PROSES PENGOLAHAN PERMUKAAN Matakuliah : Teknologi Proses Manufaktur D0592 Tahun : 2007 Pertemuan : 9 PROSES PENGOLAHAN PERMUKAAN

Learning Outcomes Outline Materi : PROSES PENGOLAHAN PERMUKAAN Learning Outcomes Mahasiswa dapat menerangkan proses pengolahan permukaan dan penyelesaian proses manufaktur Outline Materi : Coating dan HardFacing Nitriding dan Nitrocarburising Laser Hardening Ion implantation

Pengolahan Permukaan: PROSES PENGOLAHAN PERMUKAAN Pengolahan Permukaan: Perlakuan untuk membuat lapisan permukaan baru atau memodifikasi permukaan untuk memperoleh sifat teknis dan sifat mekanis sesuai dengan persyaratan desain yang diinginkan Peningkatan Sifat teknik dan mekanik yang dapat ditingkatkan: Kekerasan permukaan Ketahanan aus Ketahanan terhadap pengelupasan Ketahanan terhadap korosi Ketahanan terhadap erosi Ketahanan terhadap goresan dan benturan

Klasifikasi metode proses rekayasa permukaan PROSES PENGOLAHAN PERMUKAAN Klasifikasi metode proses rekayasa permukaan LAYER ADDITION 2. SURFACE MODIFICATION A. Coatings: Electrochemical Plating Chemical Vapour Deposition Thin Film A. Diffusion Methods : Nitriding Nitrocarburising Titanium –carbon diffusion B. Selective Hardening Method Flame hardening Laser hardening Electron beam hardening Ion implantation B. Hardfacing : Fusion Hardfacing Thermal Spray

PROSES PENGOLAHAN PERMUKAAN 0,1 1 10 102 103 104 mm PVD CVD NICKEL PLATING THERMAL SPRAY ION IMPLANT NITRIDING SURFACE ALLOY NITROCARBURS THERMAL HARDENING Gambar 9.1 Perbandingan ketebalan berbagai produk rekayasa permukaan

JENIS PROSES KEKERASAN (hv) Pengerasan laser Implantasi ion PVD CVD PROSES PENGOLAHAN PERMUKAAN Tabel 1. Contoh Nilai Kekerasan produk surface engineering JENIS PROSES KEKERASAN (hv) Pengerasan laser Implantasi ion PVD CVD Karburasi Nitridasi gas Pengerasan nyala api 1700 - 2100 200 - 2300 2300 - 2500 1540 - 180 800 - 900 960 - 1100 700 - 800

PROSES DENGAN PENAMBAHAN LAPISAN PELAPISAN CHROM Pelapisan dihasilkan deposisi listrik dari larutan yang mengandung asam kromium (CrO3) dan katalis anion dalam jumlah yang proporsional Menghasilkan permukaan keras dan tahan korosi, tahan abrasi Tebal lapisan 2,5 sampai 500 mikro meter Penggunaan: ring piston, kelep mesin, landing gear, rol, dies…

DEPOSISI UAP SECARA FISIKA (PVD) PROSES DENGAN PENAMBAHAN LAPISAN DEPOSISI UAP SECARA FISIKA (PVD) Teknik PVD menghasilkan lapisan baru pada permukaan Digunakan untuk mendapatkan variasi sifat material dan memperpanjang umur tool atau dies Kondisi permukaan sangat menenentukan kualitas hasil PVD adalah proses menggerakkan atau mengumpulkan atom atau molekul secara fisika pada suatu logam didalam lingkungan vakum Atom-atom yang mengalir dan mengenai benda kerja dapat ditimbulkan oleh mekanisme : penguapan, sputtering, pelapisan ion

PROSES DENGAN PENAMBAHAN LAPISAN TEG TINGGI RF/ DC - GAS ARGON plsm-elkt BENDA KERJA + VAKUM Gambar 9.1 Skema sputtering pada proses PVD

DEPOSISI UAP SECARA KIMIA -CVD PROSES DENGAN PENAMBAHAN LAPISAN DEPOSISI UAP SECARA KIMIA -CVD CVD adalah prosesdeposisi zat pada permukaan panas melalui reaksi kimia dari fasa uap atau gas dalam bentuk pemindahan atom atau molekul atau keduanya. Hampir semua logam atau non logam dapat dideposisikan dengan CVD Penggunaan : pembuatan semikonduktor, pelapisan peralatan untuk mendapatkan ketahanan aus dan korosi tinggi termasuk dalam optik

PROSES DENGAN PENAMBAHAN LAPISAN substrat koil pompa vakum gas trap Gambar 9.2 Reaktor CVD termal

PROSES DENGAN MODIFIKASI PERMUKAAN PLASMA NITRIDASI DAN NITRO KARBURASI Nitridasi proses termo kimia dengan nitrogen berdifusi dari luar benda uji ke permukaan dan kedaerah dibawah permukaan untuk menghasilkan lapisan keras Nitro karburasi nitrogen dan karbon bersamaan berdifusi dalam benda kerja Nitrogen dan karbon berdifusi dalam bentuk plasma dan membentuk lapisan keras dipermukaan yang tahan aus dan suatu zona difusi untuk meningkatkan keyahan fatik.

6 5 2 3 4 PROSES DENGAN MODIFIKASI PERMUKAAN 1: gas nitrogen 2: pemanas 3 : kontrol temperatur 4: pompa vakum 5: tegangan tinggi 6: tabung nitrid 5 1 2 3 4 Gambar 9.3 Proses Nitridasi Plasma

PROSES DENGAN MODIFIKASI PERMUKAAN Gambar 9. 4 PERALATAN NITRIDASI PLASMA

PENGERASAN DENGAN SINAR LASER PROSES DENGAN MODIFIKASI PERMUKAAN PENGERASAN DENGAN SINAR LASER Pengerasan dengan sinar laser digunakan untuk pengerasan dengan memanaskan logam pada permukaan kemudian di quenching Pengerasn dilakukan hanya pada daerah yang diinginkan Keuntungan penggunaan sinar laser : kecepatan produksi tinggi, proses mudah dikontrol, dapat digunakan untuk benda ukuran rumit, daerah terpengaruh panas tipis, distorsi sedikit dan pengerjaan bersih

PROSES DENGAN MODIFIKASI PERMUKAAN PROSES IMPLANTASI ION Proses implantasi ion dilakukan dengan memasukkan ion kedalam permukaan benda kerja melalui akselerator dengan energi tinggi ( 10 – 500 kev). Proses dilakukan dalam ruang vakum , dapat dihasilkan permukaan yang bersih dan terhindar dari reaksi kimia oksidasi. Daerah yang dimplan relatif kecil, untuk memproses daerah yang lebih luas maka benda kerja digerakkan Sifat keras dan lapisan implantasi sangat tipis , sesuai untuk pemakaian khusus

SELESAI TERIMA KASIH