## Kinerja pahat karbida berlapis titanium Aluminium Nitrida (TiAlN) pada pembubutan
kering baja ASTM A 29 grade 1038
Rahmad Septiadi, Sunarto Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Bengkalis Bengkalis, 28711, Indonesia email : rahmadseptiadi.rs@gmail.com, sunarto@polbeng.ac.id

## Abstrak
Penggunaan  alat  potong  berbahan  dasar  karbida  (WC+Co)  jenis  berlapis  mendominasi  di  industri  pemotongan logam. Dari hasil penelitian terdahulu bahwasannya pahat karbida berlapis memiliki ketangguhan lebih baik bila dibandingkan  dengan  pahat  karbida  yang  tidak  dilapisi  dengan  bahan  pelapis.    Bahan  pelapis  sangat  berperan terhadap  kinerja  alat  potong.  Selama  proses  pemotongan  berlangsung  bahan  pelapis  dapat  berfungsi  sebagai pelumas  padat  yang  dapat  menurunkan  temperatur  pemotongan.  Tujuan  penelitian  ini  untuk  mengetahui  umur pemakaian pahat karbida berlapis Titanium Aluminium Nitrida (TiAlN) dengan tipe DCGX T3 1105-AL dengan menvariasikan kecepatan potong  ( Vc) 70, 110, dan 250  m/menit, sedangkan  gerak makan (f) = 0,1 mm/putaran dan  kedalaman potong (a) 1,5 mm  merupakan  variable tetap untuk ketiga kecepatan potong yang divariasikan. Proses pemotongan menggunakan proses pembubutan kering dengan material baja menengah ASTM A 29. Hasil penelitian menunjukkan proses pemotongan dengan Vc = 70 m/menit, waktu pemotongan (tc) 6.82 menit terjadi kenaikan  yang  signifikan  terhadap  keausan  pahat  (Vb)  yang  mencapai  0,04  mm  pada  waktu  0,8  menit. Selanjutnya, pada proses pembubutannya tidak terjadi aus mendadak sebelum pada waktu 6 menit dengan besar aus  sisi  (Vb)  0,06  pada  waktu  6,82  menit.  Pada  pemotongan  menggunakan Vc =  110  m/menit, tc 8.22  menit terjadi kenaikan yang signifikan terhadap Vb yang mencapai 0,05 mm pada waktu 0,46 menit, selanjutnya pada proses  pembubutannya  terjadi  aus  mendadak  pada  waktu  6  menit  dengan  besar  aus  sisi  (Vb)  0,13  pada  waktu 8,22 menit.  Pada pemotongan  menggunakan Vc = 250 m/menit, tc 8.22  menit  terjadi  kenaikan  yang signifikan terhadap  Vb  yang  mencapai  0,06  mm  pada  waktu  0,24  menit,  selanjutnya  pada  proses  pembubutannya  terjadi aus mendadak pada waktu 6 menit dengan besar aus sisi (Vb) 0,18 pada waktu 6,20 menit.
Kata Kunci: U mur pahat, kecepatan potong ( Vc ), aus sisi ( Vb ), pembubutan kering, pahat karbida TiAlN

