Top Banner
i PENGARUH FRAKSI BERAT ARANG TULANG KAMBING DAN ARANG SEKAM PADI PADA SIFAT MEKANIS PACK CARBURIZING BAJA KARBON RENDAH UNTUK RODA GIGI SKRIPSI Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan SkripsiJenjang S- 1 Program Studi Teknik Mesin Oleh: DONI ADI SETIAWAN NPM. 6416500032 FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PANCASAKTI TEGAL 2021
75

Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

Oct 24, 2021

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

i

PENGARUH FRAKSI BERAT ARANG TULANG KAMBING DAN

ARANG SEKAM PADI PADA SIFAT MEKANIS PACK CARBURIZING

BAJA KARBON RENDAH UNTUK RODA GIGI

SKRIPSI

Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan SkripsiJenjang S-

1 Program Studi Teknik Mesin

Oleh:

DONI ADI SETIAWAN

NPM. 6416500032

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS PANCASAKTI TEGAL

2021

Page 2: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

i

PERSETUJUAN

PENGARUH FRAKSI BERAT ARANG TULANG KAMBING DAN ARANG

SEKAM PADI PADA SIFAT MEKANIS PACK CARBURIZING BAJA

KARBON RENDAH UNTUK RODA GIGI

Disetujui oleh Dosen Pembimbing untuk dipertahankan dihadapan sidang Dewan

Penguji Skripsi Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal

Pembimbing I

Rusnoto, ST.,M.Eng

NIPY.14054121974

Pembimbing II

Galuh Renggani W,ST.,MT

NIPY.16262561981

Page 3: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

ii

HALAMAN PENGESAHAN

Telah dipertahankan dihadapan Sidang Dewan Penguji Fakultas Teknik

Universitas Pancasakti Tegal

Hari :

Tanggal :

Anggota Penguji

Penguji I

( Rusnoto,ST.M.Eng ) (...................................)

NIPY. 14054121974

Penguji II

( M.Fajar Sidiq, ST.,M.Eng ) (..................................)

NIPY. 1979080820050111001

Penguji III

( Eko Budiraharjo, ST.,M.Kom ) (.................................)

Page 4: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

iii

MOTO DAN PERSEMBAHAN

MOTO

➢ Lakukanlah yang terbaik dan jangan buat dirimu menyesal karena hidup

hanya sekali

➢ Keluargamu adalah alasan bagi kerja kerasmu, maka janganlah sampai

kamu mengecewakan mereka

➢ Dalam kesuksesanmu disitulah ada doa seorang ibu yang dijawab oleh

Allah SWT

➢ Dan allah tidak menjadikan pemerian bala bantuan itu melainkan sebagai

kabar gembira atas kemenanganmu, dan agar tentram hatimu karenanya.

Dan kemenanganmu itu hanyalah dari Allah Yang Maha Perkasa lagi

Maha Bijaksana.”(Ali’Imran: 126)

PERSEMBAHAN

Skripsi ini penulis persembahkan kepada :

➢ Ibu dan Ayah atas doa dan dukungan yang tak dapat diungkapkan dengan

kata-kata.

➢ Kakak satu-satunya yang aku cintai dan sayangi

➢ Seseorang yang aku cintai Ayu Lestari, terima kasih atas dorongan,

dukungan, dan kasih sayang yang telah diberikan kepadaku sampai Tugas

Akhir ini selesai

Page 5: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

iv

➢ Rekan-rekan seperjuangan Teknik Mesin S1 Universitas Pancasakti Tegal

Angkatan 2016

➢ Seluruh dosen Teknik Mesin Universitas Pancasakti Tegal

Page 6: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

v

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi dengan judul “PENGARUH

FRAKSI BERAT ARANG TULANG KAMBING DAN ARANG SEKAM

PADI PADA SIFAT MEKANIS PACK CARBURIZING BAJA KARBON

RENDAH UNTUK RODA GIGI”ini beserta seluruh isinya adalah benar-benar

karya saya sendiri, dan saya tidak akan melakukan penjiplakan dengan cara-cara

yang tidak sesuai dengan etika keilmuan yang berlaku dalam masyarakat

keilmuan. Atas pernyataan ini saya siapmenanggung resiko/sanksi yang

dijatuhkan keapada saya apabila ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika

keilmuan dalam karaya saya, atau ada klaim lain terhadap pihak lain dengan

keaslian karya saya ini.

Tegal, .................................2021

Yang membuat pernyataan

Doni Adi Setiawan

Page 7: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

vi

PRAKATA

Segala puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat ALLAH SWT yang telah

melimpahkan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi yang

berjudul “PENGARUH FRAKSI BERAT ARANG TULANG KAMBING DAN

ARANG SEKAM PADI PADA SIFAT MEKANIS PACK CARBURIZING BAJA

KARBON RENDAH UNTUK RODA GIGI”. Skripsi ini disusun sebagai salah

satu persyaratan meraih gelar Sarjana Teknik pada program studi Teknik Mesin

S1 Universitas Pancasakti Tegal. Shalawat dan salam disampaikan kepada Nabi

Muhammad SAW, mudah-mudahan kita semua mendapatkan safaatnya di yuamil

akhir nanti, amin.

Penyelesaian skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena

itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih serta

penghargaan kepada :

1. Bapak Dr. Agus Wibowo, ST.MT Selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Pancasakti Tegal.

2. Bapak Rusnoto. ST.,M.Eng Selaku Dosen Pembimbing I yang selalu

meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan dan sarannya selama

ini.

3. Ibu Galuh Renggani Willis, ST.MT selaku Dosen Pembimbing II yang

dengan sabarnya mengarahkan penulisan dan bombing selama ini.

4. Segenap Dosen dan Staff Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal.

5. Bapak dan Ibuku yang tak pernah lelah mendoakanku.

6. Teman-teman seperjuangan Fakultas Teknik

Page 8: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

vii

7. Serta semua pihak yang telah membantuku hingga laporan ini selesai,

semoga mendapat balasan yang sesuai dari Allah SWT.

Penulis telah mencoba membuat skripsi ini sempurna dengan maksimal, namun

demikian mungkin ada banyak kekurangan yang tidak terlihat oleh penulis untuk

itu mohon masukan untuk kebaikan dan pemanfaatannya.Harapan penulis semoga

skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Page 9: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

viii

ABSTRAK

DONI ADI SETIAWAN.2021 “PENGARUH FRAKSI BERAT ARANG

TULANG KAMBING DAN ARANG SEKAM PADI PADA SIFAT MEKANIS

PACK CARBURIZING BAJA KARBON RENDAH UNTUK RODA GIGI”

Teknik Mesin Universitas Pancasakti Tegal.

Pack carburizing merupakan proses perlakuan panas dimana proses

pemanasan dan pendinginan logam dalam keadaan padat untuk mengubah sifat-

sifat fisis dan mekanis logam. Dalam proses carburizing kita dapat menambah

unsur karbon pada permukaan baja karbon rendah dengan cara memanaskan pada

temperatur suhu 900°C - 950°C. Unsur karbon itu kita bisa peroleh dari limbah

tulang kambing dan sekam padi, kandungan karbon dari keduanya yang cukup

banyak sehingga dapat memungkinkan dijadikan sebagai bahan baku pembuatan

arang aktif.Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan nilai

kekerasan, kekuatan tarik, dan keausan proses pack carburizing baja karbon

rendah.

Metode pada penelitian ini menggunakan eksperimen campuran berat

arang tulang kambing dan arang sekam padi. Teknik pengambilan sampel dalam

penelitian ini adalah dengan menguji tiga variasi campuran arang yaitu 50% :

50%, 60% : 40%, 25% : 75% dengan suhu 900˚C dan media quenching air yang

di ambil pada masing-masing data.

Nilai pengujian kekerasan tertinggi pada variasi campuran arang sekam padi

75% dan arang tulang kambing 25% memiliki nilai kekerasan sebesar 756 VHN,

pengujian kekuatan tarik tertinggiterdapat pada campuran arang sekam padi 60%

dan arang tulang kambing 40% memiliki kekuatan tarik yang paling besar yaitu

1338 Mpa, serta pengujian keausan tertinggi terdapat pada variasi campuran

arang sekam padi 75% dan arang tulang kambing 25% yaitu 0,00035 mm³ /kg.

Kata Kunci : Baja ST 37, pack carburizing, arang tulang kambing,

kekerasan, kekuatan tarik, keausan.

Page 10: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

ix

ABSTRACT

DONI ADI SETIAWAN. 2021 “THE EFFECT OF WEIGHT FRACTION OF

GOAT BONE AND RICE Husk Charcoal ON THE MECHANICAL

PROPERTIES OF PACK CARBURIZING LOW CARBON STEEL FOR DENTAL

WHEEL” Mechanical Engineering, Pancasakti Tegal University.

Pack carburizing is a heat treatment process wherein the process of

heating and cooling metal in a solid state to change the physical and mechanical

properties of the metal. In the carburizing process we can add carbon elements

to the surface of low carbon steel by heating it at a temperature of 900 ° C - 950

° C. We can get the carbon element from the waste of goat bones and rice husks,

the carbon content of both is quite a lot so that it can be used as raw material for

making activated charcoal. This study aims to determine the comparison of the

value of hardness, tensile strength, and wear of the low carbon steel pack

carburizing process.

The method in this study used an experimental mixture of weight of goat

bone char and rice husk charcoal. The sampling technique in this study is to test

three variations of the charcoal mixture, namely 50%: 50%, 60%: 40%, 25%:

75% with a temperature of 900˚C and the water quenching media taken in each

data.

