Karakteristik Keausan dan Umur Pahat HSS Hasil Quenching Melalui Pendinginan Nitrogen pada Proses Pembubutan Al-T-6061
Sudjatmiko 1) Agus Suprapto 2) Darto 3)
1,2,3 Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Merdeka  Malang Jl. Terusan Dieng No 62-64Malang, 0341- 568395 e-mail : 1 djatjtm@yahoo.com, 2 agussuprapto@yahoo.com ,
3 darto_unmer@yahoo.com Abstract Quenching results of conventional HSS  tool through nitrogen (N 2 ), an increase of value : 3.125%, the research conducted to extract material Aluminum alloy T-6061, with the aim of: (1). age and HSS tool wear, tool life values obtained exponent (n) and tool life constants (C T ), (2). know the mechanisms and types of HSS tool wear  characteristics.  The  method  used  to  "Test  Variable  Speed  Machining",  research  conducted  by  vary  the cutting  speed  (Vc)  with  three  levels  and  depth  of  cut,  feed  motion  (f)  is  constant.  From  the  findings  of  this research longest tool life (tc): 0.99 minutes (Vc = 34.56 m / min), depth of cut   (a) = 0.3 mm, feeding (f) : 0,1 mm/put,the shortest age (tc): 0.93 minutes (Vc = 51.84 m / min),  (a) = 0.5 mm, with temperatures on average nose tool T 0 C: 48.10 0 C. n maximum obtained exponent value = 0.043 at (a) = 0.3 mm, and n min = 0.0254 at a = 1.0 mm.  Taylor  is  so  the  value  equation.  V.T 0,,043 =  86.51  (max)  for  cutting  speed  Vc  =  34.56  m/min  [(V B =  0.41 mm)]  and  V.T 0,0254 =  86.51  (min),  for  cutting  speed  Vc  =  86.39  m  /  min.  [(V B =  0.30  mm)],  (2).  Tool  wear characteristics of the most commonly grown, which is in the process of abrasive, Abrasion, Diffusion and edge wear (VB) and crater (KT) / very small, there is also BUE (Built Edge Up).
Keywords : HSS tool, tool life, tool wear. quenching

## PENDAHULUAN
Gesekan yang dialami pahat oleh permukaan  geram  yang  mengalir  dan  permukaan benda  kerja  yang  telah  terpotong.  Akibat  gesekan ini  pahat  mengalami  keausan.  Keausan  pahat  ini akan  makin  membesar  sampai  batas  tertentu Lamanya  waktu  untuk  mencapai  batas  keausan  ini yang didefinisikan sebagai umur pahat ( ToolLife ) 1,3) . Begitu penting  memperhatikan Umur Pahat   pada proses pemesinan,   kriteria mengenai umur  pahat  atau  batas    waktu    pemakaian    pahat yaitu  apabila  pahat tidak  dapat dipergunakan  lagi atau  pahat  telah  mengalami  kerusakan.  Pahat  HSS merupakan  salah  satu  jenis  pahat  yang  mempunyai kekerasan  cukup  tinggi 1,5,6) .  Pada  penelitian  ini dipergunakan  pahat  HSS  batangan  dengan  dimensi 110x13x  3(mm),  dengan  pengujian  komposisi kimia 8 :  Mo:04.35  %,  Ca  :00.52,    Cr  :06.23  %,Fe :59.79 %,O : 12.69 %,C :06.74 %, V : 01.84% dan WL: 07.84 %. Pahat HSS konvensional dilakukan proses heatreatmentQuenching dengan  Nitrogen  (N 2 )  cair (divakum) 11,15) ,  dengan  tujuan  meningkatkan  sifat mekanik  ( yield  strength , tensile  strength dan elongation ), sehingga diharapkan dapat menaikkan  nilai  kekerasan  pahat  HSS,  dan  terjadi perubahan  martensit  ke  austenit  tersisa 11 .  Material yang  digunakan  untuk  proses  pembubutanadalah Alumunium  T–  6061 13) ,  dengan  proses  pemesinan kering  ( dry  machining ) 12) .Beberapa  penelitian tentang    Umur    Pahat    telah  dilakukan    oleh beberapa  peneliti  sebagai  berikut  :Penelitian  yang dilakukan 7 dengan  menggunakan  mesin  Frais
konvensional,menunjukkan  umur  dan  keausan pahat  HSS gurdi  untuk  membubut baja  karbon rendah (ST-37)  dengan  kecepatan  potong  tinggi (Vc  =  5.275  m/menit)  ,(f)  rendah  =  0,05 mm/put,nilai  keausan  tepi  (V B )  =  0,143  mm,(f) tinggi = 0,2 mm/put, nilai keausan tepi (V B ) = 0,354 mm  diperoleh    umur  pahat  terpendek  (T c )  2,11 menit.    Umur  pahat  terlama(T c )    4,72  menit denganVc  =  1.884  m/menit),(f)  rendah  =  0,05 mm/put,nilai  keausan  tepi  (V B )  =  0,082  mm,  (f) tinggi = 0,2 mm/put,nilai keausan tepi (V B ) = 0,305 mm.
Pada  penelitian  yang  dilakukan 6) dengan mengguna-kan mesin bubut konvensional, menunjukkan  untuk  setiap  pahat karbida dan material  benda  kerja  yang  digunakan  baja AISI 1148 ,data  umur  dan  kondisi  pemesinan,  variabel proses  pemesinan  dengan  putaran  spindel  yang divariasikan  menjadi  3    tingkatan  dengan  gerak potong  (f)  dan  kedalaman  potong  (a)  konstan. persamaan  rumus Taylor dari  penelitian  diperoleh V.T 0.2574 = 521,4.Penelitian yang dilakukan oleh 10) , menyatakan bahwa hasil  harga  eksponen (n)  dan konstanta(C T )untuk    pahat  HSS    pada  proses pemesinnan turning , material St. 42. material  St. 60  dan  material  Besi  Tuang ,    sebagai  berikut: Pada feeding = 0,25, diperoleh nilai eksponen (n) = 0,039  ÷  0,140  dan  konstanta  (C T )    =  37.757  ÷ 51.286,  Pada  feeding  (f)  =  0,30  diperoleh  nilai Eksponen (n) = 0,061 ÷ 0,222 dan Konstanta (C T ) = 40.365 ÷ 41.976.
Hasil penelitian yang dilakukan 9) , menentukan  umur  dan  ke  ausan  pahat karbida untuk  membubut AlumuniumT-  6061, diperoleh nilai  eksponen  (  n  =  0.3)dan  konstanta  (C T )  =
112,5723  ,  pada  [Vc]  optimum  =  69,12  m/menit, waktu terpendek (Tc)  =  12 menit, (a) = 0,70 mm, persamaan umur
pahat Taylor
VT 0,3 =112,5723.Pada
[Vc](minimum) =
34,56
m/menit.(a)  =  0.70  mm,waktu  terlama  (Tc)  =  96 menit,  memperoleh  persamaan  umur  pahat  Taylor VT 0,3 =158,2453.  Pada  penelitian  ini  merupakan kelanjutan penelitian  terdahulu  dengan  pahat Karbida  dengan  proses  pembubutan Alumunium T–6061. Tujuan penelitian ini  untuk  menentukan umur pahat (T) HSS konvensioanl hasil Quenching ,  menentukan  kondisi  pemotongan optimum dan mengidentifikasi karakteristik keausan pahat HSS hasil quenchin g . Manfaat umur pahat  dan  kondisi  pemesinan  yang  diperoleh  dapat digunakan  sebagai  data  dalam  proses  manufaktur dan pengembangan akademik.

