KAJIAN PUSTAKA APLIKASI PHYSICAL VAPOR DEPOSITION (PVD) KROMIUM SEBAGAI PELAPIS BAJA UNTUK MENINGKATKAN SIFAT MEKANIK LARAS SENJATA

## Anung Nugroho, Yayat Ruyat, Marsono
Program Studi Magister Teknologi Persenjataan, Fakultas Sains dan Teknologi Pertahanan, Universitas Pertahanan RI, Kawasan IPSC Sentul, Bogor, Jawa Barat
E-mail: anungnugroho2010@gmail.com

## Abstrak
Perkembangan teknologi dalam industri, termasuk teknologi pelapisan, mengalami kemajuan yang pesat.  Pelapisan  bertujuan  untuk  meningkatkan  nilai  guna  material  yang  dilapisi  untuk  tujuan tertentu. Kromium, yang melimpah di alam semesta, menjadi fokus penelitian untuk menganalisis pelapisannya menggunakan metode physical vapor deposition (PVD) dan sifat mekanik hasilnya. Penelitian ini menggunakan systematic literature review (SLR) dengan model Preferred Reporting Items  for  Systematic  Reviews  and  Meta-Analyses  (PRISMA),  menghasilkan  artikel  rujukan  dari sumber-sumber  reputabel  seperti  PubMed,  ScienceDirect,  dan  DOAJ.  Proses  PVD  melibatkan deposisi lapisan tipis dari bahan dasar ke bentuk uap, yang kemudian mengendap pada permukaan benda  kerja  untuk  membentuk  lapisan  yang  diinginkan.  Pelapisan  kromium  menggunakan  PVD lebih  efektif  daripada  hardchrome  pada  pelapisan  laras  senjata,  memberikan  perlindungan permukaan, meningkatkan ketahanan aus, dan meningkatkan sifat fungsional lainnya. Potensi ini menjadikan PVD sebagai alternatif yang ramah lingkungan untuk menggantikan hardchrome.
Kata  kunci : physical  vapor  deposition  (PVD);  kromium;  pelapisan  baja;  sifat  mekanik;  laras senjata

## Abstract
Technological  developments  in  industry,  including  coating  technology,  are  progressing  rapidly. Coatings aim to increase the use value of the coated material for a specific purpose. Chromium, which is abundant in the universe, is the focus of research to analyze its coating using the Physical Vapor Deposition (PVD) method and the mechanical properties of the results. This research utilized a systematic literature review (SLR) with the Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses  (PRISMA)  model,  generating  reference  articles  from  reputable  sources  such  as PubMed, ScienceDirect, and DOAJ. The PVD process involves the deposition of a thin film from a base  material  to  a  vapor  form,  which  then deposits  on  the  surface  of  the  workpiece  to  form  the desired  coating.  Chromium  plating  using  PVD  is  more  effective  than  hardchrome  at  gun  barrel plating, providing surface protection, improving wear resistance, and enhancing other functional properties.  This  potential  makes  PVD  an  environmentally  friendly  alternative  to  replace hardchrome.
Keywords : physical vapor deposition (PVD); chromium; steel coating; mechanical properties; gun barrel

## PENDAHULUAN
Dalam pembuatan komponen dan peralatan  untuk  industri  dan  mesin,  material yang  diperlukan  harus  memiliki  tingkat kekerasan  dan  ketahanan  terhadap  karat  yang tinggi.  Salah  satunya  baja  tahan  karat  yang memiliki  keuletan  yang  tinggi  dan  mudah dalam machining .  Selain  itu,  baja  karbon rendah  memiliki  sifat  kekerasan  yang  baik, tetapi  sifat  tahan  karatnya  relatif  kurang  baik [1].  Untuk  itu  diperlukan  langkah-langkah
tertentu  untuk  meningkatkan  ketahanan  karat baja  karbon  rendah.  Berbagai  metode  dapat digunakan, salah satunya adalah melalui proses pelapisan  listrik  menggunakan  bahan  tahan karat  seperti  nikel,  tembaga,  seng,  krom,  dan sejenisnya. [1,2].
Dalam  industri  pertahanan  khususnya material persenjataan, sangat dominan penggunaan baja, dengan semua sifat mekanik yang menguntungkan. Hal tersebut berdasarkan surat keputusan Menteri Pertahanan RI Nomor
Kep/1282/XI/2014  tentang  Standar  Militer Indonesia  yang  salah  satu  poinnya  berkaitan dengan  material  senjata,  antara  lain:  memiliki ketahanan  terhadap  karat,  memiliki  usia  pakai yang lama sesuai kemampuan dan berat relatif ringan  dengan  beban  tempur.  Oleh  karena  itu diperlukan teknologi untuk meningkatkan mutu senjata,  khususnya  bagian  laras  sebagai komponen  penting  tempat  dimana  peluru ditembakan  yang  berkaitan  dengan  sifat mekanik (ketahanan korosi, ketahanan keausan, ketahanan  termal,  dan  lain  sebagainya)  untuk meningkatkan performa dari material utamanya yaitu baja karbon ataupun baja paduan nikel dan kromium [3].
