## Pengaruh Variasi Electric Current Pada Proses Die Sinking Edm Terhadap Nilai Kekasaran

## Permukaan, Kekerasan Dan Struktur Mikro Pada Baja Aisi 1050
Ir. Achmad Taufik, MT 1 , Gerald Adityo Pohan, ST., M.Eng 2 , Aladin Eko P. ST., MT 3 1,2 ITN Malang; Jl. Raya Karanglo Km 2, telp/fax (0341) 417636 / (0341) 551431
3 Jurusan Teknik Mesin, FTI ITN, Malang e-mail: * 1 ach_taufik@lecturer.itn.ac.id, 2 gerald.pohan@lecturer.itn.ac.id,
3 aladin_smart@yahoo.co.id

## ABSTRAK
Dewasa  ini  proses  pembuatan  dies/cetakan  mampu  diselesaikan  dengan  teknologi pemesinan  non-konvensional  layaknya  pada  mesin  sinking  EDM.  Mesin  ini  mampu menghasilkan  sebuah  dies  dengan  berbagai  bentuk  dan  kepresisian  yang  tinggi.  Dalam proses  permesinan  sinking  EDM,  parameter  yang  sangat  berpengaruh  terhadap  dies  yang dihasilkan adalah parameter arus. Besarnya nilai variasi arus akan berpengaruh terhadap temperatur  lokal  yang  dihasilkan  dari  percikan  bunga  api  saat  proses  discharger.  Pada penelitian  Skripsi  ini  parameter  yang  divarasikan  adalah  arus.  arus  yang  digunakan  yaitu 3A,  6A,  9A  dan  12A.  Untuk  mengetahui  perubahan  yang  terjadi  setelah  dilakukan  proses pengerjaan  sinking  EDM,  dilakukan  pengujian  kekasaran  permukaan,  kekerasan  dan pengujian  struktur  mikro.  Pada  arus 3A  memiliki  nilai  kekasaran  rata-rata 2,01 µm.  Pada arus 6A memiliki nilai kekasaran rata-rata 4,39 µm. Pada arus 9A memiliki nilai kekasaran rata-rata  6,46  µm.  Dan  Pada  arus  12A  memiliki  nilai  kekasaran  rata-rata  8,04  µm.  Pada arus  3A  memiliki  nilai  kekerasan  rata-  rata  daerah  Panas  244,67  HV,  daerah  HAZ  nilai kekerasan  rata-rata  217,7  HV.  Pada  arus  6A  memiliki  nilai  kekerasan  rata-rata  daerah panas 295,85 HV, daerah HAZ nilai kekerasan rata-rata 241,87 HV. Pada arus 9A memiliki nilai  kekerasan  rata-rata daerah  Panas 332,87  HV, daerah  HAZ nilai  kekerasan  rata-rata 261,55  HV.  Pada  arus  12A  memiliki  nilai  kekerasan  rata-rata  daerah  Panas  408,3  HV, daerah  HAZ  nilai  kekerasan  rata-rata  300,12    HV.  dan  Kekerasan  rata-rata  dari  logam Induk sendiri 199,95 HV. struktur mikro menunjukkan bahwa susunan struktur mikro daerah white  layer  memiliki  tingkat  kerapatan  struktur  yang  lebih  rapat  dari  pada  struktur  mikro daerah HAZ. Hal tersebut diakibatkan karena daerah pemanasan atau white layer terkena panas  secara  langsung  pada  saat  proses  discharge  sehingga  struktur  mikro  mengalami perubahan,  sedangkan  daerah  Haz  hanya  terkena  radiasi  aliran  dari  proses  discharge sehingga  struktur  mikro  daerah  Haz  tidak  mengalami  perubahan  yang  signifikan  bila dibandingkan dengan struktur Logam Induk.
Kata Kunci : Variasi arus 3A, 6A, 9A, dan 12A, daerah panas, daerah HAZ, base metal

