STEMAN 2014
ISBN: 978-979-17047-5-5
PROSIDING Seminar Nasional Teknologi Manufaktur 2014 (STEMAN 2014)
Tema: Teknologi Manufaktur Sebagai Pendorong Produk Industri Nasional
Bandung, 19-20 Agustus 2014 RINEKAMAYA Politeknik Manufaktur Negeri Bandung Jl. Kanayakan No. 21 Dago Bandung - 40135
Penyelenggara:
~
-,
::.(~,.'jpo/man
-
0Itra-inExceffYre
POLITEKNIK MANUFAKTUR NEGERI BANDUNG Jln. Kanayakan 21, Dago-Bandung 40135 Homepage - http://www.polman-bandung.ac.id Telepon : (022) 250 0241, Fax: (022) 2502649 E-mail:
[email protected]
STEMAN 2014
ISBN: 978-979-17047-5-5
Seminar Nasional Teknologi Manufaktur 2014 (STEMAN 2014) Tema: Teknologi Manufaktur
Sebagai Pendorong Produk Industri Nasional
Bandung, 19-20 Agustus 2014, Politeknik Manufaktur Negeri Bandung RINEKAMAYA
Editor: Siti Aminah, S.T., M.T. Nuryanti, S.T., M.Sc. Dewi Idamayanti, S.Sc., M.T.
Desain Sampul: Pramudiya Tri Hartadi
Hak Cipta (C) pada Penulis. Hak Publikasi pada Politeknik Manufaktur Negeri Bandung disebarkan secara bebas untuk tujuan bukan komersial, Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi buku ini Pemegang Hak Publikasi presiding ini tidak bertanggung prosiding ini.
(pOLMAN Bandung). Artikel pada prosiding ini dapat digunakan dan dengan syarat tidak menghapus atau mengubah atribut penulis. dalam bentuk apapun tanpa izin tertulis dari Penerbit dan Penulis. jawab atas tulisan dan opini yang dinyatakan oleh penulis dalam
ISBN 978-979-17047-5-5
STEMAN 2014
KATA PENGANT AR Prosiding ini berisi makalah-makalah yang dipresentasikan pad a STEMAN2014, yaitu seminar dalam rangka memperingati Dies Natalis ke-37 Politeknik Manufaktur Negeri Bandung (pOLMAN Bandung) dalam bidang Rekayasa dan Teknologi Manufaktur di Indonesia. STEMAN2014 memilih tema Teknologi Manufaktur Sebagai Produk Industri Nasional. Tujuan utama dari seminar ini adalah: 1. Meningkatkan kontribusi akademisi dan profesional dalam pengembangan rekayasa dan teknologi manufaktur. 2. Sebagai media diskusi dan pertukaran informasi dalam kegiatan penelitian dan pengembangan di bidang rekayasa dan teknologi manufaktur. 3. Membangun komunikasi dan jaringan antara perguruan tinggi, industri, lembaga penelitian dan pihak lainnya yang terkait. Topik-topik yang dibahas di dalam seminar dan prosiding ini 1. Rekayasa dan Teknologi Manufaktur untuk Pertanian, Otomotif, Elektronika, Lingkungan, Mitigasi Bencana, Terbarukan, Industri Kecil, dll. 2. Perancangan dan Pengembangan Produk Manufaktur 3. Teknologi Material Et Metalurgi 4. Proses dan Teknologi Manufaktur 5. Mesin dan Peralatan Industri Manufaktur 6. Sistem Manufaktur 7. Sistem Kendali dan Mekatronika Industri Manufaktur 8. Sosio-Manufaktur 9. Topik-topik lainnya yang terkait dengan rekayasa dan
meliputi: Pertambangan, Energi Alternatif
dan
teknologi manufaktur
Seminar ini merupakan sarana diskusi ilmiah, komunikasi dan pertukaran informasi bagi para akadernisi, peneliti, praktisi industri, pemerintah dan stakeholder lainnya dalam pengembangan rekayasa dan teknologi manufaktur. Panitia STEMAN 2014 menerima Extended Abstract sebanyak 75 hasil penelitian dari mahasiswa dan dosen Politeknik Manufaktur Negeri Bandung, Universitas Gajah Mada, Universitas Jenderal Achmad Yani, Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya, Universitas Syiah Kuala Aceh, Universitas Trunojoyo Madura, Politeknik Merlimau dan Kolej Komuniti Jasin, Malaysia, dan UPT. Balai Pengolahan Mineral Lampung-L1PI. Setelah melalui seleksi dan evaluasi oleh tim reviewer dan dewan editor, panitia memutuskan sebanyak 70 makalah dapat diterima untuk dipresentasikan dalam STEMAN2014. Hasil dari seminar nasional ini diharapkan dapat memberikan kontribusi pemikiran untuk mendukung terbentuknya industri manufaktur nasional yang unggul dan meningkatnya daya saing bangsa.