Selam  aini  teknologi  pelapisan  pada material  senjata  umumnya  menggunakan metode  yang  tidak  ramah  lingkungan  dan menghasilkan  bahan  berbahaya  yaitu  melalui proses hardchrome .
Dari  berbagai  uraikan  tersebutlah  yang melatarbelakangi  penulisan  artikel  ini  dengan judul “Kajian Pustaka Aplikasi Physical Vapor Deposition  (PVD) Kromium  Sebagai  Pelapis Baja untuk Meningkatkan Sifat Mekanik Laras Senjata”.

## METODE
Dalam  penulisan  artikel  ini,  digunakan metode systematic  lliterature  review  (SLR) yang  melibatkan  identifikasi,  evaluasi,  dan interpretasi  semua  bukti  penelitian  yang  ada untuk  memberikan  jawaban  yang  spesifik terhadap  pertanyaan  penelitian  [4],  dengan berupa  artikel-artikel  yang  relevan  bersumber dari  PubMed,  ScienceDirect,  dan  DOAJ sebagai  database  bereputasi  yang  berkaitan dekat  dengan  objek  kajian  aplikasi  Physical Vapor  Deposition  (PVD)  pada  material kromium sebagai coating laras senjata.
Tahapan  dalam  penelitian  systematic literature review melibatkan beberapa langkah, termasuk menetapkan tujuan, mencari literatur, mengevaluasi  studi,  menggabungkan  temuan, dan  merumuskan  kesimpulan  [4].  Kata  kunci dan boolean operator  yang  digunakan  untuk pencarian literatur; “Physical Vapor Deposition”  OR  “Coating”  AND  “Kromium Nitrat”  OR  “Material  Weapon”  AND  “Barrel Weapon”.
Kriteria  kelayakan  dalam  penelitian  ini terdiri dari kriteria inklusi dan eksklusi. Kriteria inklusi yang harus dipenuhi meliputi: 1) artikel ilmiah dalam bahasa Inggris, 2) literatur berupa
artikel  ilmiah  atau  prosiding  konferensi,  3) artikel  dari  jurnal  internasional  ternama,  4) berbentuk  artikel  ilmiah  atau  prosiding konferensi,  5)  publikasi  antara  tahun  2002 hingga  2022, 6)  menggunakan  data  primer,  7) membahas penerapan pelapisan kromium pada baja, dan 8) menggunakan metode PVD dalam konteks  penelitian.  [5].  Sedangkan  kriteria eksklusi  atau  yang  dikecualikan  adalah:  1) karya  ilmiah  hanya  dalam  format  abstrak;  2) artikel  Blogspot,  Wikipedia, dan  media  sosial; 3)  artikel  dengan  desain  cross-section.  Untuk menyempitkan  cakupan  penelitian,  peneliti menerapkan  metode  PICO  ( Population atau Problem, Intervention, Comparison, Outcomes ) dengan  mengidentifikasi  pengelompokan  yang relevan sesuai dalam Tabel 1 [5].
Tabel 1. Identifikasi PICO
Dari literatur  yang dipilih  menggunakan metode  PRISMA,  didapatkan  137  artikel ilmiah. Dari jumlah tersebut, terdapat 24 artikel yang  merupakan  duplikasi  data.  Sebanyak  73 artikel  tidak  relevan  dengan  topik  penelitian, sementara  27  artikel  tidak  memenuhi  kriteria inklusi  dan  eksklusi.  Proses  seleksi  literatur dilakukan dengan metode PRISMA (Preferred Reporting  Items  for  Systematic  Reviews  and Meta-Analyses) sesuai dalam Gambar 1. Langkah selanjutnya melibatkan penilaian  kualitas  artikel  untuk  menentukan apakah  artikel  ilmiah  tersebut  memenuhi standar  minimum  komponen  yang  telah ditetapkan.  [5].  Dalam  studi  ini,  peneliti memanfaatkan instrumen Standards for Reporting  Qualitative  Research  (SRQR)  yang terdiri  dari  21  komponen  evaluasi  kualitas. Peneliti kemudian menetapkan standar minimal sebanyak  12  komponen  agar  artikel  dapat diikutsertakan  sebagai  sumber  literatur  dalam penelitian ini. Dari 14 artikel yang diperiksa, 10 artikel  memenuhi  standar  minimal  yang ditetapkan.  Sementara  itu,  4  artikel  lainnya
Kategori Deskripsi Population/Problem Pelapisan PVD Intervention Evaluasi PVD kromium pada baja Comparison n/a Outcomes Kelebihan dan kekurangan  pelapisan kromium  dengan  PVD pada baja untuk laras
tidak  memenuhi  standar  yang  sama,  sehingga didapatkan artikel sebagaimana dalam Tabel 2.