## Lima Elemen Dasar Pemesinan
Berdasarkan gambar teknik, dimana dinyatakan  spesifikasi  geometrik  suatu  produk komponen  mesin,  salah  satu  atau  beberapa  jenis pemesinan  seperti  proses  bubut,  proses  gurdi  dan lain-lain  harus  dipilih  sebagai  suatu  proses/  urutan proses  yang  digunakan  untuk  membuatnya.Elemen proses pemesinan tersebut (V c ,Vf,a,tc,Z) 5,6) dihitung berdasarkan  dimensi  benda  kerja  dan  pahat  serta besaran  dari  mesin  perkakas,oleh  sebab  itu  rumus yang  dipakai  dalam  setiap  proses  pemesinan  bisa berlainan.

## Aplikasi Pada Operasi Pembubutan
Elemen  dasar  dari  proses  bubut  (turning) dapat diketahui atau dihitung dengan menggunakan rumus yang dapat diturunkan dengan memperhatikan  gambar 5,6) .    Kondisi  pemotongan ditentukan sebagai berikut : Benda Kerja  : do :  diameter awal ; mm dm                  :  diameter luar ; mm lt                   :   panjang pemesinan ; mm Pahat    :
Kr                   :  sudut potong utama ; o  o                  :  sudut geram ; o Mesin Bubut  :
a
:   kedalaman potong ; mm
:   (d o  - dm  )/2  ; mm f :  gerak makan ; mm/putaran
n :  putaran poros utama (rpm)
Dari  gambar  1 5,6) terlihat  bahwa  proses bubut tersebut menggunakan suatu proses pemotongan  miring  ( oblique  cutting )  yaitu  suatu sistem  pemotongan  dengan  gerakan  relatif  antara pahat  dan  benda  kerja  membentuk  sudut  potong utama (Kr) kurang dari 90º.. Kecepatan makan (Vf) dihasilkan  oleh  pergerakkan  dari  pahat  ke  benda kerja.  Elemen  dasar 5,6) dapat  dihitung  dengan rumus-rumus berikut : 1.   Kecepatan Potong
Vc =  𝒅𝒏 𝟏𝟎𝟎𝟎 ; m/menit
2.   Kecepatan Pemakanan
V f      =  f . n ; mm/menit 3.    Waktu Pemotongan
t c  =    l t/ v ;       menit 4.    Kecepatan Penghasilan Geram
Z  =  A . V ;      cm3 / menit
5.   Lebar pemotongan
b = a / sin κr ;  mm
Tebal geram sebelum terpotong
h = f sin Kr ; mm
Bidang  Aktif  Pahatyang  Mengalami  Kerusakan / Keausan Selama proses pembentukan geram berlangsung, pahat dapat mengalami kegagalan dari fungsinya  yang  normal  karena  berbagai  sebab antara lain 1,2,6) :
a. Keausan yang secara bertahap membesar (tumbuh) pada bidang aktif pahat.
b. Retak yang menjalar sehingga menimbulkan patahan pada mata potong pahat.
c. Deformasi plastis yang akan mengubah bentuk/ geometri pahat.
Jenis  kerusakan  yang  terakhir  di  atas  jelas disebabkan  tekanan  temperatur  yang  tinggi  pada bidang aktif pahat dimana   kekerasan dan kekuatan material  pahat  akan    turun  bersama  naiknya temperatur.    Keausan  dapat  terjadi  pada  bidang geram (Aγ)dan/atau pada bidang utama (Aα) pahat, seperti yang ditunjukkan pada gambar2.
Gambar 1. Proses bubut 5,6)
Keausan dibedakan jadi 2 macam yaitu:
-  Keausan kawah ( crater wear ) -  Keausan tepi ( flank wear )

