How to cite: Widayanti.  T.  H.  et  al  (2022)  Teknik  Penerjemahan  Kompleks  Klausa  Tipe  Proyeksi  Dalam  Novel  “An Abundance of Katherines” Karya John Green. Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia, 7 (3). E-ISSN: 2548-1398 Published by: Ridwan Institute
Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia p–ISSN: 2541-0849 e-ISSN: 2548-1398 Vol. 7, No. 3, Maret 2022

## ARANG  TULANG  KERBAU  SUMBER  KARBON  PACK  CARBURIZING UNTUK  MENINGKATKAN  KEKERASAN  BOLA  BAJA  BANTALAN  RODA SEPEDA
Obet Ranteallo 1 , Yafet Bontong 2 , Frans Robert Bethony 3 , Dultudes Mangopo 4
Fakultas Teknik Mesin Universitas Cenderawasih, Indonesia 1
Fakultas Teknik Mesin Universitas Kristen Indonesia Toraja, Indonesia 2,3
Fakultas Teknik Elektro Universitas Cenderawasih, Indonesia 4 Email: takke.ranteallo@gmail.com, yafet.bontong@yahoo.co.id, frobethony@gmail.com, elektro_doel@yahoo.com

## Abstrak
Pack carburizing atau media padat bertujuan untuk meningkatkan nilai karbon baja terutama pada baja karbon rendah sehingga dengan bertambahnya nilai karbon pada baja maka meningkat pula nilai kekerasanya. Penelitian ini menggunakan bola baja (agel sepeda) sebagai objek perlakuan pack carburizing dan Arang Tulang Kerbau (ATK)  sebagai  sumber  karbon  dan  Barium  karbonat  (BaCO3)  sebagai  katalis. Metode,  komposisi  rasio  60%  ATK:  40%  BaCO3,  70%  ATK:  30%  BaCO3,  80% ATK:  20%  BaCO3,  temperatur  pemanasan  8500C  dan  9500C,  waktu tahan  2  jam dan  pendinginan cepat  dengan air  biasa. Hasilnya,  Nilai  kekerasan  bola  baja  yang paling  baik  pada  temperatur  pemanasan 850 0 C  berada  pada  komposisi  rasio  pack carburizing  80%  ATK:  20%  BaCO3  sebesar  212,77  HB,  sedangkan  pada temperatur  pemanasan  950 0 C  juga  komposisi  rasio  pack  carburizing  80%  ATK: 20% BaCO3 sebesar 219,84 HB.
Kata Kunci : arang tulang kerbau, BaCO3, bola baja, pack carburizing, uji kekerasan

## Abstract
Pack  carburizing  or  solid  media  aims  to  increase  the  carbon  value  of  steel, especially  in  low  carbon  steel  so  that  with  increasing  carbon  value  in  steel,  the hardness value also increases. This study used a steel ball (cycle agel) as the object of  pack  carburizing  treatment  and  Buffalo  Bone  Charcoal  (ATK)  as  a  carbon source  and  Barium  carbonate  (BaCO3)  as  a  catalyst.  Method,  composition  ratio 60% ATK: 40% BaCO3, 70% ATK: 30% BaCO3, 80% ATK: 20% BaCO3, heating temperature  8500C  and  950 0 C,  holding time  2  hours  and  fast  cooling  with  plain water.  As  a  result,  the  best  steel  ball  hardness  value  at  a  heating  temperature  of 850 0 C  is  in  the  composition  of  the  pack  carburizing  ratio  of  80%  ATK:  20% BaCO3 of 212.77 HB, while at the heating temperature of 9500 the composition of the pack carburizing ratio of  80% ATK: 20% BaCO3 is equal to 219.84 HB.
Keywords: buffalo bone charcoal, BaCO3, steel ball, pack carburizing, hardness test
Received: 2022-02-20; Accepted: 2022-02-05; Published: 2022-03-05