Gambar 1. Diagram PRISMA
Tabel 2. Penelitian berdasarkan pelapisan kromium pada baja
No Nama Peneliti (Tahun) Metode PVD Material Hasil Penelitian 1. R. Bayon, dkk (2009) Evaporator PVD (semi-industrial machine METAPLAS MZR323) Cr/CrN pada  baja F1272 Semua pelapis Cr/CrN memiliki sifat tribologi  yang  lebih  baik  daripada substrat baja tanpa pelapisan 2. E. Bozyaz, dkk (2004)  Arc-PVD CrN  pada baja CrN  memiliki  sifat  mekanik  lebih baik  daripada  pelapisan  hardchrome normal 3. J.L. Daure, dkk (2018)  EBPVD
( electron  beam PVD )  dan  UMS ( unbalanced magnetron sputtering ) Cr pada baja PVD Cr dalam penelitian ini menunjukkan  tingkat  kristalinitas yang tinggi dengan orientasi kristalografi (tekstur) yang jelas
4. F. Hakami, dkk (2011)  Nitridasi plasma CrN  dan Cr pada baja  AISI 1045 Lapisan CrN menunjukkan ketahanan aus  yang  lebih  baik  dan  koefisien gesekan yang lebih rendah dibandingkan  dengan  lapisan  krom tunggal. 5. Jianjun Hu, dkk (2018) High-frequency IHC  (induction heating chromizing) Cr pada baja AISI 5140 Perbedaan kerapatan dislokasi antara lapisan  dan  substrat  berubah  secara mendasar dengan meningkatnya suhu kromisasi.
Berdasarkan evaluasi kualitas artikel ilmiah dan ekstraksi  data  yang  telah  dilakukan,  hanya  10 artikel  ilmiah  (sebagaimana  tercantum  dalam tabel  2  di  atas)  yang  akan  dijadikan  fokus literatur  dalam  penelitian  ini  untuk  analisis lebih lanjut. [6–15].

## HASIL DAN PEMBAHASAN Physical Vapor Deposisi Kromium
Pelapisan  kromium  secara  tradisional melibatkan paparan komponen pada rendaman kromium yang mengandung kromium trioksida (heks-krom)  dan  asam  sulfat.  Namun  perlu diketahui bahwa kromium heksavalen dan asam
6. Ozkan  Ozdemir,  dkk
(2007) Nitro- chromizing dengan teknik thermo-reactive deposition CrN  pada AISI 1010 Perlakuan  ini  terbukti  sangat  efisien dalam produksi pelapis dasar nitrida. 7. Lei Shan, dkk (2016) Arc-PVD CrN  pada baja 316L Dengan peningkatan potensial, kontribusi keausan mekanis menurun dan kontribusi keausan yang
dipercepat  oleh  korosi  meningkat. Pada potensial anodik tinggi (0,5 V), korosi  sumuran  terjadi  pada  lintasan keausan dan pada bagian luar lintasan keausan  pada  316L  dan  316L  yang dilapisi CrN 8. Wolfgang  Tillmann, dkk (2016) Reactive magnetron sputtering Cr pada baja ASP 2023 (AISI M3:2) Ketahanan  aus  struktur  meningkat dengan  material  keras  berbasis  Cr, sedangkan struktur yang tidak dilapisi akan hancur 9. Y.L.  Chipatecua,  dkk (2012) Magnetron Sputtering Cr/CrN pada  baja AISI 304 Percobaan menunjukkan bahwa lapisan CrN/Cr yang memiliki periode bilayer yang lebih rendah dan ketebalan yang lebih rendah meningkatkan  efisiensinya  sebagai penghalang dan meningkatkan ketahanan korosi pada semua lapisan yang dievaluasi. 10.  J.A.  Alegrı´a-Ortega, dkk (2012) Magnetron Sputtering Cr/CrN pada  baja AISI 304 Menggunakan lapisan multilayer Cr/CrN  memungkinkan  pengurangan yang  signifikan  dalam  efek  sinergis yang  terjadi  pada  permukaan  baja tahan  karat  polos.  Hal  ini  juga mengurangi  efek  murni  erosi  dan korosi.  Permukaan  baja  tahan  karat AISI-304 yang dilapisi  dengan
Cr/CrN memiliki ketahanan aus yang lebih  tinggi  daripada  permukaan tanpa pelapisan.
pekat bersifat toksik dan  sehingga perlu diatur untuk  melindungi  keselamatan  pekerja  dan lingkungan.  Peraturan  industri  yang  ada mengharuskan
produsen untuk mempertahankan  kontrol  keselamatan  yang ekstensif dan perizinan dalam penggunaannya.
Produsen mencari alternatif untuk menghindari dampak lingkungan,
meningkatkan keselamatan pekerja, dan mengurangi  biaya.  Maka  dari  itu,  lapisan deposisi  uap  fisik  atau physical  vapor deposition (PVD)  mulai diperkenalkan. Proses PVD  dapat  memberikan  alternatif  pelapisan yang  sederhana  dan  dapat  diandalkan  yang indah, tahan lama, dan aman.
PVD dapat menyimpan lapisan kromium murni yang tahan lama/dekoratif.
Menambahkan  elemen  seperti  nitrogen  dapat menghasilkan alternatif krom yang lebih tahan lama  seperti  kromium  nitrida  (CrN),  yang sangat  meningkatkan  kinerja  dalam  aplikasi dengan keausan tinggi.