## Mekanisme Keausan & Kerusakan Pahat
Berdasarkan hasil-hasil penelitian mengenai  keausan  dan  kerusakan  pahat  dapat disimpulkan bahwa penyebab keausan dan kerusakan pahat dapat merupakan suatu faktor yang dominan atau gabungan beberapa faktor tertentu, 1,3) .Faktor-faktor  penyebab  tersebut  antara lain: - Proses Abrasif - Proses Kimiawi
- Proses Adhesi
- Proses Difusi
- Proses Oksidasi - Proses Deformasi Plastis - Proses Keretakan, dan Kelelahan

## Umur Pahat
Bahwa,  umur  pahat  dapat  didefinisikan sebagai  lamanya  waktu  yang  diperlukan  untuk mencapai  batas  keausan  yang  ditetapkan.    Saat proses  permesinan  berlangsung  bahwa  pahat  telah mencapai  batas  keausan  yang  telah  ditetapkan (umurnya) dari kriteria berikut 1,3,8) :
-  Adanya kenaikan gaya potong,
-  Terjadinya getaran/chatter,
- Penurunan kehalusan permukaan hasil pemesinan, dan/atau
-  Perubahan dimensi/geometri produk.
Dengan menentukan kriteria saat habisnya umur  pahat  seperti  di  atas,  maka  umur  pahat  dapat ditentukan  yaitu  mulai  dengan  pahat  baru  (setelah diasah  atau  insert  telah  diganti)  sampai  pahat  yang bersangkutan  dianggap  tidak  bisa  digunakan  lagi. Dimensi  umur  dapat  merupakan  besaran  waktu, yang dapat dihitung secara langsung maupun secara tidak  langsung    dengan  mengkorelasikan  terhadap besaran  lain.  Hal  tersebut  dimaksudkan  untuk mempermudah prosedur perhitungan sesuai dengan jenis pekerjaan yang dilakukan.

## Pertumbuhan Keausan
Pada dasarnya dimensi keausan menentukan  batasanumur  pahat.  Dengan  demikian kecepatan  pertumbuhan  keausan  menentukan  laju saat  berakhirnya  masa  guna  pahat.  Pertumbuhan keausan tepi (flank wear) pada umumnya mengikuti bentuk,  yaitu  dimulai    dengan  pertumbuhan  yang relatif  cepat  sesaat  setelah  pahat  digunakan  diikuti pertumbuhan yang linier setaraf dengan bertambahnya  waktu  pemotongan  dan  kemudian pertumbuhan    yang  cepat  terjadi  lagi  seperti  yang ditunjukkan pada gambar 3 3,5) .
Saat  dimana  pertumbuhan  keausan  cepat  mulai berulang  lagi  dianggap  sebagai  batas  umur  pahat, dan  hal  ini  umumnya  terjadi  pada  harga  keausan tepi (V B ) yang relatif sama untuk kecepatan potong yang  berbeda.  Sampai  saat  batas  ini,  keausan  tepi (V B )  dapat  dianggap  merupakan  fungsi  pangkat ( power  function )  dari  waktu  pemotongan  (T c )  dan bila digambarkan pada skala  dobel logaritma  maka mempunyai    hubungan  linier 17 .  Persamaan  yang menunjukan  hubungan  kecepatan  potong  dengan umur  pahat  pertama  kali  dikemukakan  oleh  F.W Taylor pada tahun 1907 18 .
Untuk harga yang tetap bagi batas dimensi keausan  serta  kombinasi  pahat  dan  benda  kerja tertentu, maka hubungannya sebagai berikut 14) : V.T n = C T dimana: C T = konstanta umur pahat Taylor V   = kecepatan potong n   = harga eksponen Persamaan di atas dikenal dengan nama Persamaan Umur  Pahat  Taylor.  Harga  Konstanta  (C T )  dan eksponen ( n) diperoleh dengan melakukan praktek pemotongan/permesinan  material  benda  kerja. Semakin  kecil  harga  eksponen  (n),  maka  umur pahat  yang  bersangkutan  sangat  dipengaruhi  oleh
Gambar 2.  Keausan kawah dan tepi 2,6)
Gambar 3.  Pertumbuhan keausantepi untuk gerak makan tertentu dan kecepatan potong yang berbeda 17) .
(1)
kecepatan potong.Menurut penelitian yang dilakukan 5,6) , pengaruh perubahan variabel permesinan terhadap perubahan umur pahat, secara berurutan  dari  yang  paling  besar  pengaruhnya adalah: a.  Kecepatan potong, V; bila diubah +5%, T turun 20%, b.  Batasan keausan, V B ; bila diubah  +5%, T naik 10%, c    Tebal  geram  atau  gerak  makan;  bila  diubah  +  5
%,
T turun 5%, d        Lebar  geram,  atau  kedalaman  potong;  bila diubah ubah +5%, T turun 2%.