The highest hardness test value on a mixture of 75% rice husk charcoal

and 25% goat bone charcoal has a hardness value of 756 VHN, the highest

tensile strength test is found in a mixture of 60% rice husk charcoal and 40%

goat bone charcoal which has the greatest tensile strength, namely 1338 MPa, as

well as the highest wear testing was found in the mixture of 75% rice husk

charcoal and 25% goat bone charcoal, namely 0.00035 mm³ / kg.

Keywords: Steel ST 37, pack carburizing, goat bone charcoal, hardness, tensile

strength, wear.

Page 11: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................ i

PERSETUJUAN ................................................................................................ ..ii

PENGESAHAN ................................................................................................ ..iii

PERNYATAAN ................................................................................................ ..iv

MOTO DAN PERSEMBAHAN ..................................................................... ..v

PRAKATA ........................................................................................................ ..vi

ABSTRAK ....................................................................................................... ..vii

ABSTRACT .................................................................................................... ..viii

DAFTAR ISI ..................................................................................................... ..ix

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... ..x

DAFTAR TABEL .............................................................................................. xi

BAB I PENDAHULUAN .................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang Masalah ........................................................................... 1

1.2 Batasan Masalah ....................................................................................... 3

1.3 Rumusan Masalah .................................................................................... 3

1.4 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 4

1.5 Manfaat Penelitian ................................................................................... 4

1.6 Sistematika Penulisan .............................................................................. 5

BAB II LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA .......................... 7

2.1 Landasan Teori ....................................................................................... 7

2.1.1 Roda Gigi ........................................................................................ 7

2.1.2 Baja ................................................................................................. 9

2.1.3 Carburizing ................................................................................... 12

2.1.4 Perlakuan Panas ............................................................................ 13

2.1.5 Tulang Kambing ........................................................................... 14

2.1.6 Sekam Padi ................................................................................... 16

2.1.7 Pengujian Kekerasan .................................................................... 17

2.1.8 Pengujian Tarik............................................................................. 18

2.1.9 Pengujian Keausan ....................................................................... 20

Page 12: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

xi

2.2 Tinjauan Pustaka .................................................................................. 22

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ....................................................... 24

3.1 Metode Penelitian ................................................................................... 24

3.2 Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................ 24

3.3 Teknik Pengambilan Sampel .................................................................. 25

3.4 Alat dan Bahan ........................................................................................ 26

3.5 Proses Carburizing .................................................................................. 27

3.6 Diagram Alir Perancangan ...................................................................... 28

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 30

4.1 Hasil Penelitian ....................................................................................... 30

1. Uji komposisi RAW Material ..................................................... 30

2. Pengujian kekerasan .................................................................... 31

3. Pengujian kekuatan tarik ............................................................. 33

4. Pengujian keausan ....................................................................... 36

4.2 Pembahasan ............................................................................................. 40

BAB V PENUTUP ............................................................................................. 43

5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 43

5.2 Saran ........................................................................................................ 45

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 47

LAMPIRAN ......................................................................................................... 7

Page 13: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

xi

DAFTAR GAMBAR

2.1 Roda Gigi Dinamo Starter ......................................................................... 8

2.2 Putaran Roda Gigi ..................................................................................... 9

2.3 Arang Tulang Kambing........................................................................... 15

2.4 Arang Sekam Padi ................................................................................... 16

2.5 Alat Uji Kekerasan .................................................................................. 17

2.6 Kurva Tegangan Regangan Baja ............................................................. 19

2.7 Alat Uji Kekuatan Tarik .......................................................................... 19

2.8 Alat Uji Keausan ..................................................................................... 21

4.1 Gambar Grafik Pengujian Kekerasan...................................................... 33

4.2 Gambar Grafik Pengujian Kekuatan Tarik ............................................. 35

4.3 Gambar Grafik Pengujian Keausan ......................................................... 38

Page 14: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

xii

DAFTAR TABEL

3.1 Jadwal Penelitian ..................................................................................... 25

4.1 Komposisi kimia material baja ST 37 ..................................................... 30

4.2 Hasil uji kekerasan spesimen dasar ......................................................... 31

4.3 Hasil uji kekerasan dengan variasi fraksi berat arang ............................. 31

4.4 Hasil uji kekuatan tarik spesimen dasar .................................................. 33

4.5 Hasil uji kekuatan tarik dengan variasi fraksi berat arang ...................... 34

4.6 Hasil uji Keausan dengan variasi fraksi berat arang ............................... 36

Page 15: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Semakin berkembangnya teknologi saat ini, mendorong manusia

untuk menciptakan inovasi baru. Perkembangan teknologi itu juga terjadi

pada dunia otomotif khususya motor bakar yang merupakan salah satu

mesin pembakaran dalam atau disebut dengan istilah internal combustion

engine yaitu mesin yang merubah energi thermal menjadi energy mekanik,

energi itu dapat di peroleh dari proses pembakaran.Salah satu kendaraan

bermesin yang sederhana yang banyak digunakan masyarakat pada

umunya yaitu sepeda motor.Berdasarkan data BPS jumlah sepeda motor di

Indonesia hingga penghujung tahun 2018 lalu mencapai 137,7 juta unit

(www.bps.go.id) jumlah tersebut akan terus meningkat seiring

perkembangan zaman.

Sepeda motor khususnya jenis metic memiliki penggerak utama

untuk menghidupkan mesin yaitu starter, pada starter itu sendiri

mempunyai komponen pendukung yakni roda gigi dan dinamo. Roda gigi

berfungsi sebagai pentransfer putaran dinamo starter ke poros engkol,

beberapa pemilik sepeda motor sering mengabaikan roda gigi pada dinamo

starter, padahal roda gigi ini sering kali mengalami keuasan yang di

sebabkan oleh beberapa factor seperti tidak adanya pelumas,

Page 16: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

2

posisi putaran dinamo starter dan poros engkol tidak pas. Sehinggaroda

gigi dinamo stater ini dituntut agar mempunyai material yang tahan aus

dan keras pada setiap mata giginya dan dalam inti harus mempunyai

keuletan dan ketangguhan yang baik supaya tidak getas.Dari kondisi roda

gigi yang aus apabila tidak diperhatikan oleh pengendara dapat

menyebabkan tidak berfungsinya starter.Dengan mengetahui keausan dari

roda gigi dinamo starter maka dapat di tingkatkan keuletan material roda

gigi tersebut.

Oleh karena itu, untuk meningkatkan keuletan material roda gigi

yaitu dengan proses pack carburizing.Pack carburizing merupakan proses

perlakuan panas dimana proses pemanasan dan pendinginan logam dalam

keadaan padat untuk mengubah sifat-sifat fisis dan mekanis logam. Dalam

proses carburizing kita dapat menambah unsur karbon pada permukaan

baja karbon rendah dengan cara memanaskan pada temperatur suhu 900°C

- 950°C.Unsur karbon itukita bisa peroleh dari limbah tulang kambing

yang memiliki komposisi penyusun tulang yang terdiri dari ±69%

anorganik, 22% organik, 9% airdan sekam padi yang memiliki kandungan

SiO2 52% dan unsur C 31%, kandungan karbon dari keduanya yang cukup

banyak sehingga dapat memungkinkan dijadikan sebagai bahan baku

pembuatan arang aktif. Arang akti merupakan senyawa amorf yang dapat

dihasilkan dari bahan yang mengandung karbon atau dari arang yang di

perlakukan secara khusus untuk mendapatkan permukaan lebih luas. Luas

Page 17: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

3

permukaan arang aktif berkisar 400-800 m2/gram dengan ukuran pori 5-10

A.

Berdasarkan uraian diatas, maka penulis tertarik melakukan

penelitian tentang “Pengaruh Fraksi Berat Arang Tulang Kambing dan

Arang Sekam Padi Pada Sifat Mekanis Pack Carburizing Baja Karbon

Rendah Untuk Roda Gigi”

1.2.Batasan Masalah

Pada penelitian ini agar lebih fokus ke tujuan penelitian, maka

penulis memberikan batasan-batasan masalah sebagai berikut :

1. Media karburasi menggunakan serbuk arang tulang kambing dan

sekam padi dengan berat total 300gram.

2. Penggunaan temeratur pemanasan 900°C dengan waktu karburasi

selama 1 jam dan di quenching air.

3. Prosentase campuran yang digunakan 75% : 25%, 60% : 40%, 50% :

50%

1.3.Rumusan Masalah

1. Bagaimana pengaruh perbandingan campuran arang sekam padi dan

arang tulang kambing sebesar 75% : 25%, 60% : 40%, 50% : 5%

terhadap nilai kekerasan pack carburizing baja karbon rendah ?

Page 18: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

4

2. Bagaimana pengaruh perbandingan campuran arang sekam padi dan

arang tulang kambing sebesar 75% : 25%, 60% : 40%, 50% : 70%

terhadap kekuatan tarik pack carburizing baja karbon rendah?

3. Bagaimana pengaruh pengaruh perbandingan campuran arang sekam

padi dan arang tulang kambing sebesar 75% : 25%, 60% : 40%, 50% :

50% terhadap keausan pack carburizing baja karbon rendah ?

1.4.Tujuan Penelitian

Berdasarkan permasalah di atas, maka penelitian ini bertujuan untuk :

1. Untuk mengetahui perbandingan nilai kekerasan proses pack

carburizing baja karbon rendah

2. Untuk mengetahui perbandingan kekuatan tarik proses pack

carburizing baja karbon rendah

3. Untuk mengetahui perbandingan keausan proses pack carburizing baja

karbon rendah

1.5.Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan memberikan manfaat sebagai berikut :

1. Manfaat penelitian secara khusus

a. Memberikan pengetahuan baru tentang pengaruh pengarbonan dari

arang tulang kambing dan sekam padi terhadap pengerasan baja

karbon rendah dengan proses carburizing.

