Tebalnya lapisan yang dikarburasikan dalam lingkungan yang dapat menyerahkan karbon tergantung dari pada waktu dan suhu.
Akibat dari pemanasan ini diharapkan untuk dapat menyusun kedalam permukaan baja. Dengan menyusupkan unsur karbon pada permukaan baja tersebut akan terjadi
peningkatan kandungan karbon, hal ini akan dapat meningkatkan kekerasan dari pada permukaan baja tersebut dan tentu akan meningkatkan daya tahan aus gesekan dan permukaan
baja. Proses karburasi umumnya dilakukan pada baja yang memiliki kadar karbon rendah,
akan tetapi dapat juga dilakukan pada kadar karbon menengah dengan peningkatan kandungan karbon pada permukaan mencapai 45 Ariobima,2001.
2.2.1. Karburasi Dalam Zat Padat
Karburasi padat adalah proses penjenuhan lapisan padat sebagai sumber karbon. Untuk mendapatkan kekerasan yang maksimal maka media karburasi dicampur dengan zat
pengaktif karbon energizer. Pada proses karburasi diusahakan kadar karbon tidak lebih dari 1, dengan kedalam
lapisan karburasi mencapai 0,5 – 2 mm, kadar karbon yang melebihi 1 tidak diinginkan karena lapisan permukaannya menjadi sangat rapuh yang disebabkan oleh terbentuknya
jaringan sementik. Selama didalam tungku pemanasan pada proses karburasi akan dibentuk dua gas yaitu
karbon monoksida CO dan karbon dioksida CO
2
. Gas-gas ini bagian terbesar dari media karburasi dengan oksigen dari udara yang selalu terdapat dari rongga – rongga media
karburasi. Proses ini dapat digambarkan dengan persamaan reaksi : C + O
2
CO
2
2.1 2C + 2O
2
2 CO
2
2.2 Sebagai sumber karbon dioksida lainnya dapat berasal dari barium, kalsium atau
sodium karbonat yang ditambah dalam karburasi sebagai energizer dimana komposisi yang terjadi didalam pemanasan :
CaCO
3
CaO + CO
2
2.3 Didalam karburasi ini sendiri terjadi kesetimbangan dua gas yaitu CO dan CO
2
CO
2
+ C 2 CO
2.4 Pada temperatur yang lebih tinggi akan didapat pula karbon monoksida CO yang
lebih banyak persentasenya, karbon dioksida yang didalmnya campuran gasnya sediki. Adapun reaksi karburasi yang terjadi pada permukaan baja adalah sebagai berikut :
2 CO CO
2
+ C 2.5
Setelah reaksi ini terjadi akan dihasilkan karbon dalam bentuk atom. Karbon ini dalam temperatur karburasi akan diabsorsi oleh permukaan logam dan bermigrasi secara perlahan –
lahan atau berdifusi menuju inti dan pada waktu yang bersamaan menghasilkan pembentukan molekul – molekul baru karbon monoksida.
Difusi adalah peristiwa mengalirnya atau berpindahnya suatu zat dari bagian kosentrasi tinggi kebagian berkosentrasi rendah. Contoh yang sederhana adalah penambahan
karbon kedalam baja karbon rendah sehingga pada baja karbonnya lebih besar. Difusi yang paling sering etrjadi adalah difusi molekuler.
Difusi ini terjadi jika terbentuk perpindahan dari suatu lapisan molekul yang diam. Apabila suhu pada suatu material naik , akan menyebabkan atom – atomnya bergetar dengan
energinya yang lebih besar dan sejumlah kecil atom akan berpindah dalam kisi. Mekanisme perpindahan atom dalam suatu logam dapat terjadi secara interistisi dan
kekosongan. Perpindahan ini terjadi bila atom tidak memiliki ukuran yang sama. Sedangkan perpindahan secara kekosongan dapat terjadi bila semua atom memiliki ukuran sama. Proses
difusi dapat terjadi lebih cepat apabila : suhu tingggi, atom yang berdifusi kecil, ikatan struktur induk lemah dengan titik cair rendah, terdapat cacat – cacat dalam bahan
kekosongan atau batas butir Surdia, 1995. Kalsium karbonat adalah kalsium yang terdapat pada kapur, batu kapur dan
merupakan komponen utama yang terdapat pada kulit telur. Kalsium karbonat merupakan serbuk putih, tidak berbau, stabil diudara, praktis tidak larut dalam air. Kelarutan dalam air
meningkat dengan adanya sedikit nitrat dengan membentuk gelombang gas. Salah satu sifat kimia dari kalsium karbonat adalah dapat menetralisasi asam. Kalsium
karbonat sebagai semi penguat dan memiliki harga yang relative murah serta memberikan kekerasan, kekuatan tarik yang baik.
Cara ini adalah metode yang paling tua dan dikenal sebagai “pack hardening” yang mana benda kerjanya dimasukan kedalam sebuak kotak besi dan secara tertutup dikelilingi dengan
bahan – bahan seperti arang kayu dan serbuk tulang. Zat kimia yang lain misalnya kalsium karbonat yang sering dipakai sebagai pembangkit dalam proses.
Dengan tutup yang benar – benar rapat, semua benda dipanaskan dalam dapur dengan suhu 850 – 950
o
C dalam waktu beberapa jam, dan pada suhu yang tinggi ini karbon akan menyebar kebaja karbon tinggi dengan ketebalan sekitar 0,8 mm bisa dicapai setelah 3 samapi
4 jam pemanasan. Benda – benda yang tidak dibuat dengan kulit bisa dilindungi dengan jalan pelapisan tembaga atau dibungkus dengan tanah liat.
Sebelum pengekapan dibuka, kotak beserta isinya dibiarkan dingin secara perlahan – lahan. Benda – benda kerja tersebut perlu disepuh, sebab butiran – butirannya masih kasar
akibat suhu kritis atas sekitar 900 – 915
o
C lalu didinginkan secara mendadak dalam zat cair. Ini diikuti dengan pengerasan dengan cara memanaskan antara 750 – 760
o
C, lalu dicelupkan kedalam media pendingin. Maka terdapat peti yang sangat keras yang bisa diolah
selanjutnya dengan tempering sekitar 200
o
C.
2.2.2. Karburasi Dalam Zat Cair