## Pendahuluan
Kerbau  mempunyai  peran  yang  sangat  penting  bagi ekonomi  peternakan  sebagai penghasil  susu,  daging,  dan  tenaga  kerja (A.,  Fatah,  &  Dudi,  2015) .  Kerbau  juga merupakan  hewan  paling  penting  dalam  kehidupan  sosial  masyarakat  toraja,  karena sebagai  persembahan  pada  upacara  orang  meninggal  atau  kedukaan, (Somba,  2019). Berdasarkan  data  dari  penelitian (Rombe,  2011) ,  jumlah  kerbau  yang  dipotong  untuk upacara kedukaan adalah sekitar 13.000 ekor per tahun. Kerbau yang sangat banyak ini tentunya akan menimbulkan limbah tulang yang banyak. Menyikapi hal tersebut  maka digunakan alternatif yaitu sebagai adsorben. Adsorben adalah zat yang mempunyai sifat mengikat pada permukaan dan sifat ini sangat menonjol pada padatan berpori (Sukardjo, 1999) . Menurut Darmayanto (2009) kandungan organik penyusun tulang kerbau sebesar 35%.  Kandungan  karbon  dalam  tulang  yang  cukup  banyak  sehingga  sangat memungkinkan  dijadikan  sebagai  bahan  baku  pembuatan  arang  aktif.  Arang  aktif merupakan senyawa amorf yang dapat dihasilkan dari bahan – bahan yang mengandung karbon atau dari arang yang diperlakukan secara khusus untuk mendapatkan permukaan lebih luas. Luas permukaan arang aktif berkisar 400-800 m2 /gram dengan ukuran pori antara  5-10  A.  Arang  tulang  memiliki  daya  serap  yang  tinggi  karena  arang  tulang memiliki pori - pori  dalam jumlah besar. Untuk memanfaatkan  tulang kerbau sebagai sumber karbon maka akan diproses menjadi arang selanjutnya sebagai media karburasi pada  proses  carburizing.    Carburizing  merupakan  salah  satu  treatment  yang  banyak dilakukan  pada  logam  dalam  bidang  teknik  mesin  khususnya  material  teknik,  untuk meningkatkan  kekuatan  sifat  mekanis  logam.  Umumnya  material  baja  karbon  rendah yang  di  carburizing  dengan  media  karburasi  bertujuan  untuk  meningkatkan  sifat mekanis.
Logam atau bahan yang menjadi penelitian pemanfatan arang tulang kerbau yaitu bola baja (agel) pada bantalan sepeda adalah bahan dari baja karbon rendah, akan diberi perlakuan  carburizing  untuk  meningkatkan  kekerasan  sehingga  memiliki  ketahanan terhadap  aus  akaibat  gesekan.  Arang  tulang  kerbau  sebagai  sumber  karbon,  kemudian ditambahkan barium karbonat (BaCO3) sebagai katalis. Proses ini dikenal dengan pack carburizing,  dimana  karbon  monoksida  yang  berasal  dari  senyawa  padat  terurai  pada permukaan  logam  menjadi  karbon  baru  dan  karbon  dioksida (Mittemeijer, E.,  Dossett, J.,  &  Totten,  2013) .  Media  pemanasan  baja  pada  suhu  sekitar  8500C  mempunyai afinitas terhadap karbon. Karbon diabsorpsi ke dalam logam membentuk larutan padat karbon  besi  dan  pada  lapisan  luar  memiliki  kadar  karbon  yang    tinggi.  Bila  cukup waktu,  atom  karbon  akan  mempunyai  kesempatan  untuk  berdifusi  ke  bagian-bagian sebelah  dalam.    Tebal  lapisan  tergantung  dari  waktu  dan  suhu  yang  digunakan. Berdasarkan  media  yang    memberikan  karbon,  secara  umum  dapat  dibagi  tiga  yaitu karburasi padat (solid carburizing), karburasi cair (liquid carburizing), dan karburasi gas (gas  carburizing). (Bahtiar,  Iqbal,  &  Arisandi,  2017) melakukan  penelitian,  untuk mengetahui  pengaruh  pack  carburizing  terhadap  baja  karbon  sedang  menggunakan cowbone sebagai energizer. Persentase arang tulang sapi dan CaCO3 adalah 40%:60%;