Page 19: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

5

b. Dapat dijadikan acuan bagi penelitian selanjutnya, khususnya

proses pengerasan dengan metode carburizing.

c. Menambah referensi bagi para peneliti dalam melakukan penelitian

selanjutnya di bidang pengerasan logam, khususnya media

carburizing

2. Manfaat penelitian secara umum.

a. Untuk meningkatkan kualitas dalam pengerasan logam.

b. Untuk media pembelajaran di bidang ilmu pengerasan logam.

c. Dapat memberikan kontribusi dalam pengembangan proses

pack carburizing.

1.6.Sistematika Penulisan

Dalam penulisan skripsi ini, penulis menggunakan sistematika sebagai

berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Pada bab ini berisi tentang latar belakang, batasan masalah,

rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sestematika

penulisan skripsi.

BAB II LANDASAN TEORI DAN KEPUSTAKAAN

Pada bab ini berisi penjelasan tentang teori-teori yang berkaitan

dengan proses carburizing serta tinjauan pustaka yang menjadi bahan

referensi penulis.

Page 20: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

6

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Pada bab ini berisi pembahasan metodologi penelitian yang akan

digunakan penulisan, meliputi kerangka penulisan yang berisi : bahan dan

alat, waktu penelitian.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini berisi data-data yang telah di kumpulkan dalam

penelitian yang akan akan digunakan dalam proses pengolahan data.

BAB V PENUTUP

Pada bab terakhir ini berisi kesimpulan dari hasil penelitian tentang

pengaruh media pack carburizing arang tulang kambing dan sekam padi

terhadap nilai kekerasan pada roda gigi dinamo starter

DAFTAR PUSTAKA

Page 21: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

7

BAB II

LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Landasan Teori

2.1.1 Roda gigi

Sistem transmisi adalah sistem yang berfungsi untuk konversi torsi

dan kecepatan (putaran) dari mesin menjadi torsi dan kecepatan yang

berbeda-beda untukditeruskan ke penggerak akhir. Konversi

inimengubah kecepatan putar yang tinggimenjadi lebih rendah tetapi

lebih bertenaga, atau sebaliknya. Beberapa jenis transmisiyang biasa

digunakan adalah sabuk, rantai dan roda gigi.Tranmisi sabuk merupakan

salah satu jenis sistem transmisi dengantenaga/daya/momen puntir

ditransmisikan dari poros yang satu keporos yang lainmelalui sebuah

belt yang melingkar pada puli yang terpasang pada poros. Transmisi rantai

digunakan untuk mentransmisikan daya dimana jarak kedua poros

besar dan dikehendaki tidak terjadi slip. Rantai sebagian besar digunakan

untukmengirimkan gerakan dan daya dari satu poros ke poros yang lain,

seperti ketika jarakpusat antara poros pendek seperti pada sepeda,

sepeda motor, mesin pertanian , dan konveyor.

Selain transmisi sabuk dan rantai terdapat juga transmisi roda gigi.

Roda gigi ialahroda yang mempunyai gigi-gigi pada kelilingnya yang

digunakan untuk meneruskandaya dari roda satu ke roda lain yang

berkaitan dengan roda gigi pertama tersebut. Rodagigi pada umumnya

dimaksudkan adalah suatu benda dari logam atau non logam yangbulat dan

Page 22: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

8

pipih pada pinggirnya bergerigi. Pada umumnya roda gigi dibuat dari

bahanlogam untuk memindahkan beban yang berat, kalau gaya yang

dipindahkan tidak beratdapat digunakan roda gigi dari bahan non

logam. Nomenklatur dari roda gigi terlihatpada gambar 2.1. Transmisi

yang berubahubah berangsur-angsur juga dapat diperoleh menggunakan

roda-roda gigi.

Gambar 2.1. Roda gigi dinamo stater

(Sumber : Aripitstop.com, 2020)

Roda gigi juga memiliki beberapa kelebihan jika dibandingkan dengan alat

transmisi lainnya, yaitu :

• Sistem transmisinya lebih ringkas, putaran lebih tinggi dan daya lebih

besar.

• Sistem yang kompak sehingga konstruksinya sederhana.

• Kemampuan menerima beban lebih tinggi.

• Efesiensi pemindahan dayanya lebih tinggi karena faktor terjadinya

slip sangat kecil.

Page 23: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

9

• Kecepatan transmisi roda gigi dapat di tentukan sehingga dapat

digunakan dengan pengukuran yang kecil dan daya yang besar.

Gambar 2.2. Putaran Roda Gigi

(Sumber : Teknik-otomotif.com, 2020)

Roda gigi memiliki beberapa keuntungan dibandingkan dengan transmisi

lainya,yakni Transmisi roda gigi analog dengan transmisi sabuk dan puli.

Keuntungantransmisi roda gigi terhadap sabuk dan puli adalah keberadaan

gigi yang mampumencegah slip, dan daya yang ditransmisikan lebih besar.

Namun, roda gigi tidak bisamentransmisikan daya sejauh yang bisa

dilakukan sistem transmisi roda dan puli kecualiada banyak roda gigi yang

terlibat di dalamnya.

2.1.2 Baja

Baja adalah salah satu jenis logam yang paling banyak digunakan

dalam bidang teknik.Ada beberapa hal yang membuat bahan ini banyak

digunakan oleh manusia, antara lain yaitu jumlahnya yang cukup

melimpah di alamini, biasanya masih berupa biji besi atau besimurni.

Mempunyai sifat mekanik yang baik (kekuatan dan keuletan), mudah

Page 24: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

10

dikerjakan baik dengan metode pengecoran maupunmetode permesinan

sehingga bisa dibuat sesuai keinginan manusia, dan harganyapun relatif

murah.Kekerasan adalah salah satu sifatmekanik dari baja yang berkaitan

dengan ketahanan aus.Selama ini sering dijumpai komponen - komponen

yang mengalami gesekan terus - menerus dalam fungsi kerjanya, sehingga

cepat mengalami keausan. Komponen - komponen itu antara lain roda

gigi, piston dan poros. Komponen-komponen tersebut kerjanya

bersinggungan dengan komponen lain, sehingga permukaannya akan

mengalami keausan danmenyebabkan komponen tersebut mengalami

kerusakan.Meningkatnya sifat mekanik baja karbonbiasanya mengandung

beberapa unsurpaduan. Unsur yang paling dominanpengaruhnya terhadap

sifat - sifat baja adalahunsur karbon, meskipun unsur - unsur laintidak bisa

diabaikan begitu saja. Besarkecilnya prosentase unsur karbon

akanberdampak pada sifat mekanik dari bajatersebut, misalnya dalam hal

kekerasan,keuletan, mampu bentuk dan sifat – sifatmekanik lainya. Sifat

kekerasan baja sangattergantung pada unsur karbon yangterkandung dalam

baja.Berdasarkan tinggi rendahnya presentase unsur karbon di dalam baja,

bajakarbon diklasifikasikan sebagai berikut:

a. Baja Karbon Rendah (Low Carbon Steel) mengandung karbon

antara0,10 s/d 0,30 %. Baja karbon ini dalamperdagangan dibuat

dalam plat baja, bajastrip dan baja batangan atau profil.

Page 25: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

11

b. Baja Karbon Menengah(Medium Carbon Steel) mengandungkarbon

antara 0,30% - 0,60% C. Bajakarbon menengah ini banyak

digunakanuntuk keperluan alat-alat perkakas.

c. Baja Karbon Tinggi (High Carbon Steel) Mengandung kadar karbon

antara0,60% - 1,7% C. Baja ini mempunyaitegangan tarik paling tinggi

dan banyakdigunakan untuk material tools.

Sifat Mekanik Baja

Sifat mekanik suatu bahan adalah kemampuan bahan untuk menahan

beban-beban yang dikenakan padanya.Beban-beban tersebut dapat berupa

beban tarik, tekan, bengkok, geser, puntir, atau beban kombinasi. Sifat-

sifat mekanik yang terpenting antara lain :

a) Kekuatan (strength) menyatakankemampuan bahan untuk

menerimategangan tanpa menyebabkan bahantersebut menjadi

patah.

b) Kekerasan (hardness) dapatdidefenisikan sebagai kemampuan

bahanuntuk bertahan terhadap goresen,pengikisan (abrasi),

penetrasi. Sifat iniberkaitan erat dengan sifat keausan (wear

resistance).

c) Kekenyalan (elasticity)menyatakan kemampuan bahan

untukmenerima tegangan tanpamengakibatkan terjadinya

perubahan bentuk

yang permanen setelah tegangan dihilangkan.

Page 26: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

12

d) Kekakuan (stiffness) menyatakankemampuan bahan untuk

menerima

tegangan/beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk

(deformasi)atau defleksi

e) Plastisitas (plasticity) menyatakankemampuan bahan untuk

mengalamisejumlah deformasi plastis yang permanentanpa

mengakibatkan terjadinya kerusakan.

f) Ketangguhan (toughness)menyatakan kemampuan bahan

untukmenyerap sejumlah energi tanpa mengakibatkan terjadinya

kerusakan. Jugadapat dikatakan sebagai ukuran banyaknyaenergi

yang diperlukan untuk mematahkansuatu benda kerja, pada suatu

kondisitertentu.

g) Kelelahan (fatigue) merupakankecenderungan dari logam untuk

patahapabila menerima tegangan berulang-ulang(cyclic stress)

yang besarnya masih jauhdibawah batas kekuatan elastisitasnya.

h) Keretakan (creep) merupakankecenderungan suatu logam

mengalamideformasi plastis yang besarnya merupakanfungsi

waktu, pada saat bahan tersebutmenerima beban yang besarnya

relatif tetap.

