Kinerja Pahat CBN Pada Pemesinan Laju Tinggi, Keras Dan Kering Bahan AISI 4140

KINERJA PAHAT CBN PADA PEMESINAN LAJU TINGGI, KERAS DAN KERING BAHAN AISI 4140 TESIS OLEH
  Bobby Umroh 087015002/TM
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2011
Universitas Sumatera Utara

KINERJA PAHAT CBN PADA PEMESINAN LAJU TINGGI, KERAS DAN KERING BAHAN AISI 4140 TESIS Untuk Memperoleh Gelar Magister Teknik Dalam Program Studi Teknik Mesin
Pada Program Magister Teknik Mesin Universitas SumaterUtara
OLEH  
Bobby Umroh 087015002/TM
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2011
Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK Penelitian pemesinan laju tinggi, keras dan kering dengan tujuan untuk mengkaji umur pahat (Tc) dan kondisi pemotongan optimum menggunakan Metode permukaan sambutan (Response Surface Methodology/RSM) telah dilakukan pada pahat CBN yang digunakan untuk membubut bahan AISI 4140 berkekerasan 55 HRC. Pengumpulan data pengujian pemesinan ini dilakukan menggunakan metode CCF (centered cubic on face) data sebanyak 10 kali percobaan dengan 3 variabel utama yaitu laju pemotongan(V), laju pemakanan (f) dan kedalaman potong (a) pada tiga tiga tingkat besaran. Dari seluruh percobaan yang dilakukan pada umumnya performa pahat CBN dibatasi oleh pertumbuhan aus tepi. Selain itu, aus kawah ada sedikit dijumpai pada beberapa kondisi pemotongan namun aus tepi masih mendominasi. Pertumbuhan Aus tepi yang terjadi dikelompokkan kepada 3 fasa yaitu fasa aus inisial, fasa aus gradual dan fasa aus mendadak. Dari data hasil eksperimen disusun Model umur pahat Taylor yang diekspansi dengan mengakomodir variable f dan a. Analisis lanjut menggunakan multi linier regression yang menghasilkan model umur yaitu Tc =10 9.34/ V 4.2 f 1.25 a 0.246. Hasil optimasi menunjukkan pula bahwa kondisi pemotongan optimum yang diperoleh pada pemesinan AISI 4140 menggunakan pahat CBN pada keadaan pemesinan laju tinggi, keras dan kering adalah pada laju pemotongan 200 m/min, laju pemakanan 0.16 mm/rev dan kedalaman potong 1.1 mm dengan volume pembuangan geram 161.02 cm3. Kata kunci : Aus tepi, Aus kawah, Umur pahat, Model Taylor, CCF, RSM
Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT Research on high speed and hard machining under dry environment with objectives to studying tool life and optimum cutting condition by utilising Response Surface Methodology has been carried out by turning of AISI 4140 with hardness of 55 HRc using CBN cutting tool. The data collection for machining study was done by the CCF method in which three parameters were choosen as the independent parameter, i.e. cutting speed (v), feeding (f) and depth of cut (a), and the magnitudes were set in three levels.From the study, it was observed that flank wear played an important role for CBN cutting tool performance. In few case, crater wear was also observed but still flank wear was dominant. The flank wear progression in this study can be classified into 3 phases, they are initial phase, gradual phase and abrupt phase.Using the data resulted from experiment, Taylor model for tool life was expanded by taking into account other two parameters feeding and depth of cut. Further analysis using multi-linear regression method the model can be written as Tc= 10 9.34/ V 4.2 f 1.25 a 0.246. The result of optimation shows that the optimum cutting condition for machining AISI 4140 using CBN under high speed, hard and dry machining is at cutting speed of 200 m/min, feed of 0.16 mm/rev and depth of cut of 1.1 mm in which the rate of metal removal is 161.02 cm3/min. Keywords: flank wear, crater wear, tool life, Taylor model, CCF, RSM
Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT. karena berkat rahmat dan karunianya yang telah diberikan kepada penulis sehingga tesis ini dapat diselesaikan dengan judul ”KINERJA PAHAT CBN PADA PEMESINAN LAJU TINGGI, KERAS DAN KERING BAHAN AISI 4140”.
Penulisan tesis ini di ajukan untuk melakukan penelitian dalam rangka menyelesaikan pendidikan Pascasarjana pada Program Studi Megister Teknik Mesin pada bidang Manufaktur, di Fakultas Teknik USU. Dalam suka dan duka ketika penyusunan tesis ini banyak bantuan, dorongan saran telah diberikan kepada penulis dan untuk ini penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan kepada:
Bapak Prof. Dr.Ir. Armansyah Ginting, M.Eng, selaku ketua komisi Pembimbing, Bapak Dr.Ir. Sutarman, MSc dan Bapak Ir. Alfian Hamsi, MSc. yang masingmasing sebagai anggota Komisi Pembimbing yang telah memberikan arahan dan petunjuk kepada penulis mulai dari pembuatan hingga menjadi tesis. Dr. Eng Indra, MT selaku Ketua Program Doktor dan Magister Teknik Mesin USU, yang telah memberikan masukan, saran dan dukungan. Seluruh Dosen dan staf administrasi Program Studi Magister Teknik Mesin Fakultas Teknik USU yang telah memberikan ilmu pengetahuan dan membantu terlaksananya proses penyelesaian tesis ini serta rekan & para sahabat mahasiswa Program Studi Megister Teknik Mesin Fakultas Teknik USU.
Universitas Sumatera Utara

Secara khusus penulis menyampaikan terima kasih kepada kedua orang tua Ayahanda (alm idrus), Ibunda (marwani Harahap) , adik-adikku (Ade Sofyana dan Ella Hardyanti) serta pendamping hidupku (Maya Sari, S.ST) yang telah memberikan doa, dukungan dan semangat kepada penulis dalam menyelesaikan penelitian ini.
Penulis menyadari masih banyak ketidaksempurnaan dalam penulisan tesis ini maka kritik dan saran demi perbaikan sangat diharapkan sehingga tesis ini dapat bermanfaat bagi perkembangan dan kemajuan ilmu pengetahuan. Semoga Tuhan membalas semua kebaikan yang telah diberikan, amin.
Medan, 30 mei 2011 Penulis Bobby Umroh
Universitas Sumatera Utara

