BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu
Tempat dan waktu pengujian dilakukan pada beberapa tempat seperti tertera pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Lokasi Kegiatan Penelitian
No Kegiatan
Tempat Waktu
1 Persiapan bahan uji untuk di heat treatment Perb. Merbabu
1 bulan 2
Heat treatment Perb. Merbabu
3 minggu 3
Pengujian Politekinik
1.5 bulan 4
Pengukuran Aus tepi flank wearVBc Politeknik
2.5 bulan 5
Pembuatan Laporan dan Analisa Medan
2 bulan
3.2 Bahan Dan Alat
3.2.1 Material Benda Uji Material uji yang digunakan berupa bahan AISI 4140 yang direkomendasikan
sebagai Landing Gear pada pesawat terbang yang terbuat dari baja perkakas dengan kekerasan berkisar 54 sd 62 HRC. AISI 4140 memiliki kemampuan mesin
machinability yang baik, stabilitas dimensi saat mengalami perlakuan panas dan memiliki kekerasan 55 HRC sesuai dengan kategori bahan yang dibutuhkan dalam
penelitian ini. Karena kekerasan awal material bahan uji adalah sebesar 29 HRC maka
Universitas Sumatera Utara
benda uji terlebih dahulu diberikan perlakuan panas heat treatment yang bertujuan untuk manaikkan kekerasannya sehingga mencapai kekerasan sesuai yang dibutuhkan
yaitu sebesar 55 HRC. Dalam penelitian digunakan 3 batang AISI 4140 dengan diameter 75 mm dan panjang 245 mm.
Adapun komposisi sifat fisika dan kimia daripada AISI 4140 dapat dilihat pada tabel 3.2 dan 3.3.
Tabel 3.2 Mechanical Properties Bahan AISI 4140 Mechanical Properties
Nilai Elastis Nmm
2
Kekuatan Tarik Nmm 864
2
Mulur 16.4
976 Mampat
61.6
Tabel 3.3 Komposisi Kimia Bahan AISI 4140 Unsur
C Si
Mn S
P Ni
Cr Mo
Cu Komposisi Kimia 0.42 0.32
0.85 0.004 0.009 0.16
1.08 0.25 0.20
Standar Spesifikasi AISI 4140 dengan kekerasan 29 HRC
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.1 Material Benda Uji 3.2.2. Material Pahat
Dalam penelitian ini, material pahat potong yang digunakan berupa pahat CBN CB7015 produksi SANDVIK Coromant. Pahat ini dibuat dengan penekanan panas HIP,
60 kbar, 1500
o
C sehingga serbuk graphit putih Nitride Boron dengan struktur atom heksagonal berubah menjadi struktur kubik. Bentuk dan ukuran sesuai standar ISO yaitu
CNMN 090304, dan pahat ini direkomendasikan untuk pemotongan baja dengan kekerasan yang tinggi
Gambar 3.2 Geometri Pahat CBN Keterangan: r = 0,8 mm ; iC = 12,7 mm ; S = 3.18 mm ; l = 16 mm
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.4 Sifat Mekanik dan Thermal dari Pahat CBN Sifat
Nilai Berat jenis gcm
3
3,48 Titik Lebur
o
2700 C
Kekuatan Patah MPam
0,5
5 Kekerasan Knop GPa
43 – 47 Modulus Young GPa
600 – 800 Ekspansi Termal 10
-6
K
-1
4,9 Konduktivitas Panas
150 – 700
Sumber : Karthick, 2009
Berdasarkan komposisi secara umumnya pahat CBN CB 7015 merupakan CBN tingkat rendah dengan pengikat binder berupa TiCN dan Al
2
O
3.
3.2.3 Pemegang pahat holder Pemegang pahat yang digunakan adalah jenis DTGNR 2020M 16 91
⁰ yang dikhususkan untuk proses bubut
Gambar 3.3 Pemegang pahat holder Keterangan Kode:
D = Sisipan insert dipasang dengan penjepitan T = Sisipan insert berbentuk segitiga triangular
G = Bentuk pemegang tipe G N = Sudut bebas 0
R = Arah pahat ke kanan
o
Universitas Sumatera Utara
2020 = Tinggi dan lebar gagang shank masing-masing 20mm M = Panjang pemegang pahat 150 mm
16 = Ukuran sisipan 16 mm
3.2.4. Peralatan 1.
Mesin Bubut Emco Maximat V13 Mesin bubut Emco Maximat V13 yang digunakan terdapat di laboratorium
Politeknik Negeri Medan dengan spesifikasi teknis sebagai berikut: a. Putaran maksimum
: 2500 putaranmenit
b. Daya :
15 kW c. Diameter Penjepitan Maksimum :
158mm d. Panjang Benda Kerja Maksimum :
255mm
Gambar 3.4 Mesin Bubut EMCO Maximat V13
Universitas Sumatera Utara
2. Microhardness Tester
Microhardness Tester digunakan untuk mengukur kekerasan benda uji setelah mengalami proses perlakuan panas Gambar 3.5. Dari hasil pengujian diperoleh
data kekerasan benda uji.
Gambar 3.5 Microhardness Tester
3. Profilometer Portable Taylor Hobson Surtronic 3+
Alat ini digunakan untuk mengukur kekasaran permukaan benda kerja selama percobaan. Kekasaran permukaan diukur di tiga lokasi di sekitar benda keliling.
Nilai kekasaran permukaan adalah rata-rata dari tiga poin yang diambil untuk setiap pengukuran.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.6 Alat Pengukur Kekasaran Permukaan
4. Digital Microscope
Untuk mengambil data Gambar keausan yang terjadi pada pahat setelah proses pemesinan digunakan USB Digital Microscope Cameras DINO-R-LITE yang
dilengkapi dengan Lensa dual Axis 27xWO=8mm dan 100xWO=2mm Microscope lense.
Gambar 3.7 USB Digital Microscope
Universitas Sumatera Utara
5. Scanning Electron Microscopy SEM
Peralatan SEM ini digunakan untuk pengamatan mode kagagalan pahat.
Gambar 3.8 Scanning Electron Microscopy SEM
3.3. Rancangan Eksperimental
Kategori