2.1.3 Carburizing

Carburizing adalah cara pengerasanpermukaan dengan memanaskan

logam (baja) di atas suhu 850°C dalam lingkungan yang mengandung

karbon. Baja pada suhu sekitar 850°C mempunyai afinitas terhadap

Page 27: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

13

karbon. Karbon diabsorpsi ke dalam logam membentuk larutan padat

karbon - besi dan pada lapisan luar memiliki kadar karbon yang tinggi.

Bila cukup waktu, atom karbon akanmempunyai kesempatan untuk

berdifusi ke bagian - bagian sebelah dalam. Tebal lapisan tergantung dari

waktu dan suhu yang digunakan.Berdasarkan media yang memberikan

karbon, secara umum dapat terbagi menjadi tiga yaitu karburisasi padat

(solid carburizing), karburisasi cair (liquid carburizing), karburisasi gas

(gas carburizing).Aras (2013) melakukan penelitian bertujuan untuk

mengetahui pengaruh holding time pada proses pack carburizingmedia

arang kemiri - barium carbonat terhadap sifat mekanis baja karbon rendah.

Media karbon yang digunakan adalah arang kemiri dengan presentase

berat sebesar 80% dan BaCO3 sebesar 20%. Proses packcarburizing

dilakukan pada temperatur 950°Cwaktu penahanan selama 4 dan 5 jam.

Hasilpenelitian menunjukkan bahwa temperature 950⁰C dengan waktu

taham 5 jam memberikan kekerasan permukaan tertinggi (370,78 kg/mm²).

Irfan (2012) melakukan penelitian bertujuan untuk mengetahui pack

carburizing dengan media arang kayu asam terhadap sifat mekanis dan

struktur mikro terhadap baja karbon rendah. Media karbon yang digunakan

arang kayu asam dengan persentase berat 80% dan CaCO3 20%. Proses

pack carburizing dilakukan pada temperatur 900°C dan 950°C.

2.1.4 PerlakuanPanas

Perlakuan panas yang dilakukan setelah proses carburizing bertujuan

untuk menghasilkan permukaan yang keras dan menghasilkan permukaan

Page 28: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

14

yang tahan aus, menghaluskan butirkarena penahanan yang cukup lama

pada temperatur tinggi selama proses carburizing mengakibatkan bagian

inti baja (core) mengalami pengasaran butir, menghilangkan jaringan

sementit yang menyebabkan rapuh pada bagian permukaan baja.

Pedoman untuk memahami perlakuan panas dari baja berpedoman kepada

kurva TTT, Kurva TTT digunakan untuk melihat transformasi fasa akibat

proses pendinginan. Kurva TTT juga memperlihatkan permulaan dan

akhir reaksi (dekomposisi austenit) dengan waktu sebagai variabel. Jika

material baja karbon dipanaskan pada suhu austenisasi kemudian

didinginkan secara lambat maka akan terbentuk ferrit dan sementit,

sedangkan jika pendinginan dilakukan dengan cepat akan terbentuk

martensit. Martensit terjadi pada suhu dibawah eutektoid tetapi masih

diatas suhu ruang., akibat pendinginan yang sangat cepat semua karbon

yang tertinggal dalam austenit tetap dalam larutan padat lewat jenuh dari

karbon, struktur pemusatan ruang yang terjadi berbentuk tetragonal pusat

ruang (tpr) atau body centerd tetragonal (bct). Karena struktur martensit

bukan kubik, karbon terperangkap dalam kisi dan slip sulit terjadi oleh

karena itu martensit keras, kuat dan getas. Pada reaksi ini tidak terjadi

difusi tetapi pergeseran yang berlangsung sangat cepat.

2.1.5 Tulang Kambing

Tulang kambing merupakan salah satu limbah yang dihasilkan dari

ternak kambing. Dari satu ekor kambing dapat menghasilkan 51% tulang

dari total berat ternak atau jika diasumsikan berat satu ekor ternak adalah

Page 29: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

15

40 kg maka limbah tulang yang dihasilkan sebesar 20,4 kg tulang.

Apabila limbah tersebut terus dibuang ke lingkungan tanpa pengolahan

terlebih dahulu maka akan sangat berpotensi mencemari lingkungan.

Pembuangan limbah ternak sembarangan dapat menyebabkan

pencemaran pada tanah, air dan udara, sehingga berdampak terhadap

kualitas hidup peternak, ternaknya dan masyarakat umum.

Arang aktif adalah suatu padatan berpori yang mengandung 85-95%

karbon, dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon dengan

pemanasan pada suhu tinggi (Chand et al., 2005). Arang aktif banyak

diaplikasikan sebagai adsorben pada pemurnian gas, pemurnian pulp,

penjernihan minyak, katalis, dan juga untuk pemurnian produk pangan

antara lain pembersihan larutan gula tebu, gula bit, gula jagung,

menghilangkan rasa dan bau air minum, pemurnian minyak nabati, dan

minuman alkohol (Wijayanti, 2009).

Gambar 2.3. Arang tulang Kambing

(Sumber : kebunbudidaya.blogspot.com)

Secara kimiawi komposisi penyusunan tulang kambing terdiri dari ±

69% anorganik, 22% organik dan 9% air. Fasa organik dari tulang

Page 30: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

16

kambing mengandung 90% kolagen. Fasa organik yang terdapat pada

tulang kambing dapat dijadikan sebagai sumber karbon yang

dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan arang aktif tulang kambing

(Akbar, 2012). Beberapa penelitian telah membuktikan bahwa arang aktif

tulang kambing memiliki kemampuan yang baik untuk menyerap logam

berat.

2.1.6 Sekam Padi

Limbah penggilingan padi salah satunya adalah sekam padi, yaitu

berupa lapisan keras kariopsis yang tersusun dari lemma dan palea yang

berikatan.Penggilingan padi menghasilkan sekam sebanyak 20-30%,

dedak 8-12% dan beras giling 50-63.5 dari berat gabah mula-mula. Sifat

fisik dan kimia sekam padi adalah sebagai berikut : densitas 125kg/m,

mengandung karbon (zat arang) sebesar 1.33%, hydrogen 1.54%,

oksigen 33.645, silica (SiO2) 16.98% sulfur <1%, dan kadar selulosa

yang cukup tinggi. (Putro, 2013)

Gambar 2.4. Arang sekam padi

(Sumber : Baktikunegeriku.com, 2019)

Page 31: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

17

2.1.7 Pengujian Kekerasan

Kekerasan logam didefinisikan sebagai ketahanan terhadap

penetrasi, dan memberikan indikasi cepat mengenai perilaku

deformasi.Alat uji kekerasan menekankan bola kecil, piramida atau

kerucut ke permukaan logam dengan beban tertentu, dan bilangan

kekerasan (Brinell atau piramida Vickers) diperoleh dari diameter

jejak.Kekerasan dapat dihubungkan dengan kekuatan luluh atau

kekuatan tarik logam, karena sewaktu indentasi material di sekitar jejak

mengalami deformasi plastis mencapai beberapa persen

tertentu.Pengujian kekerasan sangatlah penting, baik untuk

pengendalian kerja maupun penelitian, khususnya jika diperlukan

informasi mengenai material getas pada temperatur tinggi. Pada metoda

mikro vickers digunakan penekan intan berbentuk piramida yang diberi

beban 25-1000 gf, dengan waktu penekanan 10-15 s.

Gambar 2.5 Alat uji kekerasan

( Sumber : Lab Universitas Gajah Mada Yogyakarta )

Page 32: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

18

Dengan alat uji kekerasan nilai kekerasan VHN dapat dihitung dengan

rumus:

Dimana: P = Beban penekan ( Kgf )

d= Rata-rata diagonal jejak (mm)

2.1.8 Pengujian Tarik

Uji Tarik merupakan pengujian yang bertujuan untuk

mengetahui sifatsifat mekanik dan perubahan-perubahannya dari suatu

logam terhadap gaya tarik yang diberikan. Pengujian ini paling sering di

lakukan karena merupakan dasar pengujian-pengujian dan studi

mengenai kekuatan bahan.

Banyak hal yang dapat kita pelajari dari hasil uji tarik. Bila kita

terus menarik suatu bahan sampai putus, kita akan mendapatkan profil

tarikan yang lengkap berupa kurva. Kurva ini menunjukkan hubungan

antara tegangan dengan regangan. Perubahan panjang dalam kurva

disebut sebagai regangan teknik(ε eng.), yang didefinisikan sebagai

perubahan panjang yang terjadi akibat perubahan statik (ΔL)

Page 33: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

19

Gambar 2.6 Kurva tegangan regangan baja

(Sumber : Junaidawally.blogspot.com, 2013)

Pengujian bertujuan untuk mengetahui regangan dan tegangan

dari papan partikel yang telah dibuat.Hasil dari pengujian ini adalah

grafik beban terhadap perpanjangan (elongasi). Pada pengujian

kekuatan tarik kita dapat menggunakan alat uji kekuatan tarik seperti

gambar di bawah :

Gambar 2.7 Alat uji kekuatan tarik

( Sumber : Lab Universitas Gajah Mada Yogyakarta )

Page 34: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

20

Kekuatan tarik dapat di uji dengan alat tersebut, untuk

menghitung tegangan dan regangan dapat menggunakan rumus

sebagai berikut :

Tegangan :

=

0

Regangan:

= L

L0

dimana :

σ : tegangan (MPa)

P : beban yang diberikan (N)

Ɛ : regangan (%)

A0 : luas penampang mula-mula (mm)

L0 : panjang mula-mula (mm)

ΔL : (Li – L0) atau pertambahan panjang (mm)

2.1.9 Pengujian Keausan

Salah satu metode pengujian keausan yang digunakan adalah

metode yang diperkenalkan oleh Bataev (1996) yaitu interaksi antara

material padat (block) sebagai benda uji yang digesekkan pada disk

berputaryang dilapisi kertas abrasif.Laju keausan pada pengujian ini

dinyatakan sebagai berkurangnya massa atau volume benda uji setelah

mengalami penggesekan (penggerusan akibat kontak antara disk yang

berputar dan benda uji).