PVD adalah teknik pelapisan vakum yang sangat baik untuk meningkatkan ketahanan aus dan  korosi  yang  sangat  dibutuhkan  untuk aplikasi fungsional, seperti perkakas, potongan dekoratif,  peningkatan  optik,  dan  peningkatan mekanik.  Dalam  penggunaan  ini,  butiran  yang rendah  dan  proses  yang  ramah  lingkungan sangat  diperlukan.  Manfaat  pelapisan  PVD sangat banyak, termasuk memberikan keuntungan  yang  nyata  dan  unik  yang menambah  daya  tahan  dan  nilai  pada  produk. Teknik deposisi memiliki peran penting dalam proses pemesinan yang membutuhkan karakteristik,  seperti  kekerasan  pada  suhu tinggi,  ketahanan  abrasi  yang  tinggi,  stabilitas kimia, ketangguhan,  dan  kekakuan.  Selain  itu, PVD juga mampu menghasilkan lapisan dengan adhesi  sangat  baik,  lapisan  homogen,  struktur dan sifat bertingkat, morfologi yang terkontrol, keragaman  material  dan  sifat  yang  tinggi, dan lain sebagainya. [16].
Proses PVD memungkinkan pengendapan dalam sistem pelapisan satu lapis, berlapis-lapis,  dan  bertingkat,  serta  komposisi dan  struktur  paduan  khusus  [17].  Fleksibilitas dan  kemampuan  tersebut  menjadikan  PVD mengalami  pengembangan  dan  peningkatan teknik untuk berbagai proses dan beberapa jenis telah muncul, dalam gambar 2 [17,18].
Gambar  2.  Jenis  teknik  PVD  saat  ini  untuk pelapisan lanjut
Teknik-teknik  diatas  terus  berkembang pesat.  Banyak  buku  dan  artikel  yang menyebarkan  informasi  tentang  jenis-jenis PVD. Sputtering (penyemprotan  katodik)  dan evaporasi  (penguapan)  adalah  yang  paling umum  metode PVD  digunakan  untuk deposisi film tipis [17].
Gambar  3.  Skema  proses  PVD  (a)  sputtering dan (b) evaporasi
Kromium  merupakan  salah  satu  bahan pelapis  yang  sering  digunakan  dalam  PVD karena sifat-sifatnya seperti kekerasan, ketahanan  aus,  dan  kekuatan  yang  harus dimiliki sebuah konstruksi mesin. Proses PVD dengan  menggunakan  kromium  melibatkan proses  yaitu:  1)  deposisi  penguapan  vakum (material  kromium  diuapkan);  2)  Deposisi sputtering vakum (partikel kromium diionisasi);  3)  Deposisi  ion  vakum  (partikel kromium diuapkan dan ionisasi) [17].
Untuk  penjelasan  lebih  detail,  berikut perbandingan  antara  teknik  evaporasi  dan sputtering  terkait  kondisi  hampa  udara,  laju deposisi,  daya  lekat,  daya  serap,  energi  yang tersimpan,  homogenitas,  ukuran  butir,  dan atomisasi yang dirangkum dalam Tabel 3.

## Tabel 3. Perbandingan jenis PVD

## Logam Baja
Baja  adalah  jenis  logam  paduan  yang terdiri  dari  besi  sebagai  komponen  utama  dan karbon  sebagai  unsur  paduannya.  Kandungan karbon  dalam  baja  bervariasi  antara  0,2% hingga  2,1%  berat  sesuai  dengan  jenisnya. Peran karbon dalam baja adalah sebagai elemen pengeras yang menghambat pergeseran dislokasi pada struktur kristal atom besi. Selain karbon,  baja  juga  dapat  mengandung  unsur paduan  lain  seperti  mangan,  krom,  vanadium, dan tungsten. [19].
Baja  yang  digunakan  untuk  pembuatan laras  senjata  merupakan  baja  paduan  khusus yang memiliki sifat-sifat  tertentu yang diperlukan untuk menahan tekanan, panas, dan tekanan  internal  yang  dihasilkan  oleh  ledakan propelan.  Jenis  baja  yang  umum  digunakan dalam  pembuatan  laraa,  antara  lain  yaitu:  1) Baja kromium-molibdenum (memiliki kekuatan  yang  tinggi,  tahan  terhadap  korosi, dan dapat menahan suhu tinggi yang dihasilkan selama  tembakan  berulang  [20].  Contohnya adalah  AISI  4140  dan  AISI  4340);  2)  Baja kromium-vanadium  (memiliki  kekuatan  yang tinggi  dan  daya  tahan  terhadap  suhu  tinggi. Beberapa contoh termasuk AISI 4150 dan AISI 6150);  3)  Baja  kromium-nikel-molibdenum (memiliki kombinasi kekuatan tinggi, ketahanan  terhadap  korosi,  dan  daya  tahan terhadap  suhu  tinggi.  Salah  satu  contohnya adalah  AISI  4340);  4)  Baja  nikel-kromium- molibdenum  (digunakan  untuk  kebutuhan senjata  khusus,  seperti  senapan  runduk  atau meriam  besar  yang  memiliki  kombinasi  yang baik  antara  kekuatan,  ketahanan  terhadap panas,  dan ketahanan  terhadap  korosi).  Secara umum,  baja  paduan  khusus  yang  digunakan tergantung pada kebutuhan spesifik dari senjata tertentu. Proses perlakuan panas yang tepat juga diperlukan  untuk  meningkatkan  sifat-sifat
mekanik  dan  termal  dari  baja  yang  digunakan dalam pembuatan laras senjata [10].