## I. PENDAHULUAN
Perkembangan  ilmu  pengetahuan  dan teknologi  sebagai  akibat  dari  tuntutan masyarakat yang terus meningkat memberikan  respon  bagi  ahli  permesinan untuk  menciptakan  maupun  memperbaiki metode  pengerjaan  dan  peralatan  yang  telah
ada  untuk  menghasilkan  produk  yang  lebih baik.  Untuk  memenuhi  kebutuhan  tersebut maka  diciptakan  mesin  yang  bernama  EDM (Electrical Discharge Machning).
Teknologi  EDM  dewasa  ini  makin banyak  digunakan  dalam  dunia  industri manufaktur  untuk  pembuatan  mold  maupun proses permesinan  material  yang sangat kuat
dan keras seperti tool steel dengan menghasilkan  produk  yang  mempunyai kepresisian  yang  tinggi,  bentuk  yang  rumit, dan kualitas permukaan yang baik.
Untuk menghasilkan kualitas permukaan  yang  baik,  ada  banyak  variabel proses yang mempengaruhi integritas permukaan  seperti  lama  pengerjaan,  kuat arus,  tegangan,  polaritas  elektroda,  propertis material elektroda, dan cairan dielektrik. Efek ini  sangat  berpengaruh  pada  propertis mekanis  dari  bahan  yang  diproses  seperti kelelahan , kekerasan, kekasaran dan ketahanaan aus.
Seperti pada proses permesinan lainnya, EDM  tidak  bisa  menghasilkan  suatu  hasil pekerjaan  yang  benar-benar  halus  dan sempurna,  karena  hasil  dari  pekerjaan  EDM akan  menghasilkan kawah-kawah halus  yang tersebar  pada  permukaan  benda  kerja.  Hal tersebut  dinamakan  Kekasaran  permukaan. Maka besar arus listrik mempunyai pengaruh yang  penting  terhadap  Nilai  kekasaran permukaan dan kekerasan.

## 3. METODOLOGI PENELITIAN

## 3.1 Alat dan Bahan
Peralatan  -  peralatan  yang  digunakan dalam pengujian ini adalah sebagai berikut :
a. Amplas
b. Pasta poles
c. Cairan etsa
d. Gergaji
e. Gerinda
f. Mesin EDM
g. Mesin Pengujian
Kekerasan
Jenis Microvikers
h. Mesin Pengujian Kekasaran Permukaan
i. Mikroskop
Bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian ini  adalah sebagai berikut :
1. Bahan  untuk  pahat,  dipilih  pahat  yang terbuat dari tembaga.
2. Bahan untuk benda kerja adalah baja AISI 1050.  Komposisi  baja  AISI  1050  adalah sebagai berikut:
Karbon (C) : 0,50% Silikon (Si) : 0,30% Mangan (Mn) : 0,70%

## 3.2 Tempat Penelitian
- PT  Paragon  Jl.Raya  Kedung  Asem  NO  9 Block C-1 Surabaya 60298
- PPPPTK VEDC Jl. Teluk Mandar,
Arjosari, Tromol Pos 5 Malang
- UPT Balai Pelatihan Kerja Industri (BLKI)
Singosari
- Laboratorium Pengujian Bahan Universitas Brawijaya

## 3.3 Variabel Penelitian
Varibel adalah perilaku atau karateristik yang  memberikan  nilai  beda  terhadap sesuatu.  Dalam  penelitian  ini  dibagi  menjadi 2 varibel antara lain :
1. Variabel Independent (bebas) Variabel yang nilainya menentukan variabel  lain.  Dalam penelitian  ini  variabel independent adalah  proses  pengerjaan sinking  EDM  dengan  parameter  variasi arus pada baja AISI 1050.
2. Variabel Dependent (terikat)
Variabel  yang  nilainya  ditentukan  oleh variable  lain.  Dalam penelitian  ini  variabel dependent adalah  variasi  penyetingan  arus yang digunakan dalam proses pengerjaan.

