1
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pembubutan keras merupakan proses pemesinan dari material yang
dikeraskan dengan nilai kekerasan lebih dari 45 HRC dengan tujuan menghasilkan
benda kerja langsung dari bahan yang diperkeras. Keuntungan daripada
pembubutan keras adalah biasanya dikerjakan dalam lingkungan kerja kering,
biasanya dilakukan tanpa adanya pelumas. Pertumbuhan dari proses pembubutan
keras dipengaruhi dari ditemukannya jenis pahat yang lebih baru seperti cubic
boron nitride (CBN), polycrystalline cubic boron nitride (CBN), chemical vapor
deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD) dan pahat keramik [1]. Pada
beberapa tahun belakangan ini, pemesinan kering lebih dipilih dibandingkan
dengan pemesinan basah. Sebab kondisi ekonomi dan kesehatan lingkungan
merupakan faktor utama dari pemilihan pemesinan kering ini dan juga
perkembangan daripada pahat yang lebih baik.
Energi yang digunakan pada proses pemotongan kebanyakan diubah
menjadi panas. Panas yang dihasilkan merupakan akibat dari deformasi plastis dan
gesekan pada pahat – chip dan pahat – benda kerja. Panas yang dihasilkan pada
saat pemesinan meningkatkan temperatur pada zona pemotongan. Temperatur
pada zona pemotongan juga dipengaruhi oleh parameter pemotongan seperti
kecepatan potong (v), pemakanan(f), kedalaman potong(a) dan juga dipengaruhi
oleh sifat sifat dari bahan dan juga pahat. Temperatur pemotongan akan
meningkat signifikan dengan meningkatkanya kecepatan pemotongan, dan
temperatur pemotongan menurun signifikan dengan meningkatkanya laju
pemakanan. Peningkatan temperatur mempengaruhi kekuatan, kekerasan,
ketahanan terhadap aus, dan umur daripada pahat. [2]
Pada permesinan bahan baja yang dikeraskan, semakin tinggi kekerasan
bahan menghasilkan temperatur yang semakin tinggi pada zona pemotongan yang
mana memberikan pengaruh yang sangat besar pada laju keausan pahat melalui
variasi mekanisme keausan pahat seperti abrasi, adhesi dan difusi..[3] Keausan
pahat merupakan salah satu faktor yang penting dalam mempengaruhi umur pahat
2
dan kualitas produk yang dilakukan pemesinan. Maka dengan itu pertumbuhan
keausan pahat harus dijaga sehingga pahat dapat digunakan untuk waktu yang
lebih lama. Studi pengukuran temperatur pada pembubutan baja yang dikeraskan
juga telah banyak dilakukan untuk mencari tahu temperatur pada proses
pembubutan. [4]
Pada pemesinan bahan yang diperkeras biasanya menggunakan
polycrystalline cubic boron nitride (PCBN) dan pahat keramik biasanya
digunakan untuk menghilangkan proses penggerindaan. Namum perkembangan
dari kualitas pahat karbida dan teknologi pelapisan telah menarik banyak peneliti
untuk melakukan pemesinan menggunakan pahat karbida berlapis (Sahoo dan
Sahoo, 2012); (Chincanikar dan Chondury, 2014); (Shihab et al., 2014). Teknik
yang biasanya digunakan untuk modifikasi dari permukaan pahat adalah dengan
metode Chemical Vapor Deposition dan Physical Vapor Deposition. Dalam
beberapa tahun terakhir, teknologi PVD lebih disukai dari CVD dikarenakan lebih
rendahnya temperatur pada proses pemesinan dan lebih ramah lingkungan.[5]
Penelitian ini ditujukan untuk memepelajari hubungan pengaruh suhu
pemotongan terhadap temperatur yang dihasilkan pada karbida berlapis PVD
ketika digunakan pada pembubutan baja AISI 4340 yang telah dikeraskan (45-48)
HRC pada kondisi pemotongan kering (dry machining) dan juga optimasi menurut
kondisi pemotongan yang sesuai.
1.2. Batasan Masalah
Batasan masalah dari penelitian ini adalah :
a. Pada penelitian ini benda kerja menggunakan material baja AISI 4340
yang diberi perlakuan panas (hardening) terlebih dahulu untuk tujuan
pembubutan keras.
b. Operasi permesinan menggunakan operasi pembubutan eksternal
mengunakan mesin bubut CNC (Computer Numerical Control).
c. Operasi pembubutan (turning) dilakukan tanpa menggunakan cairan
pemotongan (dry cutting) yaitu metode pembubutan ramah lingkungan.
3
1.3. Tujuan Penelitian
a. Mempelajari pengaruh / hubungan antara kondisi pemotongan dengan
suhu pemotongan pada pembubutan bahan baja (45-50) Hrc menggunakan
pahat karbida PVD berlapis.
b. Memperoleh kondisi pemotongan optimum dengan respon variabel suhu
menggunakan metode factorial 2k dengan software design expert.
1.4. Sistematika Penulisan
Skripsi ini dibagi dalam beberapa bab dengan garis besar tiap bab adalah
sebagai berikut:
a. Bab I : Pendahuluan
Bab I berisikan latar belakang, tujuan, batasan masalah dan sistim
penulisan.
b. Bab II : Tinjauan Pustaka
Bab II menjelaskan tinjauan pustaka yang akan memberikan informasi
mengenai teori pembubutan, pembubutan kering dan keras, material pahat
yang dipakai, keausan pahat, dan temperatur pahat.
c. Bab III : Metodologi Penelitian
Bab III menjelaskan metodologi penelitian, peralatan dan bahan yang
digunakan, proses pengerjaan yang dilakukan.
d. Bab IV : Hasil Analisa dan Diskusi
Bab IV menunjukan hasil dari percobaan berupa data keausan pahat, umur
pakai pahat, dan Temperatur pahat pada saat percobaan.
e. Bab V : Kesimpulan dan Saran
Bab V sebagai penutup berisikan kesimpulan dan saran yang diperoleh
dari hasil percobaan.
f. Daftar Pustaka
Daftar pustaka berisikan literatur yang digunakan untuk menyusun
laporan.
