Pengaruh implantasi ion C dan N terhadap keausan komponen bantalan bola dengan media korosif kabut air laut dan pelumasan grease

GA, Jonri Lomi, Ir. Mudjijana, M.Eng

2009 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Penelitian terhadap bantalan bola dengan atau tanpa diimplantasi ion C dan N bertujuan untuk mengetahui perbedaan variasi waktu implantasi ion C dan N 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 variasi 5 waktu implantasi dengan energi 100 keV. Sampel hasil implantasi ion C dan N sudah diuji dengan alat uji kekerasan Vickers Mikro Hardness dengan beban 25 gf, kemudian dianalisis untuk mendapatkan kekerasan optimum. Hasil kekerasan optimum 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 3-9 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 menunjukkan bahwa, pada waktu 90 menit dengan energi 100 keV, implantasi ion C dan N memperlihatkan peningkatan kekerasan pada bola 39%, ring dalam 45%, dan ring luar 57% dari kekerasan awal sebelum diimplantasi. Untuk Pengujian korosi aus menggunakan media korosif kabut air laut pada bantalan bola yang diimplantasi ion C dan N, volume korosi aus mengalami penurunan dan yang tidak diimplantasi mengalami peningkatan drastis dengan bertambahnya beban dan waktu. Ketahanan aus meningkat pada bantalan bola yang diimplantasi ion C dan N dengan pelumasan grease. Hal ini ditandai dengan penurunan laju keausan apabila dibandingkan dengan bantalan bola yang tidak diimplantasi.

The research on the ball bearing with or without the C and N 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 sea water vapour and the wear rate with grease lubrication toward the same load and distance. This research used 5 variations of time and the energy of 100 keV with current of implantation 10 μA. The sample of the result for this ion C and N implantation had been tested by micro Vickers hardness with the load of 25 kgf; it was then analyzed in order to get its optimum hardness. The result of the optimum hardness was used as a reference to implant the inner ring, the outer ring and ball as the testing sample for the corrosive wear with the corrosive medium sea water vapour and the wear rate with grease lubrication. This test had been conducted with three variations of load and the shaft rotation of 3100 rpm for 3-9 hour. To the assessment for the corrosive wear, the sea water vapour was spreaded with speed of 216 ml/hr ad the air pressure 0f 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 C and N ion implanted ball bearing shows the increase of its hardness on the ball of 39%, the inner ring of 45% and the outer ring of 57% from the first hardness. In the mean time, the corosive wear volume being implanted by C and N ion with the corrosive medium of sea water vapour experiences the decrease and being not implanted by C and N 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 ball bearing. It is marked with the decrease of the wear rate when compared to that of the non implanted ball bearing.

Kata Kunci : Bantalan bola, Implantasi ion C dan N, Kekerasan, Laju korosi, Media korosif kabut air laut, Keausan,Grease, ball bearing, C and N ion implantation, hardness, corrosive wear, sea water vapour, wear.