## Abstact
The  use  of  coated  carbide-based  cutting  tools  (WC  +  Co)  dominates  in  the  metal  cutting  industry.  From  the results of previous studies that layered carbide chisels have better toughness when compared to carbide chisels that are not coated with a coating material. The coating material is very influential in the performance of cutting tools which during the cutting process takes place the coating material can function as a solid lubricant that can reduce the cutting temperature. The purpose of this study was to determine the age of using Titanium Aluminum Nitride (TiAlN) carbide chisels  with DCGX T3 1105-AL type by varying the cutting speed (Vc) of 70, 110, and 250 m / min, while feed motion (f) = 0, 1 mm / rotation and cutting depth (a) 1.5 mm are fixed variables for the three  cutting  speeds  that  are  varied.  The  cutting  process  uses  a  dry  turning  process  with  ASTM  A  29  medium steel material. The results show the cutting process with Vc = 70 m / min, the cutting time (tc) 6.82 minutes there was a significant increase in tool wear (Vb) which reached 0.04 mm at 0.8 minutes, then in the turning process there was no sudden wear before 6 minutes with large side wear (Vb) of 0.06 at 6.82 minutes. In cutting using Vc = 110 m / min, tc 8.22 minutes there was a significant increase in Vb which reached 0.05 mm at 0.46 minutes, then  in  the  process  of  turning  there  was  a  sudden  wear  at  6  minutes  with  large  side  wear  (Vb)  0.13  at  8.22 minutes.  On  cutting  using  Vc  =  250  m  /  min,  tc  8.22  minutes  there  was  a  significant  increase  in  Vb  which reached 0.06 mm at 0.24 minutes, then in the process of turning there was a sudden wear at 6 minutes with large side wear (Vb) 0.18 at 6.20 minutes.
Keywords: Tool life, cutting speed (Vc), side wear (Vb), dry turning, TiAlN carbide cutting tool
1. Pendahuluan
Proses bubut ( turning) dalam industri manufaktur  merupakan  salah  satu  proses  yang digunakan dalam pemotongan logam. Lebih kurang 80%  dari  keseluruhan  kegiatan  yang  ada  pada operasi  proses  pemotongan  logam  menggunakan
proses  bubut  [1] . Operasi  pemotongan  yang  dapat dilakukan  menggunakan  proses  bubut  di  antaranya straight  turning,  taper  turning,  profiling,  turning and  ecternal  grooving,  cutting  with  a  form  tool, facing,  face  grooving,  boring  and  internal
grooving,  drilling,  cutting  off,  threading serta knurling [2]. Dalam  proses  permesinan yang sering mengalami pergantian adalah pahat ( Cutting  Tool ). Pahat merupakan komponen yang dapat habis pakai dan  harganya  relatif  mahal.  Pahat  akan  mengalami keausan  setelah  digunakan  untuk  pemotongan, semakin  besar  keausan  pahat  maka  kondisi  pahat akan  semakin  kritis.  Jika  pahat  terus  digunakan, keausan pahat akan semakin cepat dan menyebabkan  ujung  pahat  akan  rusak,  kerusakan yang fatal tidak boleh terjadi pada pahat sebab gaya pemotongan  yang  besar  akan  merusak  pahat  bor, mesin perkakas, dan dapat membahayakan operator.
Selama proses pemotongan logam berlangsung terjadi interaksi antara pahat dan benda kerja.  Benda  kerja  terpotong  dan  pahat  mengalami gesekan.  Akibat  gesekan  yang  terjadi  secara  terus menerus  maka  pahat  akan  mengalami  keausan  dan akan mengurangi umur pahat.
Umur  Pahat  secara  pasti  diketahui  dari  hasil pengujian  permesinan  (secara  empiris)  untuk pasangan  material  benda  kerja  dan  pahat  tertentu. Jenis  material  benda  kerja  yang  berbeda  akan memberikan umur pahat yang berbeda juga. Dalam aplikasinya  pahat  digunakan  untuk  memotong berbagai  macam  benda  kerja.  Jadi,  untuk  setiap pahat  dan  setiap  material  benda  kerja  harus mempunyai  data  umur  dan  kondisi  pemotongan tertentu dalam setiap perencanaan proses permesinan[3]. Banyak industri pemotongan logam menggunakan  pahat  karbida  (WC+Co)  berlapis pada  proses  produksinya.  Salah  satu  pahat  karbida yang  diproduksi  oleh Sandvick  Coromant adalah type  GC  1005  yang  dilapisi  dengan  bahan  pelapis Titanium  Aluminium  Nitrida  (TiAlN) dan Titanum Nitrida  (TiN) dengan  kekerasan  1750  HV  yang direkomendasikan untuk memotong bahan Aluminium  pada  kecepatan  potong  maksimum 2000 m/menit[4].

## 1.2 Diagram Kegagalan Pahat
Pengamatan  kegagalan  pahat  digambarkan pada  mekanisme  aus  pahat  atau  kegagalan  pahat, mode  kegagalan,  dan  cacat  yang  terlihat.  Ginting [5]  menggambarkan  kegagalan  pahat    yang  lebih rinci yaitu dibagi atas aus ( wear ), deformasi plastik ( plastic deformation ), patah rapuh ( brittle fracture ) dan  pengelupasan  pelapis  ( coating  delamination ) sebagaimana yang diberikan  pada Gambar 1.
Gambar 1 . Diagram Spektrum Kegagalan Pahat[5]
a. Aus  Tepi ( Flank Wear )
Aus  tepi  adalah  bentuk    aus  pada  sisi  ( flank ) pahat  potong  disebabkan  perubahan  bentuk  radius ujung  pahat  oleh  gesekan  antara  permukaan pemesinan  benda  kerja  dan  sisi  pahat  karena kekakuan benda kerja. Bidang aus didasarkan pada tebal  bidang  aus  ( flank  wear  land ),  harus  sejajar terhadap arah potong. Tebal bidang aus  merupakan ukuran dari besarnya aus sisi.  Bentuk aus sisi  serta pengukurannya  ditentukan  sesuai  dengan  standar ISO 3685-1977 seperti  Gambar 2.
Gambar 2 .  Aus Sisi Pahat[6]
b. Aus Kawah ( Crater Wear )
Aus  ini  disebabkan  oleh  suhu  pemotongan yang tinggi pada bidang kontak antara serpihan dan pahat  ( rake  face ) dan  pada  tingkat  tertentu  terjadi pelarutan secara kimia antara pahat dan benda kerja yang  menyebabkan  pengikisan.  Aus  ini  akan meningkatkan  kerja  sudut  sadak  pahat  ( face  edge ) dan  mengurangi  gaya  potong.  Kedalaman  kawah adalah  parameter  yang  banyak  digunakan  untuk mengavaluasi keausan kawah [7].