RIWAYAT HIDUP

1. DATA PRIBADI

Nama

: Bobby Umroh

TTL : Babussalam, 19-01-1986

Jenis Kelamin

: Pria

Agama

: Islam

Alamat Domisili :Jln. Jati II No.61 Medan

Kode Pos Domisili : 20217

No Telpon

:081361038389

Status perkawinan : Belum Menikah

2. PENDIDIKAN

1. Riwayat Pendidikan Umum

No Pendidikan Nama Sekolah

Program Studi TahunLulus

1 SD

SDN 027 Siarang-arang

-

1997

2 SLTP

SMPN 4 Siarang-arang

-

2000

3 SLTA

SMK perjuangan 2

Mesin Otomotif

2003

4 S1

ITM Medan

Teknik Mesin

2008

5 S2

USU Medan

Teknik mesin

2011

Universitas Sumatera Utara

2. DETAIL PENGALAMAN ORGANISASI DAN PEKERJAAN

No Nama Organisasi/instansi

Jabatan/Bidang

1 Himpunan Mahasiswa Teknik Mesin ITM

Kepala Bidang

2 POST ARCA 52 ITM

Ketua Umum

Ikatan Keluarga besar 2 Mahasiswa Magister Teknik
Mesin

Sekretaris Umum

4 PT. Industri Karbonik Indonesia Supervisor Produksi

5 Universitas Dian Nusantara

Dosen Auto CAD

6 Universitas Tjut Nyak Dhien

Dosen Manufaktur

7 Universitas Tjut Nyak dhien

Dekan Fakultas Teknik

PT. Globar Makmur Perkasa 8
Group

Ka. Divisi Engginering

9 PT. ARCA PRODUCTION

KOMISARIS

Tahun Akhir 2005 2007 2010
2008 2009 Sekarang Sekarang Sekarang Sekarang

3. DETAIL PENGALAMAN MENGIKUTI PELATIHAN/ SEMINAR NASIONAL

No Kursus / Pelatihan
1 Pelatihan Pertolongan Pertama
Pelatihan Aplikasi Visual 2 basic Untuk Manajemen
logistic dan Pemeliharaan
Pelatihan dan Workshop 3 Servopulser sebagai alat uji
Fatik, Stataik

Peran Serta Peserta Peserta
Peserta

Tahun 2006 2009
2009

Universitas Sumatera Utara

Proses Bending Menggunakan 4 Bending Plate Machine Untuk
Bagian Chasis Mobil

In-house Training For 5 Biomass gasification and
Numerical and Experimental Mechanics

Seminar Nano Technology in Material, laner development 6 program for foreign student from asia

Pelatihan Guest lecture Solid 7
Mechanics

8

Seminar

Gassification

characteristic of rubber wood

Seminar Hybrid Method of 9 Dem and Fem For particle
Impact

Seminar Pengaruh Variasi

Putaran Mesin terhadap Noise

10

pada Knalpot Komposit yang dilengkapi saluran dalam

ganda pada mobil bensin

Kijang 7 K

Impact Response of solid polymer and EFB polymeric 11 foam trafficonnes with different lower base Structures

The 5th Regional Seminar On

12

Materials, Structure

Energy and (MAESTRUCT

2010)

13 Aplikasi Teknologi Informasi

dalam

Manjemen

Pserta Panitia Peserta Panitia Panitia Panitia
Peserta
Peserta Panitia Panitia

2009 2009 2009 2009 2009 2009
2009
2009 2010 2010

Universitas Sumatera Utara

Pemeliharaan dan Mutu Pendidikan/Pelatuhan
14 Pekan Ilmiah XIX UISU
15 seminar nasional XIX UISU

Peserta Pemakalah

2011 2011

1. KARYA ILMIAH

No Judul

Analisa Kekuatan Karbiner C 1 Akibat Pembebanan Statik
Tarik

Kinerja Pahat CBN Ketika

2

Membubut Kering AISI 4140 (60 HRC) Pada Keadaan Laju

Tinggi

Kegiatan Penelitian
Penelitian

Tahun 2010
2011

Universitas Sumatera Utara

Nomor

DAFTAR ISI Judul

Halaman

ABSTRAK ...................................................................................................... I

ABSTRACT...................................................................................................... ii

KATA PENGANTAR ..................................................................................... iii

DAFTAR RIWAYAT HIDUP ......................................................................... v

DAFTAR ISI .................................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xi

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xii

BAB 1 PENDAHULUAN ......................................................................... 1 1.1 Latar Belakang. .................................................................... 1

1.2 Perumusan Masalah ............................................................. 2

1.3 Tujuan Penelitian ................................................................. 1.3.1 Tujuan Umum ........................................................ 1.3.2 Tujuan Khusus .......................................................

3 3 3

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

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ................................................................ 5

2.1 Proses Pemotongan dengan Bubut ...................................... 5

2.2 Material Pahat ...................................................................... 9

2.3 Konsep Pemesinan Terkini .................................................. 12 2.3.1 Pemesinan Laju Tinggi .......................................... 12 2.3.2 Pemesinan Keras ................................................... 13 2.3.3 Pemesinan Kering .................................................. 15

2.4 Bahan Logam dan Bahan Rekayasa .................................... 17 2.4.1 Bahan Logam Ferro .............................................. 17 2.4.2 Bahan Logam Non Ferro ...................................... 17

Universitas Sumatera Utara

2.4.3 Sifat dan Karakteristik Logam .............................. 18
2.5 Pemilihan Bahan .................................................................. 21
2.6 Pemesinan Optimum ........................................................... 21
2.7 Response Surface Metodologi (RSM) ................................ 23
BAB 3 METODE PENELITIAN ............................................................... 26
3.1 Tempat dan Waktu .............................................................. 26
3.2 Bahan ................................................................................... 26 3.2.1 Material Benda Uji ................................................ 26 3.2.2 Pahat Potong .......................................................... 28 3.2.3 Pemegang Pahat .................................................... 29
3.3 Peralatan .............................................................................. 30 3.3.1 Portable Hardness Tester ........................................ 30 3.3.2 Mesin Bubut ............................................................. 30 3.3.3 Mikroskop ................................................................ 32 3.3.4 Scaning Electron Microscopy................................... 3

BAB 4

3.4 Rancangan Kegiatan ............................................................. 33 3.4.1 Proses Pemesinan ..................................................... 33 3.4.2 Kerangka Konsep Penelitian..................................... 34 3.4.3 Pengumpulan Data.................................................... 35 3.4.5 Prosedur Pengambilan Data...................................... 36 3.4.6 Analisa Data.............................................................. 37
HASIL DAN PEMBAHASAN....................................................... 40
4.1 Hasil Pengujian...................................................................... 40
4.2 Pertumbuhan Aus Pahat(Flank Wear)…............................... 43
4.3 Menentukan Umur Pahat Dari Kondisi Pemotongan Dengan Keausan Minimal 0.125 Mm................................... 44

