Laju Pemotongan Tinggi High Speed MachiningHSM Pemilihan Bahan

20 atau paduannnya sehingga disebut dengan oxynitrides kombinasi Si-Al-O-N, “sialon” Rochim, 1993.

2.6. Laju Pemotongan Tinggi High Speed MachiningHSM

Banyak defenisi tentang proses pemesinan kecepatan tinggi high speed machining yang dikemukakan oleh para ahli dan masing masing terdapat perbedaan namun sebagian besar menyatakan bahwa kecepatan potong merupakan variabel penentu terhadap pendefenisian tersebut seperti yang dikemukakan oleh Salomon pada tahun 1931 menyatakan bahwa Proses pemesinan kecepatan tinggi adalah proses pemesinan dengan kecepatan potong 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 2.8. Kecepatan Potong pada Proses Laju Tinggi Yuliarman : Studi Pemotongan Optimum Pembubutan Keras dan Kering baja Perkakas AISI O1 Menggunakan Pahat Keramik Al2O3 + TiC, 2008. USU e-Repository © 2008. 21

2.7. Perlakuan Panas Heat Treatment

Sifat mekanik baja dapat dirubah melalui perlakuan panas heat treatment, yaitu suatu proses pemanasan baja yang dilakukan sampai temperatur pengerasan temperatur austenit, kemudian ditahan beberapa waktu sehingga temperaturnya merata. Pada temperatur tersebut kemudian dilakukan pendinginan cepat quenching pada media pendingin air, oli atau udara. Proses ini menghasilkan struktur mantensit yang keras tetapi getas, untuk menurunkan sifat getasnya dilakukan proses tempering. Perlakuan panas secara umum dapat dibagi dalam empat kelompok yaitu :  Through Hardening  Surface Hardening  Case Hardening  Annealing Through hardening adalah proses heat treatment yang bertujuan untuk mendapatkan kekerasan maksimum pada bagian permukaan dan bagian dalam dari benda kerja. Proses through hasdening dilaksanakan dalam beberapa tahapan yaitu :  Pre heating  Austenizing  Holding time  Quenching  Tempering Pada proses through hardening sering dilakukan proses stress relieving dan proses soft annealing. Yuliarman : Studi Pemotongan Optimum Pembubutan Keras dan Kering baja Perkakas AISI O1 Menggunakan Pahat Keramik Al2O3 + TiC, 2008. USU e-Repository © 2008. 22 Proses stress relieving merupakan proses perlakuan panas yang bertujuan untuk menghilangkan tegangan sisa yang dihasilkan pada proses pemesinan, karena tegangan sisa ini apabila tidak dihilangkan akan mengakibatkan retak atau deformasi pada proses heat treatment. Proses stress relieving dilakukan sebelum tahapan proses through hardening . Prinsipnya baja dipanaskan pada temperatur antara 600 s.d. 700 o C kemudian ditahan beberapa menit sampai temperaturnya merata kemudian didinginkan di udara terbuka. Proses soft annealing adalah proses pemanasan baja sampai temperatur austenit, dan ditahan dalam selang waktu tertentu kemudian didinginkan lambat sehingga menghasilkan material yang lunak.

2.7.1. Pre heating

Pre heating adalah proses pemanasan baja dengan temperature dibawah temperatur pengerasan. Proses ini bertujuan untuk memberikan kesempatan panas merambat dari permukaan sampai kebagian tengah, sehingga tidak ada pebedaan temperatur antara bagian luar dan bagian dalam baja. Proses pre heating dapat dilakukan satu kali atau dua kali tergantung temperatur pengerasan dan dimensi benda kerja.