## 1.3 Deformasi  Plastik (Plastic Deformation)
Akibat  panas  dan  tekanan  pemotongan  yang meningkat  bisa  menyebabkan  perubahan  bentuk plastik  dan  ketidakteraturan  bentuk    ukuran    pahat dan    bisa  diikuti  oleh  kepatahan  pahat.  Akibat perubahan  bentuk  plastik  dan  panas  serta  tekanan yang  meningkat  ini  juga  bisa  menyebabkan  terjadi Built  Up  Edge (BUE). Built  Up  Edge akan mengubah geometri pahat karena berfungsi sebagai mata  potong  yang  baru  dari  pahat yang bersangkutan. BUE merupakan  struktur  yang dinamik,  sebab  selama  proses  pemotongan BUE akan  tumbuh  dan  pada  suatu  saat  lapisan  atas  atau
seluruh BUE akan  terkelupas  dan  berulang  dengan proses  penumpukan  lapisan  metal  yang  baru. BUE yang  terkelupas  sebahagian  akan  terbawa  geram dan  sebahagian  lain  akan  menempel  pada  benda kerja  pada  bidang  transien  serta  pada  bidang  yang telah  terpotong.  Permukaan  akan  menjadi  lebih kasar  dengan  adanya  penempelan  serpihan BUE yang  relatif  keras  tersebut.  Bila  pemesinan dilakukan  pada  benda  kerja  lunak,  material  benda kerja  dapat  mengikat  pada  pahat  potong  dalam bentuk BUE sehingga  dapat  meningkatkan  tekanan pahat  dan  menyebabkan  permukaan  pemesinan yang buruk. Pembentukan BUE dapat diihat seperti Gambar 3.
Gambar 3. Pembentukan BUE [8]
1.3.1 Patah Rapuh (Brittle Fracture)
a. Penyerpihan ( Chipping )
Setup  pahat  yang  tidak  kaku  dan  disebabkan oleh  tidak  konsistennya  tekanan  potong,  dapat menyebabkan  penyerpihan  pahat.  Pemotongan terputus–putus bisa juga menjadi penyebab penyerpihan pahat atau patah.
b. Aus Takikan ( Notch Wear ) Terjadi akibat takikan pada dalamnya pemotongan  yang dapat memicu  terjadinya kawah pada  bagian  pahat.  Aus  ini  terjadi  pada  bidang kontak  ( side  cutting  edge dan end  cutting  edge ) antara benda kerja dan pahat.
c. Retak ( Cracking )
Perbedaan  suhu  yang  tinggi  antara  sudut potong  ( cutting  edge )    menyebabkan  meratanya tempat retak melingkar pada sudut potong pahat.
d. Aus Ujung Pahat ( Nose Wear )
Saat pemesinan dilakukan, abrasif dan deformasi pada ujung pahat dapat terjadi. Pada aus ujung  pahat  ukuran  berubah  dan  permukaan finishing benda kerja memburuk.
1.3.2 Pengelupasan Pelapis (Coating Delamination)
Pengelupasan  pelapis  ( coating  delamination ) merupakan  kejadian  hilangnya  bagian  pahat  dalam bentuk lapisan dari permukaan pahat. Fenomena ini adalah  paling  sering  terjadi  ketika  pahat  yang digunakan  jenis  pahat  sisipan  berlapis.  Namun
demikian,  bisa  juga  terjadi  pada  material  pahat yang  lain.  Pengelupasan  pelapis  dapat  dilihat  pada Gambar 4.
Gambar  4 .    Pengelupasan  Pelapis  Pahat  Karbida Berlapis CVD[9]
Mekanisme  terjadinya coating  delamination yang  digali  berdasarkan  hasil  analisis  mikro menggunakan scanning electron microscopy (SEM) dan energy dispersive analysis by X-Ray spectroscopy (EDAX)  dapat  disimpulkan  seperti skema pada Gambar 5.
Gambar  5 .  Skema  Mekanisme  Pengelupasan Pelapis (Coating Delamination)[9]
Menurut  Nouari  dan  Ginting  (2006)  [9], dalam  kasus  pahat  berlapis  pengelupasan  pelapis terjadi  dengan  diawali  oleh micro-cracks yang berlangsung  di  dalam  lapisan  penyalut  dan kemudian  diikuti  oleh  kepindahan  material  lapisan dengan  cepat.  Secara  umum  penyelidikan  tentang pengelupasan  pelapis  bukanlah  suatu  pekerjaan yang mudah. Hal ini disebabkan oleh interaksi yang kompleks  antar  beberapa  faktor  yang  berperan terhadap  pengelupasan  seperti: Dry  Machining Operation  Environment (DMOE),  sifat  hakiki material pelapis, dan interaksi antara pahat, lapisan, serta benda kerja.
Pada  awalnya,  pengelupasan  pelapis  adalah bagian  dari  aus  mekanis,  tetapi  enelitian  lain menyimpulkan bahwa pengelupasan pelapis sebagian  besar  merupakan  mekanisme  kimia. Dearnley dan Greason [9] menyatakan bahwa suatu temperatur pemotongan yang lebih daripada 800  C akan mengakibatkan proses difusi ketika memotong paduan  titanium.  Mereka  menetapkan  bahwa mekanisme aus difusi terjadi selama membubut Ti- 64  dengan  pahat  karbida.  Hasil  penelitian  mereka
menunjukkan  bahwa  permukaan  yang  dikenakan rake  face pahat  adalah  sangat  halus.  Dengan  kata lain, tidak ada aus mekanis secara jelas.
Kemudian  Wang  dan  Zhang  [10]  dalam penelitiannya  juga  melaporkan  bahwa  unsur-unsur Co  dan  C  berpindah  tempat  dari  pahat  ke  dalam chip  selama  pemesinan.  Migrasi  atom  C  tersebut menghasilkan  pembentukan  suatu  lapisan  rapuh (lapisan  kaya  akan  atom  karbon)  yang  dengan mudah  pecah  di  bawah  beban  mekanis  pada interface tool-chip .
Selanjutnya,  Nouari  dan  Ginting  (2006)  [9] dalam  penelitiannya  melalui  analisa  EDAX-nya juga  membuktikan  tentang  adanya  proses  difusi pada  lapisan  pahat  ( interface  tool-chip )  di    dalam area  seperti  yang ditunjukkan oleh dua anak panah pada Gambar 6.
Gambar 6. Proses Difusi pada Lapisan Pahat [9]
Dari  gambar  di  atas,  Nouari  [9] menyatakan bahwa pada  lapisan  interface tool-chip untuk pahat dengan subtrate berisi  unsur-unsur  seperti  W,  Ti, Ta,  Nb,  C,  dan  Co,  ternyata  dalam  proses pemesinan  hasilnya  menunjukkan  bahwa  semua unsur-unsur substrate pahat tersebut telah ditemukan  di interface  tool-chip .  Hal  ini  sejalan dengan temuan Wang dan Zhang yang menetapkan bahwa interface tool-chip adalah suatu lapisan yang kaya  akan  atom  C  sebab  secara  kimiawi  bereaksi dengan  unsur  Ti  yang  berasal  dari  material  benda kerja dan dari lapisan TiC.
Dari  uraian  yang  telah  dipaparkan  tentang kegagalan pahat di atas, jelas bahwa efek aus pahat ditinjau  dari  ukuran  performa  secara  teknik  adalah berkaitan  dengan  konsekuensi  menurunnya  akurasi dimensi,  meningkatnya  kekasaran  permukaan, meningkatnya  gaya  potong,  meningkatnya  suhu, getaran meningkat, menurunnya effisiensi produksi, kualitas  komponen,  dan  meningkatnya  ongkos produksi. Tegasnya, mode kegagalan pahat berakhir lebih cepat ( premature end ).
1.4 Mekanisme Aus Pahat
1.4.1 Proses Pengikisan (Abrasive)
Berupa  gesekan  antara  aliran  material  benda kerja  pada  bidang  geram  dan  bidang  utama  pahat. Proses  pengikisan    berbanding  langsung  terhadap jarak potong ( cutting distance ) dan tidak tergantung pada  suhu.  Mekanisme  pembentukan  radius
serpihan  Ro  juga  memungkinkan  terjadinya  aus abrasif pada pahat.