STEMAN 2014
ISBN 978-979-17047-5-5
SUSUNAN PANITIA STEMAN 2014 Komite
Program
Ketua Anggota ,i
Tim Pengarah
:
Direktur POLMAN Para Wadir POLMAN :
Prof. Dr. Ir. Isa Setiasyah Toha, M.Sc. (Direktur POLMAN Bandung) Prof. Dr. Ir. Yatna Yuwana M. (Dekan FTMD - ITB) Prof. Dr. Ir. Tresna Priyana Soemardi, SE., M.S. (Universitas Indonesia) Dr. Zainal Arief, S.T., M. T. (Direktur PENS Surabaya) Tim Penelaah
:
Prof. Dr. Ir. Isa Setiasyah Toha, M.Sc. (pOLMAN Bandung/ITB) Prof. Dr. Ir. Yatna Yuwana M. (FTMD ITB) Engr. Dr. Md Saidin Wahab (UTHM - Malaysia) Ir. Dadet Pramadihanto, M.Eng., Ph.D. (PENS - Surabaya) Dr. Ismet P. Ilyas, BSMET, M.Eng.Sc. (pOLMAN Bandung) Dr. Carolus Bintoro, MT. (Politeknik Negeri Bandung) Dr. Ing. Yuliadi Erdani, M.Sc. (pOLMAN Bandung) Dr. Beny Bandanadjaya, ST., MT. (pOLMAN Bandung) Dr. Noval Lilansa, MT. (pOLMAN Bandung) Dr. Amang Sudarsono (PENS - Surabaya) Dr. Ali Ridho (PENS - Surabaya) Dr. Dipl. Ing. Ahmad Taqwa, MT. (POLSRI-Palembang) Pelaksana: Ketua Anggota
Ii
Emma Dwi Ariyani, S.Psi., M.Si. Adies Rahman Hakim, ST., MT. Agus Surjana Saefudin, ST., MT. Dewi Idamayanti, ST., MT. Nuryanti, S.T, M.Sc. Reza Yadi Hidayat, ST., MT. Rom Kusnowo, ST., MT. Supriyadi Sadikin, S.IP., M.Si. Siti Aminah, ST., MT. Wiwik Purwadi, ST., MT. Yoyok Setiyo Pamuji, ST. Kiki Sri Nur Endah, ST. Ratih Suhartini, S.Pd. Yati Yulia, S.AP Elis Siti Munawaroh, S.AP Idan Sukmara Pramudiya Tri Hartadi Engkos Koswara
Alamat Sekretariat : Politeknik Manufaktur Negeri Bandung Sdri. Ratih Suhartini Jl. Kanayakan No. 21 Dago Bandung - 40135 Tel. 022 - 2500241 ; Fax. 022 - 250 2649 Email:
[email protected] Homepage: steman.polman-bandung.ac. id
11
STEMAN 2014
ISBN 978-979-17047-5-5
DAFTAR ISI Kata Pengantar
.