## Laras Senjata
Ketika  senapan  laras  panjang  kaliber besar  ditembakkan,  proyektil  didorong  di sepanjang  laras  senapan  oleh  gas  pembakaran propelan  dan  dilontarkan  dari muzzle senjata dengan  kecepatan  tinggi  ke  arah  sasaran  [21]. Biasanya,  proses  penembakan  balistik  interior ini  berlangsung  selama  tidak  lebih  dari  20 milidetik.  Ada  tiga  fenomena  penting  yang terjadi  di  ruang  tertutup  yang  dibentuk  oleh proyektil,  laras  senjata  dan  breechblock (gambar  4).  Fenomena  pertama  adalah  erosi yang disebabkan oleh propelan gas pembakaran dengan suhu tinggi. Gesekan adalah fenomena kedua  yang  terjadi  antara  permukaan  lubang senapan  dan  proyektil  dengan  pita  yang berputar.  Fenomena  ketiga  adalah  kelelahan yang  disebabkan  oleh  pembebanan  dinamis tekanan gas yang tinggi, tekanan mekanis oleh interaksi  laras-proyektil  dan  tekanan  termal yang  dihasilkan  oleh  gradien  suhu  yang  besar [21].

## Gambar 4. Skema sistem peluncuran

## Sifat  Mekanik  Laras  dan  Potensi  PVD Kromium
Seiring  berjalannya  waktu  penggunaan akan terjadi ombinasi erosi, gesekan, dan  fatik telah  merusak  laras  setelah  menembakkan ratusan atau ribuan proyektil (Gambar 5). Erosi lubang  laras  oleh  gas  pembakaran  suhu  tinggi menciptakan  pengaruh  secara  kimiawi  dan panas. Struktur mikro dan sifat baja  laras akan membuat  material  permukaan  melemah  dan lebih  rapuh.  Material  yang  melemah  akan dihilangkan  sebagian  oleh  gesekan  antara proyektil  berkecepatan  tinggi  dan  lubang senapan. Hasil gesekan yang dibantu oleh erosi menyebabkan  peningkatan  diameter  lubang yang mempengaruhi kondisi interferensi proyektil dengan permukaan laras. Hal tersebut mengakibatkan  gas  bertekanan  tinggi  dapat bocor  di  antara  proyektil  dan  lubang  laras sehingga  mengurangi  tekanan  dan  kecepatan muzzle proyektil.  Oleh  karena  itu  akan
Parameter Sputtering Evaporasi Hampa udara Rendah Tinggi Laju deposisi Rendah Tinggi Daya lekat Tinggi Rendah Daya serap Tinggi Rendah Energi tersimpan Tinggi Rendah Homogenitas Banyak Sedikit Ukuran butir Kecil Besar Atomisasi Lebih Tersebar  Terarah
mempengaruhi jangkauan dan akurasi tembakan [21].
Gambar  5.  Morfologi  permukaan  laras  pada penggunaan tertentu [21].
Keamanan  peluncuran  laras  menjadi masalah kritis dan penting karena menghindari laras  patah.  Dibawah  ini  (dalam  Gambar  6) menunjukkan  skema  proses  menurunnya  sifat mekanik  laras  secara  bertahap  dari  putaran pertama (Tahap I, Titik A sampai Titik B) dan memburuk  setelah  menembakkan  putaran tertentu  (Tahap  II,  Titik  B  sampai  Titik  C). Setelah  kritis    (Titik  C)  ditembakkan,  terlihat penurunan  kinerja  secara  drastis  hingga mencapai  batas  (Titik  E).  Oleh  karena  itu, ketika indeks menurun dari ℎ 𝑚𝑎𝑥 sebelum fase pertama menjadi ℎ 𝑐 setelah menembakkan fase batas.  Sehingga  untuk  menghindari  patahnya laras  secara  tiba-tiba  indeks  dapat  diturunkan sampai ℎ 𝑚𝑖𝑛 ( ℎ 𝑚𝑖𝑛 ˃ ℎ 𝑐 ) [21].
Gambar  6.  Skema  menurunnya  kinerja  laras senjata [21].
Berbagai  uraian  diatas,  diperlukan perlakuan  meningkatkan  sifat  mekanik  baja, sebagaimana  yang  telah  dilakukan  pada penelitian Bayon, dkk (2009) Dalam penelitian, lapisan multilayer Cr/CrN  dengan  ketebalan lapisan individu yang berbeda telah dideposisikan  pada  substrat  baja  F1272  dan silikon.  bahwa  ketebalan  lapisan  pada  sampel dengan  nilai  periode bilayer masing-masing sekitar  55  nm  sampai  dengan  500  nm  dengan ketebalan lapisan Cr lebih rendah daripada CrN.
