178
Laboratorium Pengujian Bahan
Laporan Praktikum Uji Material Semester Genap 20122013
dikeraskan ditutup dengan pasta dengan ketebalan 3 - 4 mm. Kemudian dikeringkan dan dimasukkan ke dalam kotak. Proses ini dilakukan pada
suhu 920
o
C – 950
o
C. c.
Gas carburizing Disini logam dipanaskan dalam atmosfer yang mengandung karbon
yaitu gas alam maupun buatan. Contohnya gas-gas yang berasal dari hidrokarbon, misalnya CH
4
. Benda kerja dipanaskan dengan suhu 850
o
C –
950
o
C. Lapisan yang dapat dihasilkan adalah dengan tebal 1 mm dan diperlukan waktu sekitar 1-4 jam.
d. Liquid carburizing
Karbonisasi ini dilakukan dengan redaman air garam yang terdiri dari natrium karbonat dan natrium sianida yang dicampur dengan salah satu
bahan klorid natrium atau klorid barium. Proses ini menghasilkan l;apisan yang tebalnya sekitar 0,3 mm dengan suhu 850
o
C – 950
o
C. Keuntungan menggunakan karbonisasi dengan perantara zat cair adalah pengurangan
yang pesat, merata ke semua arah dan mendalam tanpa ada bagian yang lunak, satu permukaan tepat rata, oleh karena itu hanya dibutuhkan sedikit.
6.2.1. Proses Pack Carburizing
Pada proses ini caranya adalah benda kerja dimasukkan ke dalam suatu kotak yang terbuat dari pelat baja dan dikelilingi dengan
bahan karbonisasi. Bahan yang biasa digunakan adalah arang kayu, arang batok kelapa, arang tulang, dan arang kulit yang dicampur
dengan kokas dan katalis seperti Barium Karbonat BaCo
3
atau Natrium Karbonat Na
2
Co
3
sebesar 10-40 . Namun, biasanya katalis yang sering dipakai adalah Barium Kabonat karena lebih
mudah terurai daripada Natrium Karbonat. Mekanisme difusi yang terjadi pada saat proses pack
carburizing ada dua yaitu difusi vacancy dan difusi interstisi. Difusi Vacancy
Suatu difusi dimana atom karbon mengisi tempat dimana terdapat celah kekosongan.
179
Laboratorium Pengujian Bahan
Laporan Praktikum Uji Material Semester Genap 20122013
Gambar 6.1 : Skema Difusi Vacancy Sumber : Anonymous 42 2010
Difusi Interstisi Penyisipan Suatu difusi dimana satu atom asing yang lebih kecil menyisip
diantara rongga atom-atom.
Gambar 6.2 : Difusi Interstisi Sumber : Anonymous 42, 2010
Temperatur yang tinggi pada dapur listrik membantu proses penyerepan karbon pada luar permukaan baja. Reaksi yang terjadi
adalah : a.
Pengaruh energi untuk memberikan gas CO pada permukaan baja
BaCO
3
→ BaO + CO
2
CO
3
+ C →
2CO b.
Karbon monoksida bereaksi dengan besi Fe 2CO + 3Fe
→ Fe
3
C + CO
2
180
Laboratorium Pengujian Bahan
Laporan Praktikum Uji Material Semester Genap 20122013
c. CO
2
yang terbentuk akan bereaksi dengan katalis BaO CO
2
+ BaO →
BaCO
3
Siklus ini terjadi berulang-ulang selama proses karburisasi berlangsung.
Pada umumnya proses karburisasi membutuhkan waktu yang variasi antara 6 sampai 8 jam dan kedalaman difusi karbon pada specimen
1-2mm dari permukaan. Pada proses ini hasilnya tergantung pada kualitas batu bara.
Proses pack carburizing ada 3 tahapan yaitu : 1.
Heating Pada tahap ini benda kerja yang telah dimasukkan pada kotak baja
yang berisi bahan karburisasi dan katalis dipanaskan hingga suhu austenit. Austenit yang memiliki struktur Kristal FCC yang
mempunyai jarak antara atom yang lebih renggang sehingga difusi interstisi atom karbon memungkinkan.
Gambar 6.3 : Pack Carburizing Process Sumber : Anonymous 42, 2010
2. Holding
Tahapan ini bertujuan agar panas pada spesimen merata sehingga karbon yang berdifusi semakin banyak dan merata.
181
Laboratorium Pengujian Bahan
Laporan Praktikum Uji Material Semester Genap 20122013
3. Cooling
Pada tahap ini material didinginkan dengan cara quenching. Tujuannya untuk membentuk mikrostruktur martensit yang sifatnya keras pada
permukaan material. Perubahan sifat-sifat material yang dapat terjadi akibat proses pack
carburizing antara lain : 1.
Sifat Mekanik Peningkatan kekerasan permukaan
Peningkatan ketahanan aus Peningkatan kekuatan tarik
2. Sifat Fisik
Perubahan volume dapat terjadi Pertumbuhan butir gram mungkin terjadi
3. Sifat Kimia
Peningkatan kadar karbon pada permukaan
6.2.2. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Pack carburizing