30%:70% dan 25%:75%; temperatur karburizing 850oC, 900oC dan 950oC, karburizing selama  8  jam.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa    pada  persentase  arang  cowbone 40%,  kedalaman  permukaan  baja  0,2  mm,  memiliki  nilai  kekerasan  780  Hv  dan  pada 4mm  nilai  kekerasan  294  Hv.  Pada  persentase  cowbone  30%,  kedalaman  permukaan baja 0,2 mm,  memiliki nilai kekerasan dari 750 Hv dan pada 4mm, nilai kekerasan 283 Hv. Pada persentase cowbone 25%, kedalaman permukaan baja 0,2 mm memiliki nilai kekerasan 700 Hv dan pada 4mm, nilai kekerasan 216 Hv. Nilai kekerasan permukaan tertinggi  pada  kedalaman  2  mm  yaitu    40%  berat  cowbone  memiliki  nilai  kekerasan tertinggi  780  HV,  untuk  kedalaman  4mm  pada  berat  40%  cowbone  juga  diperoleh kekerasan tertinggi sebesar 294 Hv. Hal ini menunjukkan bahwa arang tulang sapi dapat digunakan sebagai energizer. Dalam penelitiannya, (Aras, 2013) melakukan penelitian, untuk  mengetahui  proses  pack  carburizing  media  arang  kemiri    dan  barium  karbonat (BaCO3)    dan  holding  time  terhadap  sifat  mekanis  baja  karbon  rendah.  Media  karbon yang digunakan adalah  arang kemiri dengan persentase berat sebesar 80% dan BaCO3 20%.  Proses  pack  carburizing  dilakukan  pada  suhu  950oC  dan  waktu  tahan  selama  4 dan 5 jam. Hasil penelitian menunjukkan bahwa suhu pemanasan 9500C dengan waktu tahan 5 jam  memberikan kekerasan permukaan tertinggi  (370,78 kg/mm2).
Kemudian (Mazuli  &  Haripriadi,  2020) melakukan  penelitian  serupa  tentang proses  pack  carburizing  dengan  media  arang  kayu  asam  terhadap  sifat  mekanis  dan struktur  mikro  terhadap  baja  rendah.  Media  karbon  yang  digunakan  arang  kayu  asam dengan persentase berat 80% dan 20% CaCO3. Proses pack carburizing dilakukan pada suhu  pemansan  900oC  dan  950oC  dengan  waktu  penahanan  2  jam.  Hasil  penelitian menunjukkan  bahwa  suhu  950oC  memberikan  kekerasan  permukaan  tertinggi  (609,74 kg/mm2).
Dengan metode yang sama, (Iqbal, 2007) melakukan penelitian untuk mengetahui pengaruh  dari  variasi  tempertur  terhadap  perubahan  sifat  mekanis  baja  AISI  1020. Waktu  tahan  yang  digunakan  selama  proses  pengarbonan  adalah  2  jam  dengan  suhu pemanasan masing-masing 850oC, 900oC dan 950oC. Media atau sumber karbon yang digunakan  adalah  serbuk  arang  tempurung  kelapa  dicampur  dengan  25%  BaCO3 sebagai  katalis.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  suhu  pemanasan  950oC memberikan  kekerasan  permukaan  tertinggi  (883  kg/mm2).  Kemudian  beberapa penelitian  yang  lain,  mengatakan  bahwa  tulang  sapi  (cowbone)    dapat  digunakan sebagai sumber energi pada proses  pack  carburizing baja, dari penelitian tersebut dapat disimpulkan  adanya  peningkatan  kekerasan  pada  permukaan  baja  setelah  mengalami pack carburizing dengan menggunakan arang tulang sapi (cowbone) dibanding dengan menggunakan arang (Ihom, 2013). Adanya CaCO3  dalam  tulang  sapi (cowbone) yang berperan    membantu  memasok    karbon  yang  baru. (DA  Okongwu,  1987);  (Aramide, Ibitoye, Oladele, & Borode, 2010) (Amstead, B.H., Ostwald, P.F., dan Begeman, 1995) (Ihom, 2013) .

