Pengaruh Suhu Pemotongan Terhadap Perkembanganaus Pahat Pada Pembubutan Kerasdankering Baja Aisi 4340menggunakan Pahat Karbida CVD Berlapis

14

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Aus pahat
Pada prinsipnya kecepatan pertumbuhan keausan menentukan laju saat

berakhirnya masa guna pahat. Pertumbuhan keausan tepi pada umumnya mulai
dengan pertumbuhan yang relatif cepat sesaat setelah pahat digunakan, diikuti
pertumbuhan yang linier setaraf dengan bertambahnya waktu pemotongan (jumlah
waktu yang digunakan untuk proses memotong), dan kemudian pertumbuhan
yang cepat terjadi lagi. Saat dimana pertumbuhan keausan cepat mulai berulang
lagi dianggap sebagai batas umur pahat, dan hal ini umumnya terjadi pada harga
keausan tepi (VB) yang relatif sama untuk kecepatan potong yang berbeda.
Keausan adalah proses bertahap, kurang lebih seperti ujung pada pensil.
Laju pada keausan pahat tergantung kepada pahat dan material benda kerja,
geometri pahat, parameter proses, cairan pemotongan dan karakteristik dari pahat
yang digunakan.keausan pahat dan perubahan pada geometry selama pemesinan

dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis yaitu: keausan tepi (flank wear),
keausan kawah (crater wear), Keausan ujung (nose wear), Notching, deformasi
plastik dari ujung pahat (plastic deformation of tool tip), chipping dan gross
fracture.
Keasusan tepi ( flank wear ) terjadi pada bagian sisi dari pahat. Keausan
ini memiliki tanda seperti gesekan antara pahat dengan permukaan benda kerja
yang menyebabkan keausan abrasif dan adhesif, dan temperatur yang tinggi dan
menyebabkan perubahan properti dari pahat dan juga benda kerja.

Universitas Sumatera Utara

15

Keausan kawah terjadi pada permukaan beram pada pahat. Dapat terlihat
bahwa keausan kawah mempengaruhi kotak pada geometri pahat dengan chip.
Faktor yang mempengaruhi keausan kawah adalah temperatur antara chip dengan
pahat, pengaruh kimia antara pahat dengan benda kerja dan juga faktor yang
mempengaruhi keausan tepi juga mempengaruhi keausan kawah. Keausan kawah
biasanya dikaitkan dengan mekanisme, yaitu perpindahan antara atom-atom dari
kontak antara pahat dengan geram benda kerja. Nilai difusi akan meningkat

seiring dengan kenaikan temperatur. Mengaplikasikan lapisan pada pahat akan
mengurangi proses difusi dan mengurangi keausan pahat. Lapisan yang umum
digunakan adalah: titanium nitride, titanium carbide, titanium carbonitride,dan
aluminium oxide.
Nose wear yaitu pembulatan dari pahat yang tajam dikarenakan efek dari
temperatur dan mekanis. Nose wear ini membuat pahat tumpul, mempengaruhi
formasi chip, menyebabkan gesekan berlebih antara pahat dengan benda kerja
sehingga terjadi kenaikan temperatur dan mungkin terjadi stress sisa pada
permukaan benda kerja.
Takik (Notches) atau alur (grooves) juga biasanya terlihat pada pahat
bisanya terjadi ketika chip tidak lagi terjadi kontak dengan pahat. Chipping juga
merupakan keausan pahat yang berart terjadi pecahan dari sudut potong pahat.
Fenomena ini biasanya terjadi pada material pahat yang getas seperti keramik,
sama dengan terpecahnya ujung pensil jika terlalu tajam. Bagian pahat yang
terpecah bisa menjadi sangat kecil (microchipping / macrochipping) ataupun bisa
menjadi ukuran yang relative besar yang disebut gross chipping, gross fracture
dan catastrophic failure.

