## PENGARUH LAMA WAKTU DAN SUHU PEMANASAN PADA PROSES BLACKENING TERHADAP KEKERASAN HASIL PELAPISAN
Eriek Aristya Pradana Putra 1 , Mac Hilkia Boerju Pasaribu 1 , Angga Tegar Setiawan 1 , Erwin Ardias Saputra 2
1 Teknik Perawatan Mesin, Politeknik Industri Logam Morowali
2 Teknik Elektro, Universitas Tadulako Coresponding Autor: eriek@pilm.ac.id
Abstrak: Untuk  memberikan  peningkatan  sifat  pada  material  maka  bisa  dilakukan proses  pelapisan.  Teknik  pelapisan  yang  akan  digunakan  pada  penelitian  ini  akan menggunkan rekasi kimia dan panas dalam prosesnya. Peningkatan ketahanan dan sifat mekanik  sangat  dipengaruhi  oleh  metode  dan  kedalaman  hasil  pelapisan.Penelitian  ini bertujuan  untuk  membuat  alat  pelapisan  logam  metode  blackening  dan  melihat pengaruh lama waktu dan suhu pemanasan pada proses blackening baja ST 37 terhadap kekerasan.  Hasil  dari  penelitian  ini  yaitu  kekerasan  sampel  hasil  proses  pelapisan berbanding  lurus  dengan  peningkatan  lama  waktu  dan  suhu  pemanasan  pada  proses blackening  baja  ST  37.  Nilai  kekerasan  tertinggi  yaitu  287,757  HV  pada  suhu pemanasan 140°C-150°C dan lama waktu pemanasan 30 menit.
Kata Kunci : pelapisan logam, blackening, kekerasan, ketebalan
Abstract: To  provide  increased  properties  to  the  material,  a  coating  process  can  be carried  out.  The  coating  technique that  will be  used  in  this  research will use  chemical reactions and heat in the process. The increase in durability and mechanical properties is greatly influenced by the method and depth of the coating results. This research aims to create a metal coating tool using a blackening method and look at the effect of heating time and temperature in the ST 37 steel blackening process on hardness. The results of this research are that the hardness of the samples resulting from the coating process  is directly proportional to the increase in heating time and temperature in the ST 37 steel blackening process. The highest hardness value is 287.757 HV at a heating temperature of 140°C-150°C and a heating time of 30 minutes.
Keywords : metal plating, blackening, hardness, thickness

## PENDAHULUAN
Kebutuhan  akan  material  berupa  logam  dan  paduan  seiring  berjalannya  waktu dan teknologi terus berkembang pesat sehingga mempengaruhi permintaan akan bahan dasar logam. Sebelum logam, manusia dulu sekalinya menggunakan batu sebagai bahan dasar  untuk  membuat  sesuatu.  Lalu  seiring  berkembangnya  zaman  maka  manusia berkembang pesat hingga saat ini di era  teknologi 4.0  yang menggunakan bahan dasar berupa  logam  pada  hampir  semua  peralatan  yang  ada  saat  ini.  Kondisi  ini  disebabkan karena sifat logam  yang memiliki banyak kelebihan dibandingkan bahan dasar lainnya seperti kuat, tahan panas, dapat dibentuk, dan sebagainya.
Pada kenyataanya logam terutama dengan kandungan ferro dan paduanya sering mengalami  penurunan  penurunan  mutu  dan  kekerasan.  Penurunan  mutu    ini  bila  tidak ditindaklanjuti  akan  mengakibatkan  kerusakan  seiring  berjalannya  waktu.  Beragam jenis kerusakan yang terjadi pada logam yakni patah, mengalami perubahan bentuk dan
berkarat. Kondisi patah pada logam sering disebabkan oleh ketidaktahanan logam untuk menerima  beban  dan  terjadi  kesalahannya  pada  perancangan  dan  pemilihan  jenis material.  Logam  berubah  bentuk  disebabkan  oleh  suhu  ekstrem  yang  dapat mempengaruhi  sifat  logam.  Untuk  mengatasi  hal  tersebut  salah  satu  cara  yang  bisa digunakan yakni dengan melakukan pelapisan pada logam. Pelapisan adalah suatu cara yang  dilakukan  untuk  memberikan  sifat  tertentu  pada  suatu  permukaan  benda  kerja, dimana  diharapkan  benda  tersebut  akan  mengalami  perbaikan  baik  dalam  hal  struktur mikro  maupun  ketahanannya,  dan  tidak  menutup  kemungkinan  pula  terjadi  perbaikan terhadap sifat fisiknya. (I Ketut Rimpung, 2017)
Conversion  coating  merupakan  teknik  pelapisan  yang  menggunakan  reaksi kimia untuk membentuk lapisan pelindung pada permukaan logam tanpa menggunakan sumber  listrik.  Blackening  atau  black  oxide  adalah  salah  satu  jenis  lapisan  dengan mengubah  bahan  menjadi  hitam  pada  prosesnya.  Tujuan  dari  blackening  adalah  untuk tujuan  dekoratif,  yang  merubah  penampilan  besi  sehingga  lebih  menarik.  Selain  itu, tujuannya  adalah  untuk  meningkatkan  ketahanan  terhadap  korosi.  Disebabkan  oleh proses blackening yang baik, dimensi material tidak terpengaruh dan warnanya seragam di  seluruh  sudut,  bahkan  di  dalam  lubang-lubang  yang  tak  terlihat  (Galuh  Sakin Nurhazna  &  Arya  Mahenda  Sakti,  2019).Pada  Penelitian  ini  akan  dilakukan  proses blakening  pada  pada  dudukan  mata  pahat  dengan  material  baja  ST  37  dengan melakukan variasi waktu dan temperature.(Zhu et al., 2008)