## Metode Penelitian
1. Rancangan penelitian
• Tulang  kerbau  dikumpulkan,  cuci  dan  keluarkan  sisa  daging  yang  masih  melekat pada tulang hingga bersih lalu keringkan.
• Bakar tulang kerbau hingga menjadi arang  dan giling  menjadi butiran-butiran halus kemudian diayak dengan ayakan mesh 20.
• Siapkan  Barium  Karbonat  (BaCO3)  sebagai  katalis  dan  campurkan  dengan  butiran arang  yang  telah  diayak  dengan  komposisi  ratio  yaitu  60%:40%;  70%:30%; 80%:20%.
• Suhu pemanasan 850 0 C dan 950 0 C untuk pack carburizing.
• Bola baja (agel sepeda) adalah objek pack carburizing dari bahan baja karbon rendah.
• Siapkan bola baja (agel sepeda) sebanyak 18 buah yang telah di uji kekerasan awal; 3 buah  untuk  masing-masing  suhu  pemanasan  850 0 C  dengan  komposisi  ratio  pack carburizing  (9  buah)  dan  3  buah  untuk  masing-masing  suhu  pemanasan  950 0 C  juga dengan komposisi rasio pack carurizing (9 buah).
• Siapkan  kotak  baja  sebanyak  6  buah  dan  masukkan  bola  baja  (agel  sepeda)  sesuai kebutuhan  lalu  taburi  campuran  arang  tulang  kerbau  dan  BaCO3  masing-masing menurut komposisi ratio diatas.
2. Proses Pack Carburizing
• Pastikan tungku pemanas juga telah siap dan dalam kondisi baik.
• Kotak  baja  yang  telah  terisi  bola  baja  (agel),  campuran  arang  tulang  kerbau  dan BaCO3, kemudian  ditutup dan diberi sumbatan tanah liat pada bagian  yang terdapat celah, sehingga  betul-betul vakum, kotak baja dimasukkan serta diatur sedemikian di dalam tungku pemanasan.
• Hubungkan  arus  listrik  dengan  tungku  pemanas  untuk  memulai  proses  pack carburizing .
• Atur  temperatur carburizing (suhu  850 0 C  dan  950 0 C),  setelah  mencapai  suhu  yang ditentukan, lalu tahan selama 2 jam.
• Matikan arus untuk mengakhiri proses karburizing.
• Ambil  kotak  karburising  dari  dalam  dapur  pemanas  dengan  alat  bantu  (penjepit), buka tutup kotak dan ambil specimen dari kotak baja lalu dinginkan dengan air.
• Kemudian bersihkan permukaan benda.
• Lakukan  langkah  tersebut  diatas  dengan  variasi  berbeda  (suhu  pemanasan  dan komposisi arang tulang kerbau dan  BaCO3) sampai semua sampel/specimen selesai diproses.
• Bola baja (agel) siap di uji kekerasan.
3. Setting penelitian