Universitas Sumatera Utara

16

Chipping bisa juga terjadi pada bagian pahat yang retak ataupun cacat.
Tidak seperti aus, yang mana adalah proses bertahap. Chipping terjadi kehilangan
material dari pahat secara tiba tiba dan berubah sesuai dengan bentuknya.
Chipping bisa menjadi efek kerugian utama dalam hasil permukaan benda kerja,
integritas permukaan, dan akurasi dimensi dari benda kerja
Dua penyebab utama daripada chipping adalah:
1.

Shock mekanis (mechanical shock) : akibat proses pemotongan yang
terputus.

2.

Kelelahan thermal (thermal fatigue) : variasi dari temperatur pahat pada
saat pemotongan terputus.

Retak thermal biasanya tegak lurus dari pada sudut pemotongan dari pahat.
Variasi utama dari komposisi atau sturktur/material benda kerja juga bisa

menyebabkan chipping. Chipping bisa dikurangi dengan memilih material yang
memiliki nilai impact yang tinggi dan tahan terhadap shock temperatur.
Adapun Karakteristik beberapa ragam aus pahat yang mungkin terjadi seperti
pada Gambar 2.1. Adapun aus pahat dikarakteristikkan dengan:
1. Pembentukan kawah (crater) dihasilkan dari suhu pemotongan dan aksi
serpihan yang mengalir sepanjang permukaan sadak (rake face)
2. Aus pada sisi tepi (flank) VB adalah aus sisi pahat berupa aus mekanis
abrasif yang terjadi pada sisi rusuk pahat karena perubahan bentuk radius
ujung pahat potong

Universitas Sumatera Utara

17

Sumber : Taufiq Rochim (1993)

Gambar 2.1 Kriteria mode kegagalan pahat aus sisi dan aus kawah

2.2

Suhu pemotongan
Hampir seluruh energi pemotongan diubah menjadi panas melalui proses

gesekan, antara geram dengan pahat dan antara pahat dengan benda kerja, serta
proses perusakan molekuler atau ikatan atom pada bidang geser (shear plane).
Panas ini sebagian besar terbawa oleh geram, sebagian merambat melalui pahat
dan sisanya mengalir melalui benda kerja menuju kesekeliling. Panas yang timbul
tersebut cukup besar dan karena luas bidang kontak relatif kecil maka temperatur
pahat, terutama bidang geram dan bidang utamanya, akan sangat tinggi. Karena
tekanan yang besar akibat gaya pemotongan serta temperatur yang tinggi maka
permukaan aktif dari pahat akan mengalami keausan. Keausan tersebut makin
lama makin membesar yang selain memperlemah pahat juga akan memperbesar
gaya pemotongan sehingga dapat menimbulkan kerusakan fatal. [2]

Universitas Sumatera Utara

18

Kerja / energy mekanik dalam proses pemotongan yang bebas getaran
seluruhya diubah menjadi panas/kalor. Berdasarkan hasil penelitian pada berbagai

kondisi pemotongan, presentase panas yang dihasilkan pada bidang geser, bdang
gram dan bidang utama masing masing berkisar antara harga 80%, 18%, dan 2%
panas tersebut sebagian akan terbawa oleh geram , sebagian mengalir menuju ke
pahat dan benda kerja dengan persentase panas yang terbawa oleh geram 75%,
panas yang merambat melalui pahat dengan persentase sekitar 20% dan panas
yang merambat melalui benda kerja sekitar 5%.
Meskipun persentase panas yang terbawa geram sangat tinggi tidaklah
berarti bahwa temperature geram menjadi lebih tinggi daripada temperature pahat.
Panas mengalir bersama sama geram menjadi lebih tinggi daripada temperature
pahat . panas mengalir bersama sama geram yang selalu terbentuk dengan
kecepatan tertentu , sedangkan panas yang merambat melalui pahat terjadi sebagai
proses konduksi panas yang dipengaruhi oleh konduktivitas panas material pahat
serta penampang pahat yang relative kecil. Dengan demikian temperature pahat
akan lebih tinggi (kurang lebih 2 kalinya) dari temperature rata rata geram , serta
temperature benda kerja.