## METODOLOGI PENELITIAN
Metoda  yang  menjadi  dasar  dalam  bentuk penelitian  untuk  memperoleh  kondisi  pemotongan yang  memberikan  umur  pahat  yang  optimal  ini adalah  “test  cepat”  salah  satu  metode  yang dipergunakan  oleh Taylor ,  (1907) 14) ini  adalah “ Variable  Speed  Machining  Test ” 5,6) .  Penelitian dilakukan dengan menvariasikan kecepatan potong(Vc)  dan  kedalaman  potong  (a),  gerak makan  (f)  dan  temperatur  pahat  (T o C),  dengan persamaan  umur  pahat Taylor diperoleh  harga eksponen  n  dan  konstanta  C T .  Subyek  pahat  yang digunakan  adalah  pahat  HSS  konvensional  hasil quenching melalui  nitrogen  (N 2 ).Analisa  pengujian ini  dilakukan  dengan  metode  grafik.  Objek Penelitian  pada  pahat  HSS  yang  akan  diteliti meliputi:(a). Keausan tepi (V B ) dan keausan kawah (K T )  [jika  ada]  terhadap  umur  pahat,  (b).  Pengaruh kecepatan  potong  ,  besarnya  temperatur  yang bervariasiterhadap umur pahat (T c menit).

## Variabel Proses Pemesinan dan Nilainya
Variabel    bebas adalah    variabel    yang besarnya dapat ditetapkan berdasarkan pertimbangan    tertentu,pada    penelitian  ini  sebagai variabel  bebasnya  adalah        :  Kecepatan  potong (V c )(m/min),gerak  makan  (f)  (mm/put)  konstan, Kedalaman  Potong,  a  (mm),  dan  temperatur  pahat (T o C),seperti yang disajikan pada tabel 1.
Tabel1.Rancangan Parameter Kondisi Pemotongan pahat HSS dan Tingkatannya (n) Rpm (f) mm/put (a) mm (T) o C (t c ) detik (V B ) mm 500 0,1 0,3 0,5 1,0 750 0,1 0,3 0,5 1,0 1250 0,1 0,3 0,5 1,0 Dimana :
n  =  putaran  spindel,  f  =  gerak  makan,  a  = kedalaman potong, T = temperatur pahat, t c  = waktu pemesinan, V B = keausan tepi Variasi kecepatan potong dilakukan dengan  cara  memilih    tingkatan  untuk  masing- masing  daerah  kecepatan    potong  rendah,  sedang dan  tinggi.  Cara  ini  cukup  untuk  melihat  pengaruh faktor-faktor  tersebut  dengan  pendekatan  analisis umur pahat dengan metoda Grafik Umur PahatTaylor.
Variabel    tidak    bebas ( respon )    adalah variabel    yang  besarnya    diambil  atau  diketahui sewaktu    penelitian    berlangsung,  yang    diamati adalah umur pahat, dan keausan tepi pada pahat.

## Material dan pahat yang digunakan
Tabel 2. Dimensi material yang digunakan
Bahan Kekerasan (BHN) Panjang Diameter Al-T-6061 117 100 mm 22 mm Pahat potong yang digunakanPahat HSS konvensional hasil quenching, dengan nilai kekerasan  rata-rata  64  HRc dan dilengkapi denganpemegang  pahat  ( Tool  holder) terpasang pada mesin bubut CNC.

## Peralatan yang digunakan
1.  Mesin  Bubut  TU  CNC  -2A  untuk  proses pemesinan 2. InfraRed sebagai  pencatat  temperatur  pahat (T o C) 3. Stop Watch sebagai pencatat waktu pemesinan
4. Tachometer sebagai pengukur kecepatan spindel 5. Jangka Sorong sebagai pengukur dimensi benda kerja 6. Digital Microscope Tips of Using Measurement Function- Merk Dino-lite, untuk pemotretan pahat keausan  pahat,  yang  dikombinasi  dengan  Mesin TU CNC -3A 7. Perangkat lunak (PC) untuk mengkonvert ke poin (6) yang menghasilkan data.
8. SEM ( Scanning Electron Mycroscopy)

## Metoda Pengukuran Keausan Pahat
Pengukuran  yang  dilakukan  yaitu  keausan tepi  ( flank  wear) ,keausan  kawah  ( crater  wear), ujung pahat (nose) menggunakan Digital Microscope  Tips  of  Using  Measurement  Function- Merk  Dino-lite dengan  pembesaran  500  X  dengan resolusinya diambil
840X640 .Pemotretan dilakukan dengan Digital Microscope Tips of Using Measurement  Function yang  dikonvertkeperangkat lunak  (PC)  grafis  komersial  dengan  tahapan berikut:
a. Sisi potong pahat ( cutting edge ) dan sisi atas ter- lebih dahulu dibersihkan dengan tujuan untuk menghilangkanserpihan geram yang menempel pada pahatmenggunakanlarutan alkohol.
b. Spesimen ditempatkan pada dudukan ragum di meja kerja mesin TU CNC-3A c. Digital Microscope ditempatkan pada dudukan spindel vertikal (Z) di mesin TU CNC - 3A yang dapatdigerakkan pada 3 arah sumbukoordinat (x, y, dan z).
d. Melakukan pengambilan gambar keausan yang terjadi pada pahat poin (b) dan poin (c), yang dikonvert ke perangkat lunak (PC) [Auto CAD 2004], sehingga menghasilkan parameter angka keausan tepi (V B ) dan kawah  (K T ) yang akurat.

