berpengaruh terhadap perubahan sifat mekanik bahan, dimana masing-masing bahan memiliki level suhu dan menggunakan media pendingin spesifik saat
dilakukan proses perlakuan panas. Kekerasan pada AISI 4140 dapat ditingkatkan melalui proses
quenching
dipanaskan sampai pada suhu austenit kemudian didinginkan secara cepat akan terbentuk struktur martensit yang memiliki
kekerasanyang lebih tinggi dari struktur perlit maupun ferit dengan metode air
tersirkulasi Haryadi, 2006.
Baja AISI 4140 merupakan material yang banyak dipakai sebagai bahan dasar dari
crankshaft, shaft, gear,
gandar, dan berbagai part mesin dimana bagian – bagian tersebut membutuhkan sifat tahan aus, kekerasan yang tinggi dan
tangguh, disamping itu pada industri perminyakan digunakan untuk
pump liner
Parker, 1967. Selain itu, AISI 4140 juga digunakan sebagai bahan
landing gea r
pesawat terbang.
Landing gear
pada pesawat terbang adalah komponen peralatan pada pesawat terbang yang terbuat dari baja perkakas. Kekerasan komponen ini
biasanya berkisar antara 54 sd 62 HRC.
2.4 Pahat CBN
Dalam industri manufaktur, ada tujuh bahan pahat yang dapat digunakan untuk proses pemotongan logam diantaranya: karbon tinggi
High Carbon Steel, Carbon Tool Steels, CTS
, HSS
High Speed Steels, tool Steels
, Paduan Cor Nonfero
Cast Nonferous Alloys, Cast Carbides
, Karbida
Cermented Carbides, Harmetals
, Keramik
Ceramic
, CBN
Cubic Boron Nitride
, Intan
Sintered Diamonds and Natural Diamonds
. Diantara ketujuh bahan pahat potong tersebut, CBN merupakan satu
diantara bahan pahat yang dapat digunakan untuk proses pemesinan dengan tiga kondisi yang berbeda yaitu pemesinan laju tinggi, keras dan kering. CBN
termasuk jenis keramik dan mulai diperkenalkan oleh GE di USA pada tahun 1957. CBN dibuat dengan penekanan panas HIP, 60 kbar,1500
o
C sehingga serbuk graphit putih nitride boron dengan struktur heksagonal berubah menjadi
struktur kubik.
Hot hardness
CBN ini sangat tinggi dibandingkan dengan jenis pahat yang lain. CBN dapat digunakan untuk pemesinan berbagai jenis baja dalam
keadaan dikeraskan, besi cor, HSS maupun karbida semen.Afinitas terhadap baja
Universitas Sumatera Utara
sangat kecil dan tahan terhadap perubahan reaksi kimiawi sampai dengan suhu pemotongan 1300
o
C Rochim, 1993. Cubic Boron Nitride adalah material pahat untuk pembubutan keras. Mulai
diperkenalkan pada tahun 1970 CBN dalam bentuk padatan. Pahat ini dibuat dengan lapisan 0.5
– 1 mm
policristal cubic boron nitride
menjadi kobalt melalui substrasi karbida pada suhu dan tekanan yang tinggi. Pahat CBN merupakan pahat
yang tahan terhadap kekerasan dan ketangguhan yang tinggi pada pemesinan kecepatan tinggi. CBN menunjukkan performa yang sangat baik dalam proses
gerinda untuk material dengan sifat kekerasan tinggi dan kuat. Perbedaan kekerasan, ketangguhan, komposisi kimia dan stabilitas panas dan ketahanan aus
berperan penting untuk perkembangan pahat potong CBN termasuk untuk laju pembuangan geram dan juga memberikan pemesinan yang presisi untuk
menghasilkan kekasaran permukaan yang sangat baik. Dalam pemesinan untuk baja keras pahat potong CBN merupakan pilihan
yang tepat karena pahat ini memiliki sifat tahan untuk suhu pemotongan yang tinggi, keras, daya larut yang rendah dalam pembuatan, dan ketangguhan yang
baik Kalpakjian, 2010. Pahat ini memberikan kemungkinan proses pemesinan fleksibel yang sangat baik, mengurangi waktu pemesinan, hemat energi, dan
memungkinkan untuk didaur ulang. Pada umumnya, ada dua kategori dari pahat CBN.
1. memiliki sekitar 90 butir CBN dengan bahan pengikat logam seperti
kobalt, yang digunakan untuk memberikan peningkatan ketangguhan agar CBN menjadi keras dan getas, biasanya disebut pahat CBN tingkat tinggi.
2. memiliki konsentrasi CBN yang rendah sekitar 50 sampai 70, dengan bahan pengikat keramik seperti : TiN atau TiC, biasanya disebut sebagai
pahat CBN tingkat rendah. Ada beberapa studi yang mempelajari karakteristik aus pahat untuk pahat
CBN tingkat tinggi dan CBN tingkat rendah.Suatu hal yang tidak bisa dipungkiri bahwa CBN tingkat rendah memiliki umur pahat yang lebih lama dan
memberikan kekasaran yang lebih baik daripada CBN tingkat tinggi dalam penyelesaian pembubutan keras walaupun pada akhirnya memiliki kekerasan dan
ketangguhan patah yang sangat tinggi Chou, 1999. Pahat CBN digunakan untuk
Universitas Sumatera Utara
pemesinan yang materialnya terbuat dari ferrous paduan dengan kecepatan potong yang tinggi Ibrahim A. Al-Zkeri, M.S, 2007.
Kekhusunan Pahat CBN ialah memiliki manfaat dan efektifitas untuk digunakan di pemesinan dengan bermacam-macam material berlapiskan baja
karbon tinggi dan baja paduan, logam
non-ferrous
dan logam paduan, logam eksotic seperti nikel yang dikeraskan, inconel, nimonic lainnya dan material non-
logam lainnya yang begitu sulit untuk dimesin dengan pahat konvensional.Pahat CBN dapat digunakan pada suhu sampai1400
o
C. Adapun
range
kecepatan yang dapat diporasikan untuk CBN jika pemesinan menggunakan baja cor abu-abu
adalah 300 – 400 mmin. Berikut ini merupakan
range
kecepatan untuk material lainnya:
• besi cor yang dikeraskan 400 BHN : 80 – 300 mmin • Super paduan 35 Rc : 80 – 140 mmin
• Baja yang dikeraskan 45 Rc : 100 – 300 mmin
Dalam kasus baja paduan, beberapa peneliti melaporkan bahwa karbida berlapis keramik, CBN dan PCD sangat sangat potensial digunakan Che Haron et
al 2001, Grzesik and Nieslony 2003. Selain itu, CBN dan PCD telah banyak digunakan untuk pemesinan kering kecepatan tinggi 1000 mmenit.
2.5 Geram