2.3

Pembubutan CNC
Elemen dasar dari proses bubut seperti diketahui atau dihitung dengan

menggunakan rumus yang dapat diturunkan dengan memperlihatkan kondisi
pemotongan ditentukan dengan berikut,
Benda kerja : d0

= diameter mula; mm,

dm

= diameter akhir; mm,

Universitas Sumatera Utara

19

Pahat :

lt

= panjang pemesinan; mm,

kr

= sudut potong utama; o,

0

= sudut geram ; 0,

Mesin bubut; a

= kedalaman potong; mm,
� = (�0 − �� )/2 ; mm,

f

= gerak makan; mm/(r)

n

= putaran poros utama (benda kerja); (r)/min.

Elemen dasar dapat dihitung dengan rumus rumus berikut,
1.

Kecepatan potong :
�=

� .� .�
1000

; m/min

………..……………………..…(2.1)

Dimana, d = diameter rata rata, yaitu,

2.

3.

4.

�=

�0 + ��
2

Kecepatan makan :

= �0 ; mm,

…………………………(2.2)

�� = �. � ; mm/min, …………………………………(2.3)

Waktu pemotongan :

�� = �� /�� ; min,

…………………………………(2.4)

Kecepatan penghasilan geram
Dimana, penampang geram sebelum terpotong A= f.a ; mm2,
Maka = �. �. � ; cm3/min …………….......................……………(2.5)

Mesin perkakas CNC sebenarnya serupa dengan mesin perkakas biasa
(konvensional) yang terdiri dari beberapa jenis sesuai dengan jenis proses yang
biasa dilakukan. Mesin CNC ini memerlukan berbagai perangkat lunak (program)
dalam pengoperasiannya, misalnya program sistem operasi (Operating System),
program program kelengkapan (Utility Program), dan program program aplikasi
khusus (Special Aplication Program) bagi computer pengontrolnya.
CNC singkatan dari Computer Numerically Controlled, merupakan mesin
perkakas yang dilengkapi dengan sistem mekanik dan kontrol berbasis komputer
yang mampu membaca instruksi kode N, G, F, T, dan lain-lain, dimana kode-kode

Universitas Sumatera Utara

20

tersebut akan menginstruksikan ke mesin CNC agar bekerja sesuai dengan
program benda kerja yang akan dibuat. Secara umum cara kerja mesin perkakas
CNC tidak berbeda dengan mesin perkakas konvensional. Fungsi CNC dalam hal
ini lebih banyak menggantikan pekerjaan operator dalam mesin perkakas
konvensional. Misalnya pekerjaan setting tool atau mengatur gerakan pahat
sampai pada posisi siap memotong, gerakan pemotongan dan gerakan kembali
keposisi awal, dan lain-lain.
Demikian pula dengan pengaturan kondisi pemotongan (kecepatan potong,
kecepatan makan dan kedalaman pemotongan) serta fungsi pengaturan yang lain
seperti penggantian pahat, pengubahan transmisi daya (jumlah putaran poros
utama), dan arah putaran poros utama, pengekleman, pengaturan cairan pendingin
dan sebagainya. Mesin perkakas CNC dilengkapi dengan berbagai alat potong
yang dapat membuat benda kerja secara presisi dan dapat melakukan interpolasi
yang diarahkan secara numerik (berdasarkan angka). Parameter sistem operasi
CNC dapat diubah melalui program perangkat lunak (software load program)
yang sesuai. Tingkat ketelitian mesin CNC lebih akurat hingga ketelitian
seperseribu millimeter, karena penggunaan ballscrew pada setiap poros
transportiernya.

