Laporan Praktek Tentang Mengkarburizing Besi/Baja

KATA PENGANTAR

Penyusun dengan senang hati menerima koreksi dan teguran dari pembaca untuk kelengkapan dan perbaikan atas laporan praktek ini.

Untuk itu penyusun menyampaikan maaf dan ucapan terima kasih . Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat TUHAN yang MAHA ESA, yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya. Sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan praktek ini. Penyusun mengucapkan  banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam  pembuatan laporan ini, sehingga menjadi lebih baik.

Dan semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi para pembaca. Penyusun menyadari bahwa disana-sini dalam makalah ini masih banyak terdapat kekurangan dan kekeliruannya

Medan, 01 februari 2016

Penulis

Daftar isi

        Kata Pengantar ...............................................................................      1

        Daftar Isi.............................................................................................................        2

BAB I Pendahuluan....................................................................................................

1.1 Latar Belakang.................................................................................. 3

1.2 Rumusan Masalah.............................................................................. 4

1.3 Tujuan Penelitian...............................................................................  4

1.4 Manfaat Penelitian.............................................................................  4

1.5 Metode Penelitian............................................................................... 4

1.6 Sistematis Penulisan............................................................................ 4

BAB II Kajian Teori

2.1 Pengertian dan fungsi Pack Carburizing....................................... 5                 

2.2 Proses Pack Carburizing............................................................ 5

2.3 Jenis-jenis Pack Carburizing............................................................. 5.

BAB III Metode Penelitian

3.1 lokasi penelitian.............................................................................. 8

3.2  Alat dan Bahan.............................................................................. 8

3.4  Langkah-Langkah Penelitian........................................................... 8

BAB IV Pembahasan Hasil Penelitian ............................................................... 9

BAB V Kesimpulan dan Rekomendasi.............................................................. 13

5.1 Kesimpulan............................................................................ 13

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Salah satu cara untuk meningkatkan kekerasan permukaan material baja berkarbon

rendah adalah dengan cara karburasi. Karburasi adalah sebuah proses penambahan unsur

Karbon pada permukaan logam dengan cara difusi untuk meningkatkan sifat fisis dan

mekanisnya. Proses karburasi ini biasanya dilakukan pada baja karbon rendah yang

mempunyai sifat lunak dan keuletan tinggi. Ada tiga jenis medium yang bisa dipakai

dalam proses karburasi ini. Medium padat atau pack carburazing, medium cair atau liquid

carburazing dan medium gas atau gas carburazing.

Pack carburazing adalah proses di mana karbon monoksida yang berasal dari senyawa

padat terurai pada permukaan logam menjadi karbon baru lahir dan karbon dioksida. Karbon

baru lahir diserap ke dalam logam, dan karbon dioksida segera bereaksi dengan bahan karbon

hadir di kompleks karburasi solid untuk menghasilkan karbon monoksida segar. Media yang

biasa digunakan dalam pack carburazing adalah arang, karena arang memilik unsur karbon

yang besar. Arang digunakan bisa berasal dari arang kemiri, arang kayu bakar, arang tempurung kelapa, dan arang batubara.

Di indonesia banyak tumbuh pohon kemiri dengan berbagai macam manfaat yang bisa kita gunakan, seperti untuk dijadikan minyak kemiri dan lain-lain.

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana pengaruh proses pack carburizing dengan media arang kemiri terhadap bahan uji dari bahan material besi?

2. Berapa besar kekerasan permukaan material besi sebelum dan sesudah proses

pack carburizing dengan media arang kemiri?

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini , antara lain :

1. Untuk mengetahui bagaimana pengaruh proses pack carburizing dengan media

arang kemiri terhadap material besi .

2. Untuk mengetahui berapa besar kekerasan permukaan material besi sebelum dan

sesudah proses pack carburizing dengan media arang kemiri.

1.4Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah :

1. Dapat melakukan uji kekerasan material dengan metode rockwell.

2. Dapat menentukan besar kekerasan material.

3. Dapat melakukan proses pack carburizing pada material besi.

1.5 Metode Penelitian

Dalam penelitian ini dilakukan dengan besi dengan metode uji kekerasan

rockwell.

