Proses Carburizing

Proses Carbirizing, pada dasarnya adalah proses pemasukan Carbon ke dalam permukaan Baja. Tujuan dari proses ini adalah meningkatkan kekerasan dari Material, namun material tersebut masih memiliki ketangguhan yang baik. Karena kekerasan yang didapat sangat tinggi di permukaan namun berkurang di dalam. Bisa dikatakan Garing di luar namun lembut di dalam.. 🙂

karbon masuk ke dalam material

Bahasa resminya : untuk memberikan nilai kekerasan dan kekuatan yang cukup tinggi pada permukaan komponen agar komponen tersebut dapat mengurangi kerusakan keausan akibat gesekan yang terjadi dangan komponen lainnya.

Keuntungan dari Proses Carburizing adalah:

  • Mudah mengontrol kedalaman (Depth Control) dengan mengatur lamanya waktu tunggu/holding time
  • Baik untuk bentuk kompleks
  • Biaya rendah terutama untuk produksi massal
  • Bahan baku Low carbon steel -penghematan
  • Struktur lebih tangguh daripada baja medium atau high carbon steel

Di sini saya hanya akan bercerita soal proses Carburizing yang pernah saya lakukan, yaitu proses carburizing lewat udara. Jadi Karbon yang dimasukkan berasal dari Metanol ataupun dari propana/LPG. Proses Karburizing biasa dilakukan pada Batch Furnace maupun Continous Furnace, dengan cara pengaturan Kadar Karbon di dalam Oven/Furnace.

tampak samping batchtype

tampak samping batchtype furnace

material masuk ke dalam furnace

Saat Benda Kerja masuk ke dalam Furnace, Api akan menyala besar untuk mencegah masuknya oksigen ke dalam furnace, sehingga Kadar Karbon dalam Furnace tetap terjaga

Benda yang paling sering dilakukan proses carburizing adalah gear. Karena gear penggunaannya memerlukan sifat keras di permukaan untuk menahan gesekan, sementara bagian tengahnya harus cukup tangguh menerima beban tekan.

Pengaturan kadar karbon harus diperhatikan, agar karbon dapat berdifusi dari atmosfer ke permukaan baja. Sesuai dengan hukum alam, karbon akan masuk ke dalam material karena kadar karbon di permukaan lebih rendah dibanding dengan di atmosfer. Proses difusi ini terjadi pada temperatur austenisasi (830 – 870 derajat Celsius).

QC

Urutan proses dari carburizing adalah sebagai berikut:

  1. Pencucian Benda Kerja
  2. Proses Carburizing, dengan waktu tertentu dan diperhatikan kadar karbon dalam furnace (biasa lebih dari 1%)
  3. Proses Quenching benda kerja ke oli quenching temperatur 90 – 200 derajat Celsius
  4. Pencucian benda kerja
  5. Proses tempering
  6. Selesai

hasil proses carburizingBerhasil atau tidaknya proses Carburizing diperoleh dengan menghitung Kekerasan material dari Permukaan hingga ke Inti material. Jika dilihat secara potongan melintang, akan terlihat perubahan warna karena adanya lapisan karbon pada permukaan. Pada Proses Carburizing untuk Gear, bagian yang paling sulit adalah pada bagian lembah. Karena letaknya yang di dalam, pada bagian antara gunung dan lembah biasanya tidak terjadi proses Carburizing dengan baik karena kurangnya waktu tunggu (holding time). Jika demikian yang terjadi, gigi roda bisa patah.

Hal lain yang harus diperhatikan saat proses Carburizing adalah Kadar Karbon dalam Furnace, jika kadar karbon di atmosfer furnace lebih rendah dibanding di dalam materal, dampaknya akan terjadi De-Carburizing (karbon dalam baja akan keluar ke atmosfer, sehingga kekerasannya akan menurun).

