KAR AKTERISASI SIFAT MEKANIS BAH AN PAHAT POTONG 1].pdf · PDF file Pahat potong baja HSS akan mengalami keausan jika digunakan secara terus-menerus. Untuk memperbaiki salah satu

KAR

HSS

RAKTERIS

S YANG D

SASI SIFA

DILAPISI

Untu

menc

HE

PROG JU

FAKUL UNIV

AT MEKA

TiN DEN

TUG

uk memenu

capai deraja

di Te

Diaj

ERMAWAN

04

GRAM ST URUSAN LTAS SAI

VERSITAS YOG

i

ANIS BAH

GAN TEK

GAS AKHIR

uhi sebagai p

at Sarjana T

eknik Mesin

jukan oleh :

N AGUNG

45214040

UDI TEK TEKNIK

INS DAN T S SANATA

GYAKART 2009

HAN PAH

KNOLOG

R

persyaratan

Teknik Mesi

n

:

WIJAYA

KNIK MES K MESIN

TEKNOL A DHARM TA

HAT POTO

GI SPUTTE

n

in

SIN

LOGI MA

ONG BAJ

ERING DC

JA

C

Mechanical Ch

P

MEC ME

S

aracteriza

Presented a

To O

HE

CHANICA ECHANIC SCIENCE

SANA

ation of th

using S A

as Partial Fu

Obtain the S

In Mechani

ERMAWAN

04

AL ENGIN CAL ENGI E AND TE ATA DHA

YOG

ii

he TiN Lay

Sputtering A THESIS

ulfillment o

Sarjana Tek

ical of Engi

By:

N AGUNG

45214040

NEERING INEERIN

ECHNOLO ARMA UN

GYAKART 2009

yered Chis

DC

f the Requir

knik Degree

ineering

WIJAYA

G STUDY P NG DEPAR OGY FAC NIVERSIT TA

sel HSS St

rements

e

PROGRA RTMENT

CULTY TY

teel Mater

AM T

rial

vi

INTISARI

Pahat potong baja HSS merupakan pahat potong yang digunakan pada mesin-mesin

konvensional seperti mesin bubut. Pahat potong baja HSS akan mengalami keausan jika digunakan secara terus-menerus. Untuk memperbaiki salah satu sifatnya agar tahan aus dengan meningkatkan kekerasannya. Peningkatan kekerasan pahat potong baja HSS dapat dilakukan dengan teknik sputtering dc.

Kondisi optimal deposisi lapisan tipis TiN pada pahat baja HSS diperoleh dari pengujian sampel pahat yang telah divariasi suhu, waktu pelapisannya dan aliran gas reaktif nitrogen. Mesin sputtering dc dioperasikan pada tekanan tetap sebesar 1,8 x 10-1 torr, beda potensial sebesar 5 kV, arus sebesar 18 mA dan aliran gas sputter, gas argon sebesar 34,02 sccm. Setiap layer hasil deposisi lapisan tipis TiN dan pahat baja HSS mula-mula diuji kekerasannya menggunakan alat uji kekerasan knoop dengan beban penekanan sebesar 10 g. Kekerasan optimal dari pahat baja HSS yang telah dilakukan pengujian knoop dan pahat baja HSS mula- mula dapat dilakukan pengujian SEM dan EDS.

Hasil penelitian deposisi lapisan tipis TiN pada pahat potong baja HSS dengan pahat baja HSS mula-mula menunjukkan adanya peningkatan kekerasan dari kekerasan pahat baja HSS mula-mula sebesar 819 kg /mm2 menjadi 2182,26 kg /mm2 dengan kenaikan kekerasan sebesar 166 %. Pada pengujian SEM menunjukkan adanya pelapisan dan pengujian EDS menunjukkan adanya unsur Ti dan N di permukaan pahat baja HSS bila dibandingkan dengan pahat baja HSS mula-mula. Kata kunci : Sputtering, TiN, HSS

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat

dan anugrah-Nya, sehingga Tugas Akhir ini dapat tersusun dan dapat terselesaikan

dengan lancar. Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh

untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Sains

dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapatkan bantuan

yang berupa dorongan, motivasi, doa, sarana, materi sehingga dapat

terselesaikannya Tugas akhir ini. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima

kasih kepada semua pihak yang telah memberikan bantuannya, antara lain

1. Dr. Ir. P. Wiryono Priyotamtama, SJ., selaku Rektor Universitas Sanata

Dharma.

2. Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Sanata Dharma.

3. Budi Sugiharto, S.T., M.T, selaku ketua Program Studi Teknik Mesin.

4. I Gusti Ketut Puja, S.T., M.T selaku dosen Pembimbing Utama Tugas Akhir.

5. Kepala pimpinan Laboratorium Teknik Mesin PAU-UGM Yogyakarta atas

izinnya melakukan pengujian kekerasan knoop.

6. Kepala Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan BATAN Yogyakarta

atas ijinnya untuk melakukan penelitian.

7. Drs. B.A. Tjipto Suyitno, M.T., APU., selaku Kepala Kelompok Akselerator

yang telah memberi izin untuk melakukan penelitian di BATAN Yogyakarta.

ix

8. Ir. Wirjoadi, yang telah mengarahkan dan membimbing penulis didalam

penyusunan Tugas Akhir ini.

9. Pak Karmadi, yang membantu dan memberikan saran serta sebagai

pembimbing dilapangan selama penelitian di BATAN.

10. Pak Bambang, yang membantu memberikan saran dan dukungan selama

dilapangan hingga terselesainya penelitian.

11. Bapak Sutopo yang telah memberikan izin atas penggunaan Laboratorium

Teknik Mesin UNY.

12. Segenap staf karyawan yang ada di PTAPB-BATAN dan Universitas Negeri

Yogyakarta.

13. Segenap staf pengajar Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata

Dharma Yogyakarta yang telah mendidik dan memberikan ilmu pengetahuan

kepada penulis sehingga sangat berguna dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan-kekurangan yang

perlu diperbaiki dalam penulisan Tugas Akhir ini, untuk itu penulis

mengharapkan masukan dan kritik, serta saran dari berbagai pihak untuk

menyempurnakannya. Semoga penulisan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat, baik

bagi penulis maupun pembaca.

Terima kasih.

Yogyakarta, 28 Januari 2009

Penulis

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i

TITLE PAGE .................................................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING .................................................. iii

LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................. iv

LEMBAR PERNYATAAN .............................................................................. v

INTISARI .......................................................................................................... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ………………vii

KATA PENGANTAR ....................................................................................... viii

DAFTAR ISI ...................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xiii

DAFTAR TABEL ............................................................................................. xv

BAB I PENDAHULUAN …………………………………………………. 1

I.1 Latar Belakang …………………………………………….…… 1

I.2 Batasan Masalah ………………….……………………… 4

I.3 Rumusan Masalah …………………………………………. 4

I.4 Tujuan Penelitian …………………………………………. 5

I.5 Batasan Masalah …………………………………………. 5

I.6 Manfaat …………………………………………………………. 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA………………………………………….... 7

II.1 Tinjauan Pustaka ………………………………………… 7

xi

II.2 Landasan Teori …………………………………………………. 8

II.2.1 Produksi Baja ………………….………….………….... 8

II.2.2 Sifat Baja ………………….………….………….... 9

II.2.3 Pengaruh Unsur-unsur Paduan Pada Baja ...……… 10

II.2.4 Jenis-jenis Baja ………………………………….……… 13

II.2.4.1 Baja Karbon ………….………….…………………. 13

II.2.4.2 Baja Paduan ………….………….………….……… 13

II.2.5 Pahat Bubut Baja HSS ………….………….…………. 14

II.2.6 Plasma ………….………….………….………….…… 16

II.2.7 Plasma Sputtering ………….………….…………. 17

II.2.8 Proses Pembentukan Lapisan Tipis TiN pada Baja HSS… 21

II. 2.9 Titanium Nitrida ………….………….…………. 23

II.2.10 Uji Kekerasan Knoop ………….…………………….. 25

II. 2.11 SEM & EDS ………….………….………….……… 25

BAB III METODE PENELITIAN …………………………………………. 29

III.1 Diagram Alir Penelitian ………………………………… 29

III.2 Persiapan Bahan & Peralatan Penelitian ………