## 3. Prosedur Penelitian
1. Pengujian awal untuk verifikasi dan penentuan range  level variabel proses pemesinan.
2.  Menyiapkan Setting data proses pembubutan (Pahat HSS, Stop watch , Tachometer, InfraRed, alat ukur lainnya)
3. Menyiapkan material Aluminium T-6061 dengan (L)Panjang  benda  kerja  =  100  mm,  (  )  diameter = 22 mm
4. Melakukan proses pembubutan dengan panjang
(Lp) pembubutan  = 70 mm dan sesuai dengan variabel yang ditentukan (atau  12 kali langkah, setiap melakukan pemotongan) dan mencatat temperatur pemotongan  (T o C) pada ujung pahat 5. Penghentian proses pembubutan untuk mengukur waktu pemotongan (tc) dan keausan (V B ).
6. Langkah 4. dan 5. tersebut dilakukan sampai pahat mencapai batas kriteria keausan yaitu pada V B  0,3mm atau lebih pada t cn , dengan Digital Microscope Tips of Using Measurement Function 7. Mengklasifikasikan nilai keausan  pahat (V B ) dari setiap kombinasi kondisi pemesinan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## (1). Hasil heatreatmen Pahat HSS
Sebelum  dilakukan  heatreatment  pahat  HSS konvensionalmempunyai  nilai  kekerasan  HRc 62,selanjutnya di treatment dengan proses quenching pada  Nitrogen  (N 2 )  cair  mengalami kenaikan nilai kekerasan sebesar 3,125 %, sehingga penelitian pada proses pemesinan selanjutnya  dapat dilakukan  untuk  menganalisa  keausan  pahat  dan umur  pahat.  Dari  hasil  penelitian  pengujian  yang telah  dilakukan,  diperoleh  kondisi  pemesinan  yang memberikan  umur  pahat  yang  optimal  dari  pahat HSS  dengan  memvariasikan  kecepatan  potong menjadi  3  tingkatan,  dan  dilakukan  pengukuran temperatur  ujung  pahat  setiap  proses  pemotongan Al-T-6061,  adapun  data  hasil  penelitian  disajikan pada tabel 1.
(2 ).Keausan tepi (V B ) dan Umur pahat (T) Umur pahat merupakan seluruh waktu pemotongan (tc)  dengan  kedalaman  dan  gerak  makan  serta putaran  tertentu,  sehingga  dicapai  batas  keausan yang telah
ditetapkan
(V B > 0,3 mm)(prediksi),dalam    penelitian  ini  kriteria  saat berakhirnya  umur  pahat  Pertumbuhan  keausan pahat  pada  kecepatan  potong  yang  berbeda  sampai kritis keausan pahat HSS 1,6).
(3). Keausan Tepi pahat HSS hasil Quenching Keausan tepi terjadi pada bidang utama/mayor, dan pengukuran  keausan  tepi  (V B )  dilakukan  dengan mengukur  panjang  (V B ),  dimana  jarak  antara  mata potong sebelum terjadi keausan (dijadikan referensi acuan),  sampai  ke  garis    rata-rata  bekas  keausan pada  bidang  utama,  sesuai  acuan  V B  0,3  mm dalam hal ini kriteria saat berakhirnya umur pahat.
Tabel 3. Data hasil pengujian pembubutan.
n (rpm) a (mm) f(mm/ put) T o(C) tc (detik VB (mm) 0.3 38,30 57,92 0,30 500 0.5 0,1 43,40 57,03 0,33 1,0 47,20 57,18 0,41 0.3 35,50 58,11 0,12 750 0.5 0,1 42,50 56,04 0,19 1,0 48,10 58,50 0,34 0.3 33,80 57,20 0,11 1250 0.5 0,1 37,70 57,28 0,19 1,0 48,10 58,50 0,25
(4). Pengaruh Kondisi Pemotongan Pada  gambar  4,  terlihat  bahwa  keausan  tepi maksimum  (V B =0,41  mm)  dengan  kedalaman potong  (a  =1,0  mm)  dan  menurunnya  putaran
spindel  (n=500  rpm),  dengan  proses  kecepatan potong rendah(V c ) akan cepat terjadinya pertumbuhan  keausan  hal  ini  disertai  adanya kenaikan  temperatur  pahat    maksimum  terhadap benda kerja 48,10 o C (tabel 3), pada putaran spindel medium (n = 750 rpm),  kedalaman potong a = 1,0 mm,  dan  gerak  makan  (f)  konstan  =  0,1 mm/put,terjadi  keausan  tepi  pahat  (V B =0,34  mm), pada  proses  pembubutan  dengan  panjang  total pemotongan 840 mm, untuk setiap benda kerja  (12 kali  langkah).  Pada  kondisi  pemotongan  terdapat beberapa  hal  yang  harus  dicermati  yaitu  pada setting  alat  ukur infrared untuk  mengukur temperatur  pada  ujung  pahat  (pahat  dengan  benda kerja)  saat  proses  pemotongan  berlangsung  harus dijaga  ketepatan  dalam  mensett  hal  ini  akan berpengaruh  terhadap  hasil  pengukuran.  Demikian juga  pengaruh  setting  pencatat  waktu  pemotongan saat start maupun finish harus dijaga ketepatannya.
Pada  gambar  5  menunjukkan  mulai terjadinya pertumbuhan keausan tepi pada nilai V B 
0,3  mm,  kondisi  pemesinan  pada  putaran  rendah 500  rpm,  kedalaman  potong  a  =  1,0  mm,  gerak makan  (f)  =  0,1  mm/put  konstan,dengan  nilai temperatur  pahat  48,10 o C  artinya  bahwa  pada proses  pembubutan  material  benda  kerja Al-T 6061 13) dengan pahat bubut HSS hasil quenching mulai  terlihat  terjadi  fenomena  keausan tepi  pahat  (V B )  sebesar  0,41  mm,  sedangkan keausan  kawah  (K T )  tidak  nampak  akibat  kecilnya keausan (diabaikan).
(5).        Umur  Pahat  (T)  pahat  HSS  hasil

## Quenching
Umur pahat merupakan seluruh waktu pemotongan (tc)  sehingga  dicapai  batas  keausan  yang  telah ditetapkan  (V B maks >.0,3  mm).Gambar 6 dengan kondisi pemesinan pada kecepatan potong maksimum V c = 86,39 m/menit, kedalaman potong a  =  1,0  mm,  gerak  makan  0,1  mm/put  konstant
dengan  waktu  pemotongan  maksimum  (umur pahat)    t c =  58,50  detik  dan  terpendek  58,11  detik, dengan    nilai  keausan  tepi  (V B )  =    0,25  mm, fenomena  ini  terjadi  akibat  kenaikan  temperatur saat  proses  pembubutan  berlangsung  terhadap material  benda  kerja  T  =  48,10 o C . Pada  kecepatan potong  paling  rendah  V c =  34,56  m/menit, memperoleh  nilai  keausan  tepi  (V B )  =    0,30  mm, waktu  pemotongan  59,40  detik  dengan  kedalaman potong a = 0,3 mm.
0.30 0.12 0.11 0.33 0.19 0.19 0.41 0.34 0.25 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 500 750 1250 K ea u sa n Te p i - V b (m m ) Putaran Benda Kerja - n (rpm ) Gambar 4. Putaran (n) Vs Keausan Tepi (V B) a=0.3 a=0.5 a=1.0 38.30 43.40 47.20
35.50 42.50 48.10
33.80 37.70 43.80 0 10 20 30 40 50 60 0.1 0.2 0.3 T em pera tur M a k sim u m P a ha t ( o C ) Keausan Tepi - Vb (mm) Gambar 5 Keausan Tepi Vs Temperatur Maksimum 500 750 1250 59.40 57.03 57.18 58.11 56.04 58.50 57.20 57.28 57.89 54.00 55.00 56.00 57.00 58.00 59.00 60.00 34.56 51.84 86.39 Wa k tu pem o to ng a n
- t c (det ik ) Kecepatan potong - V c (m/min)
Gambar 6 Waktu pemotongan  ( t c) Vs Kecepatan potong (V c) a = 0,3 a = 0,5 a = 1,0
(6).Penentuan C T dan  Harga Eksponen( n ) Berdasarkan  grafik  hubungan  konstanta (C T )dengan  waktu  pemotongan  (t c )    ditunjukkan gambar  7,  terlihat  bahwa  dengan  meningkatnya waktu  pemotongan  (tc)  =  59,40  detik  dan kedalaman  potong  a  =  1,0  mm,  memperoleh  nilai konstanta (C T ) Taylor = 86,51 baik maksimum dan minimumnya relatip sama tidak ada perbedaan yang signifikan,  terlihat  pada  gambar  8  menunjukkan untuk kedalaman potong a=0,3 mm, 05 mm dan 1,0 mm,  hal  ini  menunjukkan  bahwa  temperatur  pada ujung  pahat  yang  relatip  merata  dengan  kondisi pemotongan  diatas  yaitu  48,10 0 C.Pada  gambar  9 menunjukkan bahwa nilai eksponen (n) umur pahat HSS  dapat  ditentukan  secara  empiris,  dengan menggunakan persamaan umur pahat Taylor V.T n = C T ,  artinya  kondisi  pemotongan  (kecepatanpotong (V c )  dan  umur  pahat  (T)  yang  telah  diperoleh dengan  harga  eksponen  n  dan  konstanta  C T. Dari hasil  pengujian  umur  pahat  HSS  hasil quenchin g  , diperoleh  eksponen  n maksimu =  0,043  pada  a  =  0,3 mm, dan n min = 0,0254 pada a = 1,0 mm. Sehingga nilai  persamaan  Taylor  adalah . V.T 0,043 =  86,51 (maks)  untuk kecepatan potong V c = 34,56 m.menit dan    V.T 0,0254 =  86,51  (min),  untuk  kecepatan potong  V c = 86,39 m/menit.
Dengan  waktu  pemotongan  atau  umur  pahat maksimum    t c =  58,50  detik  dan  terpendek  58,11 detik.
Pada  gambar  10    hubungan  waktu pemotongan  (umur  pahat)  (t c )  dengan  kedalaman potong  (a)    dan  kecepatan  potong  (V c ),  dimana terlihat umur pahat terlama0,99 menit (V c = 34,56 m/menit) ,  kedalaman potong  a  =  0,3  mm , sedangkan  waktu terpendek    0,93  menit  (V c =
51,84  m/menit),  kedalaman  potong  a  =  0,5  mm, artinya bahwa kedalaman potong (a) dan kecepatan potong (V c ) dan temperatur pada ujung pahat (T o C), saat proses pemotongan (lihat gambar 5) berlangsung,  disamping  itu  pula  geram  yang menempel  pada  bidang  geram  (Aγ)  berpengaruh terhadap pendek dan panjangnya umur pahat terkait dengan nilai keausan tepi (V B ).
59.40 57.03 57.18 58.11 56.04 58.50 57.20 57.28 57.89 54.00 55.00 56.00 57.00 58.00 59.00 60.00 86.51694248 86.52962829 86.61388584 Wa k tu pem o to ng a n - t c (det ik ) Konstanta - C T Gambar  7 Waktu Pemotongan (t c ) Vs Konstanta (C T) ) a = 0,3 a = 0,5 a = 1,0
86,51694 86,52962 86,61388 80 81 82 83 84 85 86 87 0.3 0.5 1 K o ns ta nta C T Kedalaman pemotongan - a (mm) Gambar  8  Kedalaman potong (a )Vs Konstanta C T 0,043029 0,031873 0,025402 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.3 0.5 1 H a rg a ek spo nen - n Kedalaman pemotongan - a (mm)
Gambar 9 Kedalaman potong (a) Vs Putaran Spindel (n)
(7).  Karakteristik Keausan Pahat HSS
1.  Untuk Vc = 34.56 m/menit , pada kecepatan ini keausan yang terjadi disebabkan oleh proses abrasif yang terjadi karena pengaruh gesekan antara geram dengan  bidang  geram  dan  bidang  utama  pahat.
Proses  abrasif  ini  terus  membesar  pada  bidang utama  pahat  (A  ),  pada  bidang  geram(A  )  tidak nampak. Pada bidang utama proses abrasif ini akan menjadi keausan tepi(V B :0,41mm), sedangkan
pada bidanggeram(A  ),akan membuat permukaan bidang geram  (keausan  kawah)  terkelupas  dan  tidak terlihat.  Akibatnya  semakin  lama  pahat  akan mengalami  keausan  yang  ditandai  kelelahan  ujung pahat  ( fatique ) 16 ,sehingga  permukaan  benda  kerja yang  dipotong  bertambah  kasar,  gaya  pemotongan yang terjadi bertambah besar  yang ditandai dengan bunyi  pada  mesin  yang  bertambah  keras.  Keausan akibat proses abrasif dan ini akan terus berkembang sampai  mencapai  batas  kritis  keausan  pahat, sehingga  terjadi    BUE  ( Built  Up  Edge) 3) , akibat penumpukan  geram  pada  bidang  geram(lihat gambar 11 a,b).
Gambar 11 . (a). Awal sebelum terjadi mekanisme Keausan (bidang referensi). (b). Mekanisme Abrasif pada bidang Utama (A  )
2.   Untuk  Vc = 51.84 m/menit ,pada kecepatan ini keausan  yang  disebabkan  oleh  proses abrasif  terbentuk  lebih  cepat  dan  lebih  besar sehingga  keausan  tepi  yang  terjadi  lebih  cepat mencapai  batas  kritis.  Pada  kecepatan  ini  besarnya keausan  tepi  yang  terbentuk  ditandai  dengan permukaan  bidang  utama  pahat  lebih  kasar. Keausan  ini  disebakan  oleh  gesekan  antara  aliran material benda kerja pada bidang geram dan bidang utama  pahat.    (lihat  gambar  12  a  dan  b).Selain proses abrasif, keausan yang terjadi pada kecepatan ini juga disebabkan oleh adanya gaya adhesi 2) .
Gambar 12. (a) Awal sebelum terjadi mekanisme Keausan(Ref),(b) Mekanisme BUE
Gaya  adhesi 2) ini  akan  mengakibatkan penumpukan metal pada mata potong yang terkenal dengan  nama  BUE  ( Built  Up  Edge ) 3) .  BUE terbentuk  sangat  besar  dan  lebih  cepat  pada  mata potong.
3.  Untuk  Vc  =  86,39  m/menit ,pada  kecepatan  ini keausan yang terjadi lebih komplek dimana keausan yang  terjadi  disebabkan  oleh  proses  abrasif, kimiawi
dan  adhesi.  Pada  awal  pemotongan  mata  potong pahat  terlihat  seperti  terbakar  dan  menimbulkan bunyi  yang  keras  pada  mesin.  Proses  pemotongan ini  sangat  kimiawi  aktif  dimana  material  benda kerja yang baru saja terpotong langsung  menempel pada bidang geram dan bidang utama pahat didekat mata potong.
a b a b tc … tc … 0.90 0.92 0.94 0.96 0.98 1.00 34.56 51.84 86.39 0.99 0.95 0.95 0.97 0.93 0.97 0.95 0.95
0.96
Kedalam an potong - a (mm) Wa k tu pem o to ng a n -t c (m in ) Kecepatan potong - V c (m/min) Gambar  10    t c Vs a Vs V c tc a=0,3 tc a=0,5 tc a=1,0 0,41 0,34
Gambar  7 .  (a).  Awal  sebelum  terjadi  mekanisme ke- Ausan (Ref), (b) Bidang utama(A  )
Akibat  adanya  gaya  adhesi  maka  BUE yang  terbentuk  sangat  besar.  Pada  kecepatan  inilah keausan  tepi  dan  penumpukan  metal  pada  mata mata  potong  (BUE)  terbentuk  lebih  cepat  hingga mencapai batas kritis keausan tepi maksimal.Dalam penelitian  ini,  mekanisme  deformasi  akibat  beban tekan terjadi pada kecepatan potong dan kedalaman potong.Di samping itu pada kecepatan potong yang tinggi,  terjadi  keausan  kawah  yang  terjadi  lebih besar, sehingga tidak nampak akibat terkelupas.

