## PENGARUH CARBURIZING
ARANG TULANG SAPI TERHADAP PENINGKATAN KEKERASAN EGREK PRODUK PANDE BESI DESA TANJUNG PINANG
THE EFFECT OF CARBURIZING COW BONE CHARCOAL ON THE INCREASE IN HARDNESS OF EGREK PRODUCTS OF BLACKSMITH IN TANJUNG PINANG VILLAGE
Sailon 1)* , Dicky Seprianto 1) , Ekki Andika 2)
1) Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Sriwijaya
2) Mahasiswa Sarjana Terapan Prodi Teknik Mesin Produksi dan Perawatan, Politeknik Negeri Sriwijaya Jln. Srijaya Negara, Bukit Besar, Palembang 30139 *email korespondensi: sailonir5@gmail.com

## INFORMASI ARTIKEL ABSTRAK
Diperbaiki: Revised 20/09/2022 Diterima: Accepted 06/10/2022 Publikasi Online:
Online-Published
31/10/2022 ©2022 The Authors.  Published by
AUSTENIT (Indexed in SINTA)
doi: 10.53893/austenit.v14i2.4922
Pada dasarnya egrek harus memiliki kekerasan yang tangguh di mata egrek, akan  tetapi  pengrajin  terdapat  kritikan  oleh  konsumen  mengenai  kualitas ketajaman  dan  ketangguhan  nya,  oleh  karena  itu.  Tujuan  dari  riset  ini  yakni akan mengetahui pengaruh karburasi arang tulang sapi terhadap peningkatan kekerasan egrek produk pandai besi di Desa Tanjung Pinang. Metode riset ini merupakan  eksperimen  pack carburizing  memakai arang  tulang  sapi  dengan variasi suhu 850°C, 900°C, serta 950°C serta waktu penahanan 30 menit, 45 menit, serta 60 menit. Hasil riset ini membuktikan jika komposisi bahan egrek produk  pandai  besi  dengan  nilai  karbon  unsur  0,414%  dan  pack  carburizing menggunakan  arang  tulang  sapi  mempengaruhi  kekerasan,  nilai  kekerasan permukaan  teratas  pada  variasi  suhu  950°C  dengan  waktu  penahanan  60 menit sejumlah 59,2 HRC. Suhu sangat berpengaruh dalam melakukan pack carburizing terhadap peningkatan kekerasan permukaan.
Kata Kunci : kekerasan permukaan,  arang tulang sapi, suhu dengan   waktu penahanan, pack carburizing

## ABSTRACT
The  egrek  must  have  a  tough  hardness  in  the  eyes  of  the  egrek,  but  the craftsman there is criticism by consumers regarding the quality of his sharpness and toughness, therefore. The purpose of this study is to determine the effect of carburizing cow bone charcoal on increasing the egrek hardness of blacksmith products in Tanjung Pinang Village. This research method is a pack carburizing experiment using cow bone charcoal with temperature variations of 850°C, 900 °C,  and  950°C  and  a  containment  time  of  30  minutes,  45  minutes,  and  60 minutes.  The  results  of  this  study  prove  that  the  composition  of  the  egrek material of blacksmith products with an elemental carbon value of 0.414% and pack carburizing using cow bone charcoal affects the hardness, the top surface hardness  value  at  a  temperature  variation  of  950°C  with  a  60-minute containment  time  of  59.2  HRC.  Temperature  is  very  influential  in  carrying  out pack carburizing against the increase in surface hardness.
Keywords : surface  hardness,  cow  bone  charcoal,  temperature  with  holding time, pack carburizing

## 1 PENDAHULUAN
Indonesia  ialah  negeri  memiliki  beberapa perkebunan kelapa sawit yang cukup luas. Sekitar luas  perkebunan  kelapa  sawit  di  Indonesia merupakan  11.260.277  hektar  serta  keseluruhan pembuatan minyak sawit sebesar 31. 070. 015 ton
(Dwiharsanti et al., 2018). Dalam jumlah lahan yang sangat  besar  ini,  permintaan  akan  alat  panen kelapa sawit sangat tinggi, yang sangat dibutuhkan oleh  perusahaan,  masyarakat,  atau  petani  kelapa sawit.  Ada  beberapa  jenis  alat  panen  yang digunakan  petani  untuk  memanen  kelapa  sawit, salah satunya adalah egrek ( Herman et al., 2013).
Alat  panen  egrek  membutuhkan  sifat  keras atau  kuat  di  permukaan.  Tingkat  kekerasan  yang sangat  dibutuhkan  ada  pada  permukaan  mata egrek  karena  pada  dasarnya  kekerasan  berkaitan dengan  ketajaman  dan  ketangguhan.  Tulang  sapi bisa  dibilang  sebagai  limbah  atau  sisa  makanan yang  selama  ini  jarang  digunakan (Marpaung  & Alfian, Z., 2009). Pada dasarnya tulang dapat diolah dan  layak  dijual,  yaitu  arang  aktif.  Pengolahan kotoran  tulang  saat  ini  belum  di  kelola  dengan optimal (Juliasti & Pramono, Y.B., 2016). Terdapat penelitian  sebelumnya  telah  menunjukkan  bahwa kotoran  tulang  hewan  bisa  digunakan  sebagai arang  aktif  dalam  berbagai  perlakuan  aktivasi  ( Wardani et al., 2020) . Oleh karena itu, dalam riset ini, limbah tulang sapi  dipakai  selaku  arang  aktif  buat  mengedarkan karbon ke  dalam  logam  uji  bahan  pembuat  egrek. Desa  Tanjung  Pinang,  kecamatan  Tanjung  Batu, Kabupaten  Ogan  Ilir,    terkenal  dengan  kerajinan pandai besi (Mursal, A, 2020). Khususnya produksi egrek,  proses    produksi    egrek  pande  besi  ini dilakukan  dengan  pembakaran  arang  kayu  atau dipanaskan  didalam furnace untuk memudahkan proses    penempaan (Nasution, R. S et al., 2015) . Bahan  yang  digunakan  oleh  pandai  besi,  secara umum,  digunakan  baja  pegas  daun,  tetapi mengenai  kualitas  karena  kurangnya  ketajaman dan kekerasan.  Pasalnya,  egrek  yang  terbuat dari baja  pegas  daun  tergolong  baja  karbon  medium, sehingga  egrek  tidak  memiliki  kekerasan  yang tinggi  dan  tangguh.  Semakin  tinggi  suhunya, semakin  tinggi  hasil  kekerasan  bahan  yang dihasilkan (Sundari et al., 2019) . Bersumber  pada  latar  belakang  kasus  di atas, tujuan riset ini  merupakan untuk  mengetahui pengaruh  karburasi  arang  tulang  sapi  terhadap peningkatan kekerasan egrek produk pandai besi di Desa Tanjung Pinang.

## 2. BAHAN DAN METODA
Dalam  cara  riset  ini,  ada  langkah-  langkah dalam  melaksanakan  riset.  Langkah-  langkah  ini bisa diamati pada bagan alir di dasar ini:
Gambar 1. Skema Penelitian 2.1 Alat
Saat  melaksanakan  riset  ini,  ada  sebagian perlengkapan yang dipakai sebagai berikut:
1)  Tungku Pemanas Listrik 2)  Kotak Karburasi
3)  Tang Penjepit
4)  Jangka Sorong
5)  Mesin Gerinda 6)  Mesin Uji Komposisi 7)  Mesin Uji Kekerasan ( Rockwell Hardness Test)

## 2.2 Bahan
Ada  beberapa  bahan  yang  dipakai,  ialah sampel  egrek,  arang  tulang  sapi,  dan  oli  bekas. Berikut contoh sampel pada gambar 2.
Gambar 2. Sampel Egrek

## 2.3 Proses Pembuatan Arang Tulang Sapi
Proses  pembuatan  arang  tulang  sapi memanfaatkan tulang atau limbah tulang yang tidak terpakai di lingkungan untuk lebih mengoptimalkan limbah  yang  ada,  karena  tulang  sapi  memiliki kandungan karbon sebesar 27,48% (Siproni et al., 2012).
Kumpulkan  tulang  sapi  terlebih  dahulu,  lalu masukkan tulang sapi ke dalam drum dan berikan minyak tanah secukupnya, lalu dibakar seperti pada gambar 3. Selanjutnya, api menyala di dalam drum, tutup bagian atas drum sehingga proses pembakaran selesai dan tidak mengoksidasi udara bebas.  Setelah  tulang  benar-benar  terbakar, tuangkan  arang  tulang  ke  tempat  terbuka  untuk proses  pendinginan  di  udara  bebas.  Dan selanjutnya,  pilih  dan  pisahkan  antara  arang  dan abu.
Gambar 3. Pembakaran Tulang Sapi

## 2.4 Proses Pack Carburizing
Metode  penelitian  ini  adalah  eksperimen karena  menggunakan  satu  sumber  karbon  arang tulang  sapi  dan  terdapat  variasi  suhu  dan  waktu penahanan  yang  dilakukan.  Proses  karburasi adalah  cara  penambahan  unsur  karbon  (C)  pada suatu logam, yang dapat meningkatkan kekerasan logam,  terutama  pada  permukaan  material  yang mana  unsur  karbon  ini  bisa  diperoleh  dari  bahan yang memiliki karbon (Ginting, M., 2012) .
Pengujian ini
dilakukan dengan menggunakan  proses  karburasi pack  carburizing . Proses  karburasi  ini  menggunakan  variasi  suhu 850° C, 900° C, serta 950° C serta waktu tahan 30 menit,  45  menit,  serta  60  menit  dengan  media penambahan karbon, ialah kombinasi arang tulang sapi  serta  Na 2 CO 3 .  Melaksanakan  pendinginan langsung menggunakan oli bekas.
Gambar 4. Proses Carburizing

## 2.5 Pengujian Kekerasan
Pengujian  kekerasan  dilaksanakan  guna menentukan perbedaan kekuatan antara spesimen sebelum  perlakuan  karburasi  dan  perbandingan kekuatan variasi suhu dan waktu penahanan.
Uji  Rockwell  adalah  metode  uji  kekerasan yang menggunakan indenter bola baja dan kerucut berlian.  Indenter  bola  baja  biasanya  digunakan pada  spesimen  yang  tidak  dipanaskan  dengan perlakuan,  lalu indenter kerucut berlian  yang  telah diperlakuan panas (Putri et al., 2021). Penelitian ini dilakukan  dengan  menggunakan  tester  kekerasan Rockwell  C dan  5  titik  pada  permukaan  masing- masing spesimen, seperti pada gambar 5.
Gambar 5. Proses Pengujian Kekerasan

## 2.6 Analisa Data Hasil Pengujan
Pengujian ini, akan digunakan untuk analisis data  berupa  statistika  dengan  menggunakan metode Two-Way  ANOVA  (analysis  of  variance) menggunakan  perangkat  lunak  untuk  mengetahui apakah  ada  dampak  perbedaan  antara  beberapa variabel  bebas  (faktor)  dan  variabel  pengikat (respon) atau tidak.

## 2.7 Hipotesa Pengujian
Berdasarkan variabel - variabel penelitian ini, hipotesis berikut dapat dibuat:
Ho  =  Tidak  terdapat  pengaruh  variasi  temperatur serta waktu tahan kepada tingkatan
kekerasan  spesimen  egrek  produk  pandai besi. Bila F hitung < F tabel lalu H 1 ditolak.
H 1 =  Terdapat  pengaruh  variasi  temperatur  serta variasi  waktu  tahan  pada  tingkat  kekerasan spesimen  egrek  produk  pandai  besi.  Jika F hitung > F tabel maka Ho ditolak.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Ada  hasil  pengujian  yang  dilakukan,  antara lain:

## 3.1 Hasil Dari Pengujian Komposisi
Pengujian komposisi  sampel egrek sebelum karburasi menggunakan mesin uji Arun Technology Metal Scan dengan Aplikasi PolySpek: Analytical
Tabel 1. Hasil Uji Komposisi Egrek
Dari  hasil  tabel  1  pengujian  komposisi sampel  uji  egrek,  kandungan  karbon  (C)  di dalamnya  termasuk  jenis  baja  karbon  sedang dengan  nilai  0,414%  dan  kandungan  besi  (Fe) dengan nilai 95,59%. Dan ada unsur lainnya.

## 3.2 Hasil Dari Pengujian Kekerasan
Pengujian  dijalankan  menggunakan  teknik random sampling atau tiga sampel yang ditetapkan secara  acak  yang  digunakan  dalam  satu  variabel untuk hasil yang akurat. Tes kekerasan Rockwell C (HRC) dengan  intan  120°  ini  memberikan  data berikut pada tabel 2.
Tabel 2. Hasil Pengujian Kekerasan Pada Egrek Tanpa Perlakuan
Selanjutnya, setelah mendapatkan data pada tabel  2,  catatan  hasil  pemeriksaan  kekerasan setelah dilakukan carburizing pada spesimen egrek pada tabel 3
Tabel 3. Hasil Pengujian Kekerasan
Data tabel 3, angka yang di dalamnya adalah hasil rata-rata HRC dari 5 titik pengujian pada setiap spesimen,  seperti  A1&B1  terdiri  dari  3  spesimen dan seterusnya. Menunjukkan kekerasan permukaan  egrek  yang  dihasilkan  dari  karburasi arang tulang sapi mengalami peningkatan kekerasan mulai ketika suhu 900°C dengan waktu penahanan  adalah  60  menit  hingga  peningkatan tertinggi dengan Suhu 950°C serta waktu tahan 60 menit dengan peningkatan kekerasan rata-rata 59,2 HRC. Pengaruh waktu penahanan sangat mempengaruhi tingkat kekerasan material
(Hardayanti, I., 2015) .

## 3.3 Analisa Metode ANOVA
Setelah mendapatkan hasil dari uji kekerasan dengan  metode Rockwell  C  (HRC), kemudian dilakukan
analisis perhitungan
dengan menggunakan  metode ANOVA:  Two-Factor  With Replication untuk mengetahui bahwa ada atau tidak ada pengaruh suhu terhadap waktu penahanan.
Tabel 4. Pengelompokan Data Hasil Uji Kekerasan
Dari  hasil  tabel  4,  dilakukan  perhitungan analisis  dengan  menggunakan  perangkat  lunak sebagai berikut:
Tabel 5. Anova Output
Dari  data  tabel  5,  kemudian  buat  grafik  dari hasil data uji kekerasan sebagai berikut:
Gambar 6. Grafik Hasil Pengujian Kekerasan
Grafik  yang  diperoleh  pada  gambar  6 menunjukkan  bahwa  spesimen  uji  egrek  setelah proses pack carburizing menggunakan arang tulang sapi terjadi peningkatan antara Waktu Penahan dan Suhu terhadap nilai kekerasan yang mencapai 59,5 HRC.  Sedangkan  kekerasan  pada  saat  sebelum dilakukan perlakuan panas sebesar 45,2 HRC.

## 3.4 Hipotesa Hasil Pembahasan
Ada  beberapa  hipotesis  hasil  analisis menggunakan perangkat lunak berikut:
3.4.1 Holding Time (A)
F hitung = 405,6403361
F tabel = 3,554557146
( F Ahitung > F Atabel )  untuk α = 0, 05,  maka Ho ditolak maksudnya terdapat pengaruh  dari holding time  30  menit,  45  menit  serta  60  menit  terhadap kenaikan  kekerasan  spesimen  uji  dalam  proses pack carburizing.

## 3.4.2 Temperature
F hitung = 3646,986555
F tabel = 3,554557146 ( F Bhitung > F Btabel )  untuk α = 0, 05,  maka Ho ditolak maksudnya terdapat pengaruh dari temperature 850°C,  900°C  dan  950°C  terhadap peningkatan kekerasan spesimen uji dalam proses pack carburizing
3.4.3  Interaksi  antara holding  time dengan temperature
F hitung = 8,125210084 F tabel = 2,927744173
( F ABhitung > F ABtabel ) untuk α = 0, 05, maka Ho ditolak maksudnya terdapat interaksi dari temperature  850°C,  900°C  serta  950°C  yang berhubungan  dengan  holding  time  30  menit,  45 menit  serta  60  menit  terhadap  peningkatan kekerasan  spesimen  uji  dalam  proses pack carburizing.

## 4. KESIMPULAN
Dari  ulasan  analisa  data,  bisa  disimpulkan jika proses carburizing menggunakan media arang tulang  sapi  dicoba  pada  variasi  temperature  ( 850°C, 900°C, 950°C) serta holding time ( 30 menit, 45menit,  60menit)  dengan  media  pendingin  yang konstan. Nilai kekerasan spesimen egrek dari hasil carburizing menggunakan  arang  tulang  sapi mempengaruhi kekerasan, nilai kekerasan tertinggi pada  variasi temperature 950°C  dengan holding time 60 menit 59,2 HRC. Hasil perhitungan analisis metode  Anova  menggunakan  perangkat  lunak bahwa  terdapat  interaksi temperature dengan holding time terhadap peningkatan kekerasan pada spesimen  uji.  Sehingga  semakin  bertambah temperature serta  semakin  lama holding  time , semakin tinggi nilai kekerasan permukaan.

## DAFTAR PUSTAKA
Dwiharsanti,  M.,  Sri  Jaman,  W.,  Shinta  Virdhian.
(2018).  Analisis  Komparatif  Tingkat  Kekerasan Dan  Komposisi  Karbon  Egrek  Antara  Produk Lokal Dan Impor Comparative Analysis Hardness  LevelAnd  Carbon  Composition  of “egrek”  Between  Local  and  Import  Product. Metal  Indonesia  Journal  Homepage , 40 (2). http://www.jurnalmetal.or.id/index.php/jmi Ginting, M. (2012). Analisis Peningkatan Kekerasan
Baja  Amutit  Mengunakan  Media  Pendingin Dromus . Jurnal Austenit Vol 4(01). https://doi.org/10.5281/zenodo.4544285
Hardayanti,  I.  (2015).  Pengaruh  Temperatur Austenisasi  Dan  Waktu  Tahan  Terhadap  Sifat Mekanik, Tebal Scale Dan Struktur Mikro Pada Baja  Paduan  Ni-Cr-Mo. Jurnal  Furnace Vol 1(01).
http://jurnal.untirta.ac.id/index.php/jf/article/view /1672
Herman,  H.,  Syakura,  A.,  &  Mizhar,  S.  (2013). Perbaikan  Sifat  Fisis  Dan  Mekanis  Alat  Panen
Buah  Kelapa  Sawit  (Egrek  dan  dodos)  Produk Lokal. Jurnal Usu (11). https://jurnal.usu.ac.id/index.php/jddtm/article/vi ew/2007
Juliasti, R., & Pramono, Y.B. (2016). Pemanfaatan Limbah T ulang Kaki Kambing sebagai Sumber Gelatin  dengan  Perendaman  Menggunakan Asam  Klorid.  Jurnal  Aplikasi  Teknologi  Pangan Vol
4(01). http://jatp.ift.or.id/index.php/jatp/article/view/129 Marpaung,  H.,  &  Alfian,  Z.  (2009). Penggunaan Serbuk Tulang Ayam sebagai Penurun Intensitas  Warna  Air  Gambut .  Jurnal  RI-USU. http://repositori.usu.ac.id/handle/123456789/34 436
Mursal,  A.  (2020). Investigasi  Proses  Pembuatan
Dan  Sifat  Mekanik  Pisau  Pandai  Besi  Di  Desa Tanjung  Pinang  Kabupaten  Ogan  Ilir .  Jurnal Machinery Vol 2(01). https://doi.org/10.5281/zenodo.4748626 Nasution,  R.  S.,  Ariani,  F.,  &  Terang,  U.  H.  S.  G. (2015). Pengaruh Proses Termomekanik Terhadap  Sifat  Mekanis  Baja  Bohler  Vcn  150 Untuk Pisau Pemanen Sawit . Jurnal Dinamis Vol 3(3).
https://talenta.usu.ac.id/dinamis/article/view/700
0
Putri, F., Effendi, S., Sampurno, D., Fadel Gumay, M.  (2021).  Pengaruh  Quenching    Media Pendingin  Minyak  Goreng  Bekas  Terhadap Kekerasan  Baja  S45c  Yang  Telah    Di  Pack Carburizing.
Austenit , 13 (2), 28–32. https://doi.org/10.5281/ZENODO.5684057
Siproni,  Seprianto,  Dicky,  &  Wilza,  R.  (2012). Keefektifan  Penggunaan  Karburiser  Arang Tulang  Sapi  Pada  Baja  Kadar  Karbon  Rendah Untuk  Pembuatan  Alat  Pemanen  Buah  Kelapa Sawit  (Dodos  Dan  Egrek).  Prosiding  Seminar Nasional  Material  dan  Metalurgi  (SENAMM  V) http://www.balitbangnovdasumsel.com/riset/834
Sundari, E., Taufikurrahman, T., & Syaputra, M. B.
(2019).
Pengaruh Variasi Temperatur Pemanasan Terhadap Kekerasan Dan Ketebalan Lapisan Pada Chromizing Baja St 37 . Jurnal Austenit Vol 11(2).
https://doi.org/10.5281/zenodo.4547813
Wardani,    sari,  Rosa,  E.,  &  Mirdayanti,  R.  (2020). Pengolahan  Limbah  Tulang  Kambing  Sebagai Produk  Arang  Aktif  Menggunakan  Proses Aktivasi  Kimia dan  Fisika. Jurnal  Ilmu Lingkungan , 18 (1), 67–72. https://doi.org/10.14710/JIL.18.1.67-72