Universitas Sumatera Utara

BAB 5

4.4 Menentukan Hubungan Kondisi Pemotongan (V, F Dan A) Dengan Umur Pahat Menggunakan Regresi Multi Linier..................................................................................... 47
4.5 Menentukan Kondisi Pemotongan Optimum Dengan Menggunakan Response Surface Metodology (RSM) .............................................................................................. 50
KESIMPULAN DAN SARAN....................................................... 59
5.1 Kesimpulan............................................................................ 59

5.2 Saran...................................................................................... 60

DAFTAR PUSTAKA....................................................................................... 61

LAMPIRAN...................................................................................................... 63

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Nomor

Judul

Halaman

3.1 Tabel Kegiatan Penelitian.............................................................. 26 3.2 Komposisi Kimia Bahan AISI 4140............................................... 27 3.3 Mechanical Properties AISI 4140.................................................. 27 3.4 Temperatur proses perlakuan Panas............................................... 27 3.5 Mekanical Properties CBN............................................................. 29 3.6 Data Teknis Maximat 13................................................................ 31 3.7 Kondisi Pemotongan...................................................................... 35 4.1 Data hasil pengujian....................................................................... 40 4.2 Data eksperimen Umur Pahat......................................................... 46 4.3 Nilai Logaritma V, f, a, VBc, Tc..................................................... 48 4.4 Uji parameter Koofisien Regresi umur pahat................................. 49 4.5 Anava Umur Pahat......................................................................... 49 4.6 Nilai Model Umur Pahat................................................................ 50 4.7 Data Perkiraan Metode RSM......................................................... 51 4.8 Uji parameter Koofisien Regresi umur pahat................................. 52 4.9 Anava Umur Pahat......................................................................... 54 4.10 Kondisi Pemotogan Optimum........................................................ 57 4.11 Laju Pembuangan Geram............................................................... 58

Universitas Sumatera Utara

Nomor

DAFTAR GAMBAR Judul

Halaman

2.1 Proses Bubut.......................................................................................... 6 2.2 Penamaan (nomenclature) pahat kanan.................................................. 6 2.3 Proses Bubut........................................................................................... 8 2.4 Laju pemotongan pada Proses Laju Tinggi............................................ 13 3.1 Bentuk dan Geometri benda Uji............................................................. 27 3.2 Pahat CBN.............................................................................................. 28 3.3 Geometri Pahat CBN............................................................................. 29 3.4 Pemegang Pahat (Tool Holder) ............................................................. 29 3.5 Pemeriksaan data kekerasan benda Uji.................................................. 30 3.6 Mesin Bubut Maximat V13.................................................................... 31 3.7 USB Digital Mikroskop ........................................................................ 32 3.8 Scaning Electron Microscopy ............................................................... 32 3.9 Setup Mesin ........................................................................................... 33 3.10 Kerangka Konsep Penelitian ................................................................. 34 4.1 Kerusakan Pahat V : 225 mm/min Tc: 4.36 menit................................. 41 4.2 Kerusakan Pahat V : 267 mm/min Tc: 1.7 menit .................................. 42 4.3 Kurva 3 Fasa Pertumbuhan Aus Tepi.................................................... 43 4.4 Grafik Laju Keausan CBN Laju pemotongan Vs Umur pahat (Tc)
............................................................................................................... 47 4.5 Interaksi Laju Pemotongan (f) Dan Laju Pemakanan Versus Umur
Pahat (Tc) .............................................................................................. 53

Universitas Sumatera Utara

4.6 Interaksi Laju Pemotongan (f) Dan kedalaman Potong (a) Versus Umur Pahat (Tc) ................................................................................... 53

4.7 Plot Kontur Tc vs V dan f..................................................................... 55

4.8 Plot Permukaan Tc vs V dan f ............................................................. 55

4.9 Kurva Respons Optimally Terhadap V, f dan a Pada kondisi

pemotongan

V=225m/min, f=0.148mm/rev dan

a=1.1mm................................................................................................. 56

4.10 Kurva Respons Optimally Terhadap V, f dan a Pada kondisi

pemotongan

V=200m/min, f=0.16mm/rev dan

a=1.1mm................................................................................................. 56

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK Penelitian pemesinan laju tinggi, keras dan kering dengan tujuan untuk mengkaji umur pahat (Tc) dan kondisi pemotongan optimum menggunakan Metode permukaan sambutan (Response Surface Methodology/RSM) telah dilakukan pada pahat CBN yang digunakan untuk membubut bahan AISI 4140 berkekerasan 55 HRC. Pengumpulan data pengujian pemesinan ini dilakukan menggunakan metode CCF (centered cubic on face) data sebanyak 10 kali percobaan dengan 3 variabel utama yaitu laju pemotongan(V), laju pemakanan (f) dan kedalaman potong (a) pada tiga tiga tingkat besaran. Dari seluruh percobaan yang dilakukan pada umumnya performa pahat CBN dibatasi oleh pertumbuhan aus tepi. Selain itu, aus kawah ada sedikit dijumpai pada beberapa kondisi pemotongan namun aus tepi masih mendominasi. Pertumbuhan Aus tepi yang terjadi dikelompokkan kepada 3 fasa yaitu fasa aus inisial, fasa aus gradual dan fasa aus mendadak. Dari data hasil eksperimen disusun Model umur pahat Taylor yang diekspansi dengan mengakomodir variable f dan a. Analisis lanjut menggunakan multi linier regression yang menghasilkan model umur yaitu Tc =10 9.34/ V 4.2 f 1.25 a 0.246. Hasil optimasi menunjukkan pula bahwa kondisi pemotongan optimum yang diperoleh pada pemesinan AISI 4140 menggunakan pahat CBN pada keadaan pemesinan laju tinggi, keras dan kering adalah pada laju pemotongan 200 m/min, laju pemakanan 0.16 mm/rev dan kedalaman potong 1.1 mm dengan volume pembuangan geram 161.02 cm3. Kata kunci : Aus tepi, Aus kawah, Umur pahat, Model Taylor, CCF, RSM
Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT Research on high speed and hard machining under dry environment with objectives to studying tool life and optimum cutting condition by utilising Response Surface Methodology has been carried out by turning of AISI 4140 with hardness of 55 HRc using CBN cutting tool. The data collection for machining study was done by the CCF method in which three parameters were choosen as the independent parameter, i.e. cutting speed (v), feeding (f) and depth of cut (a), and the magnitudes were set in three levels.From the study, it was observed that flank wear played an important role for CBN cutting tool performance. In few case, crater wear was also observed but still flank wear was dominant. The flank wear progression in this study can be classified into 3 phases, they are initial phase, gradual phase and abrupt phase.Using the data resulted from experiment, Taylor model for tool life was expanded by taking into account other two parameters feeding and depth of cut. Further analysis using multi-linear regression method the model can be written as Tc= 10 9.34/ V 4.2 f 1.25 a 0.246. The result of optimation shows that the optimum cutting condition for machining AISI 4140 using CBN under high speed, hard and dry machining is at cutting speed of 200 m/min, feed of 0.16 mm/rev and depth of cut of 1.1 mm in which the rate of metal removal is 161.02 cm3/min. Keywords: flank wear, crater wear, tool life, Taylor model, CCF, RSM
Universitas Sumatera Utara