Nilai  kekerasan  pada  semua  lapisan  Cr  /  CrN multilayer  sangat  mirip.  Kekerasan  tertinggi diukur  dalam  kasus multilayer periode bilayer L  270  nm  dengan  29  Gpa.  Adapun  nilai korosinya yang dihasilkan berkisar 0,35 sampai dengan 0,92 µm [6].
Selanjutnya  dalam  penelitian  Bozyaz, dkk (2004), Eksperimen dilakukan perbandingan hardchrome dan arc-PVD dengan efek  beban  normal  (5, 10 dan  30  N)  dan  suhu (ruangan  dan  60  ◦C)  pada  perilaku  keausan. Hasilnya  menunjukkan  bahwa  CrN  berkinerja lebih baik daripada pelapisan hardchrome yang berbanding lurus dengan peningkatan suhu dan beban  normal.  Pada  suhu  60◦C,  kedalaman keuasan  dan  koefisien  gesek  pada  lapisan hardchrome  dan  lapisan  CrN  tidak  stabil, dimana lapisan CrN secara umum lebih baik [7] sebagaimana dalam gambar 7 dan 8.
Gambar  7.  Laju  keausan  pada  lapisan hardchrome  dan  CrN  dan  suhu ruang
Gambar  8.  Koefisien  gesek  pada  lapisan hardchrome  dan  CrN  dan  suhu ruang
Penelitian Daure, dkk (2018), Hasilnya menunjukkan  bahwa  lapisan  PVD  Cr  yang diperiksa  dalam  penelitian  ini  menunjukkan tingkat  kristalinitas  yang  tinggi  dengan orientasi  kristalografi  (tekstur)  yang  jelas; selain itu, sifat tekstur tergantung pada metode deposisi.  Sebaliknya,  lapisan hardchrome menunjukkan  struktur  kristal  yang  kurang sempurna  tetapi  dengan  tekstur  yang  kurang signifikan [8] sebagaimana dalam gambar 9.
Gambar  9.  Perbandingan  morfologi electron beam (EBPVD), unbalanced magnetron sputtering (UMSPVD), dan  electroplated  hardchromium
(EPHC)
Penelitian Hakami, dkk (2011), diketahui bahwa lapisan krom CrN menunjukkan  ketahanan  aus  yang  lebih  baik dan  koefisien  gesekan  yang  lebih  rendah dibandingkan dengan lapisan krom tunggal [9].
Dalam  penelitian  Jianjun  Hu,  dkk (2018),  menunjukkan  bahwa  fasa  dan  struktur mikro lapisan Cr sangat bergantung pada suhu kromisasi. Pada suhu rendah (1000°C), lapisan Cr  adalah perlite alloy .  Saat  suhu  naik  hingga 1300°C, lapisan Cr menjadi larutan padat Cr-Fe (Cr-Fe  SS).  Lapisan  Cr-Fe  SS  yang  dibentuk pada suhu tinggi memiliki kekerasan yang lebih tinggi  dan  ketahanan  korosi  yang  lebih  baik tetapi keuletan yang lebih buruk dibandingkan dengan lapisan perlite alloy [10].
Penelitian Ozdemir,  dkk (2007),
Lapisan CrN yang terbentuk pada sampel baja halus,  seragam,  serta  terikat dengan  baik  pada matriks  baja.  Ketebalan  lapisan  CrN  yang terbentuk  pada  sampel  baja  berkisar  antara 5.16(±1,48) hingga 13.45(±1,73) µm, tergantung  pada  waktu  perlakuan.  Nilai kekerasan  mikro  rata-rata  dari  lapisan  tersebut adalah 1789±59 𝐻𝑉 0,05 . Lapisan tersebut terdiri dari  fasa 𝐶𝑟 2 𝑁 dan  ( 𝐶𝑟, 𝐹𝑒) 2 𝑁 (1−𝑥) menurut XRD.  Hasil EDS  menunjukkan  bahwa  lapisan coating  mengandung  kromium  dan  nitrogen [22].
Penelitian  Lei  Shan,  dkk  (2016),  Uji tribokorosi  yang  dilakukan  menunjukkan bahwa  koefisien  gesekan  menurun  dan kehilangan  keausan  meningkat  seiring  dengan meningkatnya  dari  -1  V  ke  0  V.  Di  bawah potensi  katodik  -1  V,  keausan  abrasif  berupa keausan  mekanis  mendominasi  keausan  baja tahan  karat  316L.  Ketika  meningkat,  korosi umum  dan  tribokorosif  terhadap  keausan meningkat.  Deformasi  plastis  proses  keausan lapisan CrN katodik [12].
Penelitian Tillman, dkk (2016), aplikasi lapisan tipis CrAlN dan CrAlCN meningkatkan ketahanan  aus  struktur  permukaan  jika dibandingkan dengan baja perkakas berkecepatan tinggi yang dikeraskan 62,38±0,18  HRC.  Dengan  mengaplikasikan struktur  permukaan  dengan  topografi  yang berbeda  pada  permukaan  baja  ASP2023, koefisien  gesekan  dapat  disesuaikan  karena perubahan  profil  kekasaran  dan  asperities. Investigasi menunjukkan bahwa, dibandingkan dengan  permukaan  baja,  gesekan  dapat dikurangi  dengan  lapisan  material  keras berbasis kromium (Cr) [13].