Page 35: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

21

Gambar 2.8 Alat uji keausan (Ogoshi)

( Sumber : Lab Universitas Gajah Mada Yogyakarta )

Laju keausan dapat ditentukan sebagai perbandingan volume

terabrasi dengan jarak luncur dengan satuan waktu yang dapat

dinyatakan dengan :

𝑊𝑠 = B.𝑏³ = (𝑚𝑚³ /Kg)

8.𝑟.𝑝𝑜.𝑙𝑜

Dimana:

B = lebar piringan pengaus (mm)

Bo= lebar keausan pada benda uji (mm)

r = jari-jari piringan pengaus (mm)

Po = gaya tekan pada proses keausan berlangsung (kg)

lo = jarak tempuh pada proses pengausan (mm)

Ws = harga keausan spesifik (mm2/kg)

Sedangkan intensitas keausan dinyatakan dengan (Sofanov and

Alexsenko, 1998) :

Page 36: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

22

Dimana :

h1 = keausan linear yang ditentukan dari perubahan massa spesimen

setelah pengujian keausan (mg)

L = jalur lintasan gesek (meter)

2.2 Tinjauan Pustaka

Tinjauan pustaka yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari

beberapa sumber. Adapun beberapa penelitian sebelumnya yang

membahasa tentang media carburizing yang mungkin bisa jadi acuan

pada penelitian pengaruh fraksi berat arang tulang kambing dan arang

sekam padi pada sifat mekanis pack carburizing baja karbon rendah

untuk roda gigi.

1. Irfan (2012) melakukan penelitian bertujuan untuk mengetahui

pack carburizing dengan media arang kayu asam terhadap sifat

mekanis dan struktur mikro terhadap baja karbon rendah. Media

karbon yang digunakan arang kayu asam dengan persentase berat

80% dan CaCO3 20%. Proses pack carburizing dilakukan pada

temperatur 900°C dan 950°Cdengan waktu penahanan 3 jam. Hasil

penelitian menunjukkan bahwa temperature 950⁰C memberikan

kekerasan permukaan tertinggi (609,74 kg/mm²).

2. Aras (2013) melakukan penelitian bertujuan untuk mengetahui

pengaruh holding time pada proses pack carburizing media arang

kemiri - barium carbonat terhadap sifat mekanis baja karbon

Page 37: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

23

rendah. Media karbon yang digunakan adalah arang kemiri dengan

presentase berat sebesar 80% dan BaCO3 sebesar 20%. Proses pack

carburizing dilakukan pada temperatur 950°C waktu penahanan

selama 4 dan 5 jam. Hasil penelitian menunjukkan bahwa

temperature 950⁰C dengan waktu taham 5 jam memberikan

kekerasan permukaan tertinggi (370,78 kg/mm²).

3. Menurut Sujita (2016), proses carburizing merupakan proses

penambahan unsur karbon (C) ke dalam logam khususnya pada

bagian permukaan bahan dimana unsur karbon ini didapat dari

bahan – bahan yang mengandung karbon sehingga kekerasan

logam dapat meningkat. Pengerasan permukaan pada logam dapat

dilakukan dengan menambahkan unsur – unsur tertentu ke logam

dasar tersebut seperti karbon, kalsium karbonat, nitrogen, dan yang

lainnya. Untuk mempercepat proses maka ditambahkan barium

karbonat (BaCO3), kalsium karbonat (CaCO3) atau natrium

karbonat (NaCO3) sebagai energizer yang bersama-sama material

dimasukan ke dalam kotak kedap udara untuk dipanaskan pada

dapur pemanas pada temperature carburizing

Page 38: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

24

BAB III

METODELOGI PENELITIAN

3.1 Metode Penelitian

Metode yang digunakan penulis dalam penulisan skripsi ini adalah

metode eksperimen, dimana definisi metode eksperimen menurut Solso &

Maclin (2002) : menyatakan penelitian eksperimen adalah suatu penelitian

yang di dalamnya ditemukan minimal satu variable yang di manipulasi

untuk mempelajari hubungan sebab-akibat. Oleh karena itu, penelitian

eksperimen erat kaitannya dalam menguji suatu hipotesis dalam rangka

mencari pengaruh, hubungan, maupun perbedaan perubahan terhadap

kelompok yang di kenakan perlakuan.

Pada penelitian ini penulis akan melakukan eksperimen campuran

berat arang tulang kambing dan arang sekam padi untuk mengetahui

variasi campuran yang paling optimal pada proses carburizing yang akan

dilakukan. Pengujian ini dilakukan dengan variasi berat campurang arang

50% : 50%, 60% : 40%, 25% : 75% yang nantinya akan terlihat hasilnya.

3.2 Waktu dan Tempat Penelitian

1. Waktu Penelitian

Waktu penelitian di laksanakan mulai bulan maret-agustus

2020 selama 6 bulan.

Page 39: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

25

Tabel 3.1 Jadwal Penelitian

No Uraian

Bulan ke-

1 2 3 4 5 6

1 Pengajuan Judul

2 Penyusunan

Proposal

3 Seminar Proposal

4 Perancangan Alat

5 Pengujian Alat

6 Pengumpulan Data

7 Pengolahan Data

8 Laporan Skripsi

9 Ujian Skripsi

2. Tempat Penelitian

Tempat penelitian dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal, Jl.Halmahera

KM.01, Mintaragen, Tegal timur, Kota Tegal, Jawa Tengah.

3.3 Teknik Pengambilan Sampel

Teknik pengambilan sampel dalam penelitian ini adalah dengan menguji

tiga variasi campuran arang yaitu 50% : 50%, 60% : 40%, 25% : 75%

yang akan di ambil masing-masing data percobaan yang telah di lakukan

Page 40: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

26

penganalisa, serta menyimpulkan hasil pengolahan data penelitian dalam

table.

3.4 Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1) Mesin crushing dan neraca pegas

Mesin crushing digunakan untuk menghancurkan arang tulang

kambing dan sekam padi sehingga berubah menjadi serbuk,

sedangkan neraca pegas digunakan untuk menimbang arang dan

BaCO₃ yang akan digunakan untuk proses karburasi sesuai dengan

prosentase berat yang diinginkan.

2) Furnace

Furnace yang digunakan dalam penelitian ini adalah furnace

dengan kapasitas pemanasan sampai 1200˚C yang berada di

Laboratorium Material Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik,

Universitas Pancasakti Tegal.

3) Kontainer

Kontainer (wadah) adalah tempat untuk meletakan specimen media

karburasi dan bahan kimia aktif. Wadah ini ikut serta dipanaskan

dengan benda uji pada proses karburasi.

4) Pemegang spesimen

Alat ini digunakan untuk memudahkan pengambilan specimen

setelah proses karburasi untuk dilakukan quenching

5) Mesin bubut dan mesin amplas

Page 41: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

27

Mesin bubut dalam penelitian ini digunakan untuk persiapan

spesimen dan mencampur arang dengan bahan kimia

BaCO₃.Sedangkan mesin amplas digunakan untuk menghaluskan dan

meratakan permukaan specimen untuk mempermudah dalam

pengujian.

6) Alat uji kekerasan mikro Vickers

Alat uji kekerasan mikro Vickers digunakan untuk menguji

kekerasan baja karbon dari specimen non karburasi sampai hasil

proses karburasi.

Bahan-bahan yang digunakan untuk penelititian ini :

1) Baja karbon rendah

2) Arang tulang kambing

3) Arang sekam padi

3.5 Proses carburizing

Langkah-langkah proses karburasi adalah sebagai berikut:

1. Sebelum dilakukan karburasi, spesimen dibersihkan dan dihaluskan

permukaannya dari kotoran dan karat yang melekat dengan mengikir

dan mengamplas spesimen.

2. Menghancurkan arang tulang kambing dan arang sekam padi hingga

menjadi serbuk arang yang digunakan sebagai bahan karbon aktif.

Dengan ukuran serbuk 20 mesh.

3. Mencampurkan serbuk arang sekam dan arang tulang kambing

dengan prosentase yang sudah di tentukan

Page 42: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

28

4. Benda kerja dimasukan kedalam kontainer yang telah terisi campuran

serbuk karbon kemudian kontainer ditutup. Peletakan spesimen di

dalam kontainer harus diperhatikan dengan baik. Seluruh permukaan

spesimen harus tertutup seluruhnya oleh campuran serbuk karbon,

jarak antara spesimen satu dengan yang lain sama dan jarak spesimen

dengan dinding kontainer harus sama.

5. Kontainer yang telah di isi spesimen dimasukan kedalam furnace

sampai mencapai suhu 900˚C. Setelah suhu 900˚C tercapai, kemudian

ditahan selam 1 jam.