NG-decarburizing

 Referensi :

  • Introduction to Gears, Kohara Gears Industries
  • koleksi foto pribadi dari kantor lama
  • Materi Training Carburizing for Industries, Deparatemen Teknik Metalurgi UI, 2008.

Tangerang Selatan, 2 September 2014

Tentang Arif

just me.. :)
Pos ini dipublikasikan di Pengetahuan dan tag , , , , , , , , , , . Tandai permalink.

23 Balasan ke Proses Carburizing

  1. beny berkata:

    comment ah.. request artikel pengaruh unsur2 pengaya seperti P, Mn, S dll kepada sifat mekanis baja *ngarep haha

  2. yossia pamungkas berkata:

    assalamualikum mas mau tanyak untuk proses carburizing suhu max yang bisa di gunakan berapa ??
    dan kemarin saya melakukan percobaan ternyata pada proses carburizing mengunakan suhu 1050 celcius dan holding 3 jam menggunakn media quencing oli SAE 20-50 nili kekerasanya menurun itu kgmna untuk menganalisanya mohon bantuan nya trimakasih

    • Arif berkata:

      Untuk cek keberhasilan proses Carburizing, harus cek foto mikrostruktur, dipotong melintang, nanti keliatan apakah terjadi penambahan lapisan Karbon pada permukaan benda kerja atau tidak.

      Kalo kekerasannya malah berkurang, ada kemungkinan malah terjadi dekarburisasi (karbon dari benda kerja keluar ke lingkungan). Waktu holding time 3 jam itu maksudnya lama benda kerja di dalam furnace? Kok lama sekali? Berapa ketebalan bendanya? Untuk penentuan tenperaturnya, bisa cek di diagram Fe3C. Proses Carburizing yg baik cukup, temperaturnya sedikit di atas garis proses Austenisasi.

      • yossia pamungkas berkata:

        untuk foto mikrostruktur sudah di lakukan memang terjadi casdept yang lumayan sekitar 5054,51 milimikron tapi setelah saya uji hardness yang di dapat sanggat kecil sekitar 400,51 – 420,18 HVN. iya pak betu jadi untuk waktu penahan saya gunakan 3 jam fungsinya untuk memperoleh hasil casdepth yang dlam untuk tebal matrial yang saya gunakan 120mm.
        untuk panduan suhu maxsimal adakah handbook yang embahas pak, karena saya membaca di handbook ASM vol 7 temperatur normal carburizing sekitar 815 – 955 celcius itu untuk normal suhu yang di gunakan.
        mohon bantuanya pak trimkasih

      • Arif berkata:

        sebenarnya ada banyak faktor juga pak, seperti jenis material, komposisi material, kadar karbon di furnace, proses tempering setelah carburizing, dll.

      • Arif berkata:

        selain itu, berdasarkan teori.. ada waktu maksimum untuk proses carburizing. jika terlalu lama (berdasarkan penelitian kekerasan dan case depthnya malah berkurang) — bergantung pada komposisi material dan ukuran benda kerja.

  3. yossia pamungkas berkata:

    adakah dasar teorinya pak untuk waktu maksimum proses carburizing
    kalau ada bisakah di share pak untuk hand book nya.
    karena ini untuk tugas akhir saya pak jadi butuh dasar teori yang betul” dapat di percaya buat penyanggahan waktu sidang.
    trimkasih banyak pak atas konsultasinya. mohon maaf jika memotong atau meroptkan bapak arif.

  4. prendy berkata:

    untuk mendapatkan insert hardness sekitar 500 Hv dengan kedalaman 2 mm bisa pakai patern suhu heat up 880-890 waktu 60 menit, suhu carburizing 900-930 waktu 230-250 menit, suhu hardening (after carb) 850 waktu 30 menit dan oil quenching 130-150 waktu 15 menit

  5. najwa berkata:

    maaf pemula,, bahan yg dibutuhkan apa ada hubungannya dg pengisian bahan carbon??