## METODE PENELITIAN
Penelitian akan dilakukan pada dudukan mata pahat dengan material baja ST 3, proses ini diawali dengan melakukan blackening pada perbandingan dua suhu dan empat lama waktu  pemanasan  yang  berbeda.  Suhu  pemanasan  yang  akan  digunakan  yaitu  130°C- 140°C dan 140°C-150°C. Lama waktu pemanasan yang akan digunakan yaitu 15 menit, 20  menit,  25  menit,  dan  30  menit.  Pengujian.  Sample  yang  digunakan  merupakan dudukan  mata  pahat  bubut  dalam  dengan  material  baja  ST  37.  Dudukan  mata  pahat bubut yang digunakan memiliki panjang 150 mm dengan diameter luar 16 mm. Sample yang  digunakan  dapat  terlihat  pada  gambar  1.  Sample  yang  telah  disiapkan  kemudian dilakukan  blackening  dengan  komposisi  larutan  untuk  blackening  yaitu    30%  NaOH, 10%  NaNO 3 ,  10%  NaNO 2 ,  dan  50%  aquades.  Setelah  sample  telah  selesai  dilakukan proses  blackening  selanjutnya  dilakukan  pengujian  kekerasan  dan  metalografi. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui nilai kekerasan dan kedalaman lapisan yang terbentuk pada proses blackening.(Henry Carles & Muhammad Yusuf, 2019)
Gambar 1. Sample yang digunakan

## HASIL PENELITIAN
Penelitian  yang  dilakukan  menunjukan  jika  terjadi  penambahan  berat  sebelum dan  sesudah    proses  blackening  sebelum  dan  sesudah  proses  blackekning  dilakukan. Penambahan berat tersebut menunjukan telah terjadi pelapisan pada sample mata pahat bubut dalam dengan material baja ST 37. Berat awal dan akhir dari sample blackening dapat dilihat di tabel 1.
Tabel 1 . Berat Sample sebelum dan sesudah blackening
WAKTU SUHU
BERAT SEBELUM (g) BERAT SESUDAH (g) 15
MENIT 130°C-
140°C 125,6248
125,6233 140°C-
150°C 129,5351
129,5329
20 MENIT 130°C- 140°C 126,7083 126,7056
140°C- 150°C 128,3354 128,3323
25
MENIT 130°C- 140°C 124,0200 124,0186 140°C- 150°C 131,4442 131,4403 30 MENIT 130°C- 140°C 122,9189 122,9144
140°C- 150°C 127,4839 127,4788
Dari  table  1  terlihat  penambahan  berat  untuk  sample  yang  telah  mengalami proses  blackening.  Dimana  penambahan  berat  meningkat  seiring  dengan  peningkatan temperature dan berat tertinggi diperoleh pada temperature 140°C-150°C