Penelitian  Chipatecua,  dkk  (2012), melaporkan hasil pengaruh periode bilayer (A) dan  ketebalan  total  (f)  terhadap  ketahanan korosi multilayer CrN/Cr  yang  dideposisi dengan magnetron .  Percobaan  menunjukkan bahwa  lapisan  CrN/Cr  yang  memiliki  periode bilayer  yang  lebih  rendah  dan  ketebalan  yang lebih rendah meningkatkan efisiensinya sebagai penghalang  dan  meningkatkan  ketahanan korosi [14].
Terakhir,  dalam  penelitian  Alegría-
Ortega, dkk (2012), Lapisan multilayer CrN/Cr yang  dihasilkan  oleh unbalanced  magnetron sputtering tidak  seimbang  (UMS)  di  atas  baja tahan  karat  AISI-304  dan  di  atas  baja  polos dipelajari dengan menggunakan prosedur yang ditunjukkan  dalam  ASTM  G119-09.  Hasilnya menunjukkan bahwa tingkat keausan total dapat dikurangi  hingga  setengahnya  dibandingkan dengan  baja  tahan  karat  polos  ketika  lapisan semacam  ini  digunakan.  Yang  juga  disoroti adalah  pengurangan  yang  kuat  dalam  efek sinergis,  dan  ditunjukkan  bahwa  efek  korosi murni  untuk  sudut  tumbukan  yang  dievaluasi (301 dan 901) serupa. Efek sinergis memberikan  kontribusi  terbesar  ketika  baja polos  dievaluasi  pada  301.  Untuk  semua kondisi, erosi adalah mekanisme keausan yang paling penting [15].
Sifat mekanik baja pada laras termasuk kekuatan  tarik,  kekerasan,  modulus  elastisitas, dan  kepadatan.  Kromium  memiliki  potensi untuk  meningkatkan  sifat  mekanikm  terutama kekerasan  dan  ketahanan  korosi.  Kromium memiliki  peran  penting  dalam  meningkatkan ketahanan  terhadap korosi  dengan  membentuk lapisan pada permukaan baja laras, yang efektif mencegah  kerusakan  mekanik  dan  kimia.  Hal ini  menghasilkan kinerja  yang lebih  stabil dan tahan lama dari material tersebut.

## SIMPULAN DAN SARAN
PVD  merupakan  proses  deposisi  lapisan material ke permukaan substrat dengan metode fisik dalam kondisi vakum. Proses PVD terdiri dari  tiga  proses  utama:  deposisi  penguapan vakum, deposisi sputtering vakum, dan deposisi ion  vakum.  Penerapan  PVD  sudah  dilakukan dalam  berbagai  bidang  industri.  Sehingga proses PVD sangat potensial digunakan dalam pelapisan  baja  pada  laras  senjata  yang memerlukan kinerja tinggi.
Perbandingan  pelapisan  kromium  secara PVD dengan pelapisan umum hardchrome pada baja  bahan  laras  senjata  yaitu  lapisan  PVD umumnya memiliki kekerasan yang lebih tinggi daripada  lapisan  hardchrome  sehingga  PVD lebih tahan terhadap aus dan abrasi. Proses PVD memungkinkan  pengendalian  yang  lebih  baik terhadap  ketebalan  lapisan  yang  dihasilkan, sehingga memungkinkan aplikasi pada permukaan dengan toleransi dimensi yang lebih ketat dan presisi. Lapisan PVD memiliki korosi yang lebih baik disebabkan oleh struktur kristal yang  lebih  padat  dan  homogen,  yang menghasilkan  perlindungan  yang  lebih  baik terhadap  penetrasi  zat  korosif.  Proses  PVD lebih  ramah  lingkungan  dibandingkan  dengan proses hardchrome karena  dalam  PVD  tidak melibatkan  penggunaan  bahan  kimia  beracun atau limbah yang berbahaya seperti yang terjadi dalam  proses hardchrome .  Proses  PVD kromium  dapat diterapkan  pada  berbagai  jenis material  substrat,  tanpa  menghasilkan  distorsi termal yang signifikan.
Berdasarkan hasil studi pustaka sehingga penulis  memberikan  rekomendasi  bahwa metode PVD kromium dapat digunakan sebagai alternatif terbaik dalam menggantikan hardchrome yang dinilai bersiko.

## DAFTAR PUSTAKA
1 Sari  Y,  Nashrullah  A,  Sopiyan.  2021. Permukaan  Baja  Karbon  Hardness  and Corrosion  Resistance  of  Hardfacing Layer  on  Carbon  Steel.  J.  Konversi Energi dan Manufaktur. 7 : 1.
2 Sinaga AJ, Manurung C. 2020. Analisa Laju  Korosi  dan  Kekerasan  Pada Stainless Steel 316 L Dalam Larutan 10 %  NaCl  Dengan  Variasi  Waktu Perendaman.  Sprocket  J.  Mech.  Eng. 1 (2): 92.
