## ANALISA PENGARUH HEAT TREATMENT MATERIAL CARBIDE DRILL ROD

## AF1 TERHADAP KINERJA PROSES PUNCH

## Giging Herdiana
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana, Jakarta E-mail: giging.herdiana@gmail.com
Abstrak -- Proses punch adalah salah satu proses pengerjaan masal dalam pengerjaan suatu produk. Proses  seperti  ini  bisa  dikatakan  cukup  sederhana  karena  tidak  memerlukan  banyak  kebutuhan perlengkapan  dalam  proses  pengerjaannya.  Namun  dalam  pengerjaanya  terdapat  kendala  dimana kemampuan punch tool memiliki batas kemampuan dalam sekali melakukan proses. Kendala tersebut dapat dilihat dari batas maksimal tool dalam proses punch. Pada proses pengerjaan, jika pengerjaan tool  melewati  batas  maksimal  maka  tool  akan  mengalami  patah.  Untuk  meningkatkan  kemampuan kinerja  punch,  dapat  dilakukan  dengan  mengubah  sifat  mekanik  material  tool.  Salah  satu  yang  bisa dilakukan adalah dengan proses heat treatment. Heat treatment adalah salah satu cara yang dipakai untuk meningkatkan kekuatan material. Proses pembakaran material sampai mencapai titik kristalisasi kemudian  dilakukan  holding  time  untuk  mencapai  karakter  yang  diinginkan.  Proses  heat  treatment material  carbide  drill  rod  AF1  dilakukan  pembakaran  pada  suhu  850 0 C  dan  holding  time  selama  30 menit  dan  kemudian  dilakukan  proses  quenching  dengan  media  berupa  air,  udara  dan  oli.  Setelah proses  heat  treatment  (pembakaran)  tersebut  akan  menghasilkan  perubahan  pada  sifat  mekanik material salah satunya adalah dengan bertambahnya nilai kekerasan. Dengan peningkatan kekerasan material  dapat  menghasilkan  peningkatan  dalam  proses  punch.  Peningkatan  kekerasan  dan  kinerja punch material Caride Drill Rod  AF1 dengan media  quenching air merupakan  salah satu  cara paling baik dibandingkan dengan quenching udara dan oli dalam aplikasi proses punch. Kata kunci : Heat Treatment, Punch, Carbide Drill Rod AF1.
Kata kunci: proses punch, perlakuan panas, carbide drill rod

## 1.  PENDAHULUAN
Proses punch adalah  salah  satu  proses pengerjaan  masal  dalam  pengerjaan  suatu produk.  Proses  seperti  ini  bisa  dikatakan  cukup sederhana  karena  tidak  memerlukan  banyak kebutuhan dalam proses pengerjaannya.
Keuntungan penggunaan proses punch ini adalah dapat  menghasilkan  produk  dengan  jumlah banyak  dalam  sekali  proses  pengerjaan.  Namun dalam  pengerjaanya  terdapat  kendala  dimana kemampuan punch tool memiliki batas kemampuan  dalam  sekali  melakukan  proses. Kendala  tersebut  dapat  dilihat  dari  batas maksimal tool dalam  proses punch pada  proses pengerjaan.  Jika pengerjaan tool melewati  batas maksimal  maka tool akan  mengalami  patah. Untuk  meningkatkan  kemampuan  kinerja punch , dapat  dilakukan  dengan  berbagai  cara  salah satunya dengan mengubah sifat mekanik material tool .  Salah  satu  yang  bisa  dilakukan  adalah dengan  proses heat  treatment .  Hal  tersebut bertujuan  untuk  mendapatkan  nilai  kekerasan yang lebih baik untuk kegunaan yang disesuaikan dengan kebutuhan dalam pengerjaan.
Heat  treatment adalah  salah  satu  cara  yang dipakai  untuk  meningkatkan  kekuatan  material. Proses  pembakaran  material  sampai  mencapai titik  kristalisasi  kemudian  dilakukan holding  time untuk mencapai karakter yang diinginkan.
Heat  treatment material carbide  drill rod AF1 dilakukan  pembakaran  pada  suhu  850 0 C  dan
holding  time selama  30  menit  dan  kemudian dilakukan  proses quenching dengan  media berupa air, udara dan oli.
Karena alasan tersebut penulis akan mencoba  menganalisa  tentang  permasalahan yang  terjadi.  Penulis  akan  mengambil  judul `Analisa  Pengaruh Heat  Treatment Material Carbide  Drill  Rod  AF1 terhadap  Kinerja  Proses Punch `. Yang menjadi perhatian dari penelitian ini adalah  mengenai  perbandingan  nilai  kekerasan dan  hasil  kinerja  punch  antara  tidak heat treatment dan dilakukan heat treatment.

