Pengaruh implantasi ion TiN (Titanum Nitrida) terhadap kekerasan dan ketahanan korosi baja VCL 140

MUHAMMAD, Dr. Ir. Viktor Malau, DEA

2009 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Implantasi ion dapat meningkatkan sifat mekanik seperti kekerasan dan ketahanan korosi bahan yang akan digunakan untuk komponen dan peralatan proses manufaktur. Implantasi ion dipengaruhi oleh jenis ion dopan, waktu dan energi yang digunakan. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh energi dan waktu implantasi ion Titanium Nitride terhadap kekerasan dan ketahanan korosi baja VCL 140. Penelitian ini menggunakan arus berkas tetap 10 μA. Variasi waktu 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120 menit, energi 75 keV dan variasi energi 15, 30, 45, 60, 75, 90 dan 100 keV dengan waktu implantasi 100 menit dilakukan untuk mendapatkan kekerasan optimum. Uji Kekerasan menggunakan metode Vickers dengan beban 10 gram dan waktu 10 detik. Topografi dari lapisan TiN diamati menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM) dan komposisi kimia dari lapisan TiN dianalisa menggunakan Energy Dispersive Spectroscopy (EDS). Uji korosi dilakukan pada sampel pada variasi waktu, 80, 90, 100, 110 dan 120 menit dengan energi 75 keV menggunakan alat PGS 201T dalam media NaCl (Natrium Chlorida) 0,5 %. Hasil penelitian menunjukkan nilai kekerasan maksimum sebesar 551 VHN terjadi pada waktu implantasi 100 menit, energi 75 keV dari material awal 257 VHN. Laju korosi menurun menjadi 73,88 mpy dari material awal sebesar 80,61 mpy. Permukaan sampel setelah diimplantasi ditemukan lapisan pasif TiO2.

Ion implantation could increases mechanical properties of materials like hardness and corrosion resistant which will be applied for component and equipments of manufacturing process. Ion implantation was influenced by type of implanted ion, time and dissociation energy. This research is to study the effect of dissociation energy and implantation time of titanium nitride ion on hardness and corrosion resistant of VCL 140 steel. The surface of VCL 140 steel was implanted with 60, 70, 80, 90, 100, 110 and 120 minutes of time implantation, 75 keV of diatomic energy and 10 μA of current. Vickers Hardness tester with 10 gram force and 10 seconds of loading time was applied to get hardness number of materials. Topography from layer TiN was observed using scanning electron microscopy (SEM) and chemical composition of layer TiN was observed using energy dispersive spectroscopy (EDS). The resistance of Corrosion was evaluated with PGS 201T in 0,5 % weight of NaCl. Time-varying had been used to obtain optimum conditions of corrotion resist at 80 to 120 minutes with 75 keV of diatomic energy and 10 μA of current. The result shows that on 2,12x1017 ion/cm2 of ion dose and 100 minutes of implantation time will increases from hardness 257 VHN to 551 VHN. Corrosion rate will decreases from 80,6 to 73,8 mpy. On the surface of VCL 140 steel has been seen compound TiO2 passivity layer.

Kata Kunci : Implantasi ion,VCL 140,Ketahanan korosi, Ion Implantation, VCL 140 , corrosion resistance