Susunan Panitia
ii
Daftar Isi.....................................................................................
iv
Keynote Speaker
I,1
Universitas Indonesia Prof. Dr. Ir. Tresna Priyana Soemardi, SE., M.S. Dirjen Kerjasama Industri Internasional Ir. Agus Tjahajana, SE., M.Sc.
d I'
Kementerian
Perindustrian
Chief Operation Officer PT Astra Otoparts-Winteq Direktur - PT Federal Izumi Mfg. Reiza Treistanto Abstrak Makalah Peserta
BIDANG KAJIAN : REKAYASA DAN TEKNOLOGI MANUFAKTUR UNTUK PERTANIAN, PERTAMBANGAN, OTOMOTIF, ELEKTRONIKA, DLL Aplikasi Metode Perancangan Pahl-Beitz pada Perancangan Lini Produksi Iman Apriana
2
Design for Sustainability (DFS) and Design for Environment Automotive industry SKH Muhammad Bin SKH Abd Rahim.
8
(DfE) Practices in
Pembuatan dan Pengujian Model Pahat Insert dari Baja 34CrNiMo6 Melalui Proses Pack Carburizing Umen Rumendi ,..... 15 Pengaruh Temperatur dan Dwell Time Degassing terhadap Porositas Gas pada ALuminium JIS AC4C dengan Metode Gravity Casting BaLqis Mentari Efendi.
21
The Optimization Of Power Conversion From Wind Energy Norhana Binti Safee.
27
Modifikasi Vessel Nissan CWB45-ALDN45 untuk Peningkatan Kapasitas Angkut Unit Truck Herman Bud! Harja. 32
IV
STEMAN 2014
ISBN 978-979-17047-5-5
Kajian Pengaruh Jenis Pasir, Temperatur Tuatig, dan Jumlah Deoksidas! Alumunium terhadap Porositas Gas dalam Proses Gravity Sand Casting pada Nozzle Cup Material 13 Ade Rachman. 38
Pengembangan Sistem Pengendali Suhu pada Heater Reaktor Auger untuk Proses Pirolisis Cepat Cangkang Sawit Izarul Machdar
48
Perencanaan strategis persediaan peralatan kebencanaan berdasarkan siklus kebencanaan Muhammad Dirhamsyah.....
54
Perancangan Ulang Tool Holder Untuk Alur Dovetail Pada Ragum Palm an 125 Menggunakan Metode DFMA Somantri......................................................................................
57
Perbaikan Rancang-Bangun Kopling-Dog Pengendali Roda Traktor- Tangan Polman Bandung Haris Sayoko, Isa Setiasyah Toha
63
Perancangan Coren-Baja Menggunakan Bantuan Perangkat Lunak Simulasi Coran Solidcast 8.2.5 Studi Kasus pada Produk Link Track Beny 8andanadjaja
71
BJDANG KAJIAN : PERAN(ANGAN
DAN PENGEMBANGAN
PRODUK MANUFAKTUR
Implementasi Surfaces 3D Scanner Menggunakan Metode Triangulation untuk Reverse Engineering Obyek Sederhana Bolo Dwiartomo.
dan Tesselation
78
Analisis Simulasi Reinforced Thermoplastic Pipe Dengan Metoda Elemen Hingga Melalui Pendekatan Pipa Multilayer Menggunakan Perangkat Lunak Rekayasa Asep Indra Komara... ..... . . . . . . . . . .. .. . . . . . . .. . . . . .. .. .. . . . . . . . 86
Optimasi Bentuk Pisau Penghancur Limbah Tempurung Kelapa Berbentuk Piringan Bertakik untuk Mendapatkan Berat Optimum Aji Gumilar
92
Perancangan dan Pembuatan Prototipe Mesin Pengolah Air Bersih Sistem Mobile untuk Keadaan Darurat Air Yuiiar Yasin Erlangga............................................... 98
v
ISBN 978-979-17047-5-5
STEMAN 2014
Perancangan Konstruksi Portable Bridge dan Alat Bantunya untuk Mobil Perkebunan (Wintor) dengan Mekanisme Lipat Adies Rahman Hakim "......... 105
BIDANG KAJIAN : TEKNOlOGI
MATERIAL METAlURGI
Perbaikan Ketangguhan Meterial Baja Cor Paduan NI-CR-MO Melalui Proses Tempering Ganda Beny Bandanadjaja. 112 Simulasi Proses Perlakuan Panas Permukaan untuk Mendapatkan Waktu Pemanasan yang Sesuai Oyok Yudianto. 116
Pengaruh Laju Pendinginan dan Bahan Paduan terhadap Pembentukan Ketahanan Aus Besi Cor EN-JN2019 Kus Hanaldi.
