Analisis Kekerasan

ANALISA KEKERASAN PADA PISAU BERBAHAN BAJA KARBON MENENGAH HASIL PROSES HARDENNING DENGAN MEDIA PENDINGIN YANG BERBEDA

Peningkatan mutu produk pisau pemotong dihasilkan dengan cara memperbaiki sifat-sifat fisik dan mekanik dari bahan pisau tersebut. Proses perlakuan panas yang tepatpadalogamsangatlah bermanfaat  untuk  memperbaiki  sifat-sifat dari bahan pisau pemotong. Disamping pembuatan pisau pemotong secara modern melalui industri-industri besar, juga terdapat pembuatan pisau pemo- tong secara tradisional melalui industri rumahan pande besi. Dalam proses pembuatan peralatan,industri rumahan pande besi menggunakan cara pengerasan hardening dengan pendinginan benda kerja yang selalu menggunakan air sebagai media pendingin. Akhir-akhir ini masyarakat banyak yang beralih ke peralatan yang diprosuksi oleh industri besar.pada proses pembuatan setelah pemanasan sering terjadi keretakan pada hasil kerjanya hal ini disebabkan hanya air yang digunakan sebagai media pendingin.

Proses perlakuan panas bertujuan untuk memperoleh logam yang keras, lunak, ulet, meningkatkan mampu mesin, menghilangkan tegangan sisa serta dapat juga untuk kepentingan manufaktur seperti : menaikkan sifat mechining, mudah dibentuk, elastis setelah proses cold. Bahkan perlakuan panas juga dapat meningkatkan performa material. Perlakuan proses panas hardening adalah salah satu proses untuk mengubah struktur logam dengan jalan memanaskan benda kerja pada temperatur yang ditentukan dalam waktu tertentu dan didinginkan secara cepat dengan media pendingin air, air garam, oli, dan solar yang mempunyai kerapatan pendingin berbeda. Kekerasan hasil kerja tergantung pada temperatur pemanasan, lama waktu pemanasan, laju pendinginan, komposisi kimia, kondisi permuhkaan, ukuran dan berat benda kerja (Mubarok, Fahmi, 2008)

METODE PENELITIAN

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah eksperimen untuk menganalisa nilai kekerasan pada pisau berbahan baja karbon menengah hasil proses tempa dengan media pendingin yang berbeda. Material yang digunakan pada pembuatan pisau adalah baja perdaun truk bekas yaitu baja yang mempunyai kemampuan pegas tinggi.Untuk baja jenis ini mempunyai kandungan karbon sekitar 0,50% sampai  0,65%  termasuk  jenis baja 5160. Baja dari perdaun tersebut setelah dilaku kan uji komposisi menggunakan SEM- EDAX menunjukkan kandungan karbon sebesar7,52%w tatau sama dengan 0,62%C berarti termasuk baja karbon menengah, dengan paduan Cr(Kromium) dengan kadar 1,09%wt yang menunjukkan baja paduan rendah  (Low  Alloy  Steel).  Baja   paduan rendah merupakan baja paduan yang elemen paduannya kurang dari2,5%wt misalnya unsur Cr, Mn, Ni, Pdan lain-lain. Spesimen untuk penelitian dibuat berbentuk pisau. Jumlah spesimen yang digunakan yaitu 4 spesimen yang didinginkan dengan 4 variasi media pendingin(air sumur,larutang aram,oli,udara)dengan uji 5 titik pada setiap spesimen.

 

 

Tahapan penelitian yaitu pembentuk- an spesimen, proses penempaan (harden- ing), pendinginan dengan air,garam,oli, udara dan dilanjutkan dengan pengujian kekerasan spesimen.Baja per daun bekas yang merupakan baja karbon menengah dipanaskan kemudian dipotong dengan pemotong   baja  lalu  dibentuk   menjadi model awal pisau. Proses penempaan (hardening), pada tahap ini model awal pisau mulai ditempa menjadi bentuk pisau yangs udah jadi.

            Selanjutnya pisau yang telah mengalami proses tempa dicelupkan ke media pendingin air sumur,air yang ditambahkan garam 10% danoli. Dan juga ada pisau hasil tempa yang didinginkan dengan udara.

Setelah  proses pendinginan, kemudian dilakukan pengujian kekerasan terhadap spesimen Datayang didapat kemudian dianalisis untuk mendapatkan kesimpulan  dari  penelitian  ini. Pengujian kekerasan bertujuan untuk mengetahui sejauhmana tingkat kekerasan  baja ini akibat  proses tempa (hardening).Setelah spesimen selesai diproses, dibersihkan kemudian dilakukan pengujian kekerasan pada  masing-masing spesimen dengan menggunakan  Vickers Hardness  Tester, dengan beban 100kg.