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang Isu strategis pada industri manufaktur adalah produktivitas tinggi yang
harus dicapai dengan mempertimbangkan keselamatan lingkungan pada saat mengimplementasikan teknologi pemesinan termaju. Produktifitas yang tinggi akan dicapai dengan implementasi teknologi pemesinan termaju yaitu pemesinan laju tinggi dan pemesinan keras. Manakala, untuk keselamatan lingkungan perlu dilakukan konsep pemesinan kering. Pemesinan laju tinggi adalah proses pemotongan logam yang dicirikan oleh laju pemotongan yang tinggi dan berhubungan erat dengan jenis bahan yang dipotong (Schutz & Moriwaki, 1992). Pemesinan keras adalah proses pemotongan logam yang dicirikan oleh operasi pemesinan yang langsung dilakukan pada bahan yang memiliki sifat fisik yaitu kekerasan bahan yang tinggi sebagaimana yang disyaratkan oleh produknya (Grezik & Wanat, 2006). Selanjutnya, pemesinan kering adalah proses pemotongan logam yang dilakukan tanpa adanya cairan pemotongan yang biasanya digunakan sebagai media pendingin dan media pelumas. Lebih lanjut, pemesinan kering memiliki kelebihan yaitu tidak digunakannya cairan pemotongan berarti dapat mengurangi ongkos produksi sebesar (16-20)% serta berpengaruh untuk penyelamatan lingkungan karena tidak adanya cairan pemotongan bekas yang dibuang ke lingkungan (Streejith & Ngoi, 2000).
Beberapa peneliti seperti Sutter (2004) yang belakangan ini melakukan
kajian pemesinan laju tinggi pada bahan berkekerasan tinggi untuk meningkatkan
Universitas Sumatera Utara

produktifitas. Namun demikian, pemesinan laju tinggi pada benda kerja berkekerasan tinggi tersebut masih dilakukan pada konsep pemesinan basah. Implementasi Pemesinan laju tinggi yang dilakukan pada bahan berkekerasan tinggi pada konsep pemesinan basah memang berhasil meningkatkan produktifitasnya, namun dari aspek penyelamatan lingkungan, cairan pemotongan yang digunakan masih berpotensi mencemari lingkungan. Hingga saat ini belum ada laporan yang komperensif tentang pemesinan laju tinggi pada bahan berkekerasan tinggi (pemesinan keras) yang dilakukan pada konsep pemesinan kering. Dari beberapa peneliti sebelumnya dilaporkan bahwa pahat yang potensial dapat digunakan pada pemesinan laju tinggi dan pemesinan keras adalah Pahat CBN (E. Aslan, 2005), keramik dan PCBN (C. Bruni et. al., 2007) dan PCBN (Ozel et. al., 2008). Berdasarkan beberapa pertimbangan diantaranya yang utama adalah belum tersedianya laporan yang komperensif tentang Kinerja pahat CBN pada pemesinan laju tinggi, keras dan kering, maka pada penelitian ini dipilih pahat CBN untuk dapat dipelajari Kinerjanya. Kinerja tersebut ditentukan oleh umur pahat dan kondisi pemotongan optimum yang mampu dihasilkan pahat CBN saat memotong AISI 4140 berkekerasan 55 HRC pada pemotongan laju tinggi dan kering.
Berdasarkan hal di atas perlu dilakukan kajian yang dapat menjelaskan Kinerja pahat CBN pada keadaan pemesinan yang dilakukan pada laju tinggi, keras dan kering. Oleh karena itu penelitian ini penting untuk dilakukan. 1.2 Perumusan Masalah
Universitas Sumatera Utara

Objek yang dikaji pada penelitian dengan topik pemesinan laju tinggi, keras dan kering subjek pada penelitian ini difokuskan pada kajian umur pahat dan kondisi pemotongan optimum yang dapat dilakukan oleh pahat tertentu terhadap benda kerja memiliki kekerasan tinggi. Benda kerja berkekerasan tinggi yang dipilih pada penelitian ini adalah baja paduan dengan pengenalan AISI 4140. Pada konstruksi rekayasa bahan tersebut banyak digunakan sebagai bahan konstruksi pendarat pesawat terbang (landing gear), penahan beban pada poros putaran, roda gigi dan komponen persenjataan. Dari sifat fisiknya yaitu kekerasan, benda kerja ini berkekerasan sekurang-kurangnya adalah 55 HRC. 1.3 Tujuan Penelitian 1.3.1 Tujuan Umum
Secara umum tujuan penelitian ini adalah mempelajari Kinerja pahat CBN pada pemesinan laju tinggi, keras dan kering baja paduan AISI 4140. 1.3.2 Tujuan Khusus
1. Mempelajari Kinerja pahat CBN dalam artian umur pahat ketika digunakan pada pemesinan laju tinggi, keras dan kering paduan baja AISI 4140.
2. Menyusun model umur pahat CBN menggunakan perluasan model pahat Taylor.
3. Menentukan kondisi pemotongan optimum pahat CBN pada saat pemotongan laju tinggi, keras dan kering dengan metode Response Surface methodology (RSM).
1.4 Manfaat Penelitian
Universitas Sumatera Utara

Hasil penelitian ini memiliki dua manfaat utama yaitu: 1. Bagi dunia akademik, hasil penelitian ini dapat memberi kontribusi
kapada penyediaan informasi dan pengembangan ilmu pemotongan logam khususnya konsep pemesinan laju tinggi, keras dan kering. 2. Bagi industri dunia manufaktur, hasil penelitian ini dapat di gunakan sebagai rujukan implementasi konsep pemesianan laju tinggi, keras dan kering.
Universitas Sumatera Utara