Karbida M3Cdan 121
Kajian Faktor-Faktor yang Memberi Kesan Proses EDM terhadap AISI H13 Mohamad Shahril Bin Ibrahim.............................................................
126
A Study On Types Pineapple Leaf Fibers (PALF) Reinforced Pa/y/actide Nuru/ Hayati Binti Jamil......
131
(PLA)
Analisis Struktur Mikro dan Kekerasan Permukaan Baja ST 37 Carburized melalui Proses Dekarburasi Oleh Air Muhammad Hilmi Wahhab................................ 137 Riserless Casttng of FCD 500 in Green Sand Mold Wiwik Purwadi...............................................................................
145
Analisis Kakisan Air pada Logam dalam Sistem Aliran Dandang Noar Azlan Bin Ngasman
152
Kajian Prestasi Mata Alat Karbida Bersalut Semasa Melarik Keluli AISI H13 Menggunakan Bendalir Pemotong Azlan Shah Bin Kamaruddin 158
Analisa Uji Keausan Material ST 37 Hasil Carburizing dan Hardening dengan Menggunakan Mesin Uji Keausan Horizontal Tri Sugeri Gumilar Permana '" .. . . . .. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. .. . . .
.
163
Analisa Perbandingan Kekerasan, Distribusi Kekerasan dan Struktur Mikro Material ST 37 pad a Proses Karburasi dengan Metoda Single Quenching dan Direct Quenching Gerri Rinaldi............................................... . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .. . .. . . 169 VI
STEMAN 2014
ISBN 978-979-17047-5-5
SIMULASI PROSES PERLAKUAN PANAS PERMUKAAN UNTUK MENDAPATKAN WAKTU PEMANASAN YANG SESUAI OYOK YUDIANTO
1,
BENY BANDANADJAJA
2
1,2 Politeknik
Manufaktur Negeri Bandung JI Kanayakan No. 21 - Dago, Bandung - 40135 Phone/Fax: 022.2500241 /2502649 Email: benyb j(cl.l1olll1an-ba ndunu.ac. ill
Abstrak Proses perlakuan panas permukaan material baja untuk mendapatkan pengerasan hanya di permukaan dengan kedalaman tertentu dapat diterapkan dengan metode flame hardening. Parameter yang penting untuk mendapatkan kedalaman pengerasan yang sesuai adalah waktu pemanasan. Penentuan waktu pemanasan dapat dilakukan melalui analisis perhitungan yang menerapkan prinsip-prinsip perpindahan panas. Metode yang cukup cepat adalah dengan menerapkan simulasi pemanasan menggunakan software simulasi pemanasan sehingga dapat ditentukan waktu yang tepat untuk mendapatkan kedalaman pengerasan yang diinginkan. Penelitian ini dilakukan tujuannya adalah untuk mendapatkan waktu pemanasan yang tepat sehingga kedalaman pengerasan yang diinginkan dapat tercapai melalui penggunaan software simulasi pemanasan. Metode yang dijalankan yaitu tahap pertama dengan melakukan simulasi pemanasan permukaan pada material baja. Jenis material baja ditentukan sebagai konstanta. Variasi yang diterapkan adalah waktu pemanasannya. Penentuan kedalaman pengerasan ditentukan berdasarkan distribusi temperatur yang terjadi. Temperatur batas terjadinya pengerasan adalah berkisar pada 730°C yaitu batas transformasi fasa austenitik. Bila material baja mencapai fasa austenitik kemudian diberikan pendinginan cepat maka akan terjadi proses pembentukan martensit yang keras. Tahap kedua dilakukan verifikasi dengan melakukan proses perlakuan panas permukaan flame hardening. Sampel baja cor dibuat sesuai dengan model simulasi. Kemudian proses perlakuan panas permukaan dilakukan dengan menerapkan waktu yang sarna dengan simulasi. Setelah waktu tercapai sampel baja cor dicelup cepat untuk mendapatkan struktur martens it pada bagian permukaan. Selanjutnya dilakukan pengujian kekerasan untuk memperoleh informasi distribusi kekerasannya. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa melalui simulasi dengan variasi waktu pemanasan 30 detik, 45 detik dan 60 detik diperoleh distribusi temperatur dengan batas temperatur 730°C pada jarak 9 mm, 10 mm dan II mm. Hasil verifikasi percobaan perlakuan panas permukaan dengan penerapan parameter waktu pemanasan sesuai dengan simulasi diikuti dengan pendinginan celup air diperoleh distribusi kekerasan dengan kedalaman pengerasan untuk waktu pemanasan 30 detik diperoleh kedalaman 7 mm, 45 detik diperoleh kedalaman II mm dan 60 detik diperoleh kedalaman 12 rom.