## 1.4.2 Proses Kimiawi
Dua  permukaan  yang  saling  bergesekan dengan  tekanan  yang  cukup  besar  beserta lingkungan kimiawi yang aktif (baik udara maupun cairan  pendingin  dengan  komposisi  tertentu)  dapat menyebabkan  interaksi  antara  material  pahat dengan  benda  kerja.  Permukaan  material  benda kerja  yang  baru  saja  terbentuk  (permukaan  geram dan  permukaan  benda  kerja  yang  telah  terpotong) sangat  aktif  sehingga  mudah  bereaksi  kembali  dan menempel  pada  permukaan  pahat.  Pada  kecepatan potong  yang  rendah,  oksigen  dalam  udara  pada celah-celah  di  antara  pahat  dengan  geram  atau benda kerja mempunyai kesempatan untuk bereaksi dengan  material  benda  kerja  sehingga  akan mengurangi  derajat  penyatuan  dengan  permukaan pahat. Akibatnya, daerah kontak dimana pergeseran antara  pahat  dengan  geram/benda  kerja  akan  lebih luas  sehingga  proses  keausan  karena  gesekan  akan terjadi lebih cepat.
1.4.3 Proses Adhesi (Adhesive) atau

## Kerusakan  Patah Rapuh
Adalah  sebagai  laju  proses  yang  terkait dengan  suhu  serta  kondisi  pemotongan.  Pada tekanan  dan  temperatur  yang  relative  tinggi, permukaan  metal  yang  baru  saja  terbentuk  akan menempel  dengan  permukaan  metal  yang  lain. Proses adhesi tersebut terjadi disekitar mata potong pada bidang geram dan bidang utama pahat.

## 1.4.4 Proses Difusi atau Peresapan (Diffusion)
Pada  daerah  tempat  terjadi  pelekatan  (adhesi) antara  material  benda  kerja  dan  pahat  di  bawah tekanan  dan  temperatur  yang  tinggi  serta  adanya aliran  metal  (geram  dan  permukaan  terpotong relatif terhadap pahat) akan menyebabkan timbulnya  proses  difusi.  Dalam  hal  ini  terjadi perpindahan  atom  metal  dan  karbon  dari  daerah dengan  kecepatan  tinggi  menuju  ke  daerah  dengan konsentrasi  rendah.  Kecepatan  keausan  karena proses  difusi  dipengaruhi  beberapa  faktor,  antara lain:
1. Daya  larut  ( solubility) dari  berbagai  fasa dalam  struktur  pahat  terhadap  material benda kerja
2. Temperatur
3. Kecepatan aliran metal yang melarutkan.
1.4.5 Proses Oksidasi Pada kecepatan potong yang tinggi (temperatur  yang  tinggi)  ketahanan  karbida  atas proses  oksidasi  akan  menurun.  Karbida  dapat teroksidasi bila temperaturnya cukup tinggi dan tak ada perlindungan terhadap serangan oksigen dalam atmosfir.  Akibatnya,  struktur  material  pahat  akan lemah  dan  tidak  tahan  akan  deformasi  yang
disebabkan oleh gaya pemotongan. Cairan pendingin  dalam  batas-batas  tertentu  mampu mencegah terjadinya proses oksidasi.

## 1.4.6 Proses Deformasi Plastik
Kekuatan  pahat  untuk  menahan  tegangan tekan  merupakan  sifat  material  pahat  yang dipengaruhi  oleh  temperatur.  Hal  inilah  yang merupakan faktor utama yang membatasi kecepatan penghasilan  geram  bagi  suatu  jenis  pahat. Penampang  geram  harus  direncanakan  supaya tekanan  yang  diderita  ujung  pahat  tidak  melebihi batas  kekuatan  pahat  untuk  menghindari  terjadinya proses deformasi plastik.
Pahat  karbida  menjadi  fokus  penelitian  oleh beberapa  para  peneliti[11][12][13][14],  beberapa temuan  diantaranya  hasil  pengujian  terhadap  pahat karbida  berlapis  Titanium  Aluminium  Nitrida  dan Titanium  Nitrida  (TiAlN/TiN)  pada    pemotongan paduan  Aluminium  6061  kecepatan  potong  tinggi kondisi  kering  bahwa  semakin  tinggi  kecepatan potong  akan  menghasilkan  kecepatan  pertumbuhan aus  sisi  ( VB )  semakin  cepat  pada  pemotongan paduan Aluminium 6061 keaadaan kering menggunakan  pahat  karbida berlapis bahan TiAlN/TiN  serta  banyaknya  Built  Up  Edge  (BUE) yang  mendominasi  pada  permukaan  alat  potong pada  kecepatan  potong  800  m/menit  dan  tidak ditemukan  pada  kecepatan  potong  1000  dan  1200 m/menit[11].  Berdasarkan  permasalahan  ini,  perlu dilakukan  penelitian  lanjutan  dengan  variabel  yang lain  terutama  terkait  dengan  umur  pahat  dan material.  Tujuan  dari  penelitian ini  untuk mengetahui umur pemakaian pahat karbida berlapis Titanium  Aluminium  Nitrida  (TiAlN) dengan  tipe DCGX  T3  1105-AL  dengan menvariasikan kecepatan  potong  ( Vc) 70,  110,  dan  250  m/menit, sedangkan  gerak  makan (f) =  0,1  mm/putaran  dan kedalaman  potong (a) 1,5  mm  merupakan  variabel tetap  untuk  ketiga  kecepatan  potong  yang divariasikan.  Proses  pemotongan  menggunakan proses  pembubutan  kering  dengan  material  baja menengah ASTM A 29.

## 2. Metode Penelitian
2.1  Bahan dan Peralatan Bahan  yang  digunakan  adalah  baja  ASTM  A 29.  Baja  ini  merupakan  baja  karbon  dengan komposisi unsur karbon  yang terdapat  pada ASTM A  29  yaitu  antara  0,35-  0,42%.  Hal  tersebut menyatakan bahwa ASTM A 29 adalah baja karbon menengah  yang  dilihat  dari  kandungan  karbonnya dibawah  0,5  %.  Adapun  dimensi  yang  digunakan pada baja ASTM A 29 dengan panjang 300 mm dan berdiameter 39 mm.
Pahat potong yang digunakan dalam penelitian  ini  merupakan  pahat  produksi  dari perusahaan Sandvick Coromant yaitu pahat karbida berlapis  ( coated )  dari  bahan Titanium  Aluminium Nitrida (TiAlN) yang dihasilkan melalui proses PVD
yang  direkomendasikan  untuk  memotong  Paduan Aluminium.
Gambar 7 . Dimensi Pahat Bubut[15]
Pemegang  pahat  yang  digunakan  adalah SDJCR 2020K 1 yang merupakan pemegang pahat produksi  Sandvick  Coromant  dengan  dimensi pegangan sebesar 20 x 20 mm.
Gambar 8 . Pemegang Pahat ( Tool Holder )[15]
Peralatan  yang  digunakan  adalah  mesin  bubut konvensional dan mikroskop . Mikroskop digunakan untuk  mengambil  data  gambar  kegagalan  pahat yang  terjadi  setelah  proses  pemesinan  digunakan USB Digital Microscope.