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Proses Pemotongan dengan Bubut
Proses pemotongan logam merupakan suatu proses yang digunakan untuk mengubah bentuk suatu produk dari logam (komponen mesin) dengan cara memotong. Selain itu Proses pemotongan logam merupakan kegiatan terbesar yang dilakukan pada industri manufaktur, proses ini mampu menghasilkan komponen yang memiliki bentuk yang komplek dengan akurasi geometri dan dimensi tinggi. Prinsip pemotongan logam dapat defenisikan sebagai sebuah aksi dari sebuah alat potong yang dikontakkan dengan sebuah benda kerja untuk membuang permukaan benda kerja tersebut dalam bentuk geram. Meskipun definisinya sederhana akan tetapi proses pemotongan logam adalah sangat komplek.
Salah satu proses pemesinan yang digunakan pada pemotongan logam adalah proses bubut. Proses ini bertujuan untuk membuang material dimana benda kerja dicekam menggunakan sebuah chuck atau pencekam dan berputar pada sebuah sumbu, alat potong bergerak arah aksial dan radial terhadap benda kerja sehingga terjadi pemotongan dan menghasilkan permukaan yang konsentris dengan sumbu putar benda kerja. Gambar 2.1 adalah skematis dari sebuah proses bubut dimana N adalah putaran poros utama, f adalah laju pemakanan, dan a adalah kedalaman potong. Bagian-bagian serta penamaan (nomenclature) dari alat potong yang digunakan pada proses bubut dijelaskan pada Gambar 2.2. Radius
Universitas Sumatera Utara

pahat potong menghubungkan sisi dengan ujung potong (cutting edge) dan berpengaruh terhadap umur pahat, gaya radial, dan permukaan akhir. 
a n

Gambar 2.1 Proses bubut

f

(a) (b) Gambar 2.2. Penamaan (nomenclature) pahat kanan
Ada tiga parameter utama yang berpengaruh terhadap gaya potong, peningkatan panas, keausan, dan integritas permukaan benda kerja yang dihasilkan. Ketiga parameter itu adalah laju pemotongan (V), laju pemakanan (f),
Universitas Sumatera Utara

dan kedalaman potong (a). Laju pemotongan adalah kecepatan keliling benda kerja dengan satuan (m/min), laju pemakanan adalah perpindahan atau jarak tempuh pahat tiap satu putaran benda kerja dengan satuan (mm/rev), kedalaman potong adalah tebal material terbuang pada arah radial dengan satuan (mm). Beberap proses dasar yang dimaksud merupakan elemen penting dalam menghitung setiap proses pemesinan, namun dalam hal ini ada beberapa penambahan persamaan untuk mengetahui beberapa parameter –parameternya yaitu gaya-gaya pemotongan dan temperatur pemotongan.
Menurut Rochim (1993) pada setiap proses pemesinan ada lima elemen dasar yang perlu dipahami, yaitu: a. Laju pemotongan (cutting speed ): V (m/min) b. Kecepatan makan (feeding speed): Vf (mm/min) c. Kedalaman potong (depth of cut): a (mm) d. Waktu pemotongan (cutting time): tc (min) e. Laju pembuangan geram (material removal rate): MRR (cm3/min)
Pada proses pembubutan memiliki beberapa elemen dasar yang dapat dihitung secara teori menggunakan beberapa persamaan sehingga dapat diketahui parameter yang berkaitan dengan laju pemotongan, kedalaman potong, waktu pemotongan, kedalaman potong dan laju pembuangan geram.
Elemen dasar pada proses bubut dapat diketahui menggunakan rumus yang dapat diturunkan berdasarkan Gambar 2.3. berikut ini:
Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.3 Proses Bubut Geometri benda kerja : do = diameter awal (mm)

dm = diameter akhir (mm)

lt = panjang pemesinan (mm)

Geometri pahat :

kr = sudut potong utama (o)

  o = sudut geram (o)

Kondisi pemesinan a = kedalaman potong a = (mm)…………………….……………………….(2.1) f = laju pemakanan (mm/putaran) N = putaran poros utama (rpm)
Dengan diketahuinya besaran-besaran di atas sehingga kondisi pemotongan dapat diperoleh sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara

1. Laju pemotongan Dimana

……………………………………….....(2.2) d = diameter rata-rata
d = (mm)………………………...(2.3)

2. Laju laju pemakanan 3. Waktu pemotongan

vf = f .N (mm/min)…………….………(2.4)
tc = (min)……………………...……(2.5)

4. Laju pembuangan geram MRR = A.V (cm3/min)…………………(2.6)

Dimana

A = penampang geram sebelum terpotong

A = f.a (mm2)……………….................(2.7)

Maka MRR = V.f.a (cm3/min)……..…………..…(2.8)

Sudut potong utama (principal cutting edge angle/Kr) adalah sudut antara

mata potong utama dengan laju laju pemakanan (Vf), besarnya sudut tersebut

ditentukan oleh geometri pahat dan cara pemasangan pada mesin bubut. Untuk

nilai laju pemakanan (f) dan kedalaman potong (a) yang tetap maka sudut ini akan

mempengaruhi lebar pemotongan (b) dan tebal geram sebelum terpotong (h)

sebagai berikut:

1. Lebar pemotongan

b = (mm)……………………(2.9)

2. Tebal geram sebelum terpotong h =

(mm)…………………….(2.10)

Dengan demikian penampang geram sebelum terpotong adalah: A = f.a
(mm)……………………...(2.11)

=b.h

Universitas Sumatera Utara

2.2 Material Pahat Proses pembentukan geram denagn cara pemesinan berlangsung, denagn
cara mempertemukan dua jenis material. Untuk menjamin kelangsungan proses ini maka jelas diperlukan material pahat yang lebih unggul daripada material benda kerja. Keunggulan tersebut dapat dicapai karena pahat dibuat dengan memperhatikan berbagai segi yaitu:
1. Kekerasan: kekerasan yang cukup tinggi melebihi kekerasan benda kerja tidak saja pada temperatur ruang melainkan juga pada temperatur tinggi pada saat proses pembentukan geram berlangsung.
2. Keuletan: Keuletan yang cukup besar untuk menahan beban kejut yang terjadi sewaktu pemesinan dengan interupsi maupun sewaktu memotong benda kerja yang mengandung partikel/bagian yang keras (hard spot).
3. Ketahanan beban kejut thermal: diperlukan bila terjadi perubahan temperature yang cukup besar yang cukup besar secara besar secara berkala/periodik.
4. Sifat adhesi yang rendah: Untuk mengurangi afinitas benda kerja terhadap pahat mengurangi laju keausan, serta penurunan gaya pemotongan.
5. Daya larut elemen/komponen material pahat yang rendah: dibutuhkan demi untuk memperkecil laju keausan akibat mekanisme difusi. Kekerasan yang rendah dan daya adhesi yang tinggi tidak diinginkan
sebab mata potong akan terdeformasi, terjadi keausan tepi dan keausan kawah yang besar. Keuletan yang rendah serta ketahanan beban kejut termal yang kecil mengakibatkan rusaknya mata potong maupun retak mikro yang menimbulkan
Universitas Sumatera Utara