## Pengujian Kekerasan
Untuk mengetahui nilai kekerasan dari sample yang telah mengalami blackening maka dilakukan pengujian kekerasan dengan metode vicker. Hasil pengujian kekerasan dapat dilihat pada table 2.
Tabel 2. Hasil pengujian kekerasan
LAMA WAKTU SUHU NILAI KEKERASAN (HV) RAW MATERIAL - 140,428 15 130°C-140°C 181,257 140°C-150°C 186,742 20 130°C-140°C 183,571 140°C-150°C 190,257 25 130°C-140°C 203,057 140°C-150°C 222,585 30 130°C-140°C 256,342 140°C-150°C 287,757
Dari tabel 2 dapat dilihat bahwa proses blackening mempengaruhi sifat mekanik material  untuk  kekerasannya.  Nilai  kekerasan  meningkat  secara  drastis  setelah dilakukan  proses  blackening.  Nilai  kekerasan  tertinggi  yaitu  287,757  HV  pada  suhu pemanasan  140°C-150°C  dengan  lama  waktu  pemanasan  30  menit.  Maka  dapat disimpulkan  bahwa  pelapisan  logam  metode  blackening  meningkatkan  nilai  kekerasan suatu material(Firsty Novemia Hany, 2019)
Gambar 3 Grafik nilai kekerasan sampel
Dari  gambar  3  dapat  dilihat  bahwa  nilai  kekerasan  spesimen  cenderung meningkat  seiring  meningkatnya  suhu  dan  lama  waktu  pemanasan  proses  blackening. Nilai kekerasan  yang paling besar dalam penelitian ini  yaitu 287,757 HV dengan suhu 140°C-150°C  dengan  lama  waktu  pemanasan  30  menit.  Jika  dibandingkan  terhadap suhu 130°C-140°C dengan lama waktu pemanasan  yang sama 30  menit memiliki nilai kekerasan 256,342 HV, maka suhu mempengaruhi nilai kekerasan hasil blackening. Jika dibandingkan  terhadap  suhu  yang  sama  140°C-150°C  dengan  lama  waktu  pemanasan 15  menit  memiliki  nilai  kekerasan  186,742  HV,  maka  lama  waktu  pemanasan  juga mempengaruhi pertambahan berat hasil blackening. (Rauf et al., 2018)
Dari  grafik  terlihat  jika  suhu  dan  lama  waktu  pemanasan  mempengaruhi  nilai kekerasan  hasil  blackening.  Semakin  tinggi  suhu  pemanasan  proses  blackening,  maka semakin  tinggi  nilai  kekerasannya.  (Ferreira  et  al.,  2001)Semakin  lama  waktu pemanasan  proses  blackening,  maka  semakin  tinggi  juga  nilai  kekerasannya.  Hal  ini disebabkan  oleh  lapisan  yang  terbentuk  pada  permukaan  material  seperti  yang ditunjukkan  pada  gambar  4  dan  5  pada  pengamatan  mikro  dalam  pengujian metalografi.(Rahmat Ridlo Aminuddin et al., 2020)

## Pengujian Metalografi
Dari  hasil  pengujian  metalografi  (mikro)  telihat  terbentuk  lapisan  pada permukaan sample .pelapisan memiliki ketebalan bervariasi yang dipengaruhi oleh lama waktu  dan  suhu  pemanasan  selama  proses  perendaman.  Semakin  besar  lama  waktu proses perendaman maka lapisan semakin tebal. Semakin tinggi suhu pemanasan maka lapisan  yang  terbentuk  semakin  tebal  juga.  Dari  hasil  pengamatan  pelapisan  terlihat bentuk pelapisan blackening. Pelapisan blackening ditandai dengan bercak atau goresan hitam  seperti  terlihat  pada  gambar  4.  Lapisan  blackening  selain  bersifat dekoratif  juga dapat menghambat ternjadi korosi pada logam yang telah diberikan pelapisan.
Gambar 4 (a) 15 menit, (b) 20 menit, (c) 25 menit, (d) 30 menit
Gambar 5 (a) 15 menit, (b) 20 menit, (c) 25 menit, (d) 30 menit