6. Kontainer di keluarkan dari furnace setelah 1 jam. Selanjutnya

spesimen dikeluarkan dari kontainer dan dilakukan quenchingdengan

menggunakan media air.

3.6 Diagram alir perancangan (Flowchart)

Diagram alir pelaksanaan penelitian adalah sebagai berikut:

Page 43: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

29

Mulai

Persiapan:

• Pemotongan benda kerja

• Pembuatan serbuk arang

Uji komposisi kimia baja

Benda kerja dasar

tanpa proses

carburizing

Proses quenching media air

Pemotongan benda kerja

Uji kekerasan Uji keuasan Uji tarik

Analisa data

Perbandingan kekerasan, keausan, uji tarik benda kerja, hasil proses carburizing

menggunakan media arang tulang kambing dengan arang sekam padi

Kesimpulan

Proses carburizing

Media arang tulang

kambing 25% dan

arang sekam padi

75%Waktu penahanan

: 1 jam

Proses carburizing

Media arang tulang

kambing 50% dan

arang sekam padi

50%Waktu penahanan

: 1 jam

Proses carburizing

Media arang tulang

kambing 60% dan

arang sekam padi 40%

Waktu penahanan : 1

jam

Selesai

Page 44: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

30

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian

Penelitian ini menghasilkan angka dalam tabel, gambar, dan foto

data yang dihasilkan meliputi sifat mekanik dan material yang digunakan

dalam penelitian dengan pengamatan hasil pengujian kekerasan, tarik, dan

keausan.

1. Uji komposisi RAW Material

Uji komposisi dilakukan untuk mengetahui presentase unsur kimia

yang terkandung dalam spesimen.Berdasarkan uji komposisi berikut

adalah tabel komposisi undur kimia.

Tabel 4.1 Uji Komposisi spesimen dasar

Unsur Chemical composition (%)

N1 N2 Test result

C 0,20 0,15 0,17

Si 0,25 0,24 0,25

Mn 0,28 0,28 0,28

P 0,04 0,04 0,04

S 0,01 0,01 0,01

Cr 0,07 0,06 0,06

Mo 0,01 0,00 0,01

Ni 0,03 0,02 0,03

Al 0,04 0,04 0,04

Co 0,01 0,01 0,01

Cu 0,01 0,01 0,01

Nb 0,03 0,03 0,03

Ti 0,02 0,02 0,02

V 0,05 0,05 0,05

W 0,03 0,03 0,03

Pb 0,01 0,01 0,01

Sn 0,01 0,01 0,01

Page 45: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

31

As 0,01 0,01 0,01

Zr 0,00 0,00 0,00

Ca 0,00 0,00 0,00

Ce 0,01 0,01 0,01

B 0,00 0,00 0,00

Zn 0,00 0,00 0,00

La 0,00 0,00 0,00

Fe 97,7 97,7 97,7

2. Pengujian kekerasan

Pengujian kekerasan dilakukan dengan metode Vickers pada

material baja karbon rendah dengan temperatur pemanasan 900˚C

dengan persentase volume arang sebesar 75%AS + 25%TK, 50%AS +

50%TK, 60%AS + 40%TK dengan tiga (3) spesimen tiap pengujian.

Tabel 4.2 Hasil uji kekerasan spesimen dasar

No. Sampel uji

Hasil nilai kekerasan Nilai rata-

rata Daerah uji Nilai

kekerasan

1 Raw Material

Titik 1 128

130 Titik 2 129

Titik 3 135

Tabel 4.3 Hasil uji kekerasan dengan variasi fraksi berat arang

PENGUJIAN KEKERASAN VICKERS

Variasi

Perlakuan

Titik

Uji

D1

(mm)

D2

(mm)

D rata-rata

(mm)

Kekerasan

(VHN) Nilai

rata-rata

AS.75%-

TK.25%

1 0.31 0.30 0.31 797.21

756 2 0.31 0.32 0.32 747.39

3 0.32 0.32 0.32 724.22

AS.60%-

TK.40%

1 0.42 0.42 0.42 420.08

438 2 0.41 0.41 0.41 441.17

3 0.41 0.40 0.41 452.13

Page 46: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

32

AS.50%-

TK.50%

1 0.44 0.44 0.44 383.06

392 2 0.43 0.44 0.44 391.91

3 0.43 0.43 0.43 401.08

Sumber :Lab Universitas Gajah Mada Yogyakarta

Keterangan :

1. Pengujian dilakukan tanggal 16 Januari 2021

2. Pengujian menggunakan universal hardness tester

3. Pembebanan menggunakan 40 kgf

Keterangan :

VHN =1,854P

d2

Dimana: P = Beban penekan ( Kgf )

d = Rata-rata diagonal jejak (mm)

Pengolahan data harga kekerasan Vickers pada baja ST 37 campuran arang

sekam 75% + tulang kambing 25%.

VHN = 1,854 P

= 1,854 x 40

0,31²

= 74,16

0,0961

=797,21 VHN

Perhitungan rata-rata pengujian kekerasan campurang arang sekam padi 75% +

tulang kambing 25%

Nilai rata-rata = Jumlah nilai

Banyak data

Page 47: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

33

= 797,21+747,39+724,22

3

= 756 VHN

3. Pengujian Kekuatan Tarik

Pengujian kekuatan tarik dilakukan pada matrial baja karbon rendah

dengan temperatur 900˚C dengan presentase volume sebesar 75%AS +

25%TK, 50%AS + 50%TK, 60%AS + 40%TK dengan tiga (3) spesimen

tiap pengujian. Pengujian kekuatan tarik di lakukan di Laboratorium

Universitas Gajah Mada Yogyakarta dan hasil pengujiannya dapat dilihat

pada tabel 4.2.berikut:

Tabel 4.4 Hasil uji kekuatan tarik spesimen dasar

No. Variasi

Perlakuan

Luas

Penampang

(mm²)

P Max

(KN)

P Max

(N)

Tegangan

(MPa)

Nilai

rata-

rata

1

Raw_1 93.87 44.93 44930 478.71

481.45 Raw_2 98.10 43.81 43810 491.72

Raw_3 96.27 45.62 45620 473.92

0

200

400

600

800

Raw Material AS75_TK25 AS50_TK50 AS60_TK40Kek

erasa

n (

VH

N)

Variasi Fraksi Berat Arang

Grafik Kekerasan

Page 48: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

34

Tabel 4.5 Hasil uji kekuatan tarikdengan variasi fraksi berat arang

Sumber : Lab Universitas Gajah Mada Yogyakarta

Keterangan :

σ : tegangan (MPa)

P : beban yang diberikan (N)

Ɛ : regangan (%)

A0 : luas penampang mula-mula (mm)

L0 : panjang mula-mula (mm)

ΔL : (Li – L0) atau pertambahan panjang (mm)

Pengolahan data dari kekuatan tarik pada baja ST 37 campuran

arang sekam 75% + tulang kambing 25%.

Tegangan :

σ =

0

= 88,88 x 1000

HASIL PENGUJIAN TARIK

No. Variasi

Perlakuan

Diameter

(mm) 0(mm²) Pmax

(KN)

Pmax

(N)

ΔL

(mm)

Tegangan

(MPa)

σ= P

0

Regangan

(%)

Rata-rata

Tegangan

(MPa)

1 AS.75%-TK.25% _1 9.12 65.29 88.88 88.880 1.61 1361.27 3.22

1311 2 AS.75%-TK.25% _2 9.13 65.43 86.54 86.540 1.62 1322.53 3.24

3 AS.75%-TK.25% _3 9.09 64.86 80.99 80.990 0.70 1248.63 1.40

4 AS.60%-TK.40% _1 9.07 64.57 81.48 81.480 1.21 1261.73 2.42

1338 5 AS.60%-TK.40% _2 8.96 63.02 89.43 89.430 2.01 1419.05 4.02

6 AS.60%-TK.40% _3 8.99 63.44 84.56 84.560 1.60 1332.83 3.20

7 AS.50%-TK.50% _1 9.15 65.72 80.96 80.960 0.71 1231.85 1.42

1205 8 AS.50%-TK.50% _2 8.79 60.65 61.23 61.230 0.72 1009.52 1.44

9 AS.50%-TK.50% _3 9.05 64.29 88.30 88.300 1.08 1373.39 2.15

Page 49: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

35

0,25x3,14x9,12²

= 88.880

65,291904

= 1361,27 MPa

Regangan:

= L x100

L0

= 1,61 x 100

50

= 3,22

Perhitungan rata-rata pengujian teganga tarik campurang arang sekam padi

75% + tulang kambing 25%.

Nilai rata-rata tegangan = Jumlah nilai

Banyak data

= 1361,27+1322,53+1248,63

3

= 1311 MPa

4. Pengujian Keausan

0

500

1000

1500

Raw Material AS75_TK25 AS50_TK50 AS60_TK40

Teg

an

gan

(M

Pa)

Variasi Fraksi Berat Arang

Grafik kekuatan tarik

Page 50: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

36

Pengujian keausan dilakukan dengan cara pembuatan spesimen uji,

pengujian keausan dilakukan di Laboratorium Universitas Gajah Mada

Yogyakarta. Masing-masing spesimen dilakukan pack carburizing dengan

persentase volume arang sebesar 75%AS + 25%TK, 50%AS + 50%TK,

60%AS + 40%TK pada suhu 900˚C dengan tiga (3) spesimen tiap

pengujian.

Tabel 4.6 Hasil uji Keausan dengan variasi fraksi berat arang.