## KESIMPULAN
Dari  pengujian  yang  telah  dilakukan  dapatdiambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1.  Umur  pahat  terlama  0,99  menit  (V c =  34,56 m/menit),  kedalaman  potong  a  =  0,3  mm,  gerak makan (f) : 0,1 mm/put ,umur pahat terpendek  0,93 menit (V c = 51,84 m/menit), kedalaman potong a = 0,5  mm.  Persamaan  umur  pahat  Taylordiperoleh eksponen  n maksimu =  0,043  pada  a  =  0,3  mm,  dan n min =  0,0254  pada  a  =  1,0  mm,nilai  persamaan Taylor  adalah . V.T 0,043 =  86,51  (maks)    untuk kecepatan potong V c = 34,56 m.menit dan  V.T 0,0254 = 86,51 (min), untuk kecepatan potong  V c = 86,39 m/menit.
2.  Karakteristik  keausan  pahat  yang  paling  sering tumbuh,  pada  proses  Abrasif,  Abrasi,  Difusi  dan Keausan  [ tepi (V B ) dan  kawah (KT)/tidak nampak dan  BUE  ( Built  Edge  Up ) , penyebabnyapenurunan kecepatan potong (Vc 1 )
akan mempercepatterjadinya  keausan  tepi  pahat  (V B ), sehingga  umur  pahat  akan  naik.Pada  kecepatan potong yang sedang (Vc 2 )pertumbuhan keausan tepi (V B )  akan  lambat  seiring  dengan  berkurangnya waktu pemotongan, akibat adanya gaya pemotongan yang terjadi bertambah kecil.