## IV.   HASIL DAN PEMBAHASAN

## 4.1 Pengujian Kekerasan
Tabel 1. Data hasil pengujian kekerasan microvickers
1. Daerah Logam Induk Pada Arus Listrik
3A, 6A, 9A, dan 12A
Dari  hasil pengujian kekerasan dari  logam induk  pada  ke  empat  spesimen  di  dapat  nilai kekerasan  rata-rata  199,95  HV.  dari  hasil tersebut tidak terjadi perubahan nilai kekerasan  .  Logam  induk  tidak  mengalami peningkatan  kekerasan,  hal  ini  di  akibatkan karena  titik  daerah  logam  induk  tidak  terkena aliran  radiasi  panas  dari  proses  discharging EDM. Hal  itu  membuat kekerasan dari  logam induk  tidak  berubah,  sebelum  dilakukan proses  discharging  EDM  maupun  sesudah dilakukan proses discharging EDM.
2.   Daerah  Pemanasan  atau  White  Layer pada arus listrik 3A, 6A, 9A, dan 12A
Dari  hasil  pengujian  kekerasan  daerah pemanasan  pada  arus  listrik  3A,  6A,  9A  dan
Perlit
Ferit
12A  diperoleh  tingkat  kekerasan yang berbeda-beda.  Perbedaan  ini  disebabkan  oleh arus  yang  berbeda.  Specimen  pada  arus  3A tingkat  kekerasan  rata-ratanya  244,674  HV, untuk  specimen  pada  arus  6A  tingkat kekerasan  rata-ratanya  295,85  HV,  untuk specimen  pada  arus    9A  tingkat  kekerasan rata-ratanya  332,87  HV,  dan  untuk  specimen pada  arus  12A  tingkat  kekerasan  rata-ratanya 408,3 HV. Faktor yang mempengaruhi tingkat kekerasan  dari  setiap  specimen  disebabkan oleh  masukan  panas  yang  berbeda  beda  dan bisa  dilihat  bahwa  semakin  tinggi  arus  listrik tingkat  kekeraan  semakin  meningkat.  Bisa disimpulkan bahwa semakin tinggi arus listrik semakin tinggi pula panas yang dihasilkan.

## 3. Daerah  Heat  Affect  Zone  Pada  Arus Listrik 3A, 6A, 9A dan 12A
Dari hasil pengujian kekerasan darah HAZ untuk  specimen  yang  menggunakan  arus  3A, 6A,  9A,  dan  12A.  Diperoleh  kekerasan  rata- rata  pada  Arus  3A  sebesar  217,7  HV, kekerasan  rata-rata  pada  arus  6A  sebesar 241,87  HV,  kekerasan  rata-rata  pada  arus  9A sebesar  261,55  HV,  dan  kekerasan  rata-rata pada arus 12A sebesar 300,12 HV. Dari ketiga daerah  diatas  bisa  disimpulkan  bahwa  daerah white  layer  atau  daerah  yang  terkena  panas secara  langsung  memiliki  tingkat  kekerasan yang paling tinggi. Hal tersebut membuktikan bahwa  dengan  semakin  meningkatnya  arus yang  diberikan  maka  temperatur  proses  juga akan  meningkat  dan  mengakibatkan  asupan panas  semakin  besar  sehingga  pada  saat  itu proses  pengkayaan  karbon  yang  didapat  dari peleburan  antara  kandungan  karbon  yang  ada didalam  material  dan  cairan  dielektrik  pada daerah pemanasan semakin meningkat sehingga lapisan yang terbentuk akan memiliki kandungan karbon yang lebih tinggi.

## 4.2 Pengujian Kekasaran
Tabel 2. Data hasil pengujian kekasaran permukaan
Pengujian  kekasaran  permukaan  ini dimaksudkan untuk mengetahui dampak yang
ditimbulkan dari proses discharging singking EDM, Setelah
dilakukan pengujian kekasaran,  di  dapatkan  nilai  kekasaran permukaan  yang  bervariasi.  Pada  arus  3 ampere mendapatkan nilai rata-rata kekasaran permukaan 2,01 µm. Pada proses  yang sama tetapi arus listrik dinaikkan menjadi 6 ampere mendapatkan nilai rata-rata kekasaran permukaan  4,39  µm.  Dengan  meningkatkan arus  proses  sinking  EDM  menjadi  9  ampere mendapatkan  nilai  rata-  rata  kekasaran permukaan  6,46  µm  dan  pada  saat  arus proses  kerja  sinking  EDM  pada  arus maksimal  12  ampere  mendapatkan  nilai kekasaran permukaan rata-rata 8,04 µm. Dari tingkat  kekasaran  permukaan  yang  telah  di paparkan  diatas  bisa  ditarik  kesimpulan bahwa  semakin  tinggi  arus  proses  kerja sinking EDM maka akan semakin tinggi pula nilai  kekasaran  yang  dihasilkan  dari  proses pengerjaan. Yang dimaksud arus proses kerja disini  adalah  arus  yang  digunakan  dalam proses  pengerjaan.  Semakin  tinggi  arus berarti  semakin  tinggi  tingkat  panas  yang dihasilkan mesin yang diteruskan ke elektroda  dan  akan  semakin  tinggi  pula tingkat kekasaran permukaan yang dihasilkan.
Gambar 2. Struktur mikro daerah white layer
Dari  gambar  pada  daerah  pemanasan diatas memperlihatkan bahwa pada hasil foto
struktur  mikro  daerah  pemanasan  arus  3A, 6A, 9A, dan 12A menunjukkan ukuran besar butir  mengalami  pengecilan  atau  biasa disebut terjadi kerapatan butir. jika dibandingkan  dengan  daerah  HAZ  dan
Logam  Induk  butir  pada  daerah  pemanasan memiliki  tingkat  kerapatan  yang  jauh  lebih rapat.  Hal  itu  dikarenakan  karena  daerah tersebut  terkena  panas  secara  langsung sehingga  mencapai  suhu  austenisasi  dan terjadi pendinginan secara cepat.
Dari  gambar  hasil  pengamatan  struktur mikro  daerah  Haz  diatas  terlihat  pada  arus 12A,  Perlit  terlihat  sedikit  lebih  dominan  jika dibandingkan dengan daerah Haz arus 3A, 6A, 9A dan Logam Induk. Hal ini dibuktikan pada foto  struktur  mikro  menunjukkan  arus  12A memiliki tingkat kekerasan   paling tinggi  bila dibandingkan  dengan    daerah  Haz  arus  3A, 6A, 9A dan Logam Induk.

## KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan  dapat  diambil  beberapa  kesimpulan sebagai berikut:
1. Harga  kekerasan  material  hasil  proses discharge  sinking  EDM  berbanding  lurus dengan  kenaikan  nilai  variasi  arus  proses discharge sinking EDM.
2. Nilai  kekerasan  daerah  white  layer  lebih tinggi dari pada nilai kekerasan daerah Haz
3. Nilai  Kekerasan tertinggi pada white  layer ditemukan pada arus 12A dengan kekerasan rata-rata 408,3 HV dan kekerasan  terendah  ditemukan  pada  arus 3A dengan kekerasan rata- rata 244,67 HV.
4. Nilai  kekerasan  tertinggi  pada  daerah  Haz ditemukan pada arus 12A dengan kekerasan  rata-rata  300,12  HV  dan kekerasan  terendahnya  ditemukan  pada arus  3A  dengan  kekerasan  rata-rata  217,7 HV.
5. pada  pengamatan  struktur  mikro  bisa disimpulkan  bahwa  pada  struktur  mikro daerah  white  layer  memiliki  tingkat kerapatan  struktur  yang  lebih  tinggi dibandingkan  daerah  Haz  dan  base  metal. Sehingga pengujian struktur mikro
berbanding  lurus  dengan  hasil  pengujian kekerasan.
Untuk  pengujian  berikutnya  dianjurkan melakukan pengujian SEM (Scanning Electron  Microscope)  agar  mendapatkan  hasil foto mikro  yang  lebih  jelas. Dan untuk  bahan bisa  menggunakan  Baja  Low  Carbon  atau High  Carbon  dengan  elektroda  dan  cairan dielektrik  yang  berbeda  agar  bisa  dikaji dampak  proses  discharge  sinking  EDM
terhadap kandungan karbon pada setiap bahan yang digunakan.

## REFERENSI
Alola,  Gruber.  2010.  Pengetahuan  bahan dalam  pengerjaan  logam.  Bandung: Angkasa  Galihway,  Prabu  Hadijaya. 2009. Kusuka iptek. http://kusuka- iptek.blogspot.co.id/2009/03/pengujian- micro-hardness.html. http://Firstiawan.studen.fkip.uns.ac.id/2 010/03/05/edm-electrical-discharge- machine  Karastojkovic  Z.,  Janjusvic  Z. 2003.  Hardness  and  strukture  changes at surface in electrical
discharge  machined  stell  C3840.  Institute  for technologi of nuclear and other raw.
Sagedistira,  I  Fata.  2012.  Study  pengaruh variasi  arus  proses  pemesinan  EDM sinking terhadap kekerasan dan karakteristik  struktur  mikro  material baja  SKD  11.  Skripsi.  Jurusan  teknik mesin. Universitas jember.
Studi  pengaruh  parameter  proses  EDM. http://fportfolio.petra.ac.id Suhardjono,  Pramujati  Bambang,  Winarto. 2010.  Studi  Eksperimen  Pengaruh Variasi  Tegangan  Terhadap Spark  Gap Pada  Proses  EDM  Sinking.  FTI  -  ITS, Surabaya.