kerusakan fatal. Pada umumnya kekerasan dan daya tahan termal yang di pertinggi selalu diikuti oleh penurunan keuletan. Berbagai penelitian dilakukan untuk mempertinggi kekerasan dan menjaga supaya keuletan tidak terlalu rendah sehingga pahat tersebut dapat digunakan pada kecepatan tinggi. Hal ini dapat dimaklumi karena peninggian laju pemotongan berarti menaikkan produktivitas.
Pada mulanya untuk memotong baja digunakan baja karbon tinggi sebagai bahan perkakas potong dimana laju pemotongan pada waktu itu hanya boleh mencapai sekitar 10m/menit. Berkat kemajuan teknologi, laju pemotongan ini dapat dinaikkan sehingga mencapai sekitar 700m/menit yaitu dengan menggunakan CBN (Cubic Boron Nitride) selain itu (taufiq rohim, 1993) pahat karbida dan keramik juga berfungsi dengan baik untuk laju pemotongan dan temperature kerja yang tinggi. Jenis-jenis pahat yang di pakai pada proses pemesinan adalah:
1. Baja Karbon (High Carbon Steels) 2. HSS (High Speed Steels) 3. Paduan Cor Nonferro (Cast Nonferrous Alloys) 4. Karbida (Cemented Carbides) 5. Keramik (Ceramics) 6. CBN (Cubic Boron Nitride) 7. Intan (Sinteran Diamonds and Natural Diamonds) Dalam hal ini pahat di fokuskan pada CBN (Cubic Boron Nitride) untuk proses pemesinan dengan laju pemotongan yang tinggi. CBN termasuk jenis
Universitas Sumatera Utara

keramik. Diperkenalkan oleh GE (Borazon, 1957). Dibuat dengan perlkuan penekanan panas (HIP, 60 kbar, 1500oC) sehingga serbuk graphit putih Nitride Boron dengan struktur atom heksagonal berubah menjadi struktur kubik. Pahat sisipan CBN dapat dibuat dengan menyinter serbuk BN tanpa atau dengan material pengikut Al2O3 TiN atau Co. Hard hardness CBN ini sangat tinggi, CBN ini dapat digunakan untuk pemesinan berbagai jenis baja dalam keadaan dikeraskan (Hardeneed Steel), besi tuang, HSS maupun karbida semen. Afinitas terhadap baja sangat kecil dan tahan terhadap perubahan reaksi kimiawi sampai dengan temperature pemotongan 13000C (laju pemotongan yang tinggi). 2.3 Konsep Pemesinan Terkini 2.3.1 Pemesinan Laju Tinggi
Meningkatnya permintaan untuk memperbesar produktivitas dengan biaya produksi rendah, menuntut untuk dilakukannya pemesinan yang cepat maka dilakukan pemesinan dengan cara meningkatkan kecepatan pemesinan. Teknologi pemesinan kecepatan tinggi (high speed machining) merupakan salah satu cara untuk meningkatkan produktivitas. Dengan laju pemotongan yang tinggi, maka volume pelepasan material dari material induk akan meningkat sehingga akan diperoleh penghematan waktu pemesinan yang cukup berarti. Di samping itu pemesinan kecepatan tinggi mampu menghasilkan produk yang halus permukaannya serta ukuran yang lebih presisi.
Defenisi tentang proses pemesinan kecepatan tinggi (high speed machining) yang dikemukakan oleh para ahli dan masing masing terdapat
Universitas Sumatera Utara

perbedaan namun sebagian besar menyatakan bahwa laju pemotongan merupakan variable penentu terhadap pendefenisian tersebut seperti yang dikemukakan oleh Salomon pada tahun 1931 menyatakan bahwa Proses pemesinan kecepatan tinggi adalah proses pemesinan dengan laju pemotongan sebesar 5 – 10 kali lebih besar daripada proses konvensional (Schulz, 1999), dan (Schulz et.al., 1992) mengatakan bahwa Proses pemesinan kecepatan tinggi ditentukan berdasarkan jenis bahan yang digunakan.
Gambar 2.4 Laju pemotongan pada Proses Laju Tinggi Sumber : Schultz dan Moriwaki 1992
2.3.2 Pemesinan Keras Proses Pemesinan keras sama dengan bubut biasa, tetapi pada proses
pemesinan keras pemotongan dilakukan terhadap benda kerja dengan kekerasan lebih besar dari 40 HRC. Prinsip kerja proses bubut biasa pada dasarnya diterapkan pada proses bubut keras. Bagaimanapun terdapat perbedaan karakteristik sebagai akibat tingginya kekerasan material yang akan dipotong. Material yang keras memiliki sifat abrasive, dan nilai kekerasan atau young
Universitas Sumatera Utara

modulus ratio yang tinggi. Akibat dari semua itu maka pada proses bubut keras dibutuhkan alat potong yang jauh lebih keras dan tahan terhadap abrasive dibanding proses bubut biasa. Proses bubut keras dapat dilakukan terhadap berbagai macam jenis logam seperti baja paduan (steel alloy), baja untuk bantalan (bearing steel), hot and coldwork tool steel, high speed steel, die steel, dan baja tuang yang dikeraskan (Baggio,1996). Proses bubut keras dapat menjadi solusi untuk mengurangi waktu produksi melalui pengurangan jumlah proses (tahapan), setup peralatan dan waktu untuk inspeksi karena proses bubut keras dapat dilakukan pada mesin bubut yang sama dimana proses bubut konvensional dilakukan, peralatan yang sama dapat digunakan dan tanpa membutuhkan tambahan sebuah mesin gerinda. Bagaimanapun mesin untuk bubut keras memiliki kebutuhan spasi ruangan yang lebih kecil dibandingkan mesin gerinda. Dibutuhkan investasi yang lebih kecil untuk sebuah mesin bubut CNC dibandingkan sebuah mesin gerinda presisi. Keuntungan yang sangat signifikan dari pahat potong bermata tunggal (single point cutting tool) sebagaimana yang digunakan pada proses bubut dapat digunakan untuk pekerjaan dengan kontur permukaan yang rumit, tidak demikian halnya dengan proses gerinda.
Pertimbangan bagi dunia industri untuk menggunakan proses bubut keras adalah ratio antara biaya peralatan khususnya pahat potong yang digunakan terhadap umur dari pahat tersebut harus rendah (Harrison, 2004). Intan diketahui sebagai material yang paling keras akan tetapi tidak cocok digunakan untuk pemesinan logam ferro karena intan mengandung banyak unsur karbon yang dapat
Universitas Sumatera Utara