Kala kunci: Baja cor, PerJakuan panas, SimuJasi pemanasan, pennukaan
Waklu pemanasan, Pengerasan
Untuk mendapatkan pengerasan permukaan pada kedalaman yang diinginkan diperlukan waktu pemanasan yang sesuai. Waktu pemanasan menjadi parameter penting dalam proses pemanasan permukaan ini. Perhitungan waktu pemanasan dapat dilakukan melalui analisis dengan menerapkan prinsip-prinsip perpindahan panas. Metode yang cukup efisien yaitu dengan melakukan analisis melalui simulasi pemanasan menggunakan software simulasi pemanasan. Dengan demikian dapat diperoleh waktu yang tepat untuk memperoleh kedalaman pengerasan yang diinginkan. Untuk itu pada penelitian ini dilakukan proses analisis
1. Pendahuluan Untuk benda kerja dengan material baja terkadang diperlukan kondisi permukaan yang keras, namun bagian dalamnya tetap lunak. Aplikasi kondisi tersebut contohnya pada roda gigi. Permukaan roda gigi diperlukan keras karena digunakan untuk bergesekan dengan roda gigi pasangannya. Namun bagian dalam diperlukan lunak agar sifat ketangguhan benda kerja tetap ada. Dengan demikian roda gigi tidak mudah patah akibat beban benturan. Proses perlakuan panas permukaan dapat diterapkan dengan metode flame hardening.
116
ISBN 978-979-17047-5-5
STEM AN 2014 simulasi pernanasan pada model benda kerja c1engan tujuan untuk mengetahui perkiraan waktu pemanasan yang tepat dikaitkan c1engan kedalaman pengerasan yang akan dihasilkan. Hasilnya kemudian diverifikasi melalui eksperimen perlakuan panas permukaan sebenamya.
bentuk
dan ukuran
simulasi.
Bahan
yang
dan
sama dengan
waktu
pemanasan
model juga
dibuat sarna.
3. Hasil dan Pembahasan Tahap pemanasan hingga tercapainya
awal diberikan pada model temperatur 800°C.
2. Metodologi ."'"
Kegiatan penelitian dilakukan dengan melakukan simulasi pemanasan model benda kerja, selanjutnya hasil simulasi diverifikasi dengan proses eksperimen lapangan. Model benda kerja yang digunakan berbentuk piringan berdiameter 300 111mc1engan tebal 25 mm.
Penentuan Parameter
. :;.->- ••• ..;., •••• -._--
I
- .,. 1*
-""
'-:-;:-._"
//
I ".
,L; __ /
i
.""
)\'
..~ sa
Simulasi
-.W
. t,... Simulasi yang dilakukan menggunakan .•~ .,...... beberapa kondisi pendekatan. Kondisi diameter Gambar 2. Temperatur 800°C tercapai setelah bagian c1alam diasumsikan memiliki ternperatur flame disemburkan selama 8 menit (480 karnar 25°C. Permukaan piringan bagian atas s) dan bawah terjadi pelepasan panas ke lingkungan dengan heat transfer coefficient Gambar 2. menunjukkan distribusi temperatur sebesar 70 W/(m1K) dan temperature yang diperoleh sesaat setelah temperatur 800 "C lingkungannya adalah 25°C. Diameter bagian tercapai. luar di flame dengan heat flux temperature 1250 °c clan heat transfer coefficient 750 W/(m2K). Waktu Penahanan 30 Oetik Temperatur pernanasan diberikan sebesar 800 Setelah temperatur mencapai 800°C simulasi "c. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. dilanjutkan dengan penahanan selama 30 detik. Distribusi temperatur yang dihasilkan digambarkan pada Garnbar 5. Dengan CE sebesar 0,796 maka kondisi ini sama dengan kondisi besi dengan kadar karbon 0,796 atau dekat dengan 0,8 % yang merupakan temperatur eutektoid. Maka dapat diasumsikan bahwa kondisi tercapai austenit berada pada temperatur le, diatas 723°C, atau dapat diasumsikan kedalaman pengerasan tercapai dengan sampai
temperatur 730°C. Gambar 1. Penentuan Parameter Tetap Simulasi Parameter bahan digunakan CE 0,796.