    • najwa berkata:

      yg dibutuhkan karbon aktif atau karbon jenis yg bagaimana?

    • Arif berkata:

      Pakai Methanol CH3OH atau Methana CH4. Nanti di dalam oven diatur kada Karbonnya harus lebih tinggi daripada kadar karbon di dalam bajanya. Jd karbon dari atmosfer (gas methana atau methanol) akan masuk ke dalam baja

      • Anthony Tjayaindera berkata:

        Paling bagusnya pakai propana atau metana kalau pakai batch furnace dengan metode direct supply, kalau mesh belt continuous furnace disupply endothermic gas yg diproduksi oleh endothemic generator yg bahan bakarnya propana atau metana, carbon potensial dari endothermic gas didalam furnace sekitar 0.7 % dimana untuk enrichment dari baja untuk proses carburizing pada temperatur 900- 930C untuk low carbon steel sudah cukup untuk dwell time selama 60 menit untuk case depth setebal 0.20 – 0.25 mm bisa tercapai tetapi untuk surface hardness hanya VHN 550 maximum , sedangkan untuk mencapai surface hardness sekitar VHN 850 harus ditambahkan gas amoniak supaya terjadi proses carbonitriding dimana surface harness tercapai sekitar VHN 850 dan case depth carburizing selitar 0.20 – 0.25 mm. Ini karena low carbon steel mengandung carbon < 0.15%. Untuk proses carburizing sebaiknya furnace yg mempunyai 2 heating zone dimana sesudah mencapai temperature austenizing di heating zone 1 yg sekitar 910C dwell time sekitar 15 menit dilanjutkan ke temperature zone 2 sekitar 930C dwell time 25 menit dan carbon potential dari furnace dinaikkan menjadi 0.9 % dengan penambahan sedikit propana atau metana ke furnace bisa menyamakan hasil proses carburizing dengan hanya satu heating zone 910C dengan dwell time 50 menit. Tapi harus dijaga furnace jangan sampai terlalu sooting(banyak jelaga) atau exhaust pembakaran kecil arau mampet.

  6. RADHITA berkata:

    Sore pak arif..mau tanya , untuk material scm420 diameter 26 sudah di carburizing 800HV depth 1.2mm dalam pemakaian 5 bulan sudah mengalami ke ausan 1mm . apakah wajar atau tidak? terima kasih

    • Arif berkata:

      Kalau untuk keausan dari material, sangat bergantung pada kekerasan dari lawan materialnya (aplikasinya). Jika pada saat aplikasi ternyata material yg dilawan memiliki kekerasan yg lebih tinggi, maka umur pakai bisa habis dalam hitungan hari. Hal ini banyak terjadi pada mata backhoe di pertambangan karena harus bersentuhan dengan material alumina atau oksida lain yg kekerasannya melebihi kekerasan material backhoe. Cara mengatasinya, harus mengganti mata/ujung material dengan melakukan pelapisan yg menghasilkan kekerasan lebih tinggi, misalkan dengan proses CVD atau PVD

  7. RADHITA berkata:

    pagi pak arif… mau tanya lagi pak, apakah material SUS420 bisa di carburizing? mohon pecerahannya.. terima kasih

    • Arif berkata:

      Sebenarnya Stainless Steel dapat dicarburizing untuk meningkatkan kekerasan di permukaan. Tetapi biasanya lebih disukai menggunakan proses Nitriding yg temperaturnya lebih rendah. proses carburizing untuk SS biasanya dihindari karena pada temperatur 600-800 derajat celcius, Carbon berdifusi ke permukaan, lalu ada kecenderungan bagi Chrome di SS untuk berikatan dengannya membentuk Cr23C6. Sehingga ketanan korosinya akan berkurang..

  8. Tio berkata:

    Bang wadah untuk benda kerjanya itu pake material apa ya?

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout /  Ubah )

Foto Google

You are commenting using your Google account. Logout /  Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout /  Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout /  Ubah )

Connecting to %s