dengan mudah mengalami diffusi kedalam besi dan bagaimanapun intan sangat mahal dan memiliki umur pendek untuk pemesinan tehadap besi. Material yang khusus digunakan untuk proses bubut keras adalah cubic boron nitride (CBN), Keramik, dan cermet (Dawson, 1999). CBN adalah material yang paling keras selain intan, dan sangat cocok digunakan pada proses bubut keras. Insert CBN mulai meningkat popularitasnya setelah General Electric menemukan kombinasi CBN dengan serbuk titanium nitride sehingga dapat meningkatkan umur pahat menjadi lima kali (Baggio, 1996). 2.3.3 Pemesinan Kering
Pada umumnya pemesinan untuk memfabrikasi komponen–komponen mesin dilakukan dengan metode pemesinan basah (wet machining) (Sreejith dan Ngoi, 2000). Pada metode ini sejumlah cairan pemotongan dialirkan ke kawasan pemotong selama proses pemesinan dengan tujuan menurunkan suhu pemotongan dan melumasi bagian-bagian pemesinan sehingga diharapkan permukaan pemesinan memiliki suatu integritas permukaan (surface integrity) yang baik. Fenomena kegagalan pahat dan penggunaan cairan pemotongan merupakan salah satu masalah yang telah banyak dikaji dan mendapat perhatian dalam kaitannya yang sangat berpengaruh terhadap kekasaran permukaan hasil pengerjaan, ketelitian geometri produk dan mekanisme keausan pahat serta umur pahat (Ginting A, 2003).
(Sreejith dan Ngoi, 2000) melaporkan bahwa umumnya cairan pemotongan bekas disimpan dalam kontainer dan kemudian ditimbun di tanah. Selain itu, masih banyak praktek yang membuang cairan pemotongan bekas
Universitas Sumatera Utara

langsung ke alam bebas. Hal ini jelas akan merusak lingkungan dan undang – undang lingkungan hidup yang berlaku mencegah hal tersebut (Sreejith & Ngoi, 2000). Menurut Seco (2004), badan administrasi keamanan dan kesehatan telah merekomendasikan batas unsur-unsur berbahaya pada cairan pemotongan untuk pemesinan yaitu 0,5  5,0 mg/m3 dan Metalworking fluid Standard Advisory Committee (MWFSAC) merekomendasikan sebesar 0.5 mg/m3 (Canter, 2003). Oleh karena itu pemesinan laju tinggi perlu di perhatikan dengan menggunakan pemesinan kering, pemesinan kering di akui mampu mengatasi masalah pada dampak yang telah di uraikan diatas. Pilihan alternatif dari pemesinan basah adalah pemesinan kering, karena selain tidak ada cairan pemotongan bekas dalam junlah besar yang akan mencemari lingkungan juga tidak ada kabut partikel cairan pemotongan yang akan membahayakan operator dan juga serpihan pemotongan tidak terkontaminasi oleh residu cairan pemotongan. Pemesinan kering mempunyai beberapa masalah yang antara lain, gesekan antara permukaan benda kerja dan pahat potong, kecepatan keluar serpihan, serta temperatur potong yang tinggi dan hal tersebut semuanya terkait dengan parameter pemesinan. Secara umum industri pemesinan pemotongan logam melakukan pemesinan kering adalah untuk menghindari pengaruh buruk akibat cairan pemotongan yang dihasilkan oleh pemesinan basah. Argumen ini secara khusus didukung oleh penelitian yang telah dilakukan Mukun et. al., (1995) secara kuantitatif menyangkut pengaruh buruk pemesinan basah dengan anggapan pada pemesinan kering tidak akan dihasilkan pencemaran lingkungan kerja dan ini berarti tidak menghasilkan kabut partikel cairan pemotongan. Oleh sebab itu perlu diketahui
Universitas Sumatera Utara

pentingnya pemesinan kering dilakukan dalam proses. pertimbangan hal diatas pakar pemesinan mencoba mencari solusi dengan suatu metode pemotongan alternatif dan mereka merumuskan bahwa pemesinan kering (dry cutting) yang dari sudut pandang ekologi disebut dengan pemesinan hijau (green machining) merupakan jalan keluar dari masalah tersebut. Melalui pemesinan kering diharapkan disamping aman bagi lingkungan, juga bisa mereduksi ongkos produksi.
2.4 Bahan Logam dan Bahan Rekayasa Bahan Logam ini terdiri dari logam ferro dan nonferro:
2.4.1 Bahan logam Ferro Bahan logam ferro adalah suatu logam yang memiliki dasar paduan besi
(ferrous), sedangkan unsur lain hanyalah sebagai unsur tambahan untuk mendapatkan sifat bahan sesuai dengan aplikasi dalam penggunaannya.
Bahan logam ferro diantaranya adalah: 1. Besi Tempa (Wrought Iron) 2. Baja Tarbon (Carbon Steel) 3. Baja Paduan 4. Baja dan Besi Tuang 2.4.2 Bahan logam Non Ferro Bahan logam Non Ferro adalah bahan yang memiliki unsure logam tetapi tidak ada unsur besi (ferrous).
Bahan logam non ferro diantaranya adalah: 1. Aluminium
Universitas Sumatera Utara

2. Magnesium dan paduannya 3. Tembaga dan paduannya 4. Nilel dan paduannya 5. Seng dan paduannya 6. Titanium dan paduannya 7. Timah hitam dan paduannya (Pb) 8. Timah putih dan paduannya (Tin) 2.4.3 Sifat dan karakteristik logam Berbagai macam Sifat Logam. Logam mempunyai beberapa sifat antara lain: sifat mekanis, sifat fisika, sifat kimia dan sifat pengerjaan. Sifat mekanis adalah kemampuan suatu logam untuk menahan beban yang diberikan pada logam tersebut. Pembebanan yang diberikan dapat berupa pembebanan statis (besar dan arahnya tetap), ataupun pembebanan dinamis (besar dan arahnya berubah). Yang termasuk sifat mekanis pada logam, antara lain: kekuatan bahan (strength), kekerasan elastisitas, kekakuan, plastisitas, kelelahan bahan, sifat fisika, sifat kimia, dan sifat pengerjaan. Kekuatan (strength) adalah kemampuan material untuk menahan tegangan tanpa kerusakan. Beberapa material seperti baja struktur, besi tempa, alumunium, dan tembaga mempunyai kekuatan tarik dan tekan yang hampir sama. Sementara itu, kekuatan gesermya kira-kira dua pertiga kekuatan tariknya. Ukuran kekuatan bahan adalah tegangan maksimumnya, atau gaya terbesar persatuan luas yang dapat ditahan bahan tanpa patah. Untuk mengetahui kekuatan suatu material dapat dilakukan dengan pengujian tarik, tekan, atau geser. Kekerasan (hardness) adalah ketahanan suatu bahan untuk menahan pembebanan
Universitas Sumatera Utara