Ballscrew

bekerja

seperti

lager

yang

tidak

memiliki

kelonggaran/spelling namun dapat bergerak dengan lancar.
Pada awalnya mesin CNC masih menggunakan memori berupa kertas
berlubang sebagai media untuk mentransfer kode G dan M ke sistem kontrol.
Setelah tahun 1950, ditemukan metode baru mentransfer data dengan
menggunakan kabel RS232, floppy disks, dan terakhir oleh Komputer Jaringan
Kabel (Computer Network Cables) bahkan bisa dikendalikan melalui internet.

Universitas Sumatera Utara

21

Akhir-akhir ini mesin-mesin CNC telah berkembang secara menakjubkan
sehingga telah mengubah industri pabrik yang selama ini menggunakan tenaga
manusia menjadi mesin-mesom otomatik.
Dengan telah berkembangnya Mesin CNC, maka benda kerja yang rumit
sekalipun dapat dibuat secara mudah dalam jumlah yang banyak. Selama ini
pembuatan komponen/suku cadang suatu mesin yang presisi dengan mesin
perkakas manual tidaklah mudah, meskipun dilakukan oleh seorang operator
mesin perkakas yang mahir sekalipun. Penyelesaiannya memerlukan waktu lama.
Bila ada permintaan konsumen untuk membuat komponen dalam jumlah banyak
dengan waktu singkat, dengan kualitas sama baiknya, tentu akan sulit dipenuhi
bila menggunakan perkakas manual. Apalagi bila bentuk benda kerja yang
dipesan lebih rumit, tidak dapat diselesaikan dalam waktu singkat. Secara
ekonomis biaya produknya akan menjadi mahal, hingga sulit bersaing dengan
harga di pasaran. Tuntutan konsumen yang menghendaki kualitas benda kerja
yang presisi, berkualitas sama baiknya, dalam waktu singkat dan dalam jumlah
yang banyak, akan lebih mudah dikerjakan dengan mesin perkakas CNC
(Computer Numerlcally Controlled), yaitu mesin yang dapat bekerja melalui
pemogramman yang dilakukan dan dikendalikan melalui komputer.
Mesin CNC dapat bekerja secara otomatis atau semiotomatis setelah
diprogram terlebih dahulu melalui komputer yang ada. Program yang dimaksud
merupakan program membuat benda kerja yang telah direncanakan atau dirancang
sebelumnya. Sebelum benda kerja tersebut dieksikusi atau dikerjakan oleh mesin
CNC, sebaikanya program tersebut di cek berulang-ulang agar program benarbenar telah sesuai dengan bentuk benda kerja yang diinginkan, serta benar-benar

Universitas Sumatera Utara

22

dapat dikerjakan oleh mesin CNC. Pengecekan tersebut dapat melalui layar
monitor yang terdapat pada mesin atau bila tidak ada fasilitas cheking melalui
monitor (seperti pada CNC TU EMCO 2A/3A) dapat pula melalui plotter yang
dipasang pada tempat dudukan pahat/palsu frais. Setelah program benar-benar
telah berjalan seperti rencana, baru kemudian dilaksanakan/dieksekusi oleh mesin
CNC.
Dari segi pemanfaatannya, mesin perkakas CNC dapat dibagi menjadi dua,
antara lain:

1. Mesin CNC Training unit (TU), yaitu mesin yang digunakan sarana
pendidikan, dosen dan training.
2. Mesin CNC produktion unit (PU), yaitu mesin CNC yang digunakan untuk
membuat benda kerja/komponen yang dapat digunakan sebagai mana
mestinya.

Dari segi jenisnya, mesin perkakas CNC dapat dibagi menjadi tiga jenis, antara
lain:

1. Mesin CNC 2A yaitu mesin CNC 2 aksis, karena gerak pahatnya hanya
pada arah dua sumbu koordinat (aksis) yaitu koordinat X, dan koordinat Z,
atau dikenal dengan mesin bubut CNC.
2. Mesin CNC 3A, yaitu mesin CNC 3 aksis atau mesin yang memiliki
gerakan sumbu utama kearah sumbu koordinat X, Y, dan Z, atau dikenal
dengan mesin frais CNC.

