PROSES PENGOLAHAN PERMUKAAN
description
Transcript of PROSES PENGOLAHAN PERMUKAAN
1
PROSES PENGOLAHAN PERMUKAAN
Matakuliah : Teknologi Proses Manufaktur D0592
Tahun : 2007
Pertemuan : 9
2
Mahasiswa dapat menerangkan proses pengolahan permukaan dan penyelesaian proses manufaktur
Learning Outcomes
Outline Materi :
• Coating dan HardFacing
• Nitriding dan Nitrocarburising
• Laser Hardening
• Ion implantation
PROSES PENGOLAHAN PERMUKAAN
3
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
PROSES PENGOLAHAN PERMUKAAN
4
Klasifikasi metode proses rekayasa permukaan
1. LAYER ADDITION
A. Coatings:
• Electrochemical Plating
• Chemical Vapour Deposition
• Thin Film
B. Hardfacing :
• Fusion Hardfacing
• Thermal Spray
2. SURFACE MODIFICATION
A. Diffusion Methods :
• Nitriding
• Nitrocarburising
• Titanium –carbon diffusion
B. Selective Hardening Method
• Flame hardening
• Laser hardening
• Electron beam hardening
• Ion implantation
PROSES PENGOLAHAN PERMUKAAN
5
Gambar 9.1 Perbandingan ketebalan berbagai produk rekayasa permukaan
0,1 1 10 102 103 104 m
PVD
CVD NICKEL PLATING
THERMAL SPRAY
ION IMPLANT NITRIDING
NITROCARBURSSURFACE ALLOY
THERMAL HARDENING
PROSES PENGOLAHAN PERMUKAAN
6
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
Tabel 1. Contoh Nilai Kekerasan produk surface engineering
PROSES PENGOLAHAN PERMUKAAN
7
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…
PROSES DENGAN PENAMBAHAN LAPISAN
PROSES DENGAN PENAMBAHAN LAPISAN
8
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
9Gambar 9.1 Skema sputtering pada proses PVD
PROSES DENGAN PENAMBAHAN LAPISAN
+
-
TEG TINGGI RF/ DC
GAS ARGON
plsm-elkt
VAKUM
BENDA KERJA
10
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
11
Gambar 9.2 Reaktor CVD termal
PROSES DENGAN PENAMBAHAN LAPISAN
gas
koil
trap
pompa vakum
substrat
12
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.
PROSES DENGAN MODIFIKASI PERMUKAAN
13
Gambar 9.3 Proses Nitridasi Plasma
PROSES DENGAN MODIFIKASI PERMUKAAN
1
2
3 4
5
61: gas nitrogen2: pemanas3 : kontrol
temperatur4: pompa
vakum5: tegangan
tinggi6: tabung nitrid
14
PROSES DENGAN MODIFIKASI PERMUKAAN
Gambar 9. 4 PERALATAN NITRIDASI PLASMA
15
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
16
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
PROSES DENGAN MODIFIKASI PERMUKAAN
17
SELESAI
TERIMA KASIH