            Rumus mencari kekerasan Vickers (HV)

 

dengan :   HV =kekerasan Vickers

P   =gayatekan

L  =diagonal tapak

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

 

Dari Tabel6 diketahui bahwa nilai kekerasan rata-rata spesimen denganmedia pendinginair sumuradalah 652,64HV. Kemudian pada Tabel 6tampak bahwa nilai kekerasan rata-rata spesimen yang menggunakan media pendingin air garam yaitu 836,56 HV. Sedangkan pada Tabel 6 pula dapat diketahui bahwa nilai kekerasan rata- rata spesimen yang menggunakan media pendingin oli adalah 600 HV. Selanjutnya dari tabel 6 diketahui bahwa nilai kekerasan rata-rata spesimen yang  menggunakan media pendinginudarayaitu335,44HV.

PEMBAHASAN

Kekerasan Vickers diperoleh dengan membagigaya pada luas bekas tekanan yang ber- bentuk piramida.Dan dapat langsung dibaca di monitor mesin MicroVickers (Beumer,1995).

Nilai rata-rata kekerasan pisau menggunakan media pendingin air yaitu652,64 HV,menggunakan media pendingin air garam 836,56 HV, menggunakan oli 600 HV dan yang menggunakan udara 335,44 HV. Hal ini membuktikan bahwa adanya pengaruh media pendingin terhadap hasil kekerasan pisau.

Seperti diketahui bahwa hal yang sangat mempengaruhi hasil kekerasan adalah viskositas (kekentalan) dan densitas(massa jenis) dari media pendingin yang digunakan.

Viskositas merupakan tingkat kekentalan yang dimiliki suatu fluida.Semakin tinggi angka viskositas nya,maka semakin lambat laju pendinginannya.

Densitas  merupakan  massa   jenis yang dimiliki media pendingin (fluida)

1.AirGaram(ρ=1025kg/m3,v=1,01

Pa.s)

Air garam memiliki viskositas yang rendah sehingga laju pendinginannya cepat. Massa jenisnya juga lebih  besar dibandingkan dengan media pendingin lain seperti air, solar, olidanudara.

2.Air (ρ =998 kg/m3, v =1,01 Pa.s)

Air memiliki massa jenis yang besar tetapi lebih kecil dari air garam,kekentalannya rendah,sama dengan air garam, tetapi laju pendinginannya lebih lambat dari air garam.

3.Oli (ρ =981 kg/m3, v =4,02 Pa.s)

 Oli memiliki viskositas atau kekentalan yang tinggi dibandingkan media pendi- ngin lainnya dan massa jenis yang rendah sehingga laju pendinginannya lambat.

4.Udara(ρ=1,2  kg/m3,v  =0,00001,75 Pa.s)

     Udara memiliki massa jenis dan viskositas yang sangat kecil sehingga laju pendinginannya sangat lambat.

PENUTUP

Kesimpulan

Rerata kekerasan pisau yang didinginkan dengan media pendingin yang berbeda beda adalah sebagai berikut. Air sumur memiliki rerata nilai kekerasan 652,64 HV, air garam  memiliki  rerata  nilai kekerasan 836,56HV,oli memiliki rerata nilai kekerasan 600HV, udara memiliki rerata nilai kekerasan 335,44 HV Adanya perbedaan hasil kekerasan dari pengggunaan media pendingin yang berbeda yaitu air sumur,air garam,oli dan udara. Media pendingin oli merupakan media pendingin yang paling baik untuk digunakan dalam pembuatan pisau pemotong karena menghasilkan tingkat kekerasan yang tinggi dan tingkat kegetasan yang  rendah pada pisau pemotong.

Saran

Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan perlakuan panas yang  lain pada pisau hasil proses tempa agar didapatkan pisau yang lebih baik.

Pengujian yang berbeda dapat diterapkan pada pisau hasil proses tempa agar didapatkan data-datayang akurat untuk memperbaiki kekurangan  yang terdapat pada pisau hasil tempa.

DAFTARPUSTAKA

Avner. 1987.Introduction to Physical Metallurgy,2nded.New York: Mc. Graw HillBook Company,

Azizah, Y. 2012. Pengaruh Kadar Garam Dapur(NaCl) DalamMediaPendi- ngin Terhadap  Tingkat  Kekerasan Pada Proses PengerasanBaja St.60

Beumer.1985.IlmuBahanLogamJilidII.

Jakarta: Bharata KaryaAksara

Dieter.1996.MetalurgiMekanik. Jakarta: Erlangga

Mubarok,  Fahmi.  2008.  Metallurgy  I.

LaboratoriumMetalurgi  InstitutTek- nologi Sepuluh Nopember Surabaya

Smallman  dan  Bishop.  1999.  Metalurgi

Fisik Modern dan Rekayasa Material

Streeter. 1992. Fluid Mechanics, McGraw

Hill, New York

Suherman. 1988. Ilmu Logam III. Surabaya: Teknik MesinInstitut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya.

Surdia.  Tata.  1985.  Teknik  Pengecoran

Logam. Jakarta: PT. PradnyaParamita

Rizal,   Taufan.   2005.   Pengaruh   Kadar Garam Dapur(NaCl)dalamMedia Pendingin Terhadap TingkatKekeras- anPadaProsesPengecoranBajaV-

155