Universitas Sumatera Utara

23

3. Mesin CNC kombinasi, yaitu mesin CNC yang mampu mengerjakan
pekerjaan bubut dan freis sekaligus, dapat pula dilengkapi dengan
peralatan pengukuran sehingga dapat melakukan pengontrolan kualitas
pembubutan/pengefraisan pada benda kerja yang dihasilkan. Pada
umumnya mesin CNC yang sering dijumpai adalah mesin CNC 2A
(bubut) dan mesin CNC 3A (frais).

Pada saat ini, industri skala besar telah menggunakan mesin Computerized
Numerical

Control

(CNC)

untuk

menggantikan

mesin-mesin

perkakas

konvensional. Apabila dibandingkan dengan mesin konvensional, mesin CNC
memiliki banyak kelebihan dalam hal akurasi dan tidak memerlukan keahlian
operator. Namun, tidak semua industri mampu memenuhi kebutuhannya dengan
menggunakan mesin CNC. Pada industri skala menengah dan kecil, mesin CNC
terlalu mahal sehingga tidak cocok digunakan. Mode pemrograman pada CNC
terbagi menjadi dua, yaitu mode pemrograman absolut dan mode pemrograman
inkremental. Mode pemrograman absolut cocok digunakan untuk gerakan cepat
sedangkan mode pemrograman inkremental cocok digunakan gerakan interpolasi.
Gerakan cepat digunakan untuk memposisikan pahat pada posisi siap potong atau
setelah pemotongan. Gerakan interpolasi digunakan untuk memotong benda kerja
sesuai dengan bentuk yang diinginkan.
Pada mesin bubut CNC terbaru ini operator mesin CNC yang akan
memasukkan program pada mesin sebelumnya harus sudah memahami gambar
kerja dari komponen yang akan dibuat pada mesin tersebut. Gambar kerja
biasanya dibuat dengan cara manual atau dengan computer menggunakan program

Universitas Sumatera Utara

24

CAD (Computer Aided Design). Dengan semakin meningkatnya kemajuan
teknologi di bidang computer, maka telah dikembangkan suatu software yang
berisi aplikasi gambar teknik dengan CAD yang sudah dapat diminta untuk
menampilkan program untuk dikerjakan dengan mesin CNC. Aplikasi program
tersebut dikenal dengan sebutan CAM (Computer Aided Manufacturing) sehingga
semakin

memudakan

kita

dalam

mengoperasikannya.

(http://www.rider-

system.net/2011/10/mesin-cnc.html)

2.4

Baja AISI 4340
Benda kerja yang digunakan untuk penelitian ini adalah baja AISI

4340 yang telah dilakukan proses pengerasan (hardening process). Pemilihan baja
AISI 4340 karena baja ini banyak dipakai dalam pembuatan komponen-komponen
permesinan, murah dan mudah didapatkan di pasaran, komponen mesin yang
terbuat dari baja ini contohnya automotive dan aircrafts crankshafts, rear axle
shafts, connecting rod, propeller hub, gear, drive shafts. Adapun karekteristik dari
baja AISI 4340 adalah sebagai berikut :

Universitas Sumatera Utara

25

Nama komposisi

Min %

Max%

Carbon

0.37

0.44

Silikon

0.1

0.35

Mangan

0.55

0.90

Nikel

1.55

2.00

Chromium

0.65

0.95

Molybdenum

0.2

0.35

Phosphor

0

0.04

Sulfur

0

0.04

Sumber: Sertifikat uji bahan PT. SUMINSURYA MESINDOLESTARI

Tabel 2.1. Kadar komposisi kimia

Sifat Mekanis

Besaran

Kekuatan Tarik, Maks

935 MPa

Kekuatan Tarik, lulur

795 MPa

Elongasi

pada

saat

patah

22.0%

(dalam ukuran 50mm)
55,0 %

Reduksi Area
Modulus Elastisitas

190GPa – 210GPa

Modulus Bulk

140GPa

Modulus Geser

80Gpa

Sumber: Sertifikat uji bahan PT. SUMINSURYA MESINDOLESTARI

Tabel 2.2 Sifat Mekanis Bahan

Universitas Sumatera Utara

26

2.5

Pahat Karbida
Jenis karbida yang “disemen” (Cemented Carbide) ditemukan pada tahun

