## ANALISA PENGARUH HEAT TREATMENT DENGAN MEDIA AIR GARAM TERHADAP PENINGKATAN KEKERASAN PADA MATERIAL CUTTER MILLING HSS
Wirda Novarika AK
Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Sriwijaya Jl. Srijaya Negara Bukit Besar Palembang 30139 Telp: 0711-353414 Fax: 0711-453211 E-mail: rika_19762009@yahoo.com

## Abstrak
HSS  (High  Speed  Steel)  merupakan  baja  paduan  tinggi  dengan  unsur  paduan  utama karbon(C), tungsten (W), vanadium (V), molybdenum (Mo),kromium (Cr) ataupun kobalt (Co).  Salah  satu  upaya  untuk  meningkatkan  kekerasan,  ketahanan  aus  dan  kekuatan baja dapat dilakukan dengan proses pengerasan termal, pada proses ini baja mengalami beberapa  tahap  proses  yaitu:  pemanasan  awal,  pemanasan  lanjut,  penahanan  waktu pada  suhu  stabil,  dan  pendinginan.  Kekerasan  yang  dapat  dicapai  tergantung  pada kadar  karbon  dalam  logam  baja  dan  unsur  lainya  dalam  baja,  temperatur  pemanasan, holding  time  dan  laju  pendinginan  yang  dilakukan  saat  proses  laku  panas.  Perlu dipahami  pada  proses  pengerasan  baja,  bahan  yang  diproses  rentan  akan  kejadian yang tidak kita inginkan, seperti distorsi, retak ataupun tidak tercapainya kekerasan yang kita  inginkan  Pada  data  hasil  pengujian  kekerasan  ini  menunjukkan  bahwa  pada specimen uji yang mengalami proses heat treatment mempunyai sifat mekanis keuletan lebih baik dari specimen uji tanpa perlakuan heat treatment,  untuk hasil yang lebih stabil pada  setiap  no  specimen  pendinginan  media  air  garam  10%  mengalami  peningkatan kekerasan yang lebih stabil yaitu specimen 1: 21,95 %, specimen 2:23,11%, specimen 3: 22,90%,  dengan  media  air  garam  8%  specimen  1:  15,06  %,  specimen  2:15,23,11%, specimen  3:  25,32%  sedangkan  media  air  garam  6%    untuk  specimen  1:22.91%,  2 :13,64%,  3:  13,19%.  Specimen  uji  mengalami  peningkatan  kekerasan  yang  cukup signifikan dengan proses heat treatment pada temperatur 8500 C dan ditahan selama 30 menit. Penggunaan media air garam 10% yang mengalami peningkatan kekerasan yang lebih stabil dan mempunyai cooling capacity yang tinggi sekali jika dibandingkan dengan media air garam 8% dan 6%.
Kata kunci :   Pemanasan  awal,  pemanasan  lanjutan,  penahanan  waktu  dan  media pendinginan

## Abstract
HSS  is  high  alloy  steel  with  the  main  alloying  element  are  Carbon  (C),  Tungsten  (W), Vanadium  (V),  Molybdenum  (Mo),  Chromium  (Cr),  Cobalt  (Co).  Heat  treatment  is  An effort  to  improve  steel  hardness,  wear  resistance  and  toughness,  in  those  process  the steel  undergo  several  stages  :  priliminary  heating,  heating  up,  holding  time  at  the constant  temperature  then  cooling.  Degree  of  hardness  achieved  depend  on  above treatment  mentioned  and  carbon  content  on  the  steel.  It  must  be  understod  in  the process  of  stell  hardening  some  undesirable  event  may  happened  such  as  distortion, crack  or  unexpectation  result.  Data  on  the  hardness  test  result  show  that  speciment which  has  undergone  a  process  of  heat  treatment  has  a  better  mechanical  properties such as toughness compare with speciment whitout heat treatment. Base on Experiment on  the  process  of  steel  hardening  using  10%  brine  solution  as  a  cooling  media  has shown  a  stable  increament  of  steel  hardness,  speciment  1:  21,95%,  speciment  2: 23,11%,  speciment  3  :  22,90.  Another  trial  by    using  8%  brine  solution  speciment  1: 15,05%,  speciment  2:  15,23%,  speciment  3  :  25,32%.  By  using  6%  brine  solution speciment 1: 22,91%, speciment 2: 13,64%, speciment 3 : 13,19%. The speciment had significant hardness increament after heat tre atment process at the temperature 850 ‘C and  holding  time  30  minutes.  Process  heat  treatment  to  the  speciment  by  using  10% brine  solution  as  a  cooling  media  has  more  stable  in  hardness  increament  result  and higher cooling capacity compared by using 8% and 6% brine solution media.
Keywords : priliminary heating, heating up, holding time and media solution

## 1. PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi manufaktur  dan    kebutuhan akan material dengan berbagai bentuk,
kekuatan    dan    kekerasan      maka bermunculan  pula ilmu-ilmu  yang dapat menjawab  tantangan  yang  muncul.  Baja merupakan  salah  satu  material  yang mampu memenuhi sebagian dari kebutuhan  manufaktur  yang  sifatnya dapat direkayasa sesuai dengan kemampuan  dari  baja  tersebut.  Proses peningkatan kekerasan yang
dimaksudkan tidaklah semudah apa yang akan  kita  bayangkan,  dalam  kenyataan operasionalnya tentu banyak  yang perlu .  Faktor  utama  yang  mempengaruhi kualitas suatu pahat bubut adalah cutting ability  atau  kemampuan  potong  dari pahat  bubut.  Cutting  ability  dari  suatu pahat  bubut  sangat  dipengaruhi  oleh kekerasan  (hardness),  kekerasan  panas (hot  hardness),ketahanan  aus  (wear resistance), dan ketangguhan (toughness).Pahat merupakan alat potong  (cutting  tool)  yang  berperan penting dalam industri manufaktur terutama  pada  proses  pembuatan  suatu komponen perkakas/mesin. Berbagai
jenis  material  pahat  telah  banyak ditemukan,  salah  satu  diantara  bahan pahat yang banyak digunakan dan masih dikembangkan  sampai  saat  ini  adalah baja kecepatan tinggi (HSS). Keunggulan baja  kecepatan  tinggi  dibandingkan dengan  bahan  pahat  yang  lain  adalah karena sifat keuletannya yang relatif baik dan  apabila  telah  aus  pahat  dari  bahan HSS  masih  dapat  diasah  sehingga  mata potongnya  tajam  kembali.  Sebagai  alat potong tentunya bahan pahat harus lebih unggul daripada bahan benda kerja yang dipotong.  Keunggulan  tersebut  dapat dicapai  karena  pahat  dibuat  dengan memperhatikan
sifat
kekerasan,
keuletan,  ketahanan  beban  thermal, ketahanan  aus  dan  lain  sebagianya.
Sifat-sifat  tersebut  memang  perlu  dimiliki oleh  bahan  pahat,  tetapi  tidak  semua dipenuhi secara berimbang. Pada umumnya  kekerasan  semakin  tinggi, maka  ketahanan  ausnya  meningkat sehingga  pahat  mempunyai  umur  pakai yang lebih lama dipertimbangkan dengan baik  untuk  memperoleh  hasil  yang diharapkan.

## 2. BAHAN DAN METODA
Pelaksanaan  pengambilan  data dalam  proses  penelitian  ini,  dilakukan dengan melakukan eksperimen.
1.   Bahan/material yang digunakan adalah  Cutter  Milling  HSS  diameter 16mm dan 18 mm Asahi Japan
2.   Peralatan yang digunakan adalah : -  Rockwell  Hardess  Tester  Model HR 150A dengan HR tipe B
-  Dapur  Heat  treatment  merk Noberthem
3.   Metodelogi Penelitian
Metodologi  yang  diaplikasikan  pada penelitian ini melalui tahapan antara lain : 1.   Observasi yaitu mengumpulkan data mengenai  kekerasan  Cutter  milling HSS sebelum dilakukan proses heat treatment.
2. Pengujian yaitu menguji hasil kekerasan Cutter milling HSS setelah  mengalami  proses  Heat teratment adapun tahap-tahap pengujian meliputi :
 Pembentukan Specimen Uji
Pembentukan specimen uji kekerasan  yaitu  dengan  material  HSS Cutter milling yang didapatkan dipasaran dengan ukuran
diameter 16mm sebanyak  6  buah  dan  diameter  18mm sebanyak 6 buah; sebanyak 12 specimen digunakan  untuk  pengujian  kekerasan material  sebelum  di    heat  treatment  dan quenching  dan  12  buah  specimen  untuk dilakukan uji kekerasan sesudah dilakukan heat treatment dan quenching.
 Proses heat treatment dan quenching Proses  heat  treatment  dilakukan  di Laboratorium  Mekanik  Politeknik  Negeri Sriwijaya  dengan  menggunakan  dapur heat treatment merk Noberthem. Pemanasan dilakukan sampai
temperatur  850oC  ditahan  selama  30 menit  dan  kemudian  di  quenching. Pendinginan  material  dilakukan  dengan menggunakan media pendingin air garam.  dengan  3  media  yang  berbeda komposisinya  antara  lain  media  air  10% garam, 8% garam dan 6% garam dan air yang  digunakan  sebanyak  10  liter dengan Holding time selama 30 menit.

Pengujian  kekerasan  Specimen uji
Pengujian  kekerasan  specimen  uji dari sifat mekanis specimen cutter milling
HSS yaitu dengan menggunakan Rockwell  Hardness  Tester,  Model  HR 150A  dengan  menggunakan  HR  tipe  B, pengujian  ini  dilakukan  di  laboratorium Mekanik Politeknik Negeri Sriwijaya.
3.   Analisa  Data  Hasil  Pengujian  Yaitu
tahapan dimana data hasil pengujian  diolah dan  dianalisa seberapa  besar  pengaruh  proses Heat  treatment  terhadap  kekerasan suatu bahan.

## 3.   HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  hasil  pengujian  ini  didapatkan bahwa adanya perbedaan sifat kekerasan  bahan  Cutter  milling  HSS sebelum  dan  sesudah  proses  Heat treatment  dan  proses  quenching  dengan media air garam 6%, 8% dan 10%.
Gambar 1 :
Pengujian kekerasan dengan mesin Rockwell sebelum di Heat
Treatment
Gambar 2 : Benda uji dipanaskan dalam dapur Heat Treatment
Gambar  3 :  Benda  uji  dicelupkan  ke media  air  garam  setelah  di  Heat Treatment
Gambar  4 :    Benda  uji  setelah dicelupkan ke media air garam
Gambar  5 :  Pengujian  dengan  mesin Rockwell  setelah  di  Heat  Treatment  dan quenching
 Hasil Pengujian Pengujian  kekerasan  material  sebelum dilakukan  proses  pada  dapur  heat treatment dengan menggunakan Rockwell  hardness  tester  Model  HR- 150A  dengan  menggunakan  HR  tipe  B dimana F mesin 100kg dengan menggunakan identor bola baja ɸ 1/16.
Tabel 1 .   Kekerasan    sebelum  di  heat treatment specimen 1 No Specimen Specimen Hasil pengujian HR ... kg Rata- Rata 1 Cutter milling HSS ɸ 16 mm 87,0 88,5
88,0
87,83 2 96,6 97,0
98,8 97,47
3 97,6 95,5
98,4
97,17 Tabel 2 .   Kekerasan  sebelum  di  heat treatment specimen 2 No Specimen Specimen Hasil Pengujian HR ... kg Rata- Rata 1 Cutter milling HSS ɸ 18mm Asahi Japan 98,5 98,4
98,7
98,53 2 98,5 98,6 99,0 98,70 3 87,0 88,0 87,1 87,37
Tabel 3 .  Kekerasan  sebelum  di  heat treatment Specimen 3 No Specimen Specimen Hasil pengujian HR ... kg Rata- Rata 1 Cutter milling HSS ɸ 18mm 90,0 90,1 90,9 90,33 2 89,4 89,3 89,8 89,50 3 89,1 89,6 89,0 89,23
Pengujian  kekerasan  material  setelah  dilakukan  proses  pemanasan  pada  dapur heat treatment dengan menggunakan Rockwell hardness tester Model HR-150A dengan menggunakan HR tipe B dimana F mesin 100kg dengan menggunakan identor bola baja ɸ 1/16.
Tabel 4 .   Data  pengujian  kekerasan  dengn  media  air  garam  6%  sesudah  dilakukan proses pemanasan pada dapur heat treatment
No Specimen Specimen Hsl pengujian stlh di heat treatment HR ... kg Rata-Rata
1 Cutter milling
HSS ɸ 16 mm (air garam 6%) 109,9 113,9 118,0 113,93 2 110,5 112,9 115,2 112,87 3 110,1 110,9 114,8 111,93 Total rata-rata 112,91 No Specimen Selisih Persentase 1 26,10 26,10/113,93 x 100% = 22,91 % 2 15,40 15,40/112,87 x 100% = 13,64 % 3 14,76 14,76/111,93 x 100% = 13,19 % Rata-rata total persentase 16,58 %
Tabel 5 . Data  pengujian  kekerasan  dengn  media  air  garam  8%  sesudah  dilakukan proses pemanasan pada dapur heat treatment No Specimen Specimen Hsl pengujian stlh di heat treatment HR ... kg Rata-Rata 1 Cutter milling HSS ɸ 18mm Asahi Japan (air garam 8%) 114,0 118,4 115,6 116,00 2 116,2 117,0 116,1 116,43 3 119 111 121 117,00 Total rata-rata 116,48 No Specimen Selisih Persentase 1 17,47 17,47/116 x 100% = 15,06 % 2 17,73 17,73/116,43 x 100% = 15,23 % 3 29,63 29,63/117 x 100% = 25,32 % Rata-rata Total persentase 18,54 %
Tabel 6 .   Data  pengujian  kekerasan  dengn  media  air  garam  10%  sesudah  dilakukan proses pemanasan pada dapur heat treatment No Specimen Specimen Hsl pengujian stlh di heat treatment HR ... kg Rata-Rata
1
Cutter milling HSS ɸ 18mm (air garam 10%) 114,6 114,7 117,9 115,73 2 115,3 116,8 117,1 116,40 3 113,7 116,8 116,7 115,73 Total rata-rata 115,95 No Specimen Selisih Persentase 1 25,40 25,40/115,73 x 100% = 21,95 % 2 26,90 26,90/116,40 x 100% = 23,11 % 3 26,50 26,50/115,73 x 100% = 22,90 % Rata-rata Total persentase 22,65 %

## 4. KESIMPULAN
Dari data hasil pengujian kekerasan  rockwell  pada  tabel  diatas dapat  disimpulkan  specimen  uji  tanpa dilakukan perlakuan
panas heat treatment
dan dilakukan dengan
perlakuan  panas heat  treatment terjadi peningkatan kekerasan. Peningkatan kekerasan  ini  dapat  kita  lihat  dari  data
tabel diatas dimana specimen uji
sebelum  dan  sesudah  mengalami heat treatment dengan pendinginan air garam 6%,  air  garam  8%  dan  air  garam  10  % mengalami  peningkatan  kekerasan  yang cukup  signifikan,  bisa  kita  lihat  sebagai berikut :