## 2.  TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1 Carbide
Tungsten  karbida  (WC) adalah  senyawa  kimia anorganik  yang  mengandung  bagian  yang  sama dari atom tungsten dan karbon. Tungsten carbide sering hanya disebut karbida. Dalam bentuk yang paling  dasar  itu  adalah  bubuk  abu-abu  halus, tetapi dapat ditekan dan dibentuk menjadi bentuk untuk  digunakan  dalam  mesin  industri,  alat-alat, abrasive, serta  perhiasan. Tungsten karbida adalah  sekitar  tiga  kali  lebih  kekakuan  dari  baja, dengan modulus Young sekitar 550 GPa, dan jauh lebih  padat  daripada  baja  atau titanium .  Hal  ini sebanding dengan korundum (α-Al2O3 atau safir ) dalam  kekerasan  dan  hanya  dapat  dipoles  dan selesai  dengan abrasive kekerasan  unggulan seperti  silikon  karbida,  c ubic  boron  nitride dan
berlian antara lain, dalam bentuk bubuk, roda dan senyawa.
Tungsten Carbide adalah bahan yang sangat serbaguna  yang  datang  dalam  berbagai  jenis untuk  memberikan  sifat  yang  berbeda-beda. Karakteristik  yang  berbeda-beda  adalah  alasan utama untuk popularitas  dalam berbagai aplikasi dan  industri. Tungsten  Carbide jatuh  antara  8,5 dan 9,0 pada skala kekerasan Mohs , membuatnya  hampir  sekeras  berlian. Tungsten Carbide jatuh  antara  8,5  dan  9,0  pada  skala kekerasan Mohs ,  membuatnya  hampir  sekeras berlian.

## 2.2 Heat Treatment
Heat  Treatment (perlakuan  panas)  adalah  salah satu  proses  untuk  mengubah  struktur  logam dengan  jalan  memanaskan  spesimen  pada electrik  terance (tungku)  pada  temperatur rekristalisasi  selama  periode  waktu  tertentu kemudian  didinginkan  pada  media  pendingin seperti  udara,  air,  air  garam,  oli  dan  solar  yang masing-masing
mempunyai kerapatan pendinginan yang berbeda-beda.
Sifat-sifat logam yang terutama sifat mekanik yang sangat dipengaruhi oleh struktur mikrologam disamping  posisi  kimianya,  contohnya  suatu logam  atau  paduan  akan  mempunyai  sifat mekanis  yang  berbeda-beda  struktur  mikronya diubah.  Dengan  adanya  pemanasan  atau pendinginan  dengan  kecepatan  tertentu  maka bahan-bahan logam dan paduan memperlihatkan perubahan strukturnya.
Perlakuan  panas  adalah  proses  kombinasi antara proses  pemanasan aatu  pendinginan  dari suatu  logam  atau  paduannya  dalam  keadaan padat  untuk  mendaratkan  sifat-sifat  tertentu. Untuk  mendapatkan  hal  ini  maka  kecepatan pendinginan  dan  batas  temperatur  sangat menetukan.

## 2.3 Uji Kekerasan Vickers
Kekerasan  (Hardness)  adalah  salah  satu  sifat mekanik  (Mechanical  properties)  dari  suatu material. Kekerasan suatu material  harus diketahui khususnya untuk material yang dalam penggunaanya  akan  mangalami  pergesekan (frictional force) dan deformasi plastis. Deformasi plastis sendiri suatu keadaan dari suatu material ketika  material  tersebut  diberikan  gaya  maka struktur  mikro  dari  material  tersebut  sudah  tidak bisa  kembali  kebentuk  asal  artinya  material tersebut  tidak  dapat  kembali  ke  bentuknya semula. Lebih ringkasnya kekerasan didefinisikan sebagai  kemampuan suatu  material  untuk menahan beban identasi atau penetrasi (penekanan).
Pengujian  kekerasan  yang  akan  dibahas  kali  ini adalah  dengan  pengujian  kekerasan  dengan metode Vickers. Uji kekerasan Vickers menggunakan indentor piramida intan yang pada dasarnya  berbentuk  bujur  sangkar.  Besar  sudut antar  permukaan  piramida  intan  yang  saling berhadapan  adalah  136  derajat.  Nilai  ini  dipilih karena mendekati sebagian besar nilai perbandingan  yang  diinginkan  antar  diameter lekukan  dan  diameter  bola  penumbuk  pada  uji kekerasan brinell (dieter, 1987).