1923 (KRUPP WIDIA) merupakan bahan pahat yang dibuat dengan cara
menyinter (sintering) serbuk karbida (nitride, oksida) dengan bahan pengikat yang
umumnya dari cobalt (Co). Dengan cara carbruzing masing-masing bahan dasar
(serbuk) tungsten (wolfram,W) titanium (Ti), tantalum (Ta) dibuat dengan karbida
yang kemudian digiling (ball mill) dan disaring. Salah satu atau serbuk karbida
tersebut kemudian dicampur dengan bahan pengikat cobalt (Co) dan dicetak
dengan memakai bahan pelumas (lilin). Setelah itu dilakukan presintering (1000℃
pemanasan mula untuk menguapkan bahan pelumas) dan kemudian sintering
(1600℃) sehingga bentuk keping (sisipan) sebagai hasil proses cetak tekan (cold
atau HIP) akan menyusut menjadi sekitar 80% dari volume semula.
Hot hardness karbida yang disemen (diikat) ini hanya akan menurun bila
tejadi pelunakan elemen pengikat. Semakin besar presentase pengikat Co maka
kekerasannya

menurun dan sebaliknya

keuletannya

membaik.

Modulus

elastisitasnya sangat tinggi demikian pula berat jenisnya (density, sekitar 2 kali
baja). Koefisien muainya setengah daripada baja dan konduktifitas panasnya
sekitar 2 atau 3 kali konduktifitas panas HSS. Ada tiga jenis utama pahat karbida
sisipan :
1. Karbida tungsten (WC+Co) yang merupakan jenis pahat
karbida untuk memotong besi tuang (cast iron cutting grade)
2. Karbida tungsten paduan (WC-TiN+Co; WC-TaC-TiC+Co;
WC-TaC+Co; WC-TiC-TiN+Co; TiC-Ni Mo) merupakan jenis
pahat karbida untuk memotong baja (steel cutting grade)

Universitas Sumatera Utara

27

3. Karbida lapis (coated cemented carbide) merupakan jenis
karbida tungsten yang dilapis (satu atau beberapa lapisan)
karbida, nitride, atau oksida lain yang lebih rapuh tetapi hot
hardnessnya tinggi. (Taufiq Rochim 1993)

2.5.1 Karbida lapis
Coated cemented carbide pertama kali diperkenalkan oleh KRUPP WIDIA
(1968) dan sampai saat ini jenis karbida lapis semakin berkembang dan banyak
dimanfaatkan dalam berbagai proses permesinan (dinegara-negara maju,
pemaikainya sekitar 40% dari seluruh jenis pahat karbida yang digunakan).
Umumnya sebagai material dasar adalah karbida tungsten (WC+Co) yang dilapis
dengan bahan keramik (karbida, nitride, dan oksida yang keras tahan temperature
tinggi serta nonadhesif). Lapisan setebal 1-8 mikron ini diperoleh dengan cara
PVD atau CVD. Pelapisan secara CVD (Chemical Vapour Deposition)
menghasilkan ikatan lebih kuat daripada PVD (Physical Vapour Deposition).
CVD dilaksanakan dengan mengendapkan elemen atau paduan elemen (keramik)
yang terjadi akibat reaksi pada fasa uap antara elemen/paduan tersebut dengan gas
pereaksi. (Taufiq Rochim 1993)