HASIL PENGUJIAN KEAUSAN

Variasi

Perlakuan

Titik

Uji

Tebal

Disc

(B;mm)

Jari-

jari

Disc

(r;mm)

Panjang

Wear

(b;mm)

Volume

Tergores

(W;mm³)

Keausan

(Ws;

mm³/kg.m)

Keausan

rata-rata

(Ws;

mm³/kg.m)

Raw_1

1 3.45 13.6 1.00 0.02114 0.00033

0.00027

2 3.45 13.6 0.90 0.01541 0.00024

3 3.45 13.6 0.75 0.00892 0.00014

Raw_2

1 3.45 13.6 0.80 0.01082 0.00017

2 3.45 13.6 0.90 0.01541 0.00024

3 3.45 13.6 0.80 0.01082 0.00017

Raw_3

1 3.45 13.6 1.05 0.02447 0.00038

2 3.45 13.6 1.10 0.02814 0.00044

3 3.45 13.6 0.95 0.01812 0.00028

AS.75%-

TK.25%

_1

1 3.45 13.6 0.93 0.01690 0.00027

0.00035

2 3.45 13.6 1.10 0.02790 0.00044

3 3.45 13.6 0.96 0.01848 0.00029

AS.75%-

TK.25%

_2

1 3.45 13.6 0.96 0.01848 0.00029

2 3.45 13.6 0.87 0.01401 0.00022

3 3.45 13.6 1.04 0.02382 0.00037

AS.75%-

TK.25%

_3

1 3.45 13.6 1.10 0.02790 0.00044

2 3.45 13.6 1.18 0.03484 0.00055

3 3.45 13.6 0.90 0.01541 0.00024

AS.60%- 2.5 3.45 13.6 0.90 0.01541 0.00024 0.00023

Page 51: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

37

TK.40%

_1 2.6 3.45 13.6 1.13 0.03010 0.00047

2.7 3.45 13.6 0.98 0.02016 0.00032

AS.60%-

TK.40%

_2

2.8 3.45 13.6 0.93 0.01690 0.00027

2.9 3.45 13.6 0.98 0.02016 0.00032

3 3.45 13.6 0.84 0.01270 0.00020

AS.60%-

TK.40%

_3

3.1 3.45 13.6 0.65 0.00572 0.00009

3.2 3.45 13.6 0.56 0.00376 0.00006

3.3 3.45 13.6 0.70 0.00735 0.00012

AS.50%-

TK.50%

_1

2.5 3.45 13.6 0.76 0.00926 0.00015

0.00018

2.6 3.45 13.6 0.93 0.01690 0.00027

2.7 3.45 13.6 0.98 0.02016 0.00032

AS.50%-

TK.50%

_2

2.8 3.45 13.6 0.84 0.01270 0.00020

2.9 3.45 13.6 0.96 0.01848 0.00029

3 3.45 13.6 0.84 0.01270 0.00020

AS.50%-

TK.50%

_3

3.1 3.45 13.6 0.56 0.00376 0.00006

3.2 3.45 13.6 0.70 0.00735 0.00012

3.3 3.45 13.6 0.59 0.00436 0.00007

Sumber : Lab Universitas Gajah Mada Yogyakarta

Keterangan :

1. Pengujian dilakukan tanggal 16 Januari 2021

2. Pengujian menggunakan universal wear

3. Jarak pengausan 15 m, Beban pengujian 6,36 kg

Keterangan :

B = lebar piringan pengaus (mm)

Bo = lebar keausan pada benda uji (mm)

r = jari-jari piringan pengaus (mm)

Po = gaya tekan pada proses keausan berlangsung (kg)

lo = jarak tempuh pada proses pengausan (mm)

Page 52: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

38

Ws = harga keausan spesifik (mm2/kg)

Pengolahan data dari kekuatan keuasan pada baja ST 37 campuran

arang sekam 75% + tulang kambing 25%.

𝑊𝑠 = B.𝑏³ = (𝑚𝑚³ /Kg)

8.𝑟.𝑝𝑜.𝑙𝑜

= 3,45 x 0,93³

8x13,6x6,36x15

= 2,77503165

10.379,52

= 0,00027𝑚𝑚³ /Kg

Perhitungan rata-rata pengujian teganga tarik campurang arang sekam padi

75% + tulang kambing 25%.

Nilai rata-rata =Jumlah Nilai

Banyak data

= 0,00027+0,00044+0,00029

3

= 0,00033𝑚𝑚³ /Kg

0

0.0001

0.0002

0.0003

0.0004

Raw Material AS75_TK25 AS50_TK50 AS60_TK40

Laju

Kea

usa

n (

mm

³/k

g.m

)

Variasi Fraksi Berat Arang

Grafik Keausan

Page 53: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

39

Berdasarkan kesimpulan hasil penelitian pada pengujian kekerasa,

pengujian kekuatan tarik, dan pengujian keausan, antara lain sebagai

berikut :

1. Hasil pengujian kekerasan pada logam baja ST 37 dilakukan proses

pack carburizingdengan variasicampuran arang yang sudah di

tentukan kemudian di panaskan pada suhu 900˚C setelah itu di tahan

selama 1 jam dan didingikan secara langsung dengan media

quenching air. Dari grafik pengujian kekerasan variasi campuran

arang sekam padi 75% dan arang tulang kambing 25% memberikan

pengaruh yang signifikan terhadap kekuatan kekerasan sebesar 756

VHN, campuran arang sekam padi 50% dan arang tulang kambing

50% memiliki kekerasan 392 VHN, sedangkan campuran arang

sekam padi 60% dan arang tulang kambing 40% memiliki kekerasan

438 VHN. Dapat disimpulkan campuran arang sekam padi 75% dan

arang tulang kambing 25% memiliki kekerasan dengan nilai paling

tinggi.

2. Hasil pengujian kekuatan tarik pada logam baja ST 37 dilakukan

proses pack carburizing denganbeberapa variasi campuran arang

kemudian di panaskan pada suhu 900˚C setelah itu di tahan selama 1

jam dan didingikan secara langsung dengan media quenching air. Dari

grafik pengujian kekuatan tarik dengan campuran arang sekam padi

60% dan arang tulang kambing 40% memiliki kekuatan tarik yang

paling besar yaitu 1338 MPa, campuran arang sekam padi 75% dan

Page 54: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

40

arang tulang kambing 25% memiliki kekuatan tarik 1311 MPa,

sedangkan campuran arang sekam padi 50% dan arang tulang

kambing 50% memiliki kekuatan tarik 1205 MPa. Dapat disimpulkan

campuran arang sekam padi 60% dan arang tulang kambing 40%

memiliki kekuatan tarik dengan nilai paling tinggi.

3. Hasil pengujian keausan pada logam baja ST 37 dilakukan proses

pack carburizing dengan beberapa variasi campurang arang yang

sudah di tentukan kemudian baja di panaskan pada suhu 900˚C

setelah itu di tahan selama 1 jam dan didingikan secara langsung

dengan media quenching air. Dari grafik pengujian kekerasan variasi

campuran arang sekam padi 75% dan arang tulang kambing 25%

memberikan pengaruh yang signifikan terhadap kekuatan keausan

sebesar 0,00035 mm³ /kg ,pada campuran arang sekam padi 50% dan

arang tulang kambing 50% memiliki kekuatan keausan 0,00018 mm³

/kg, sedangkan campuran arang sekam padi 60% dan arang tulang

kambing 40% memiliki kekuatan keausan 0,00023 mm³ /kg. Dapat

disimpulkan campuran arang sekam padi 75% dan arang tulang

kambing 25% memiliki keausan dengan nilai paling tinggi.

4.2 Pembahasan

Dari hasil penelitian di atas maka dilakukan uraian pembahasan sebagai

berikut :

Page 55: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

41

1. Dari hasil uji komposisi di atas, maka dapat diklarifikasikan

material roda gigi dalam golongan karbon rendah. Dengan

kandungan karbon 0,06%.

2. Dari hasil pengujian kekerasan didapatkan kanaikan tingkat nilai

kekerasan pada variasi campuran arang sekam padi 75% dan arang

tulang kambing 25% dengan niali kekerasan sebesar 756 VHN

begitu pula dengan variasi campuran arang sekam padi 50% dan

arang tulang kambing 50% dengan nilai kekerasan 392 VHN

sedangkan pada variasi campuran arang sekam padi 60% dan arang

tulang kambing 40% mengalami kenaikan sebesar 438 VHN dapat

disimpulkan untuk nilai kekerasan dipengaruhi oleh variasi

campuran arang, dimana variasi campuran arang menjadi faktor

yang berpengaruh untuk meningkatkan kekerasan pada material

baja karbon rendah. Uji kekerasan adalah pengujian yang paling

efektif untuk menguji kekerasan dari suatu material, karena dengan

pengujian ini kita dapat dengan mudah mengetahui gambaran sifat

mekanik suatu material.

3. Dari hasil pengujian kekuatan tarik di dapatkan nilai kekuatan tarik

pada campuran arang sekam padi 75% dan arang tulang kambing

25% sebesar 1311 MPa, sedangkan pada campuran arang sekam

padi 50% dan arang tulang kambing 50% mengalami penurunan

kekuatan tarik sebesar 1205 MPa, dan pada campuran arang sekam

padi 60% dan arang tulang kambing 40% memiliki kekuatan tarik

Page 56: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

42

sebesar 1338 MPa, untuk pengujian kekuatan tarik yang paling

besar adalah variasi campuran arang sekam padi 60% dan arang

tulang kambing 40%.