## Hasil dan Pembahasan
Pack carburizing bertujuan untuk meningkatkan kekerasan bola baja (agel) dengan adanya penambahan karbon pada permukaan bola baja.

## Tabel 1
Nilai Kekerasan pada Suhu 850 0 C, Indentor 1,588 dan Beban 100 Kgf
No. Komposisi  Arang Tulang Kerbau (ATK) dan BaCO3 Nilai Kekerasan (HB) Nilai Kekerasan Rata- Rata (HB) Sebelum Setelah 1 60% : 40% 167,44 202,33 203,03 2 204,25 3 202,52 1 70% : 30% 167,44 208,14 209,24 2 209,26 3 210,32 1 80% : 20% 167,44 211,66 212,77 2 213,22 3 213,44

## Tabel 2
Nilai Kekerasan pada Suhu 950 0 C, Indentor 1,588 dan Beban 100 kgf . No. Komposisi Arang Tulang Kerbau (ATK) dan BaCO3 Nilai Kekerasan (HB) Nilai Kekerasan Rata-Rata (HB) Sebelum Setelah 1 60% : 40% 167,44 206,15 206,72 2 206,34 3 207,67 1 70% : 30% 167,44 215,66 215,95 2 214,98 3 217,20 1 80% : 20% 167,44 219,54 219,84 2 220,32 3 219,66
Nilai  kekerasan  (tabel  1),  setelah  pack  carburizing  dari  variasi  komposisi  ratio ATK dan BaCO3 pada suhu pemanasan 850 0 dengan pendinginan air dan waktu tahan 2 jam, menunjukkan bahwa bola baja mengalami peningkatan kekerasan permukaan pada komposisi  rasio  60%  ATK  :  40%  BaCO3  sebesar  21,25%,  70%  ATK  :  30%  BaCO3 sebesar 24,96% dan 80% ATK : 20% BaCO3 sebesar 27,07%.
Nilai  kekerasan  (tabel  2)  juga  menunjukkan  peningkatan  kekerasan  permukaan bola baja setelah mengalami proses pack carburizing dengan komposisi rasio 60% ATK : 40% BaCO3 sebesar 23,45%, 70% ATK : 30% BaCO3 sebesar 28,97% dan 80% ATK : 20% BaCO3 sebesar 31,29%.
190 195 200 205 210 215 220 60%ATK:40%BaCO3 70%ATK:30%BaCO3 80%ATK:20%BaCO3 KE KE R A SA N ( H B) T 850 T 950

## Gambar 1 Diagram nilai kekerasan terhadap komposisi ATK+BaCO3
Gambar 1, menunjukkan bola baja (agel sepeda) setelah  pack carburizing, waktu tahan  2  jam,  variasi  komposisi  rasio  %ATK+%BaCO3,  suhu  pemanasan  850 0 C  dan 950 0 C,  dan  pendinginan  cepat  dengan  air,terlihat  nilai  kekerasan  permukaan  bola baja
lebih  kecil  pada  temperatur  pemanasan  850 0 C  dibandingkan  pada  temperatur pemanasan 950 0 C. Pada temperatur pemanasan  yang lebih tinggi  pori-pori permukaan bola  baja  terbuka  lebih  lebar  sehingga  karbon  dari  arang  tulang  kerbau  lebih  banyak terdifusi  ke  permukaan  bola  baja  di  banding  pada  temperatur  pemanasan  yang  lebih rendah.  Prosentase  arang  tulang  kerbau  mempengaruhi  nilai  kekerasan  bola  baja  (agel sepeda).

## Kesimpulan
Nilai  kekerasan  bola  baja  yang  paling  baik  pada  temperatur  pemanasan  850 0 C berada  pada  komposisi  rasio  pack  carburizing  80%ATK:20%BaCO3  sebesar  212,77 HB,  sedangkan  pada  temperatur  pemanasan  950 0 C  juga  komposisi  rasio  pack carburizing 80%ATK:20%BaCO3 sebesar 219,84 HB.