## 2.2 Tahapan Penelitian
Tahapan Penelitian pada penelitian ini adalah :
1. Untuk  mendapatkan  bentuk  pertumbuhan  aus sisi  (VB)  pahat  yang  dapat  digunakan  sebagai penentu  umur  pahat (Tool  Life )  dilakukan dengan membuat beberapa kondisi pemotongan.
2. Proses pemesinan dilakukan dengan menggunakan  mesin  bubut  konvensional  pada pembubutan bahan baja ASTM A 29.
3. Menghitung Proses Pemesinan Benda Kerja Proses  pemesinan  yang  dilakukan  pada permukaan baja dilakukan dalam 3 tahap pengerjaan  yaitu  tahapan  pemotongan  pertama dengan  menggunakan  kecepatan  potong  ( Vc )  70 m/min,  pemotongan  kedua  dengan  menggunakan kecepatan potong ( Vc ) 110 m/min, dan pemotongan ketiga dengan menggunakan kecepatan potong ( Vc ) 250  m/min  dengan  perhitungan  pembubutan  benda kerja maka penentuan yang akan dilakukan sebagai berikut:
Kecepatan Potong ( Vc ) 70 m/min a. Putaran spindle
n = d π 1000   V = 586,65 rpm
b. Waktu pemakanan
n f l t t c   = 0,85 min Kecepatan Potong ( Vc ) 110 m/min a. Putaran spindle
n  =
d π 1000
  V = 1094,74 rpm
b. Waktu pemakanan
n f l t t c   = 0,456 min
Kecepatan Potong ( Vc ) 250 m/min a. Putaran spindle
n= d π 1000   V = 2095,20
b. Waktu pemakanan n f l t t c   = 0,238 min Tabel 1 . Parameter pemotongan Vc Spindel (RPM) tc 70 110 250 586 1095 2095 0,85 0,46 0,24
4. Selanjutnya, untuk mengetahui Proses pengukuran  aus  sisi  (VB)  diambil  pada  setiap panjang  pemesinan  (lt)  dengan  kecepatan potong  (V)  bervariasi  sesuai  dengan  Tabel. Harga  batas  keausan  sisi  (VB)  untuk  pahat karbida adalah 0,3 mm dengan waktu pemotongan  tidak  kurang  dari  5  menit  (ISO 3685-1977).  Keausan  sisi  (VB)  dilihat  dengan menggunakan USB Digital Microscop .
Gambar 9 . Penggunaan Microscope
5. Berdasarkan pengumpulan data tersebut peneliti akan  mendapatkan  hasil  data  pengujian.  Dari data tersebut maka dapat diketahui tingkatan aus sisi  pada  pahat  karbida  berlapis  dalam  proses pembubutan basah.

## 3. Hasil dan pembahasan
Hasil dari proses pembubutan atau pemotongan  dengan  variasi  kecepatan  potong adalah seperti berikut ini:

## 3.1 Pemotongan Pertama Vc 70m/menit
Kurva  pertumbuhan  aus  sisi  pada  kecepatan potong    (Vc)  70  m/menit  sebagaimana  pada Gambar 10 berikut:
Gambar  10 .  Kurva  pertubumuhan (Vb) dengan ( Vc ) 70 m/mnt
Pada pemotongan pertama dengan menggunakan kecepatan potong (Vc) = 70 m/menit, gerak  makan (f) =  0,1  mm/putaran,  kedalaman potong (a) 1,5  mm  dengan  waktu  pemotongan (tc) hanya  6.82  menit  kenaikan  yang  sangat  signifikan terjadi  pada  proses  pemotongan  pertama  dimana keausan pahat (Vb) mencapai 0,04 mm pada waktu 0,8  menit,  selanjutnya  pada  proses  pembubutannya tidak  terjadi  aus  mendadak  sebelum  pada  waktu  6 menit  dengan  besar  aus  sisi  (Vb)  0,06  pada  waktu 6,82  menit  yang  menandakan  bahwa  umur  pahat jauh  dari  ketentuan  yaitu  minimal VB 0,3  mm dalam  waktu  pemotongan (tc) tidak  kurang  dari  5 menit (ISO 3685: 1977).
Bentuk keausan sisi pada kondisi pemotongan di atas dapat dilihat pada Gambar 11. berikut :
Gambar  11 .  Bentuk  tumbuhnya  lapisan  metal (BUE) pada pemotongan ( Vc ) 70 m/menit
Pada  besar  aus  sisi (VB) baru  mencapai  0,06 mm.  Pada  pemotongan  dengan  kecepatan  ( Vc )  70 m/menit,  kondisi  pahat  mengalami  deformasi plastik  pada  bagian  tepi  pahat  (T-land  Geometry) diakibatkan  oleh  panas  dan  tekanan  pemotongan meningkat  yang  berimbas  pada  perubahan  bentuk plastik pada pahat dan merubah geometri pahat.