1.6 Sistematika Penulisan

BAB I Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

1.2 Rumusan Masalah

1.3 Tujuan Penelitian

1.4 Manfaat Penelitian

1.5 Metode Penelitian

1.6 Sistematis Penulisan

BAB II Kajian Teori

2.1 Pengertian dan fungsi Pack Carburizing

2.2 Proses Pack Carburizing

2.3 Jenis-jenis Pack Carburizing

BAB III Metode Penelitian

3.1 lokasi penelitian

3.2  Alat dan Bahan

3.4  Langkah-Langkah Penelitian

BAB IV Pembahasan Hasil Penelitian

BAB V Kesimpulan dan Rekomendasi

5.1 Kesimpulan

BAB II

 Kajian Teori

2.1 Pengertian dan fungsi Pack Carburizing

Karburising adalah proses dimana benda akan dikeraskan pada kulitnya dengan cara  penambahan karbon ke permukaan benda, karburising dilakukan dengan cara memanaskan benda kerja dalam lingkungan yang banyak mengandung karboin aktif, sehingga karbon berdifusi masuk ke permukaan baja (Wahid Suherman, 1998: 147).

2.2 Proses Pack Carburizing

Pada proses perlakuan panas, termasuk karburising selalu mengacu pada diagram fase yang berdasarkan pada karbon dari baja. Baja pada dasarnya adalah paduan besi dan karbon (Fe-C), besi dan karbon selain dapat membentuk larutan padat juga dapat membentuk senyawa karbid besi (sementit, Fe3C). kita ketahui bahwa carbon memiliki sifat keras tapi getas, sedangkan besi mempunyai sifat ulet.

2.3 Jenis-jenis Pack Carburizing

Karburising Padat (Pack Carburizing)

Karburising padat adalah proses karburisasi atau penambahan karbon pada permukaan benda kerja dengan menggunakan karbon yang didapat dari bubuk arang. Bahan karburisasi ini biasanya adalah arang tempurung kelapa, arang kokas, arang kayu, arang kulit atau arang tulang.

Benda kerja yang akan dikarburising dimasukkan ke dalam kotak karburisasi yang sebelumnya sudah diisi media karburisasi. Selanjutnya benda kerja ditimbuni dengan bahan karburisasi dan benda kerja lain diletakkan diatasnya demikian selanjutnya (Wahid Suherman, 1998: 150).

Kandungan karbon dari setiap jenis arang adalah berbeda-beda. Semakin tinggi kandungan karbon dalam arang, maka penetrasi karbon ke permukaan baja akan semakin baik pula.

Bahan karbonat ditambahkan pada arang untuk mempercepat proses karburisasi. Bahan tersebut adalah barium karbonat (BaCO3) dan soda abu (NaCO3) yang ditambahkan bersama-sama dalam 10 – 40 % dari berat arang (Y. Lakhtin, 1975: 255).

Sebenarnya tanpa energiserpun dapat terjadi karburisasi, karena temperature yang tinggi ini mula-mula karbon teroksidir oleh oksigen dari udara yang terperangkap dalam kotak menjadi CO2 (Wahid Suherman, 1998: 149).

Reaksi yang terjadi adalah

CO2 + C (arang) -------------> 2CO

Dengan temperatur yang semakin tinggi kesetimbangan rekasi maikn cenderung ke kanan makin banyak CO.

2CO -------------> CO2 + C (larut ke dalam baja)

dimana C yang terbentuk ini merupakan atom karbon (carbon nascent) yang aktif berdifusi masuk ke dalam fase austenit dari baja ketika baja dipanaskan. Besarnya kadar karbon yang terlarut dalam baja pada saat baja dalam larutan pada gamma fase austenit selama karburisasi adalah maksimal 2 %.

Kotak karburisasi yang dipanaskan harus dalam keadaan tertutup rapat, hal ini bertujuan untuk mencegah terjadinya reaksi antara media karburisasi dengan udara luar. Cara yang biasanya ditempuh unutk menghindari hal tadi adalah dengan memberikan lapisan tanah liat (clay) antara tutup dengan kotak karburisasi.

Menurut Wahid Suherman (1998: 150) bahwa “kotak karburisasi dipanaskan dalam dapur sampai temperatur 825 – 925 o C dengan segera permukaan benda kerja akan menyerap karbon sehingga dipermukaan akan terbentuk lapisan berkadar karbon tinggi sampai 1,2 %”. Dan menurut B.H Amstead (1979: 152) bahwa “proses karburisasi padat banyak diterapkan untuk memperoleh lapisan yang tebal antara 0,75 – 4 mm”.

Karburising Cair (Liquid Carburizing)

Karburising proses cair adalah proses pengerasan baja dengan cara mencelupkan baja yang telah ditempatkan pada keranjang kawat ke dalam campuran garam cianida, kalsium cianida (KCN), atau natrium cianida (NaCN). Dengan pemanasan akan terjadi reaksi-reaksi:

2NaCN + O2 -------------> 2 NaCNO

4NaCNO -------------> 2NaCN + Na2CO3 + CO + 2N

3Fe + 2CO -------------> Fe3C + CO2

pada proses karburisasi ini selain terserapnya karbon, nitrogen juga ikut terserap. Bahwa karburisasi cair hamper sama dengan cyaniding, yang menyerap nitrogen dan karbon. Bedanya terletak pada tingkat perbandingan banyaknya karbon dan nitrogen yang terserap. Pada karburisasi cair penyerapan karbon lebih dominan. Banyaknya karbon dan nitrogen yang terserap ini tergantung pada kadar cianida dalam salt bath dan temperatur kerjanya. Salt bath untuk karburisasi cair biasanya mengandung 40 – 50 % garam cianida. Temperatur yang digunakan adalah 900 o C selama 5 menit, kedalaman penetrasi karbon yang dicapai antara 0,1 – 0.25 mm dari permukaan baja.

Kadar karbon yang dikarburisasi akan naik dengan semakin tingginya temperatur dan makin lamanya waktu karburisasi. Bila kadar karbon dipermukaan terlalu tinggi maka kekerasan tidak begitu tinggi, karena itu baja yang akan di quenching langsung setelah pemanasan untuk karburisasi hendaknya dipakai temperatur yang tidak begitu tinggi.

Selama pemakaian konsentrasi cianida dalam salt bath dapat berubah sehingga tentu saja sifat salt bath dapat berubah, karena itu kondisi salt bath harus secara rutin diperiksa. Apabila terdapat perubahan yang berarti, harus dilakukan penambahan garam baru unutk menjaga konsentrasi tetap sebagaimana semula.

Semua cianida adalah senyawa yang sangat beracun, karena itu pemakaiannya harus sangat hati-hati. Demikian pula pada saat membuang sisa-sisa cairan yang akan terkena garam cianida tersebut harus benar-benar mengikuti petunjuk dari pihak berwenang.

Karburising  Gas (Gas Carburizing)

Proses pengerasan ini dilakukan dengan cara memanaskan baja dalam dapur dengan atmosfer yang banyak mengandung gas CO dan gas hidro karbon yang mudah berdifusi pada temperatur karburisasi 900 o – 950 o C selama 3 jam.

Gas-gas pada temperatur karburisasi itu akan bereaksi menghasilkan karbon aktif yang nantinya berdifusi ke dalam permukaan baja.

Pada proses ini lapisan hypereutectoid yang menghalangi pemasukan karbon dapat dihilangkan dengan memberikan diffusion period, yaitu dengan menghentikan pengaliran gas tetapi tetap mempertahankan temperatur pemanasan. Dengan demikian karbon akan berdifusi lebih ke dalam dan kadar karbon pada permukaan akan semakin naik.