4. Dari hasil pengujian keausan diatas didapatkan tingkat keausan

pada material baja ST 37 yang mengalami proses heattreatmen

dengan metode pack carburizing dengan variasi campuran arang

sekam padi 75% dan arang tulang kambing 25% sebesar 0,00035

mm³/kg, campuran arang sekam padi 50% dan arang tulang

kambing 50% sebesar 0,00018 mm³/kg, sementara untuk campuran

arang sekam padi 60% dan campuran arang tulang kambing 40%

sebesar 0,00023 mm³/kg.

Page 57: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

43

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang telah di lakukan pada roda gigi dinamo

starter dapat disimpulkan bahwa pengujian dan evaluasi data serta

pembahasan pada proses pack carburizing dengan variasi campuran arang

sekam padi 75% dan arang tulang kambing 25%, campuran arang sekam

padi 50% dan arang tulang kambing 50%, dan campuran arang sekam padi

60% dan arang tulang kambing 40% maka dapat diambil kesimpulan

sebagai berikut :

1. Hasil pengujian kekerasan pada logam baja ST 37 dilakukan proses

pack carburizing pada suhu 900˚C dan ditahan selama 1 jam setelah

itu didinginkan secara langsung dengan media quenching air. Dari

grafik pengujian kekerasan variasi campuran arang sekam padi 75%

dan arang tulang kambing 25% memberikan pengaruh yang signifikan

terhadap kekuatan kekerasan sebesar 756 VHN, pada campuran arang

sekam padi 50% dan arang tulang kambing 50% memiliki kekerasan

392 VHN, sedangkan campuran arang sekam padi 60% dan arang

tulang kambing 40% memiliki kekerasan 438 VHN. Dapat

disimpulkan campuran arang sekam padi 75% dan arang tulang

kambing 25% memiliki kekerasan dengan nilai paling tinggi.

2. Hasil pengujian kekuatan tarik pada logam baja ST 37 dilakukan

proses pack carburizing pada suhu 900˚C dan ditahan selama 1 jam

Page 58: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

44

setelah itu didinginkan secara langsung dengan media quenching air.

Dari grafik pengujian kekuatan tarik dengan campuran arang sekam

padi 60% dan arang tulang kambing 40% memiliki kekuatan tarik

yang paling besar yaitu 1338 MPa, sedangkan campuran arang sekam

padi 75% dan arang tulang kambing 25% memiliki kekuatan tarik

1311 MPa, dan campuran arang sekam padi 50% dan arang tulang

kambing 50% memiliki kekuatan tarik 1205 MPa. Dapat disimpulkan

campuran arang sekam padi 60% dan arang tulang kambing 40%

memiliki kekuatan tarik dengan nilai paling tinggi.

3. Hasil pengujian kekausan pada logam baja ST 37 dilakukan proses

pack carburizing pada suhu 900˚C dan ditahan selama 1 jam setelah

itu didinginkan secara langsung dengan media quenching air. Dari

grafik pengujian kekerasan variasi campuran arang sekam padi 75%

dan arang tulang kambing 25% memberikan pengaruh yang signifikan

terhadap kekuatan keausan sebesar 0,00035 mm³ /kg , campuran

arang sekam padi 50% dan arang tulang kambing 50% memiliki

kekuatan keausan 0,00018 mm³ /kg, sedangkan campuran arang

sekam padi 60% dan arang tulang kambing 40% memiliki kekuatan

keausan 0,00023 mm³ /kg. Dapat disimpulkan campuran arang sekam

padi 75% dan arang tulang kambing 25% memiliki keausan dengan

nilai paling tinggi.

Page 59: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

45

5.2 Saran

Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan agar memiliki hasil yang

optimal maka disarankan sebagai berikut :

1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut setelah proses pack carburizing

pada suhu 900˚C dan ditahan selama 1 jam setelah itu didinginkan

secara langsung dengan media quenching air dengan variasi campuran

arang sekam padi 75% dan arang tulang kambing 25%, campuran

arang sekam padi 60% dan arang tulang kambing 40%, dan

campurang arang sekam padi 50% dan arang tulang kambing 50%.

2. Dimensi spesimen di sesuaikan dengan kemampuan alat uji,

pemanasan spesimen dalam mesin heat treatment memperhatikan

jarak antar spesimen dan pencelupan pada media pendingin.

3. Perlu memperhatikan variable-variabel spesimen dalam proses heat

treatment lama waktu pendinginan.

4. Untuk mendapatkan hasil maksimal kita harus melihat dari bahan

yang di uji dan standart suhu yang disarankan saat heat treatment.

5. Tidak semua campuran arang itu hasilnya maksimal seperti yang

terjadi pada : campurang arang sekam padi 50% dan arang tulang

kambing 50%.

6. Untuk proses pencampuran arang sendiri berat keseluruhan dan

tempat di samaratakan.

7. Hasil spesimen pengujian tarik pada baja ST 37 dengan quenching air

terjadi kegetasan.

Page 60: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

46

8. Berdasarkan hasil pengujian bahan yang digunakan uji kekerasan

yang paling baik adalah campuran arang sekam padi 75% dan arang

tulang kambing 25%, uji kekuatan tarik yang paling baik adalan

pengujian yang menggunakan campuran arang sekam padi 60% dan

arang tulang kambing 40%, sedangkan uji keausan bahan yang paling

baik adalah pengujian yang menggunakan campuran arang sekam

padi 75% dan arang tulang kambing 25%.

Page 61: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

47

DAFTAR PUSTAKA

Arisandi, D. (2017). Analisa Kekerasan Dan Struktur Mikro Pada Baja Komersial

Yang Mendapatkan Proses Pack Carburizing Dengan Arang Cangkang

Kelapa Sawit. Jurnal Mekanikal, Vol. 8 No. 1: Januari 2017, 8, 686-696.

Darmawan, Deri Dwi 2018. Pengujian Ketangguhan Dan Stuktur Mikro

BajaKarbon Rendah Yang Telah Mengalami Proses Perlakuan Panas(Heat

Treatment).Universitas lampung.

Dermawan, M. A. (2017). Pengaruh Temperatur Carburizing Pada Proses Pack

Carburizing Terhadap Sifat - sifat Mekanis Baja S 21 C. volume 14 No.1

April 2017, 14, 7-14.

Fatchurrozy, A., Sidiq, M. F., & Samyono, D. (2019).Pengaruh Proses

Carburizing Dengan Serbuk Tulang Sapi Terhada Kekuatan Mekanik Baja

ST 37 Pada Baut E-Bolt Abstrak, 10(1), 1–10.

Gusti R, Muhammad F, Moch. Andi S. 2016. jurnal Analisa Uji Kekerasan Pada

Poros Baja St 60 Dengan Media Pendingin Yang Berbeda, Kalimantan.

Masyrukan, 2006, “Penelitian Sifat Fisis dan Mekanis Baja Karbon Rendah

Akibat Pengaruh Proses Pengkarbonan dari Arang Kayu Jati”. Jurnal

Media Mesin, Vol. 7, No. 1, Januari 2006.

Nurharyanto, A. (2009). Pengaruh media carburizing arang sekam padi dan arang

tempurung kelapa terhadap nilai kekerasan baja karbon rendah.

Sawit, C. K. (2017). Pack carburizing, 8(1), 686–696.

Page 62: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

48

Temperatur, D. A. N., Keausan, C. T., & Karbon, B. (n.d.). Pengaruh pack

carburizing arang tulang kerbau mesh 30 dan temperatur 950 0 c terhadap

keausan baja karbon sedang.

Wardani, S., 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

Muhammad,jordi.hartono yudo,dkk. 2017. jurnal Analisa Pengaruh Proses

Quenching Dengan Media Berbeda Terhadap Kekuatan Tarik dan

Kekerasan Baja St 36 Dengan Pengelasan SMAW,Semarang.

Wardani, Sari and Rina Mirdayanti. 2019. “Optimasi Suhu Aktivasi Proses

Pembuatan Arang Aktif Limbah Tulang Kambing.” Jurnal Serambi

Engineering.

Yahya,Nukman and Chandra H 2013 The Carburizing Process of Low Carbon

Steel with Charcoal Media Student of material Program Mechanical

Engineering Sriwijaya University and Leacture of Master Program

Mechanical Engineering Sriwijaya University Journal Of Mechanical

Vol.1 No. 1 October 2013

Studi, P., Teknik, M., Pascasarjana, P., & Semarang, U. D. (2010).Program studi

magister teknik mesin program pascasarjana universitas diponegoro

semarang 2010.

Guna, T. T. (n.d.). Kata kunci : 20–24.

Page 63: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

49

Mesin, T., & Janabadra, U. (2020).Analisa Pengaruh Holding Time pada Proses

Karburasi dalam Media Arang Kayu Jati terhadap Kekerasan Baja ST-

37.3(1), 29–36.

Page 64: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

50

LAMPIRAN-LAMPIRAN

Page 65: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

51

Lampiran Gambar

Gambar 1 : Serbuk arang sekam padi

Gambar 2 : Serbuk tulang kambing

Page 66: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

52

Gambar 3 : Mesin pemanas / proses heat treatment

Gambar 5 : Mesin uji kekerasan

Page 67: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

53

Gambar 6 : Mesin uji tarik

Gambar 6 : Mesin uji keausan

Page 68: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

54

Gambar 7 : Spesimen uji kekerasan

Gambar 8 : Spesimen uji tarik

Page 69: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

55

Gambar 9 : Spesimen uji keausan

Page 70: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

56

Page 71: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

57

Page 72: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

58

Page 73: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

59

Page 74: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

60

Page 75: Diajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan ...

61