## 3.2 Pemotongan Kedua Vc 110m/menit
Kurva  pertumbuhan  aus  sisi  pada  kecepatan potong    (Vc)  110  m/menit  sebagaimana  pada Gambar 12 berikut:
Gambar  12 .  Kurva  pertubumuhan (Vb) dengan ( Vc ) 110 m/mnt
Pada pemotongan kedua dengan
menggunakan  kecepatan  potong (Vc) =  110 m/menit,  gerak  makan (f) =  0,1  mm/putaran, kedalaman  potong (a) 1,5  mm  dengan  waktu pemotongan (tc) hanya  8.22  menit  kenaikan  yang sangat  signifikan  terjadi  pada  proses  pemotongan pertama dimana keausan pahat (Vb) mencapai 0,05 mm  pada  waktu  0,46  menit,  selanjutnya  pada proses  pembubutannya  terjadi  aus  mendadak  pada waktu 6 menit dengan besar aus sisi (Vb) 0,13 pada waktu  8,22  menit  yang  menandakan  bahwa  umur pahat jauh dari ketentuan yaitu minimal VB 0,3 mm dalam  waktu  pemotongan (tc) tidak  kurang  dari  5 menit (ISO 3685: 1977).
Bentuk keausan sisi pada kondisi pemotongan di atas dapat dilihat pada Gambar 13. berikut :
Gambar  13 .  Bentuk  tumbuhnya  lapisan  metal (BUE) pada pemotongan ( Vc ) 110 m/menit
Pada  besar  aus  sisi (VB) baru  mencapai  0,13 mm  pada  pemotongan  dengan  kecepatan  ( Vc )  110 m/menit,  kondisi  pahat  mengalami  deformasi plastik  pada  bagian  tepi  pahat  (Flank  face)  hal tersebut  disebabkan  oleh  suhu  pemotongan  yang tinggi  pada  bidang  kontak  antara  serpihan  dan pahat.  Dalam  kerusakan  tumbuhnya  lapisan  metal diakibatkan  oleh    perubahan  bentuk  plastik  dan panas yang terima pahat melebihi kemampuannya.

## 3.3 Pemotongan Ketiga Vc 250m/menit
Kurva  pertumbuhan  aus  sisi  pada  kecepatan potong  250  m/menit  sebagaimana  pada  gambar  14 berikut:
Gambar  14 .  Kurva  pertubumuhan (Vb) dengan ( Vc ) 250 m/mnt Pada
pemotongan ketiga dengan menggunakan  kecepatan  potong (Vc) =  250 m/menit,  gerak  makan (f) =  0,1  mm/putaran, kedalaman  potong (a) 1,5  mm  dengan  waktu pemotongan (tc) hanya  8.22  menit  kenaikan  yang sangat  signifikan  terjadi  pada  proses  pemotongan pertama dimana keausan pahat (Vb) mencapai 0,06 mm  pada  waktu  0,24  menit,  selanjutnya  pada proses  pembubutannya  terjadi  aus  mendadak sebelum  pada  waktu  6  menit  dengan  besar  aus  sisi (Vb) 0,18 pada waktu 6,20 menit yang menandakan bahwa  umur  pahat  jauh  dari  ketentuan  yaitu minimal VB 0,3 mm dalam waktu pemotongan (tc) tidak kurang dari 5 menit (ISO 3685: 1977).
Bentuk keausan sisi pada kondisi pemotongan di atas dapat dilihat pada Gambar 15 berikut:
Gambar  15 .  Bentuk  tumbuhnya  lapisan  metal (BUE) pada pemotongan Vc 250 m/menit
Pada  besar  aus  sisi (VB) baru  mencapai  0,18 mm  pada  pemotongan  dengan  kecepatan  ( Vc )  250 m/menit,  kondisi  pahat  mengalami  patahan  pada bagian  ujung  pahat ( nose )  dalam  kerusakan  abrasif dan deformasi pada ujung pahat  yang  berakibatkan permukaan finishing benda kerja memburuk.
4. Kesimpulan Proses  pemotongan  dengan Vc =  70  m/menit, waktu pemotongan (tc) 6.82 menit terjadi kenaikan yang  signifikan  terhadap  keausan  pahat  (Vb)  yang mencapai  0,04  mm  pada  waktu  0,8  menit. Selanjutnya,  pada  proses  pembubutannya  tidak terjadi  aus  mendadak  sebelum  pada  waktu  6  menit
dengan  besar  aus  sisi  (Vb)  0,06  pada  waktu  6,82 menit.  Pada  pemotongan  menggunakan Vc =  110 m/menit, tc 8.22  menit  terjadi  kenaikan  yang signifikan  terhadap  Vb  yang  mencapai  0,05  mm pada  waktu  0,46  menit.  Selanjutnya,  pada  proses pembubutannya terjadi aus mendadak pada waktu 6 menit  dengan  besar  aus  sisi  (Vb)  0,13  pada  waktu 8,22  menit.  Pada  pemotongan  menggunakan Vc = 250  m/menit, tc 8.22  menit  terjadi  kenaikan  yang signifikan  terhadap  Vb  yang  mencapai  0,06  mm pada  waktu  0,24  menit.  Selanjutnya,  pada  proses pembubutannya terjadi aus mendadak pada waktu 6 menit  dengan  besar  aus  sisi  (Vb)  0,18  pada  waktu 6,20  menit.  Dalam  waktu (tc) 6.20  menit  serta kondisi  pahat  mengalami  patahan  pada  bagian ujung  pahat  ( nose )  dalam  kerusakan  abrasif  dan deformasi  pada  ujung  pahat  yang  berakibatkan permukaan finishing benda kerja memburuk.