## BIBLIOGRAFI
A.,  Ihsan,  Fatah,  M.,  &  Dudi.  (2015).  Quantitative  And  Qualitative  Identification  Of Spotted  Mature  Female  Domestic  Asian  Water  Buffalo  Bubalus  Bubalis  In  Bolu Animal  Market  -  North  Toraja,  South  Sulawesi  –  Indonesia. Tesis  Padjadjaran University , 1–14. Retrieved From Http://Journal.Unpad.Ac.Id/Ejournal/Article/Download/6912/3227. Google Scholar
Amstead, B.H., Ostwald, P.F., Dan Begeman, M. .. (1995). Teknologi Mekanik Jilid 1, Edisi Ketujuh, Terj. Djaprie S., . Jakarta: Erlangga. Google Scholar
Aramide, Fatai Olufemi, Ibitoye, Simeon Ademola, Oladele, Isiaka Oluwole, & Borode, Joseph  Olatunde.  (2010).  Pack  Carburization  Of  Mild  Steel,  Using  Pulverized Bone As Carburizer: Optimizing Process Parameters. Leonardo Electronic Journal Of Practices And Technologies , 9 (16), 1–12. Retrieved From Http://Lejpt.Academicdirect.Org/A16/001_012.Pdf. Google Scholar
Aras, A. S. (2013). Pengaruh Holding Time Pada Proses Pack Carurizing Media Arang Kemiri-Barium Karbonat Terhadap Sifat Mekanis Baja Karbon  Rendah. Fakultas Teknik Mesin – Universitas Tadulako. Google Scholar
Bahtiar, Iqbal, Muhammad, & Arisandi, Defri. (2017). Analisis Kekerasan Dan Struktur Mikro  Pada  Baja  Komersil  Yang  Mendapatkan  Proses  Pack  Carburizing  Dengan Arang Cangkang Kelapa Sawit. Jurnal Mekanikal , 8 (1), 686–696. Retrieved From Http://Jurnal.Untad.Ac.Id/Jurnal/Index.Php/Mekanikal/Article/Download/9083/72
00. Google Scholar
DA  Okongwu,  V.  Paranthaman.  (1987).  Assessment  Of  The  Efficacy  Of  Some Carbonate Minerals As Energizers In Pack Carburisation  Of Mild Steel. Nigerian Journal Of Technology , 11 (1), 28–43. Retrieved From
Https://Www.Ajol.Info/Index.Php/Njt/Article/Download/123248/112791. Google Scholar
Ihom,  Paul  Aondona.  (2013).  Case  Hardening  Of  Mild  Steel  Using  Cowbone  As Energiser. African  Journal  Of  Engineering  Research , 1 (October),  97–101. Retrieved From
Http://Citeseerx.Ist.Psu.Edu/Viewdoc/Download?Doi=10.1.1.1007.8138&Rep=Re p1&Type=Pdf. Google Scholar
Iqbal, M. (2007). Pengaruh Proses Pack Carburizing Madia Arang Tempurung Kelapa- Barium  Carbonat  Terhadap  Kekerasan  Dan  Keausan  Baja  Karbon  AISI  1020. Thesis Universitas Gajah Mada. Yogyakarta. Google Scholar
Mazuli,  Sabri,  &  Haripriadi,  Bambang  Dwi.  (2020).  Analisa  Pengaruh  Arang  Kayu Bakau,  Arang  Tempurung  Kelapa  Dan  Arang  Kayu  Leban  Pada  Proses  Pack Carburizing  Terhadap  Kekerasan  Baja  Karbon  St  37. Jurnal  Rekayasa  Material, Manufaktur Dan Energi , 3 (2), 128–137.
Https://Doi.Org/10.30596/Rmme.V3i2.5275. Google Scholar
Mittemeijer,  E.,  Dossett,  J.,  &  Totten,  G.  (2013). ASM  Handbook  4A:  Steel  Heat Treating  Fundamentals  And  Processes  ASM  International.  Metals  Park,  619  – .
Google Scholar
Rombe,  M.  B.  (2011). Nilai-Nilai  Sosial  Ekonomi  Kerbau  Pendatang  Di  Lingkungan Masyarakat  Toraja.  Makalah  Seminar  Nasional  Dan  Teknologi  Peternakan  Dan Veteriner. Pusat Penelitian Dan Pengembangan Peternakan. Google Scholar
Somba, Robby. (2019). Garonto’ Eanan : Visualisasi Kerbau Dalam Kehidupan . 13 (2), 112–124. Retrieved From Https://Journal.Isi.Ac.Id/Index.Php/Joged/Article/Download/3592/1700. Google Scholar
Sukardjo,  S.  (1999).  Integrated  Coastal  Zone  Management  (ICZM)  In  Indonesia.
Perspectives On Integrated Coastal Zone Management , 227–233. Https://Doi.Org/10.1007/978-3-642-60103-3_13. Google ScholarBIBLIOGRAFI

## Copyright holder:
Tri Hastuti Widayanti, Siti Wachidah, Shafruddin Tadjuddin
(2022)

## First publication right:
Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia
This article is licensed under: