## Kaji  Eksperimen Pengaruh  Variasi Temperatur  Pemanasan dan Media Pendingin pada Proses Quenching terhadap Perubahan Kekerasan Sprocket Gear Sepeda Motor Non Original
Experimental Study of the Effect of Variations in Heating and Cooling Media Temperatures in the Quenching Process on Changes in Hardness of Non-Original Motorcycle Gear Sprockets
Tri Cahyo Wahyudi 1* , Eko Nugroho 2 , Eko Budiyanto 3 , M. Farikil Maktum 4
123 Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Metro Jl. Ki Hajar Dewantara 15 A Kota Metro, Lampung, Indonesia
4 Prodi  Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Metro Jl. Ki Hajar Dewantara 15 A Kota Metro, Lampung, Indonesia
* Email : tricahyowahyudi@ymail.com

## Abstrak
Baja karbon merupakan logam yang banyak digunakan terutama untuk membuat alat-alat perkakas, alat-alat pertanian, komponen otomotif, kontruksi, perpipaan dan alat-alat rumah tangga. Dalam aplikasi pemakaiannya, semua baja akan terkena pengaruh gaya luar berupa gesekan, kekerasan, maupun tekan, sehingga menimbulkan deformasi atau perubahan bentuk. Usaha menjaga baja agar lebih tahan gesekan, kekerasan atau tekanan adalah dengan cara mengeraskan baja tersebut, yaitu salah satunya dengan perlakuan panas heat treatment. Adapun tujuan dalam penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh temperatur pemanasan dan pengaruh jenis media pendingin terhadap sifat mekanik sprocket gear , mengetahui temperatur ideal dan media pendingin yang paling optimal  untuk  meningkatkan  sifat  mekanik sprocket  gear .  Penelitian  ini  menggunakan sprocket  gear non original (imitasi) tipe sepeda motor bebek dengan merk Suzuki Smash, menggunakan varian temperatur 800ºC, 850ºC,  dan  900ºC  dan  ditahan  ( holding  time) selama  45  menit  dengan  variasi  Media  sebagai  pendingin menggunakan air, air garam, dan oli. Untuk pengujian kekerasan dilakukan menggunakan alat Rockwell skala B.    Setelah  dilakukan  pengujian  nilai  kekerasan  pada  material  dengan  variasi  media  pendingin  dan  variasi temperature pemanasan  dapat  diketahui  temperature  ideal dan  media  pendingin  yang paling  optimal  adalah pada  media  pendinginn  air  garam  dengan  temperature  900 0 C    sebesar  84  HRB,  sedangkan  temperature pemanasan dan media pendingin yang kurang ideal adalah pada media pendingin oli pada temperature 850 0 C sebesar 52 HRB.
Kata kunci: Perlakuan Panas, Quenching , Baja Karbon Rendah, Pengujian Rockwall Tipe B

## Abstract
Carbon  steel  is  a  metal  that  is  widely  used,  especially  for  making  tools,  agricultural  tools,  automotive components,  construction,  piping  and household  appliances.  In  its  application,  all  steel  will  be  affected  by external forces in the form of friction, hardness, or compression, causing deformation or changes in shape. The effort to keep the steel more resistant to friction, hardness or pressure is to harden the steel, one of which is heat treatment. The purpose of this study was to determine the effect of heating temperature and the effect of  the  type  of  cooling  medium  on  the  mechanical  properties  of  the  sprocket  gear,  to  determine  the  ideal temperature and the most optimal cooling medium to improve the mechanical properties of the sprocket gear. This study uses a non-original (imitation) sprocket gear type motorcycle with the Suzuki Smash brand, using temperature variants of 800ºC, 850ºC, and 900ºC and holding time for 45 minutes with variations in the media as a coolant using water, salt water, and oil.  For hardness testing, it is carried out using a Rockwell scale B.
After testing the hardness value on the material with variations in cooling media and variations in heating temperature, it can be seen that the ideal temperature and the most optimal cooling medium are salt water cooling media with a temperature of 9000C of 84 HRB, while The less ideal heating and cooling media is the oil cooling medium at a temperature of 8500C at 52 HRB.
Keywords: Heat Treatment, Quenching, Low Carbon Steel, Type B Rockwall Testing

## PENDAHULUAN
Baja karbon merupakan logam yang banyak digunakan terutama untuk membuat  alat-alat  perkakas,  alat-alat pertanian,  komponen  otomotif,  kontruksi, perpipaan  dan  alat-alat  rumah  tangga. Dalam aplikasi pemakaiannya, semua baja akan  terkena  pengaruh  gaya  luar  berupa gesekan, kekerasan, maupun tekan, sehingga  menimbulkan  deformasi  atau perubahan  bentuk.  Usaha  menjaga  baja agar  lebih  tahan  gesekan,  kekerasan  atau tekanan  adalah  dengan  cara  mengeraskan baja  tersebut,  yaitu  salah  satunya  dengan perlakuan panas heat treatment [1].
Dalam  aplikasi  pemakaian  dibidang teknik otomotif, misalnya penggunaan baja pada sprocket gear sepeda motor. sprocket gear termasuk  dalam  kategori  penggerak tarik, digunakan pada jarak antar roda yang cukup  besar  dengan  sepasang  roda  gigi yang  pararel  dan  seimbang.  Dari  satu penggerak dapat  menggerakkan lebih dari satu  roda  gigi  dengan  bantuan  rantai. Kerusakan  yang  sering  dialami  oleh sprocket  gear adalah  sering  mengalami keausan. Jenis  keausan  yang  terjadi  pada komponen sprocket  gear yaitu  keausan andhesi dan abrasi [2].
Salah  satu  proses  perlakuan  panas atau biasa disebut heat treatment pada baja adalah  pengerasan (hardening) ,  yaitu proses  pemanasan  baja  sampai  suhu  di daerah  atau  di  atas  daerah  kritis  disusul dengan pendinginan cepat yang dinamakan quenching , karena produk yang beredar di pasaran  yaitu  produk  original  yang berharga  mahal  dan  produk  non  original (imitasi)  yang  relatif  lebih  murah.  Proses heat treatment dilakukan guna meningkatkan  kekerasan  permukaan  pada
sprocket  gear imitasi  sepeda  motor  yang nilai  kekerasannya  mendekati sprocket gear original  dengan  harga  relatif  murah sehingga dapat efisien dan ekonomis untuk masyarakat  yang  menggunakan  sepeda motor.

## LANDASAN TEORI

## Sprocket Gear
Sprocket Gear merupakan suatu komponen  dari  sepeda  motor  yang berfungsi  untuk  meneruskan  putaran  dari mesin menuju roda belakang sepeda motor dengan  menggunakan  bantuan  rantai. Sprocket gear umumnya terbuat dari bahan baja,  proses  pembuatan  dilakukan  dengan metode  pengecoran,  tempa,  pengelasan, atau permesinan [3]. Sprocket gear dibuat sedemikian  rupa  sehingga  rantai  dapat memegang  roda  gigi  tanpa  gesekan  untuk menjaga  keamanan,  kebisingan  dan  umur rantai.  Salah  satu  masalah  yang  sering terjadi  pada sprocket  gear yaitu  keausan abrasi dan adhesi karena  pada sprocket gear mempunyai  beban  tarik  yang ditimbulkan oleh rantai.
Gambar 1.  Sprocket Gear
Sprocket ini banyak dijual dipasaran,  dengan  berbagai  merk  dan kualitasnya. Untuk sprocket dengan
kualitas  yang  bagus  tentunya  akan  lebih mahal  dibandingkan  dengan  yang  biasa. Hal  ini  akan  lebih  membuat  kita  untuk berhati-hati dalam memilih dan mengganti sprocket . Sprocket yang  bagus  adalah sprocket yang  memiliki  kekerasan  yang cukup  pada  ujung  giginya  dibandingkan pada bagian tengahnya, hal ini dimaksudkan  agar  pada  ujung sprocket tidak  cepat  aus  karena  adanya  gesekan langsung  dengan  rantai  dan  pada  bagian tengah  agar  tetap  ulet  sehingga  tidak mudah patah [4].
Dengan  kata  lain, sprocket  gear imitasi  memiliki  pengertian  berbanding terbalik  dengan sprocket yang  bagus tersebut.  Jika  diamati  secara  sekilas sprocket gear imitasi  dapat  dilihat  dari kurang  memiliki  kekerasan  yang  cukup sehingga  mudah  aus  dan  mudah  patah karena  adanya  gesekan  langsung  dengan rantai tersebut.

## Pengujian Kekerasan
Proses  pengujian  kekerasan  logam dapat  diartikan  sebagai  kemampuan  suatu bahan terhadap pembebanan dalam perubahan yang tetap, ketika gaya tertentu diberikan  pada  suatu  benda  uji.  Harga kekerasan  bahan  tersebut  dapat  dianalisis dari  besarnya  beban  yang  diberikan terhadap  luasan  bidang  yang  menerima pembebanan [5].
Disini  penguji  memakai  pengujian kekerasan  dengan  menggunakan  metoda pengujian rockwell. Pada  cara rockwell pengukuran  langsung  dilakukan  oleh mesin,  dan  mesin  langsung  menunjukkan angka  kekerasan  dari  bahan  yang  diuji. Cara  ini  lebih  cepat  dan  akurat.  Nilai kekerasan  darai  pengujian  rockwell  ini ditentukan  oleh  perbedaan  kedalaman penembusan.
Heat Treatment
Perlakuan panas atau heat treatment adalah kombinasi operasi pemanasan pada logam  dibawah  temperatur  lebur  logam tersebut  dan  pendinginan  terhadap  logam atau  paduan  dalam  keadaan  padat  dengan waktu tertentu [6].
Perlakuan panas atau heat treatment mempunyai  tujuan  untuk  meningkatkan keuletan, menghilangkan tegangan internal ( internal  stress), menghaluskan  ukuran butir  kristal  dan  meningkatkan  kekerasan atau tegangan tarik logam. Beberapa faktor yang  dapat  mempengaruhi  perlakuan panas, yaitu  suhu pemanasan, waktu yang diperlukan  pada  suhu  pemanasan,  laju pendinginan dan lingkungan atmosfir [7].

## Quenching
Proses Quenching adalah proses heat transfer  (Perpindahan  panas)  dengan  laju yang  sangat  cepat.  Pada  perlakuan Quenching terjadi percepatan pendinginan dari  temperatur  akhir  perlakuan  dan mengalami  perubahan  dari austenite menjadi bainite dan martensite untuk menghasilkan  kekuatan  dan  kekerasan yang  tinggi.  Pengerasan  maksimum  yang dapat dicapai baja yang di- quench hampir sepenuhnya  ditentukan  oleh  konsentrasi karbon  dan  kecepatan  pendinginan  yang sama  atau  lebih  tinggi  dengan  kecepatan pendinginan kritis untuk paduan tersebut.
Median quenching meliputi  air,  air garam, dan oli, air- polymer , dan beberapa kasus digunakan insert gas [8].
Pendinginan  secara  mendadak  dari  700 0 C lebih adalah suatu pengerjaan yang sangat drastis,  dan  pendinginan  cepat  ini  akan mengakibatkan  keretakan  dan  pergeseran benda  kerja,  Pemanasan  harus  dilakukan secara bertahap ( preheating ) dan perlahan –  lahan  untuk  memperkecil deformasi ataupun resiko retak.Dalam hal ini peneliti menggunakan  media quenching air,  air garam, dan oli.[9]
METODOLOGI PENELITIAN
Adapun  metode penelitian yang akan di lakukan sebagai berikut :
Spesimen  yang  dipersiapkan  sebanyak  11 buah sprocket  gear ,  yang  terdiri  dari masing-masing  1  buah sprocket  gear original  dan  imitasi  sebagai  pembanding utama, dan 9 buat terdiri dari sprocketgear imitasi.
Heattreatment yang  dilakukan  pada proses  penelitian  memliki  3  variasi  suhu yaitu  800 0 C,  850 0 C,  dan  900 0 C menggunaan  tungku  pemanas  masing- masing  ditahan (holding  time) selama  45 menit  dan  di quenching menggunakan  3 media  pendingin  yaitu  air,  air  garam,  dan oli mesin SAE 40.  Setelah semua prosedur telah  di  lakukan,  lalu  kemudian  menguji kekerasan dengan alat uji kekerasan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian  yang  terdiri  dari  11  bahan uji,  dimana  terdiri  dari  2  bahan Sprocket Gear original  dan Sprocket  Gear non original, dan 9 Sprocket Gear non original dengan  pelakuan  panas  menggunakan temperature  800 0 C,  850 0 C  dan  900 0 C dengan  waktu  penahanan (Holding  Time) selama 45 menit. Dalam proses perlakuan panas  menggunakan  metode quenching dengan  3  variabel  media  pendingin  yang selanjutnya dilakukan uji sifat mekanik uji kekerasan menggunakan rockwall skala B.
Untuk  memudahkan  dalam  membaca material yang digunakan, peneliti memberikan pengkodean sebagai berikut:

## Nilai Kekerasan Material Sprocket Gear
Original  dan  Non  Original  Tanpa Perlakuan Panas
Hasil pengujian material sprocket gear original  dan  non  original  tanpa  perlakuan panas dapat dilihat pada Tabel 1 .
Tabel 1. Hasil Pengujian Sprocket Gear
Bahan No Test Beban Kgf Inden tor Nilai Kekerasan HRB Rata- rata HRB 1 70
Original 2 100 1/16” 71 72,8 3 79 4 72 5 72 Non Original 1 100 1/16” 65 66,4 2 69 3 67 4
67
5
64
Nilai  Kekerasan  Material  Dengan Media Pendingin Air
Tabel 2 . Nilai Kekerasan Material Dengan Media Pendingin Air. Bahan No Tes t Beba n Kgf Indento r Nilai kekerasa n
HRB Rata -rata HR B Media Pendingi n Air A 90 0 1 100 1/16” 81 79,8 2 81 3 80 4 79 5 78 A 85 0 1 100 1/16” 78 76,6 2 77 3 77 4 75 5 76 A 80 0 1 100 1/16” 80 81,2 2 81 3 81 4
84 5 80

## Nilai  Kekerasan  Material  Dengan Media Pendingin Air Garam
Tabel 3. Nilai Kekerasan Material
Dengan Media Pendingin Air Garam. Bahan No Test Beban Kgf Inden tor Nilai keker asan HRB Rata -rata HRB Media Pending in Air Garam G 900 1 100 1/16” 84 84 2 82 3 87 4 85 5 82 G 850 1 100 1/16” 72 72,2 2 71 3 72 4 73 5 73 G 800 1 100 1/16” 76 75,4 2 74 3 75 4
77 5 75

## Nilai  Kekerasan  Material  Dengan Media Pendingin Oli
Tabel 4. Nilai Kekerasan Material Dengan Media Pendingin Oli.
Bahan No Test Beban Kgf Inden tor Nilai keker asan HRB Rata -rata HRB Media Pending in Oli O 900 1 100 1/16” 68 65 2 64 3 66 4 63 5 64 O 850 1 100 1/16” 50 52 2 50 3 55 4 50 5 55 O 800 1 100 1/16” 75 72 2 70 3 73 4 70 5
72
Hasil  Nilai  Kumparansi  Pengujian Kekerasan  Dengan  Variasi  Media Pendingin Dan Temperatur
Telah  dilakukan  pengujian  kekerasan pada  specimen sprocket  gear hasil  dari proses quenching dengan  variasi  media pendingin  air,  air  garam,  dan  oli,  dan variasi  temperature  800 0 C,  850 0 C,  dan 900 0 C.
Berdasarkan  hasil  dari  pengujian kekerasan  yang  telah  dilakukan  dapat dilihat pada Gambar 2. dibawah ini.
Gambar  2. Hasil  Nilai  Kumparansi  Pengujian Kekerasan  DenganVariasi  Media  Pendingin  Dan Temperatur.
Dari  gambar  diatas  dapat  diketahui nilai  kekerasan  dengan  variasi  media pendingin dan temperature. Nilai kekerasan  tertinggi  pada  media  pendingin air  garam  adalah  senilai  84  HRB  dengan temperature 900 0 C, sedangkan nilai kekerasan terendah pada media pendingin
air garam adalah senilai 72,2 HRB dengan temperature 850 0 C. Untuk nilai kekerasan tertinggi  pada  media  pendingin  air  adalah senilai  81,2  HRB  dengan  temperature 800 0 C, sedangkan nilai kekerasan terendah pada  media  pendingin  air  adalah  senilai 76,6  HRB  dengan  temperature  850 0 C.
Sedangkan  nilai  kekerasan  tertinggi  pada media pendingin oli adalah senilai 72 HRB dengan  temperature  800 0 C,  dan  nilai kekerasan terendah pada media pendingin oli  adalah  senilai  52  HRB  dengan temperature 850 0 C.

## Pembahasan
Setelah  dilakukan  pengujian  pada material sprocket  gear original  dan  non original  tanpa  perlakuan  panas,  dapat diketahui  bahwa  material sprocket  gear original  lah  yang  paling  baik  nilai kekerasannya  yaitu  sebesar  72,8  HRB, sedangkan  nilai  kekerasan  dari sprocket gear non original hanya sebesar 66,4 HRB. Dimana  nilai  kekerasan  dari  kedua  bahan material  tersebut  menjadi  perbandingan untuk  perlakuan  panas  pada  material sprocket gear non original.
Setelah  dilakukan  pengujian  nilai kekerasan  pada  material sprocket  gear dengan  bahan  media  pendingin  air  dan variasi  temperature  pemanasan  memiliki perbedaan nilai kekerasan disetiap spesimen, nilai kekerasan tertinggi diperoleh specimen dengan nilai 81,2 HRB pada  temperature  800 0 C,  pada  nilai kekerasan tertinggi kedua diperoleh specimen  dengan  nilai  79,8  HRB  pada temperature 900 0 C, sedangkan nilai kekerasan  terendah  diperoleh  specimen dengan  nilai  76,6  HRB  pada  temperature 850 0 C.
Setelah  dilakukan  pengujian  nilai kekerasan  pada  material sprocket  gear dengan  bahan  media  pendingin  air  garam dan variasi temperature pemanasan memiliki perbedaan nilai kekerasan disetiap spesimen, nilai kekerasan tertinggi
0 20 40 60 80 100 air garam air oli 900 0 C 850 0 C 800 0 C
diperoleh  specimen  dengan  nilai  84  HRB pada  temperature  900 0 C,  pada  nilai kekerasan tertinggi kedua diperoleh specimen  dengan  nilai  75,4  HRB  pada temperature 800 0 C, sedangkan nilai kekerasan  terendah  diperoleh  specimen dengan  nilai  72,2  HRB  pada  temperature 850 0 C.
Setelah  dilakukan  pengujian  nilai kekerasan  pada  material sprocket  gear dengan  bahan  media  pendingin  oli  dan variasi  temperature  pemanasan  memiliki perbedaan nilai kekerasan disetiap spesimen, nilai kekerasan tertinggi diperoleh  specimen  dengan  nilai  72  HRB pada  temperature  800 0 C,  pada  nilai kekerasan tertinggi kedua diperoleh specimen  dengan  nilai  65  HRB  pada temperature 900 0 C, sedangkan nilai kekerasan  terendah  diperoleh  specimen dengan  nilai  52  HRB  pada  temperature 850 0 C.
Tujuan  utama  dalam  perlakuan  panas khususnya hardening adalah untuk mengeraskan  baja.  Besarnya  kekerasan yang  diperoleh  dari  proses hardening dipengaruhhi  oleh  kandungan  karbon, unsur  paduan,  dan  jenis  media  pendingin yang  digunakan.  Dan  setelah  dilakukan pengujian  nilai  kekerasan  pada  material dengan  variasi  media  pending  dan  variasi temperature  pemanasan  dapat  diketaui temperature  ideal  dan  media  pendingin yang paling optimal pada media pendinginn  air  garam  dengan  temperature 900 0 C    senilai  84  HRB,  sedangkan  nilai kekerasan terendah pada media pendingin air garam adalah senilai 72,2 HRB dengan temperature 850 0 C. Untuk nilai kekerasan tertinggi  pada  media  pendingin  air  adalah senilai  81,2  HRB  dengan  temperature 800 0 C, sedangkan nilai kekerasan terendah pada  media  pendingin  air  adalah  senilai 76,6  HRB  dengan  temperature  850 0 C.
Sedangkan  nilai  kekerasan  tertinggi  pada media pendingin oli adalah senilai 72 HRB dengan  temperature  800 0 C,  dan  nilai kekerasan terendah pada media pendingin
oli  adalah  senilai  52  HRB  dengan temperature 850 0 C

## KESIMPULAN
Dari  penelitian  ini  dapat  disimpulkan bahwa:
1. Pengaruh  temperature  dan  media pendingin  untuk  perubahan  sifat mekanik sprocket gear yaitu  pada temperature 800 0 C untuk nilai kekerasan  yang  terbaik  adalah  81,2 HRB  dengan  media  pendingin  air. Pada  temperature  850 0 C  untuk  nilai kekerasan  terbaik  adalah  76,6  HRB dengan  media  pendingin  air.  Pada temperature 900 0 C untuk nilai kekerasan yang terbaik adalah 84 HRB dengan media pendingin air garam.
2. Temperature ideal dan media pendingin yang paling optimal adalah pada  media  pendinginn  air  garam dengan temperature 900 0 C  sebesar 84 HRB, sedangkan temperature pemanasan dan media pendingin yang kurang  ideal  adalah  pada  media pendingin oli pada temperature 850 0 C sebesar 52 HRB.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Yose rizal  ismardi, 2016. Pengaruh Perlakuan Panas Terhadap Sifat Kekerasan (Hardness) Pada
Roda  Gigi  Tarik  Sepeda  Motor Honda.
[2]  Mas’ad,  DKK.  (2013).  “Analisa Pengaruh Pack Carburizing
Menggunakan  Arang  Mlanding Untuk Meningkatkan Sifat Mekanis  Sproket  Sepeda  Motor Suzuki”.  Prosiding  SNST  ke  -4 Tahun 2013. Semarang: Universitas Muhammadiyah Semarang.
[3]  Danny,  Saputra,  2014.  Pengaruh Temperatur Dan Media Pendingin Pada Proses Quencing Terhadap  Perubahan
Sifat  Mekanik Sprocket  Gear Sepeda Motor.
[4]  Bibit,  Sugito.  2007.  Pengaruh Karburisasi Roda Gigi Sprocket Aspira  Dengan  AHM  Terhadap Perubahan  Sifat  Fisis  Dan Mekanis.
[5] Marpaung,  Henry.  dkk.  2016. “Pengaruh Heat Treatment Terhadap Kekerasan Dan Mikrostruktur  Sprocket  Drive Dan  Sprocket  Driven”.  Widya
Teknika Vol. 24 No. 1, Maret.
[6] Agus,
Pramono. 2011. Karakteristik  Mekanik  Proses Hardening Baja  AISI  1045 Media Quenching Untuk Aplikasi Sprocket Rantai. [7] Arief, Murtiono. (2012). “Pengaruh Quenching Dan Tempering Terhadap Kekerasan Dan Kekuatan  Tarik  Serta  Struktur Mikro  Baja  Karbon  Sedang Untuk  Mata  Pisau  Pemanen Sawit”. Jurnal e-Dinamis Volume  2.  No  2  September 2012. Medan
[8] Nugroho,  Eko.  dkk.  2019. “Pengaruh  Temperature  Dan
Media  Pendingin  Pada  Proses Heat Treatment Baja AISI 1045
Terhadap  Kekerasan  Dan  Laju Korosi”.  Jurnal  Program  Studi Teknik Mesin UM Metro.
[9] Rubijanto.  (2006).  “Pengaruh
Proses Pendinginan Paska Perlakuan  Panas  Terhadap  Uji Kekerasan  (Vickers)  Dan  Uji Tarik  Pada  Baja  Tahan  Karat 304 Produksi Pengecoran Logam Di Klaten”. Traksi. Vol. 4. No. 1. Juni 2006 [10]  ‘‘  Pedoman  Penulisan  Proposal dan  Skripsi”.  Jurusan  Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Metro. (2017).