## KESIMPULAN
Dari hasil penelitian dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Hasil  pengujian  kekerasan  menunjukan  jika  lama  waktu  dan  suhu  sangat mempengaruhi  proses  blackening  dimana  pada  dudukan  mata  pahat  bubut  dengan material  baja  ST  37  nilai  kekerasan  tertinggi  diperoleh  sebesar  287,757  HV  pada 140°C-150°C dengan lama waktu pemanasan 30 menit.
2. Pengamatan  yang  dilakukan  pada  pengujian  mikro  memperlihatkan  jika  ketebalan pelapisan  berbanding  lurus  dengan  peningkatan  lama  waktu  dan  suhu  pemanasan pada  proses  blackening  sehingga  dengan  lama  waktu  pemanasan  30  menit  dengan temperature  140°C-150°C  memberikan  pelapisan  yang  lebih  baik  dibandingkan dengan lama waktu 15 menit dengan temperature 130°C-140°C.

## DAFTAR PUSTAKA
Ferreira, M. G. S., Hakiki, N. E., Goodlet, G., Faty, S., Simõ Es, A. M. P., Da, M., & Belo,  C.  (2001).  Influence  of  the  temperature  of  film  formation  on  the electronic  structure  of  oxide  films  formed  on  304  stainless  steel.  In Electrochimica Acta (Vol. 46). www.elsevier.com/locate/electacta Firsty  Novemia  Hany,  M.  S.  (2019). Pengaruh  Lama  Waktu  Pemanasan  pada  Proses Blackening  Baja  ST  41  Terhadap  Ketebalan  dan  Kekilapan  Lapisan Permukaan .
Galuh  Sakin  Nurhazna,  &  Arya  Mahenda  Sakti.  (2019).  ANALISA  LAJU  KOROSI PADA  PROSES  BLACKENING  BAJA  ST  41  BENTUK  PLAT  DAN SILINDER  DENGAN  VARIASI  LAMA  PENCELUPAN  DAN  MEDIA KOROSI. JTPM , 150–158.
Henry  Carles,  &  Muhammad  Yusuf.  (2019).  Analisa  Kekasaran  Permukaan  Terhadap Kekerasan  Material  Pada  Proses  Milling  Dengan  Variasi  Kecepatan  Feeding. Jurnal Teknik Mesin , 8 (2), 10–16.
I  Ketut  Rimpung.  (2017).  ANALISIS  PERUBAHAN  KEKERASAN  PERMUKAAN
BAJA (St. 42) DENGAN PERLAKUAN PANAS 800◦C

## MENGGUNAKANMETODE
VICKERS DI LABORATORIUM UJI BAHANPOLITEKNIK NEGERI BALI. JURNAL LOGIC , 67–72. Rahmat Ridlo Aminuddin, Ari Wibawa Budi Santosa, & Hartono Yudo. (2020). Analisa Kekuatan  Tarik,  Kekerasan  dan  Kekuatan  Puntir  Baja  ST  37  sebagai  Bahan Poros Baling-baling Kapal (Propeller Shaft) setelah Proses Tempering. Jurnal Teknik Perkapalan , 8 (3). https://ejournal3.undip.ac.id/index.php/naval
Rauf, F. A., Frans P. Sappu, & Lakat, A. M. A. (2018). UJI KEKERASAN DENGAN
MENGGUNAAN ALAT

## MICROHARDNESS
VICKERS PADA
BERBAGAI  JENIS  MATERIAL  TEKNIK. Jurnal  Tekno  Mesin , 5 ,  21–24. https://doi.org/10.1201/b17730-17
Zhu,  H.,  Cao,  F.,  Zuo,  D.,  Zhu,  L.,  Jin,  D.,  &  Yao,  K.  (2008).  A  new  hydrothermal blackening technology for Fe 3 O 4 coatings of carbon steel. Applied Surface Science , 254 (18), 5905–5909. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2008.03.184