Analisa Kekerasan dan Ketebalan Lapisan DLC pada Material Pahat HSS dengan Variasi Temperatur Proses Pelapisan

BETRIN TYAS ANGGORO, Rhadian Krisnaputra, S.T., M.Eng dan Ir. Suprapto

2015 | Tugas Akhir | D3 TEKNIK MESIN SV

Pahat HSS memiliki ketahanan aus lebih rendah dibanding jenis karbida, keramik maupun CBN, namun penggunaan pahat ini masih banyak digunakan di bengkel produksi, mengingat harga pahat HSS yang lebih murah. Untuk meningkatkan ketahanan aus dan umur HSS dilakukan pelapisan permukaan dengan lapisan DLC. Proses pelapisan DLC dilakukan dengan menggunakan metode plasma CVD (Chemical Vapour Deposition) dan mesin plasma lucutan pijar. Proses pelapisan DLC dilakukan dengan menggunakan campuran gas metana (CH4) dan helium (He) dengan perbandingan 24 persen CH4 dan 76 persen He. Campuran kedua gas tersebut kemudian diplasmakan dan dideposisikan pada permukaan material pahat HSS sampai terbentuk lapisan DLC dengan variasi temperatur 300 derajat C, 350 derajat C, 400 derajat C, 450 derajat C dengan waktu 6 jam dan tekanan 1,6 milibar. Hasil uji kekerasan sebelum proses pelapisan DLC adalah 656,4 VHN, setelah proses pelapisan DLC kekerasan menjadi 1162,94 VHN atau meningkat sebesar 77 persen pada kondisi optimal yaitu pada temperatur 450 derajat C, waktu 6 jam dan tekanan 1,6 milibar. Sedangkan hasil uji SEM pada temperatur 400 derajat C,waktu 6 jam dan tekanan 1,6 milibar menunjukkan ketebalan lapisan DLC yang terbentuk sebesar 2 mikro meter.

HSS has lower wear resistance than the type of carbide, ceramik and CBN, but its use is still widely used in the production workshop for the HSS cheaper price. To improve the wear resistance and service life HSS then carried out surface treatment with DLC coating. Surface treatment made using techniques Plasma CVD (Chemical Vapour Deposition) and glow discharge plasma machine. DLC coating process use a mixture of methane and helium gas with ratio of 24 percent metana and 76 percent helium. This mixture of gases then plasmatized and depositioned on the surface of the HSS material to formed the DLC layer with variation temperature 300 degree C, 350 degree C, 400 degree C, 450 degree C with time of 6 hours and pressure of 1,6 milibar. Hardness test results before the DLC coating process is 656,4 VHN, after the DLC coating process into 1162,94 VHN, an increase of 77 percent in optimal conditions at a temperature 450 degree C, 6 hours and a pressure of 1,6 milibar. While SEM test results in optimal condition indicates the thickness of the DLC layer is 2 micro meter.

Kata Kunci : Perlakuan permukaan, lapisan DLC, pahat HSS, kekerasan Vickers, SEM