Keausan Pahat Sisipan Oksida Dan Kekasaran Hasil Pembubutan Kering Besi Tuang Kelabu

Konsep pemesinan terkini mengarah pada pemesinan laju tinggi (high speed machining) dan pemesinan keras (hard machining). Pemesinan laju tinggi dipicu oleh meningkatnya permintaan pasar untuk memperbesar produktivitas dengan biaya produksi rendah. Sedang pemesinan keras dilakukan terhadap benda kerja yang mempunyai kekerasan lebih besar dari 40 HRC. Untuk mendukung permesinan terkini maka dibutuhkan pahat potong yang handal dan mempunyai sifat material yang tahan terhadap keausan dan temperatur tinggi. Salah satu pengembangan dari pahat potong adalah pahat sisipan oksida yang memiliki senyawa unsur kimia melalui teknologi P/M. Tujuan Penelitian ini adalah menginvestigasi pengaruh parameter pemotongan terhadap keausan pahat sisipan oksida dan kekasaran produk pemesinan dengan menggunakan pahat sisipan oksida pada pembubutan kering besi tuang kelabu. Penelitian ini dilakukan secara eksperimental dengan menggunakan mesin bubut konvesional. Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan besi tuang kelabu yang berdimensi spesimen300 mm x Ø 75 mm. Parameter pemotongan dipilih putaran (n = 540, 800, 1200 dan 1700 rpm), laju pemakanan (f = 0,08; 0,16; 0,25 mm/rev) dan kedalaman pemotongan (a = 1; 1,5 dan 2,0 mm). Berarti jumlah set data pengujan pemesinan sebanyak 108 set. Pahat potong yang digunakan 3(tiga) jenis sisipan oksida (Cr2O3, Al2O3 dan SiO2). Untuk mengetahui kondisi awal benda kerja maupun pahat potong dilakukan pengujian mikrostruktur dan mekanis. Hasil pengujian menunjukkan bahwa benda kerja termasuk besi tuang kelabu FC 150 ASTM number 60. Pengukuran gaya potong menggunakan dynamometer elektrik, pengukuran temperatur pemotongan menggunakan termokopel tipe K, Ø 0,2 yang dilekatkan pada ujung pahat sisipan. Pembacaan data temperatur dibantu dengan rangkaian elektrotik dengan menggunakan komponen IC MAX 6675 15 A dan mikrocontroller Arduino. Waktu pemotongan ditentukan tc = 20, 40 dan 60 menit. Setiap selesai pengujian 1 set data (n, f, a dan tc) dilakukan penimbangan pahat sisipan dengan timbangan digital (ketelitian 0,001 gram). Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui kehilangan massa. Kemudian bentuk keausannya difoto dengan Digital Microscope dengan pembesaran 500x. Perubahan radius diukur dengan menggunakan Pofile Projector. Proses pembubutan dilakukan tanpa menggunakan air pendingan atau disebut pembubutan kering (green machining). Hasil pengolahan data pengujian digrafikkan kedalam 4(empat) kelompok grafik (Vc vs M; Vc vs T; Vc vs Ra; dan Vc vs F). Grafik yang dibuat dimaksudkan untuk memberikan gambaran pengaruh parameter pemotongan tehadap keausan pahat potong dan kekasaran permukaan. viii xx Analisa grafik menunjukkan bahwa ketiga jenis pahat sisipan memperlihatkan kemiripan terhadap pengaruh pemotongan. Ketahanan pahat sisipan terhadap temperatur tinggi berturut-turut dimiliki oleh pahat Cr2O3, Al2O3 dan SiO2. Perubahan gaya potong terkecil berturut diperoleh pada pahat sisipan Cr2O3, Al2O3 dan SiO2 dan dijumpai pada depth of cut (a = 2.0 mm). Perubahan nilai kekasaran terkecil hasil produk pemesinan diperoleh berturut-turut dari pahat sisipan Cr2O3, Al2O3 dan SiO2 dan dijumpai pada depth of cut (a = 1.0 mm) dan laju pemakanan (f = 0.08 mm/rev). Perubahan kekasaran permukaan produk besar diperoleh pada f = 0,25 mm/rev, a = 2,0 mm dan menurun seiring dengan naiknya putaran. Perubahan temperatur pemotongan terkecil dijumpai pada pahat sisipan Cr2O3 diikuti oleh pahat Al2O3 kemudian SiO2. Kondisi ini dijumpai pada f = 0.16 mm/rev dan a = 2 mm. Hal ini menunjukkan bahwa pahat sisipan Cr2O3 tahan dioperasikan pada temperatur tinggi. Perubahan kehilangan massa terkecil dijumpai pada a = 1 mm dan f = 0.16 mm/rev, terjadi pada tc = 60 menit. Begitu pula perubahan terkecil bentuk radius pahat dijumpai pada pahat sisipan Cr2O3 dengan parameter pemotongan a = 1 mm dan f = 0.16 mm/rev. Bentuk keausan pahat diawali dengan keausan kawah (crater wear). Keausan kawah ini semakin besar seiring dengan kecepataan potong. Pelebaran keusan ini membuat ujung pahat semakin tipis dan akhirnya patah. Keausan kawah paling cepat terbentuk dialami oleh pahat SiO2 kemudian Al2O3 dan Cr2O3. Kesimpulan yang diperoleh pada penelitian ini adalah keausan pahat (massa yang berkurang) minimal 0,0009 g diperoleh pada pahat sisipan oksida Cr2O3 dengan f = 0,08 mm/rev; a = 1 mm dan tc = 20 menit. Sedangkan Keausan pahat maksimal 0,0074 g diperoleh pada pahat sisipan oksida SiO2 dengan f = 0,25 mm/rev; a = 2 mm dan tc = 60 menit, dan pahat sisipan Cr2O3 dapat digunakan untuk pembubutan kering besi tuang kelabu