1. Pada pendinginan dengan media air garam  6%  rata-rata  kekerasan
sebelum  mengalami heat  treatment adalah 94,16 HR setelah mengalami perlakuan heat treatment 112,91 HR persentase rata-rata 16,58 % terjadi peningkatan kekerasan setelah mengalami perlakuan heat treatment. 2. Pada pendinginan dengan media air garam  8%  rata-rata  kekerasan sebelum  mengalami heat  treatment adalah 94,87 HR setelah mengalami perlakuan heat treatment 116,48 HR persentase rata-rata 18,54 % terjadi peningkatan kekerasan setelah mengalami perlakuan heat treatment. 3. Pada pendinginan dengan media air garam  10  %  rata-rata  kekerasan sebelum  mengalami heat  treatment adalah 89,69 HR setelah mengalami
perlakuan heat treatment 115,95 HR persentase rata-rata 22,65 % terjadi peningkatan kekerasan setelah mengalami perlakuan heat treatment. Pada data hasil pengujian
kekerasan  ini  menunjukkan  bahwa  pada specimen  uji  yang  mengalami  proses heat  treatment mempunyai  sifat mekanis keuletan  lebih  baik  dari  specimen  uji tanpa  perlakuan heat  treatment ,  dan dengan  pendinginan  media  air  garam 10%  mengalami  peningkatan  kekerasan yang lebih stabil yaitu specimen 1: 21,95 %,  specimen  2:23,11%,  specimen  3: 22,90%  sedangkan  pendinginan  dengan media air garam 8% dan 6% pada setiap no  specimen  mengalami  peningkatan kekerasan yang kurang stabil.
Gambar 6 : Diagram Peningkatan kekerasan setiap specimen
18,8 21,6 26,3 0 5 10 15 20 25 30 6% 8% 10% Peningkatan kekerasan HRB setelah Heat Treatment Persentase Media Larutan Garam P e n in g k atan k ek eras an H RB
Gambar 7 : Diagram Kekerasan setelah dilakukan Heat treatment

## DAFTAR PUSTAKA
1.  DeGarmo, E.P., Black, J.T., A.Kohser,
R  ;  E.Klamecki  Barney. ” Material  and Processes in Manufacturing ” . Wiley,
2002 2. Groover,  M.P.,” Fundamentals of modern  Manufacturing ”,  John Wiley and Son, INC, 2007
3. H  Van  Vlack,  L  (Sriati  Djaprie).,” Ilmu dan  Teknologi  Bahan ”  Edisi  ke  5, Erlangga 1984
4. Ibnu  Asropi,  M.  Rasid.  “ Analisis pengaruh  proses  Heat  treatment paska  pengelasan  terhadap  sifat mekanis  pada  besi  tuang  kelabu ” Laporan penelitian dana dipa Politeknik  Negeri  Sriwijaya  tahun 2012 5. Karmin.  “ Pengendalian  proses pengerasan  Baja  dengan  Metode
Quenching ” Jurnal Austenit
Politeknik  Negeri  Sriwijaya,  Volume  1 Nomor 2, oktober 2009
6. Romli,  M.  Rasid.  “ Pengaruh  Heat
treatment dan Quenching terhadap peningkatan kekerasan dan ketahanan  keausan  pada  material pahat  bubut  HSS ”  Usul  penelitian dana  dipa  Politeknik  Negeri  Sriwijaya tahun 2012
7. Sunarto.  “ Metode plasma  nitriding untuk meningkatkan kekerasan pahat bubut potong baja kecepatan tinggi (HSS) ASSAB 17pada
material  pahat  bubut  HSS ”  Jurnal Teknis  Politeknik  Negeri  Semarang Volume 5 no.1 April 2010 8.  Surdia  Tata,  Saiyo  Shinroku. “
Pengetahuan  Bahan  Teknik ”  Edisi kelima, PT. Pradya Paramitha, Jakarta, 2000