,_
•• n< .•
"
•.••••__
•.•••• .,..
baja paduan dengan
Variabel Simulasi ~~
Variasi yang diberikan berupa waktu penahanan setelah tercapai temperatur pemanasan 800 "C sebagai berikut : Waktu penahanan Waktu penahanan
30 detik. 45 detik.
3.
Waktu penahanan
60 c1etik.
Verifikasi dilakukan
melalui berupa
Proses eksperimen
I
perlakuan
menggunakan
!
;,
::l ;.~.
..,;;:: 1m ,~. I ~.)
~II'I •
\
i
!
-\
.
§~~: ,).)
!
I
I~~; d~~ I,), I~~'
i\
'Nil
'"'"
! ~
1,1'" ,";r .">(
~::, 1 , ••.~
1'~~ :.J· .",n
Gambar 3. Perkiraan Kedalaman Pengerasan untuk Penahanan Selama 30 Oetik
lapangan
panas
I
,
,
!_
eksperimen
''it-~
••
"p. "
I. 2.
--.'h •..
,~)
'_,'
permukaan.
benda dengan 117
I(,
STEMAN 2014
ISBN 978-979-17047-5-5
Dengan asumsi kondisi temperatur 730°C masih terbentuk austenit maka kedalaman pengerasan untuk penahanan dengan waktu 30 detik sekitar 9 mm, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.
Eksperlmen Flame Hardening
Pelaksanaan eksperimen flame hardening merupakan proses yang menentukan hasil akhir yang menjadi tujuan dari penelitian ini. Dengan proses flame hardening maka akan dapat diperoleh kekerasan permukaan yang lebih keras sementara bagian bodi akan lebih lunak. Parameter yang menjadi variabel adalah lama penahanan proses flame setelah mencapai temperatur austenisasi yang berbanding lurus dengan kedalaman pengerasan. Semakin lama proses penahanan akan semakin dalam kekerasan permukaannya. Namun perlu dipertimbangkan pula efek perbesaran butir dan dekarburisasi apabila proses penahanan terlalu lama. Berbekal hasil simulasi maka dapat ditentukan variabel penahanan yang tepat untuk mencapai kedalaman pengerasan yang cukup.
Waktu Penahanan 4S Detik
Setelah temperatur mencapai 800°C simulasi dilanjutkan dengan penahanan selama 45 detik. Distribusi temperatur yang dihasilkan digambarkan pada Gambar 4. berikut ini.
.\-----_.-------_._----_.'M
.'.&.':1'
,"'.'
,;.'
~ .
,.;.
(1; _,.,.,
I J
~
'1;
~I:
..:;.:..
n-,
1:'11.
11"
·i·,
',\ '.,~~
..... ,
Pengecoran Sampel Flame Hardening dan Normalising
,,:
Sampel dibuat seperti model yang diterapkan pada simulasi. Gambar 6. menunjukkan hasil pengecoran sampel flame hardening. Komposisi C 0,63%; Si 0,23%; Mn 0,8'3%; P 0,017%; S 0,004%.
,."
Gambar 4. Perklraan Kedalaman Pengerasan untuk Penahanan Selama 45 Detik
Dengan asumsi kondisi temperatur 730°C masih terbentuk austenit maka kedalaman pengerasan untuk penahanan dengan waktu 45 detik sekitar 10 mm, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4. Waktu Penahanan 60 Detik
Setelah temperatur mencapai 800°C simulasi dilanjutkan dengan penahanan selama 60 detik. Distribusi teinperatur yang dihasilkan digambarkan pada Gambar 5. berikut ini. '_."L~
.,...,.... .• · ..•.•44 •.