## Referensi
[1] Nakaminami,  M.,  Tokuma,  T.,  Moriwaki, T.,  dan  Nakamoto,  K. Optimal  Structure Design Methodology for Compound Multiaxis  Machine  Tool-  I-  Analysis  of
Requirements  and  Specification.  Paper Manufacturing  Technology  Departement.
MORI SEIKI CO.LTD. 2007
[2] Kalpakjian, S. dan Steven, R.S. Manufacturing  Processes  for  Engineering Materials . New Jersey.Prentice Hall. 2001
[3] Budiman,  Hendri  dan  Richard.  “Analisis Umur  Dan  Keausan  Pahat  Karbida  Untuk Membubut  Baja  Paduan  (ASSAB  760) Dengan  Metoda  Variale  Speed  Machining
Test”. Jurnal  Teknik  Mesin  Universitas Kristen Petra . vol 9 (1), pp31-39, 2007
[4] Astakhov V P . Tribology of Metal Cutting . Elsevier , London. 2006
[5] Armansyah Ginting, Keausan Pahat Pemotong  Kerbida .  Jurusan  Teknik  Mesin
Universitas Sumatra Utara. 2004
[6] ISO 3685 (1977) Second Edition 1993.
[7] Rochim,  Taufiq .  Teori  &  Teknologi  Proses Pemesinan. Higher  Education  Development
Support Project. Jakarta. Mei 1993.
[8] David  A.S  and  John  S.A, Metal  Cutting Theory  and  Practice ,  Marcel  Dekker  Inc.,
1997.
[9] Nouari M. dan Ginting A., Wear
Characteristics  and  Ferformance  of  Multi- layer  CVD-Coated  Alloyed  Carbide  Tool  in Dry End Milling of Titanium Alloy. Surface Coating Technology . 200:5663-5676. 2006
[10] Zhang.,  An  Investigation  of  the  Wear Mechanism  for  Carbida  Tool  in  Face Milling  the  Ti-5Al-4.75Mo-4.75  V-  1Cr-1 Fe Alloy. Key Eng Mater 431- 432:547-550. 2010
[11]  S.  Sunarto  and  S.  Mawarni,  “Pengaruh pemesinan  laju  tinggi  keadaan  kering terhadap  pertumbuhan  aus  sisi  (VB)  pahat karbida berlapis (tialn/tin) pada pembubutan paduan  aluminium  6061,” J.  POLIMESIN , vol. 16, no. 2, pp. 51–56, 2018.
[12]    F.  Sitorus,  A.  Ginting,  and  B.  Wirjosentono, “Penyelidikan Karakteristik Lapisan
Diamond  Film  Pahat  Karbida  Terhadap
Pembebanan  Mekanik  Pada  Pembubutan Kering,” J. Inotera , vol. 1, no. 1, pp. 32–45, 2016.
[13]   I. Butarbutar, “Optimasi Kondisi Pemotongan pada  Pembubutan  Baja  AISI  4340  yang Dikeraskan  Menggunakan  Pahat  Karbida PVD  Berlapis  AlTiN  dengan  Algoritma Genetika,”  Universitas  Sumatera  Utara,
2018.
[14]  A.  Suhendi  and  M.  Yoto,  “Pengaruh Kecepatan  Spindle,  Kedalaman  Penyayatan, dan  Variasi  Campuran  Cairan  Pendingin Terhadap  Keausan  Pahat  Insert  Karbida pada  Proses  Pembubutan,” J.  Tek.  Mesin Dan Pembelajaran , vol. 2, no. 2, 2019.
[15] Sandvik  Coromant,  Technical  Information:
Tool wear, 12 maret 2004. http://www2.coromant.sandvik.com/coroma nt/products/steelturning/pdf/.2003