Universitas Sumatera Utara

28

Jenis

Material
Induk

Single
Layer

WC

Bahan Pelapis

Keterangan

+ TiC

permesinan tanpa
kejutan

+ TiN

tahan keausan kawah

+ TiCN
+ AL2 O3

permesinan besi tuang

+ HfN
Two
Layer

WC

+ TiCN-TiN
+ TiC-TiCN
+ TiCN-TiN
+ TiC-AL2 O3

Multi
Layer

WC

permesinan besi tuang

+ TiC-TiCN-TiN
+ TiN-TiC-TiN

multi guna

+ TiC-TiN-AL2 O3
+ TiC-Special
ceramics-AL2 O3
Tabel 2.3 Jenis Karbida Lapis (Coated Cemented Carbides)

2.6 Pemesinan keras
Saat ini pemesinan keras adalah suatu hal yang menarik dalam industri dan
penelitian dan pengembangan, baja yang dikeraskan sebagian besar digunakan
dalam industri mobil, cetakan, roda gigi, bantalan. Oleh karena itu, teknologi
canggih diperlukan untuk memesin baja yang dikeraskan yang Material Removal
Rate(MRR) yang tinggi. Pembubutan keras dapat dilakukan pada bahan dengan
kekerasan berkisar 46-68 menggunakan berbagai jenis alat pemotong seperti
karbida yang dilapisi, CBN, CBN yang dilapisi dan PCBN.
Pembubutan keras ( Hard Turning ) adalah proses pemesinan benda kerja
berupa baja dengan nilai kekerasan lebih dari 45 HRC (Hardness Rockwell) untuk

Universitas Sumatera Utara

29

mendapatkan benda kerja selesai langsung dari bahan. Perkembangan proses hard
turning adalah berkat munculnya alat potong baru seperti Cubic Boron Nitrida
(CBN), polycrystalline Cubic Boron Nitrida (PCBN), Chemical Vapor Deposition
(CVD), Physical Vapor Deposition (PVD) dan alat-alat potong Keramik sejak
tahun 1970. Pengurangan biaya mesin, pemotongan tanpa cairan pendingin,
peningkatan fleksibilitas , efesiensi dan biaya bagian-penanganan. Suatu
keuntungan besar dari balik pembubutan keras itu adalah sebagian besar
dilakukan tanpa adanya pelumas . (Varaprasad,2014)
Pemesinan keras dilakukan pada baja yang dikeraskan di kisaran 45-68
rockwell hardness terutama digunakan dalam berbagai keperluan seperti cetakan
peralatan, roda gigi, cams,poros, as roda,bantalan dan alat tempa. Pemesinan
untuk baja yang dikeraskan menggunakan alat unggulan seperti karbida yang
dilapisan dan Cubic Boron Nitride (CBN) memiliki manfaat yang lebih tinggi
dibandingkan grinding tradisional seperti tingkat removal material yang tinggi,
dapat menghasilkan permukaan akhir yang baik, mengurangi biaya pengolahan,
kemampuan untuk memesin bagian yang sempit dan masalah lingkungan
minimum tanpa menggunakan cairan pemotong. Meskipun proses ini dicapai
dengan kedalaman potong dan kecepatan makan yang rendah,mengevaluasi untuk
meminimalkan waktu pemesinan setinggi 60% dalam proses pemesinan keras.
(Srithar, 2014)