" -" .._- ~'----'-'-"""---- ----.-.'t"
v-e
-
__
-._._' .. ..,,'
.._._
(0""(>
','
(.2\'
"to(.;
Gambar 6. Pengecoran Sam pel Untuk Flame Hardening
" ;
JL.!
,--.
, ..,.,.
~'~"i i 7((,j
Setelah proses pengecoran dilakukan pembongkaran dan pembersihan. Kemudian sampel diberi perlakuan panas normalising 850 °C - penahanan 4 jam - pendinginan udara. Penahanan dilakukan berbeda dengan sampel tahap sebelumnya karena sampel casting ukurannya lebih besar. Penahanan dimaksudkan untuk menghomogenkan temperatur sampai ke bagian dalam casting.
_,';'f.. .,~,
I~'" i
•••• '0
, j".',
-:;J;.,
,
".~
".,
Gambar S. Perkiraan Kedalaman Pengerasan untuk Penahanan Selama 60 Detik
Dengan asumsi kondisi temperatur 730°C masih terbentuk austenit maka kedalaman pengerasan untuk penahanan dengan waktu 60 detik sekitar II mm, seperti yang ditunjukkan pada Gambar
Sampel kemudian dimesining pada bagian sisisisinya untuk menghasilkan permukaan yang halus. Dengan demikian pengujian lebih mudah dilakukan.
5. 118
STEMAN 2014
ISBN 978-979- 17047-5-5
dilakukan dengan variasi 30 detik, 45 detik dan 60 detik. Kemudian sampel didinginkan menggunakan media air. Setelah itu ketiga sampel diberikan proses tempering 500°C penahanan Ijam - pendinginan udara bebas.
Parameter Proses Eksperimen Flame Hardening
Untuk eksperimen flame hardening sampel yang digunakan serupa dengan sampel pada model simulasi. Parameter material dan perlakuan panas (temperatur pemanasan) yang digunakan sebagai berikut:
1.2
Pengujian Mekanik
Pengujian mekanik yang dilakukan adalah pengujian kekerasan. Metode pengujian menggunakan Rockwell C. Sampel dipotong melintang dan diuji sepanjang posisi melintang dari tepi terluar ke arah dalam. Dengan demikian akan diperoleh profil kekerasan dan dapat ditentukan kedalaman pengerasan.
Komposisi digunakan, yaitu: C 0,63%; Si 0,23%; Mn 0,83%; P 0,017%; S 0,004%. Parameter perlakuan panas Nonnalising 850 "C _. 2 jam -- pendinginan udara bebas.
1.2.1
Data Kekerasan dengan Waktu
Parameter perlakuan panas Hardening 800 "C, dengan variasi penahanan:
1.1
a
30 detik - pendinginan air
a
45 detik - pendinginan air
a
60 detik ..- pendinginan air
Penahanan 30 Detik
Sampel I dipanaskan pada alat name hardening dengan burner api sambil diputar sampai temperatur mencapai 800°C. Kemudian dilakukan penahanan sclama 30 detik. Kemudian diberi pendinginan celup air. Hasil uji kekerasan sebagai berikut:
Proses Flame Hardening
Proses name hardening dilakukan dengan mesin khusus, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7.
--------~
:.~
~ .". )0 ,'II
10
--
Gambar 8. Grafik Distribusi Kekerasan untuk Waktu Penahanan 30 Detik, Kondisi AsHardening
Distribusi kekerasan untuk sampeJ as hardening dengan waktu penahanan 30 detik digambarkan dengan grafik pada Gambar 8. Hasil hardening dengan penahanan 30 detik menunjukkan kedalaman pengerasan sebesar 7 mm. Jika dibandingkan dengan hasil simulasi sebesar 9 nun maka hasilnya relatifmendekati.