3 Bayuseno  A,  Nugroho  S.  Pengaruh konsentrasi  larutan  dan  kuat  arus terhadap ketebalan pada proses pelapisan  nikel  untuk  baja  karbon rendah. (1): 23.
4 Kitchenham  B,  Pearl  Brereton  O, Budgen D, Turner M, Bailey J, Linkman S. 2009. Systematic literature reviews in software  engineering  -  A  systematic literature  review.  Inf.  Softw.  Technol.
51 (1): 7.
5 Herwando  H,  Sitompul  TH.  2021.
Evaluasi Manfaat Penerapan
Telemedicine  di  Negara  Kepulauan: Systematic  Literature  Review.  Indones. Heal. Inf. Manag. J. 9 (2): 91.
6 Bayón  R,  Igartua  A,  Fernández  X, Martínez  R,  Rodríguez  RJ,  García  JA, de Frutos A, Arenas MA, de Damborenea  J.  2009.  Corrosion-wear behaviour  of  PVD  Cr/CrN  multilayer coatings  for  gear  applications.  Tribol. Int. 42 (4): 591.
7 Bozyaz  E,  Ürgen  M,  Çakr  AF.  2004. Comparison  of  reciprocating  wear behaviour  of  electrolytic  hard  chrome and  arc-PVD  CrN  coatings.  Wear. 256 (7–8): 832.
8 Daure JL, Carrington MJ, Shipway PH, McCartney  DG,  Stewart  DA.  2018.  A comparison of the galling wear behaviour of PVD Cr and electroplated hard  Cr  thin  films.  Surf.  Coatings Technol. 350 : 40.
9 Hakami  F,  Sohi MH,  Ghani  JR.  2011. Duplex  surface treatment  of  AISI  1045 steel  via  plasma  nitriding  of  chromized layer. Thin Solid Films. 519 (20): 6792.
10 Hu J, Zhang Y, Yang X, Li H, Xu H, Ma
C, Dong Q, Guo N, Yao Z. 2018. Effect of  pack-chromizing  temperature  on microstructure and performance of AISI
5140  steel  with  Cr-coatings.  Surf.
Coatings Technol. 344 (January): 656.
11 Dagli, E., E. Uslu GO. 2014. Immediate effects  of  tear  gas  on  lung  functions. Am.  J.  Respir.  Crit.  Care Med. 189 (1):
57.
12 Shan  L,  Wang  Y,  Zhang  Y,  Zhang  Q, Xue Q. 2016. Tribocorrosion  behaviors of  PVD  CrN  coated  stainless  steel  in seawater. Wear. 362 – 363 : 97.
13 Tillmann  W,  Stangier  D,  Laemmerhirt IA,  Biermann  D,  Freiburg  D.  2016.
Investigation of the tribological properties of high-feed milled structures and  Cr-based  hard  PVD-coatings. Vacuum. 131 : 5.
14 Chipatecua  YL,  Olaya  JJ,  Arias  DF. 2012.  Corrosion  behaviour  of  CrN/Cr multilayers  on  stainless  steel  deposited by  unbalanced  magnetron  sputtering. Vacuum. 86 (9): 1393.
15 Alegría-Ortega  JA,  Ocampo-Carmona LM,  Suárez-Bustamante  FA,  Olaya- Flórez JJ. 2012. Erosion-corrosion wear
of Cr/CrN multi-layer coating deposited on  AISI-304  stainless  steel  using  the unbalanced magnetron (UBM) sputtering system. Wear. 290 – 291 : 149.
16 B.  Navinsek, P.Panjan  IM. 1997.  Title of the 114083th document. 97 : 182.
17 Baptista A, Silva F, Porteiro J, Míguez
J,  Pinto  G.  2018.  Sputtering  physical vapour  deposition  (PVD)  coatings:  A critical review on process improvement andmarket  trend  demands.  Coatings. 8 (11): .
18 Pinheiro XL  et  al.  2024.  The combination of electrodeposited chromium (III) and PVD as an industrial viable  solution  for  the  replacement  of electrodeposited chromium (VI). Process Saf. Environ. Prot.
182 (September 2023): 727.
19 Arifin J, Purwanto H, Syafa’at I. 2017. Pengaruh  jenis  elektroda  terhadap  sifat mekanik  hasil  Pengelasan  smaw  baja astm  a37.  J.  Momentum  UNWAHAS. 13 (1): 27.
20 Aljufri  A.  Analisa  Sifat  Mekanis Sambungan  Las  Smaw  Pada  Material Aisi  304  Menggunakan  Kampuh  Yang Berbeda. .
21 Wu B, Zheng J, Luo TF, Wang T, Zhou
YC,  Huang  X.  2020.  Damage  and fracture of gun barrel under wear-fatigue interaction. J. Phys. Conf. Ser. 1507 (10): .
22 Ozdemir  O,  Sen  S,  Sen  U.  2007. Formation of chromium nitride layers on AISI  1010  steel  by  nitro-chromizing treatment. Vacuum. 81 (5): 567.