## 2.4 Punch
Punch  (Press  tool)  adalah  peralatan  yang mempunyai prinsip penekanan dengan melakukan  pemotongan  pembentukan  atau gabungan dari keduanya. Peralatan ini digunakan untuk  membuat  produk  secara  masal  dengan produk output yang sama dalam waktu yang relatif singkat.  Press  tool  adalah  metode  pembentukan dengan  menggunakan  tool  sebagai  media pembentukan. Yang akan dibahas pada kesempatan  kali  ini  adalah  metode  press  tool pada  proses  pelubangan  pelat.  Pelat  akan dilubangi hingga ribuan lubang dengan menggunakan  1  (satu)  tool,  pada  tengah  proses tool  akan  di  asah  dengan  menggunakan  grinda dan  dibentuk  kembali  dengan  mengacu  pada ukuran  yang  telah  ditentukan.  Pelat  akan dipasang pada jig dan plat akan dicekam pada jig tersebut.  Posisi  tool  tegak  lurus  dengan  jig,  dan tool  akan  bergerak  vertical  (naik  turun  sesuai penyetelan)
2.5 Uji Statistik Analisis Varians ( Analysis off variance, Anova )
Analisis  varians  (analysis  of  variance,  ANOVA) adalah  suatu  metode  analisis  statistika  yang termasuk  ke  dalam  cabang  statistika  inferensi. Dalam  literatur  Indonesia  metode  ini  dikenal dengan  berbagai  nama  lain,  seperti  analisis ragam,  sidik  ragam,  dan  analisis  variansi.  Ia merupakan pengembangan dari masalah Behrens-Fisher, sehingga uji-F juga dipakai dalam pengambilan keputusan. Analisis varians pertama kali diperkenalkan oleh Sir Ronald Fisher, bapak
statistika  modern.  Dalam  praktik,analisis  varians dapat  merupakan  uji  hipotesis  (lebih  sering dipakai) maupun pendugaan (estimation, khususnya di bidang genetika terapan).

## 3.  METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian  ini  merupakan  penelitian  ang  hanya akan  memandingkan  pengaruh  hasil  heat treatment  terhadap  kinerja  punch  apakah  terjadi peruahan  terhadap  kinerja  atau  sealiknya. Pengujian  dilakukan  dengan  beberapa  tahapan diantaranya:
a)  Pengujian Heat  treatment  pada  suhu  850 0 C dengan  holding  time  30  menit  kemudian dilakukan  quenching  dengan  beberapa media
1) Quenching Air
2) Quenching Oli
3) Quenching Udara
b)  Pengujian kekerasan dengan metode
Vickers
c)  Pengujian kinerja punch
d)  Pengujian statistik Anova
Semua  pengujian  tersebut  akan  dibandingkan antara  perubahan  material  awal  dengan  tidak dilakukan  heat  treatment  dengan  material  hasil heat  treatment.  Pada  dasarnya  pengujian  ini hanya  akan  memandingkan  nilai  kekerasan  dan hasil  kinerja  punch  apakah  terjadi  peningkatan atau  sebaliknya  dan  kemudian  akan  dilakukan analisa dari keseluruhan hasil pengujian.

## 4.  HASIL DAN PEMBAHASAN
Data  hasil  pengujian  terdapat  dua  jenis  yaitu pengujian  kekerasan  material  dengan  pengujiian punch.
Tabel 1. Hasil Pengujian Kekerasan
Metode Rata-rata kekerasan Tidak Heat Treatment 1646Hv Heat Treatment Quencing Air 1715Hv Heat Treatment Quencing Oli 1697Hv Heat Treatment Quencing Udara 1701Hv Tabel 2. Hasil Pengujian Punch Metode Rata-rata Lubang Tidak Heat Treatment 5021 Heat Treatment Quencing Air 5487 Heat Treatment Quencing Oli 5447
Heat Treatment Quencing Udara 5466
Data tersebut diperoleh dari hasil pengujian yang diilakukan  pada  spesimen  uji  sebanyak  16 spesimen.

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN
a)  Material  carbide  drill  rod  AF1  setelah dilakukan  heat  treatment  pada  suhu  8500C mengalami peningkatan kekerasan 9% dibanding  dengan  tidak  dilakukan  heat treatment.
b)  Ada  pengaruh kekuatan hasil heat  treatment terhadap  kinerja  punch  dengan  peningkatan kinerja 10%. Dan dari media quenching yang digunakan  media  air  memiliki  ketahanan paling tinggi.
Setelah  semua  proses  dilakukan  dan  hasil pengujian  diperoleh  berikut  saran  dalam  proses pengujian  heat  treatment  dan  dalam  proses punch:
1)  Pada  saat  proses  heat  treatment  perhatikan waktu  holding  time  karena  pada  masa  itu terjadi  perubahan  dari  sifat  material  pada benda yang akan di heat treatment.
2)  Pada  saat  melakukan  uji  punch  perhatikan dimensi benda uji yang akan diproses karena jika  salah  dimensi  akan  mempengaruhi  hasil pengujian

## DAFTAR PUSTAKA
[1].  Budinski,  G.,  dan  Budinski.,  K.,  1999, Engineering Materials-properties and selection,    6th  edition,  Prentice  Hall International, Inc., New Jersey, USA
[2].  Carbide material selection, Retrieved from www.wesltd.com/divisions/hardmetal/html/ser vices/TungstenCarbideBlog.html (11 Juni 2014)
[3].  Heat  Treatments,  Annealing,  Tempering,
Quenching 、 Retrieved from http://gregorius.blogdetik.com/2009/08/09/he at-treatments-annealing-tempering- quenching/
[4].  Krauss, G, 1995 Principles oh Heat Treatment of Steel, American Society for Metals,  Ohio, USA (9 juni 2014 jam 13:15)
[5].  Punching methode, Retrieved from
[6].  http://en.wikipedia.org/wiki/Punching  (11  juni 2014 09:00)