sample for the corrosive wear with the corrosive medium of the sea water vapour and the wear rate with the grease lubrication. This test had been conducted with three variations of load and the shaft rotation of 3100 rpm for 3 to 12 hours. To the assessment for the corrosive wear, the sea water vapour was spreaded with speed of 216 ml/hr and the air preasure of 1 kgf/cm2. Meanwhile, to the test of the wear rate with the grease lubrication, the grease was polished on the outer ring, the inner ring, and the ball with volume of the grease needed i.e. 3.9 g. The result upon the test of the hardness shows that, within 90 minutes with the energy of 100 keV, the TiN ion implanted ball bearing shows the increase of its hardness on the ball of 41 %, the inner ring of 39%, and the outer ring of 42 %. In the meantine, the corrosive wear volume being implanted by TiN ion with the corrosive medium of the sea water vapour experiences the decrease and being not implanted by TiN ion experiences the drastic increase along with the increase of the load and the time. The resistance of the wear increases on the implanted ball bearing with the grease lubrication. It is marked with the decrease of the wear rate when compared to that of the non implanted ball bearing. The non implanted stretched ball bearing with the corrosive medium of the air-sea water in the race way is seen deeper and the its amount is much more increasing under the critical load and the stretches decrease when the load and the time increase. The trace of the stretches with the grease lubrication experiences its significant decrease on the implanted ball whereas on the non implanted ball the stretches increase when the load increases.

Kata Kunci : Bantalan Bola,Keausan,Implantasi Ion TiN,Kabut Air Laut dan Grease,Ball bearing, TiN ion implantation, corrosive wear, sea water vapour, wear, grease