Gambar 7. Alat Khusus Flame Hardening
Sampel diletakkan diatas mesin pada posisi center. Kemudian dilakukan pemanasan (flame) menggunakan burner sebanyak 4 buah yang ada pada alat. Sampel diputar sehingga pemanasan akan lebih merata pada permukaan sampel. Sampel yang disediakan sebanyak 3 buah untuk variasi waktu penahanan saat tercapai temperatur austenisasi yang ditentukan. Proses pemanasan dilakukan sampai temperatur mencapai temperatur 800 "c. Pengukuran temperatur menggunakan termometer infra merah. Setelah temperatur tercapai penahanan
1.2.2
Data Kekerasan dengan Waktu Penahanan 45 Detik
Sampel 2 dipanaskan pada alat flame hardening dengan burner api sambi! diputar sampai temperatur mencapai 800 "c. Kemudian dilakukan penahanan selama 45 detik. Kemudian diberi pendinginan celup air. Hasil uji kekerasan sebagai berikut:
I] 9
ISBN 978-979-17047-5-5
STEMAN 2014 Oi"ttibu"i
Krlt("rawn A~ Harden;"!: O@tik
Waktu
waktu penahanan diberikan diperoleh kedalaman pengerasan esbagai berikut: • 30 detik -7 hasil simulasi 9 mm -7 hasil eksperimen 7 mm • 45 detik -7 hasil simulasi 10 mm -7 hasil eksperimen 11 mm • 60 detik -7 hasil simulasi 11 mm -7 hasil eksperimen 12 mm
Penah .•nan 45
.•-~ +- -.
tt,
I.'
Gambar 9. Grafik Distribusi Kekerasan untuk Waktu Penahanan 45 Detik, Kondisi AsHardening
ReferensiIDaftar Pustaka
Distribusi kekerasan untuk sampel as hardening dengan waktu penahanan 45 detik.digambarkan dengan grafik pada Gambar 9. Hasil hardening menunjukkan kedalaman pengerasan sebesar II mm. Jika dibandingkan dengan hasil simulasi sebesar 10 mm maka hasilnya relatif mendekati. 1.2.3
Data Kekerasan As Hardening dengan Waktu Penahanan 60 Detik
Sampel 3 dipanaskan pada alat flame hardening dengan burner api sambil diputar sampai temperatur mencapai 800°C. Kemudian dilakukan penahanan selama 60 detik. Kemudian diberi pendinginan celup air. Hasil uj i kekerasan sebagai berikut: Oistribusi
Keker.u3n
As·Hatdenin&
Waktu
Penahanoln
60 Oetik
10
,·1
o
o
.'0
Gambar 10. Grafik Distribusi Kekerasan untuk Waktu Penahanan 60 Detik, Kondisi AsHardening
Distribusi kekerasan untuk sampel as hardening dengan waktu penahanan 60 detik digambarkan dengan grafik pada Gambar 10. Hasil hardening dan tempering menunjukkan kedalaman pengerasan sebesar 12 mm. Jika dibandingkan dengan hasil simulasi sebesar II mm maka hasilnya relatif mendekati.
4. Kesimpulan Proses flame dilakukan melalui tujuannya untuk pengerasan yang proses diberikan eksperimen sudah
hardening yang telah simulasi dan eksperimen mendapatkan kedalaman diinginkan. Parameter pada simulasi dan cukup mendekati. Variasi 120
ASM Handbook (2005), Properties and Selection: Irons, Steels and High Performance Alloys, ASM International. ASM Handbook (1991), Heat Treatment, ASM International. BJ. Monaghan & P.N. Quested (2001), Thermal Diffusivity of Iron at High Temperature in Both the Liquid and Solid State, ISIJ International, Vol. 41. D.A. Porter & K.E. Easterling (1996), Phase Transformations in Metals and Alloys, Chapman & Hall, London. J.P. Holman, Heat Transfer, McGraw-Hill Book Company, New York. . IncoperaDe Witt, "Fundamentals of Heat Transfer", John Willey & Sons Inc., New York,1981. Kern, D.Q., "Process Heat Transfer", International Student Edition, McGraw Hill Kogakusha, Ltd., New York. Ozisik, "Heat Transfer, a basic approach", 1984. McAdams, W.H., "Heat Transmision", 3rd edition, McGraw Hill Book Company, Inc., New York. R. Shankar Subramanian, Heat Transfer in External Flow, Lecture Modul.