## DAFTAR  PUSTAKA
[ 1]. Astakhov, V.P and J.Paulo, D.,2008 “ Tools(Geo   metry and Material) and Tool
Wear , MachiningFundamentals and Resent Advance XIV”, 361 pp. 222,ISBN-978-1- 84800-212-8. .[2]. Dolinsek,B, J.Kopac.,2006,” Mechanism and Type of Tool Wear Particularities  in advanced  Cutting Materials“, Journal AMME, Vol. 19 Issue 1.
[3]. Molinari.A .& Nouari, M.,2003, Modeling of Tool  Wear by Difussion in Metal  Cutting”, journalWear    Technology  252  ,  p.p.  135- 149.
[4].    Pawlik, A., et al., 2002,” Tool Life Experimen, journal Techologi Process .pp. 149-156.
[5].    Rochim, Taufiq,1993,” Teori dan Teknologi Proses  Pemesinan” . HEDS,  Jurusan  Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Bandung.
[6]. Rochim,  Taufiq.,  2007,”Buku  1  Klasifikasi Proses,Gaya  dan  Daya  Pemesinan” , MPE, FTI,          Jurusan Mesin Institut Teknologi Bandung.
[7].     Suherman, H, et al.,2006,” Pengaruh kondisi pemotongan  pahat  gurdi  terhadap  keausan pahat,  dengan  menggunakan  baja  karbon rendah(ST-37)  dan  pahat  HSS,  untuk menen-         tukan karakteristik keausan tepi yang  dialami  pada  proses  gurdi”,  jurnal Teknik Mesin UBH,Vol.3.
[8].   Laboratorium  Sentral  FMIPA  Universitas NegeriMalang,2013,” Microanalysis Report ”.
[9]. Sudjatmiko, 2010, “Penentuan Harga eksponen dan konstanta umur pahat karbida dengan persamaan Taylor untuk membubut
Alumunium T-6061 pada kondisi kering dengan metoda variable speed machining test ”. ISSN 0216-3233 vol VI, edisi,2,2010,Jurnal Transmisi Teknik Mesin Fak. Tek. UnMer Malang.
[10].   Hartono,  Priyagung,  2010,  “  Penentuan Harga  Eksponen  dan  Konstanta  persamaan Taylor pada    proses Turning Sebagai Pedoman  Mengetahui  Keausan  dan  Umur Hidup  Pahat    HSS    untukBenda  Kerja dengan Material
Berbeda”,Proseding Seminar  Nasional  Program  Magisterdan
Doktor Fakultas Teknik,UB ke 1.
[11].   Darmawan, Agung Setyo,2008,”Proses Quenching dan
Tempering PadaSCMnCr2  untuk  memenuhi standar  JIS G 5111”, MediaMesin, 9 ,(2),pp, 49-55. ISSN 1411-438.
[12]   Streejith,  P.S.  &  Ngoi,  B.K.A,  2000,” Dry Machining of The Future”, Journal Material Process Techonology 101 : 287-291.
[13]. http://www.aluminium.org.otomotif  diakses December, 17,2010,11.30 am.
a
b 0,30
.[14]   Taylor,  Fred.  W.  ,1907,” On  the  Art  of
Cutting Metals” . Trans. ASME, 28 : 31- 58.
[15].   Wikipedia,  tentang  Nitrogen  Cair  dan Imple-                  mentasinya,  (05/09/2013,  jam
22.04 [16].  ASM International , 1987. Fractography Handbook Volume 12 , The Materials InformationCompany. [17]. http://www2.coromant .sandvik.com/coromant/ products/steelturning/ pdf.Accesed on : Dec,