2.7

Pemesinan kering
Permesinan kering (dry machining) adalah proses permesinan yang tidak

menggunakan fluida pendingin dalam proses pemotongannya. Fenomena

Universitas Sumatera Utara

30

kegagalan pahat dan pengunaan cairan pemotong merupakan salah satu masalah
yang banyak dikaji dan mendapat perhatian dalam kaitannya yang sangat
berpengaruh terhadap kekasaran permukaan hasil pengerjaan, keteltian geometri
produk dan mekanisme keausan pahat serta umur pahat, melaporkan bahwa
umumya cairan pemotongan bekas disimpan dalam kontainer dan kemudian
ditimbun di tanah. Selain itu, masih banyak praktek yang membuang cairan
pemotongan bekas langsung ke alam bebas. Hal ini jelas akan merusak
lingkungan.
Pilihan alternatif dari pemesinan basah adalah pemesinan kering, karena
selain tidak ada cairan pemotongan bekas dalam junlah besar yang akan
mencemari lingkungan juga tidak ada kabut partikel cairan pemotongan yang akan
membahayakan operator dan juga serpihan pemotongan tidak terkontaminasi oleh
residu cairan pemotongan. Pemesinan kering mempunyai beberapa masalah yang
antara lain, gesekan antara permukaan benda kerja dan pahat potong, kecepatan
keluar serpihan, serta temperatur potong yang tinggi dan hal tersebut semuanya
terkait dengan parameter pemesinan.
Secara umum industri pemesinan pemotongan logam melakukan
pemesinan kering adalah untuk menghindari pengaruh buruk akibat cairan
pemotongan yang dihasilkan oleh pemesinan basah. Argumen ini secara khusus
didukung oleh penelitian yang telah dilakukan Mukun et. al., (1995) secara
kuantitatif menyangkut pengaruh buruk pemesinan basah dengan anggapan pada
pemesinan kering tidak akan dihasilkan pencemaran lingkungan kerja dan ini
berarti tidak menghasilkan kabut partikel cairan pemotongan. Oleh sebab itu perlu
diketahui pentingnya pemesinan kering dilakukan dalam proses. pertimbangan hal

Universitas Sumatera Utara

31

diatas pakar pemesinan mencoba mencari solusi dengan suatu metode
pemotongan alternatif dan mereka merumuskan bahwa pemesinan kering (dry
cutting) yang dari sudut pandang ekologi disebut dengan pemesinan hijau (green
machining) merupakan jalan keluar dari masalah tersebut. Melalui pemesinan
kering diharapkan disamping aman bagi lingkungan, juga bisa mereduksi ongkos
produksi.
Pemesinan kering direkomendasikan penggunaanya untuk mengatasi
masalah pencemaran lingkungan akibat limbah cairan pendingin, maka para pakar
pemesinan merekomendasikan dengan pemesinan kering. Selain karena alasan
masalah pencemaran lingkungan hal lain yang menjadi alasan dipakainya metode
pemesinan kering adalah untuk meng hemat biaya produksi.

(Sumbes: Balzers Inc)

Gambar 2.2 Ongkos Produksi secara umum
Pemesinan kering di akui mampu mengatasimasalah pada dampak yang telah di
uraikan diatas. Pilihan alternatif dari pemesinan basah adalah pemesinan kering,
karena selain tidak ada cairan pemotongan bekasdalam jumlah besar yang akan

Universitas Sumatera Utara

32

mencemari lingkungan juga tidak ada kabut partikelcairan pemotongan yang akan
membahayakan operator dan juga serpihan pemotongan tidak terkontaminasi oleh
residu cairan pemotongan. Pemesinan kering mempunyai beberapa masalah yang
antara lain, gesekan antara permukaan bendakerja dan pahat potong, kecepatan
keluar geram, serta temperatur potong yang tinggidan hal tersebut semuanya
terkait dengan parameter pemesinan.
Konsep pemesinan kering ini sebenarnya biasa dilakukan oleh industri
manufaktur. Dari aspek proses pemesinan, pemesinan kering berarti pemotongan
logam dilakukan pada suhu dan gesekan yang relative tinggi. Sejak akhir tahun
1970 penggunaan proses pembubutan keras (hard turning) dijadikan inovasi
berikutnya untuk mengatasi permasalahan yang ada, hal ini terbukti melalui
proses pembubutan keras dapat mereduksi waktu pemesinan hingga 60 %.
(Thonsoff, et.al, 1995).

Universitas Sumatera Utara