yang dapat berupa goresan atau penekanan. Kekerasan merupakan kemampuan suatu material untuk menahan takik atau kikisan. Untuk mengetahui kekerasan suatu material digunakan uji Brinell. Kekakuan adalah ukuran kemampuan suatu bahan untuk menahan perubahan bentuk atau deformasi setelah diberi beban. Kelelahan bahan adalah kemampuan suatu bahan untuk menerima beban yang berganti-ganti dengan tegangan maksimum diberikan pada setiap pembebanan. Elastisitas adalah kemampuan suatu bahan untuk kembali ke bentuk semula setelah menerima beban yang mengakibatkan perubahan bentuk. Elastisitas merupakan kemampuan suatu material untuk kembali ke ukuran semula setelah gaya dari luar dilepas. Elastisitas ini penting pada semua struktur yang mengalami beban yang berubah-ubah terlebih pada alat-alat dan mesin-mesin presisi. Plastisitas adalah kemampuan suatu bahan padat untuk mengalami perubahan bentuk tetap tanpa ada kerusakan. Sifat fisika adalah karakteristik suatu bahan ketika mengalami peristiwa fisika seperti adanya pengaruh panas atau listrik. Yang termasuk sifat-sifat fisika adalah sebagai berikut: Titik lebur, Kepadatan, Daya hantar panas, dan daya hantar listrik. Sifat kimia adalah kemampuan suatu logam dalam mengalami peristiwa korosi. Korosi adalah terjadinya reaksi kimia antara suatu bahan dengan lingkungannya. Secara garis besar ada dua macam korosi, yaitu korosi karena efek galvanis dan reaksi kimia langsung. Berbagai macam Sifat Logam. Logam mempunyai beberapa sifat antara lain: sifat mekanis, sifat fisika, sifat kimia dan sifat pengerjaan. Sifat mekanis adalah kemampuan suatu logam untuk menahan beban yang diberikan pada logam tersebut. Pembebanan yang diberikan
Universitas Sumatera Utara

dapat berupa pembebanan statis (besar dan arahnya tetap), ataupun pembebanan dinamis (besar dan arahnya berubah). Yang termasuk sifat mekanis pada logam, antara lain: kekuatan bahan (strength), kekerasan elastisitas, kekakuan, plastisitas, kelelahan bahan, sifat fisika, sifat kimia, dan sifat pengerjaan. Kekuatan (strength) adalah kemampuan material untuk menahan tegangan tanpa kerusakan. Beberapa material seperti baja struktur, besi tempa, alumunium, dan tembaga mempunyai kekuatan tarik dan tekan yang hampir sama. Sementara itu, kekuatan gesermya kira-kira dua pertiga kekuatan tariknya. Ukuran kekuatan bahan adalah tegangan maksimumnya, atau gaya terbesar persatuan luas yang dapat ditahan bahan tanpa patah. Untuk mengetahui kekuatan suatu material dapat dilakukan dengan pengujian tarik, tekan, atau geser. Kekerasan (hardness) adalah ketahanan suatu bahan untuk menahan pembebanan yang dapat berupa goresan atau penekanan. Kekerasan merupakan kemampuan suatu material untuk menahan takik atau kikisan. Untuk mengetahui kekerasan suatu material digunakan uji Brinell. Kekakuan adalah ukuran kemampuan suatu bahan untuk menahan perubahan bentuk atau deformasi setelah diberi beban. Kelelahan bahan adalah kemampuan suatu bahan untuk menerima beban yang berganti-ganti dengan tegangan maksimum diberikan pada setiap pembebanan. Elastisitas adalah kemampuan suatu bahan untuk kembali ke bentuk semula setelah menerima beban yang mengakibatkan perubahan bentuk. Elastisitas merupakan kemampuan suatu material untuk kembali ke ukuran semula setelah gaya dari luar dilepas. Elastisitas ini penting pada semua struktur yang mengalami beban yang berubah-ubah terlebih pada alat-alat dan mesin-mesin presisi. Plastisitas adalah kemampuan
Universitas Sumatera Utara

suatu bahan padat untuk mengalami perubahan bentuk tetap tanpa ada kerusakan. Sifat fisika adalah karakteristik suatu bahan ketika mengalami peristiwa fisika seperti adanya pengaruh panas atau listrik. Yang termasuk sifat-sifat fisika adalah sebagai berikut: Titik lebur, Kepadatan, Daya hantar panas, dan daya hantar listrik. Sifat kimia adalah kemampuan suatu logam dalam mengalami peristiwa korosi. Korosi adalah terjadinya reaksi kimia antara suatu bahan dengan lingkungannya. Secara garis besar ada dua macam korosi, yaitu korosi karena efek galvanis dan reaksi kimia langsung. 2.5 Pemilihan Bahan
Baja didefenisikan sebagai paduan antara besi (Fe) dan karbon, dengan kandungan karbon tidak lebih dari 1,7%. Baja karbon yang memiliki satu atau lebih unsur paduan disebut baja paduan (alloy steel) unsur paduan utama adalah: Chromium (Cr), Nikel (Ni), Vanadium (V), Molibdenum (Mo), dan Tungsten (W), unsur-unsur paduan ini berpengaruh terhadap sifat mekanik baja (Alamsyah, 1993). Kekerasan adalah salah satu sifat mekanik baja yang dapat dirubah melalui perlakuan panas (Heat treatment), tapi tidak semua jenis baja dapat dirubah kekerasannya melalui perlakuan panas. Kelompok material baja yang dapat dirubah kekerasannya melalui perlakuan panas adalah kelompok baja perkakas (tool material).
Landing gear pada pesawat terbang adalah komponen peralatan pada pesawat terbang yang terbuat dari baja perkakas. Kekerasan komponen ini basanya berkisar antara 54 s/d 62 HRC. AISI 4140 memiliki kemampuan mesin, stabilitas dimensi saat mengalami perlakuan panas (heat treatment), dengan
Universitas Sumatera Utara

kekerasan permukaan yang tinggi. Pada proses perlakuan panas temperatur adalah variabel utama yang sangat berpengaruh terhadap perubahan sifat mekanik bahan, dimana masing-masing bahan memiliki level temperatur dan menggunakan media pendingin spesifik saat dilakukan pro

Dokumen yang terkait

Dokumen baru

Kinerja Pahat CBN Pada Pemesinan Laju Tinggi, Keras Dan Kering Bahan AISI 4140