Karburising dalam media gas lebih menguntungkan dibanding dengan karburising jenis lain karena permukaan benda kerja tetap bersih, hasil lebih banyak dan kandungan karbon pada lapisan permukaan dalam dikontrol lebih teliti. Menurut B.H Amstead (1979: 153) mengatakan bahwa “proses karburisasi media gas digunakan untuk memperoleh lapisan tipis antara 0,1 – 0,75 mm”.

BAB III

Metode Penelitian

3.1 lokasi penelitian

Lokasi penelitian/praktek yang kami lakukan yaitu berada di workshop FT.UNIMED.

3.2  Alat dan Bahan

1. material besi beton berdiameter 1,5 cm dan tinggi 1,6 cm

2. arang kemiri

3. alat untuk menghaluskan arang

4. saringan untuk menyaring arang kelapa yang halus

5. mesin gerinda

6. hardness tester

7. mesin rotary gerindera

8. mikroskop micro

3.4  Langkah-Langkah Penelitian

Langkah-langkah yangdilakukan yaitu:

1.      Menyediakan arang dan besi sebagai bahan untuk penelitian

2.      Menghaluskan arang kemiri yang akan digunakan

3.      Memotong besi dengan ukuran diameter 1,5 cm dan tinggi 1,6 cm

4.      Menghaluskan hingga mengkilat kan besi dengan menggunakan mesin rotary gerindera.

5.      Setelah itu melakukan pengujian kekerasan pertama sebelum besi di karburising  dengan menggunakan hardness testes dan mencatat data hasil pengujian kekerasan tersebut

6.      Setelah itu besi di beri arang kemiri lalu dibakar/di masak dengan 9000 derajat celcius, kemudian besi di press.

7.      Setelah itu besi tadi di kilatkan kembali menggunakan mesin rotary gerindera.

8.      Kemudian  melakukan kembali pengujian kekerasan yang ke 2 setelah besi tadi di karburising dan mencatat hasil data nya.

9.      Setelah itu besi tadi di beri zat kimia

10.  Yang terakhir besi tadi di foto permukaan nya untuk melihat hasil dari penelitian tersebut.

BAB IV

Hasil Penelitian dan pembahasan

dari hasil penelitan yang telah dilakukan menggunakan hardness tester, saya mendapatkan data sebagai berikut:

tabel pengujian 1

No	D1	D2	HV
Titik 1	87,51	87,11	243,3
Titik 2	96,63	95,64	200,7
Titik 3	100,60	102,07	180,6
Titik 4	97,56	95,59	198,8
Titik 5	93,21	89,28	222,7

tabel pengujian 2

No	D1	D2	HV
Titik 1	110,17	103,81	162,0
Titik 2	111,80	108,03	153,5
Titik 3	110,57	111,12	150,9
Titik 4	109,59	109,60	154,4
Titik 5	111,67	112,80	147,2

Setelah melakukan pengujian kekerasan sebelum dan sesudah besi tersebut di karburising, saya memdapatkan data yang menunjujkan bahwa sebelum dilakukan proses karburising diperoleh data seperti tabel pengujian 1. Dan setelah besi tersebut di karburising saya mendapatkan data hasil pengujian tersebut, seperti gambar pengujian yang ke 2, menunjukkan bahwa tingkat kekerasan nya semakin menurun.

Pembahasan: mencari nilai HV pada fata tebel pengujian 1 menggunakan rumus:

1)      HV = 0,1891 x           F

                                                 D2 x D1           

                         = 0,1891                                9,81

                                                      (87,51 x 0,001) (87,11 x 0,001)

                          = 7,6229961 x

              HV = 0,1891   x                9,81 x

                                                         7,6229961

                   HV = 243,35

BAB V

Kesimpulan

5.1 Kesimpulan

Setelah melakukan penelitian dan mendapatka data hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa setelah material besi di karburisng maka tinggkat kekerasan nya semakin menurun, itu dapat dilihat dari data yan saya peroleh di atas.

Akan tetapi dalam proses penelitian saya tentu ada kesalahan atau ketidak akuratan saya dalam melakukan pengujian kekerasan dengan mengkarburising material besi tersebut yang disebabkan oleh faktor-faktor tertentu.