2.7.2. Austenitzing

Temperatur pemanasan sering disebut juga temperatur austenit. Pada proses ini terjadi perubahan fasa ferit ke fasa austenit. Temperatur pada proses austenitzing ditentukan oleh beberapa faktor, antara lain: kandungan karbon, unsur-unsur paduan dan tujuan dari pemanasan. Temperatur pemanasan sangat menentukan hasil dari Yuliarman : Studi Pemotongan Optimum Pembubutan Keras dan Kering baja Perkakas AISI O1 Menggunakan Pahat Keramik Al2O3 + TiC, 2008. USU e-Repository © 2008. 23 proses heat treatment, temperatur pemanasan terlalu rendah fasa austenit belum terbentuk sempurna dan apabila temperatur pemanasan terlalu tinggi akan terjadi pertumbuhan butir-butir austenit yang dapat menyebabkan ketangguhan menurun.

2.7.3. Holding time

Setelah temperatur austenit tercapai lalu dilakukan penahanan holding time yang berfungsi untuk melarutkan karbida-karbida sehingga karbonnya dapat larut kedalam fasa austenit. Dengan meningkatnya kadar karbon pada matrik austenit maka kekerasan akan meningkat.

2.7.4. Quenching

Quenching adalah proses pencelupan benda kerja ke dalam media pendingin. Kecepatan laju pendinginan akan mempengaruhi tingkat kekerasan benda kerja, pendinginan yang cepat dapat menghasilkan material yang keras dengan struktur martensit dan pendinginan yang lambat dapat menghasilkan material yang lunak dengan struktur perlit atau bainit. Kecepatan laju pendinginan ini sangat ditentukan oleh media dan metode yang digunakan. Jenis pendingin yang biasa digunakan pada proses quenching adalah : Air, Oli, Campuran air dan oli, dan udara

2.7.5. Tempering

Tempering adalah proses pemanasan kembali pada temperatur antara 100 s.d. 600 o C dilanjutkan dengan pendinginan lambat pada udara terbuka yang bertujuan untuk menaikkan ketangguhan dan sedikit menurunkan kekerasan Yuliarman : Studi Pemotongan Optimum Pembubutan Keras dan Kering baja Perkakas AISI O1 Menggunakan Pahat Keramik Al2O3 + TiC, 2008. USU e-Repository © 2008. 24

2.8. 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. Punh , Die dan Mould adalah komponen peralatan produksi yang terbuat dari baja perkakas. Komponen ini banyak digunakan pada industri manufaktur sebagai alat bantu produksi yang berfungsi untuk memotong, membentuk bahan lembaran plat baja, dan sebagai cetakan untuk komponen dari bahan plastik. Salah satu persyaratan dari pada bahan untuk pembuatan Punh, Die dan Mould adalah mampu dikeraskan. Kekerasan dari komponen ini biasanya berkisar antara 54 s.d. 62 HRC. AISI O1 adalah baja perkakas jenis baja pengerjaan dingin cold work tool steel yang dapat digunakan untuk pembuatan Punh, Die dan Mould. Bahan ini memiliki kemampuan mesin, stabilitas dimensi saat mengalami perlakuan panas heat treatment, dengan kekerasan permukaan yang tinggi. Bahan AISI O1 biasanya digunakan untuk tingkat produksi rendah dengan kemampuan produksi maksimal 100.000 buah. Yuliarman : Studi Pemotongan Optimum Pembubutan Keras dan Kering baja Perkakas AISI O1 Menggunakan Pahat Keramik Al2O3 + TiC, 2008. USU e-Repository © 2008. 25 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 proses perlakuan panas. Untuk bahan AISI O1 memiliki persyaratan temperatur dan media pendingin pada proses perlakuan panas sebagaimana dapat dilihat pada Tabel 2.1 di bawah ini : Tabel 2.1. Temperatur Heat Treatment Bahan AISI O1 AISI Temperatur Soft Annealing Temperatur Austenitizing Media Quenching Kekerasan setelah di Tempering pada Temperatur 200 300 500 550 600 O1 780 800 - 850 oli 61 57 44 40 36 Sumber : Assab 2.9. Teori Statistik 2.9.1. Metode Faktorial