Perlakuan Panas

                                                          Perlakuan Panas

Perlakuan panas adalah pengubahan sifat-sifat bahan dengan pemanasan dan pendinginan tertentu untuk menghasilkan sifat bahan tertentu dan sesuai batas kemampuan dari masing-masing bahan. Proses dalam perlakuan panas ada 3, yaitu heating, holding, dan cooling. Pada proses heating, material dipanaskan sampai terjadi pembentukan butir, kemudian material diholding, yaitu dipanaskan pada suhu tetap untuk menyamakan butir yang terbentuk, kemudian material dicooling /  didinginkan, untuk membentuk struktur yang kita inginkan.

A.  Perlakuan Panas Fisik

1.    Hardening

Hardening adalah perlakuan panas yang bertujuan untuk memperoleh kekerasan maksimum pada logam baja. Baja tersebut dipanaskan hingga suhu tertentu antara 20-50°C di atas garis A3 (tergantung dari kadar karbon) dan selanjutnya ditahan pada suhu tertentu, kekerasan maksimum yang dicapai tergantung kadar karbon, semakin tinggi kadar karbon semakin tinggi kekerasan maksimum yang didapat, kemudian didinginkan dengan cepat (quenching), media pendingin yang digunakan antara lain air, oli, lempung, dll

2.    Annealing

Annealing adalah perlakuan panas yang digunakan untuk meningkatkan keuletan, menghilangkan tegangan dalam, menghaluskan ukuran butir dan meningkatkan sifat mampu mesin. Prosesnya adalah dengan memanaskan material sampai suhu sekitar 50°C di atas garis A3, holding beberapa saat kemudian didinginkan secara perlahan dalam dapur pemanas atau media terisolasi.

3.    Normalizing

Normalizing adalah perlakuan panas yang digunakan untuk menghaluskan struktur butiran yang mengalami pemanasan berlebihan, menghilangkan tegangan dalam, meningkatkan  permesinan, dan memperbaiki sifat mekanik material. Prosesnya dengan pemanasan sampai 30-40°C di atas garis A3 dan didinginkan pada udara temperatur ruang.

4.    Tempering

Tempering adalah Tempering digunakan untuk mengurangi tegangan dalam dan melunakkan bahan setelah dihardening dan meningkatkan keuletan. Hal itu karena baja yang dikeraskan dengan pembentukan martensit biasanya sangat getas sehingga tidak cukup baik untuk berbagai pemakaian. 

 

Adapun macam-macam tempering adalah :

a.    Martempering

Martempering adalah perbaikan dari prosedur quenching dan digunakan untuk mengurangi distorsi selama pendinginan. Pada proses pendinginan, baja diquenching hingga sedikit di atas garis Ms, lalu ditahan hingga suhu pada inti sama dengan suhu pada permukaan, kemudian didinginkan dalam suhu kamar.

 

b.    Austempering

Austempering bertujuan untuk meningkatkan keuletan, ketahanan impact, dan mengurangi distorsi. Struktur yang dihasilkan adalah bainit. Pada proses pendinginan, baja didinginkan dalam media garam pada suhu di atas garis Ms.

 

B.  Perlakuan panas Kimiawi

1.    Carburizing

Carburizing  merupakan suatu proses penjenuhan lapisan  permukaan besi dengan karbon. Baja yang diikuti dengan hardening akan mendapatkan kekerasan yang sangat tinggi, sedang bagian tengahnya tetap lunak. Jenis- jenis  carburizing adalah sebagai berikut :

a.    Pack Carburizing

Prosesnya material dimasukkan dalam kotak yang berisi medium kimia aktif padat, kotak tersebut dipanaskan sampai 900-950˚C, serta waktu total ditentukan dari kedalaman kekerasan yang akan dicapai.

b.    Paste Carburizing

Medium kimia yang digunakkan berupa pasta, prosesnya yaitu bagian yang dikeraskan akan ditutup dengan pasta setebal 3-4 mm dan kemudian dikeringkan serta dimasukkan dalam kotak, prosesnya pada temperatur 920-930˚C.                            

 

c.    Gas Carburizing

Disini logam dilepaskan atmosfir yang mengandung karbon yaitu gas alam maupun gas buatan dan dipanaskan hingga temperatur 850-900˚C.

d.   Liquid Carburizing

Proses carburizing dilakukan pada media kimia aktif cair, komposisi medium kimianya adalah soda abu, NaCl, SiC dan kadang kadang ikut dilengkapi NH₄Cl, lalu diberikan pemanasan pada suhu 850-900˚C.

  

2.    Nitriding

Proses ini merupakan proses penjenuhan permukaan baja  dengan nitrogen, yaitu dengan cara melakukan holding dalam waktu yang agak lama pada temperatur 480˚C - 650˚C dalam lingkungan amoniak ( NH₃ ). Nitriding digunakan untuk meningkatkan kekerasan, ketahanan gesek dan fatigue. Ada 2 macam nitriding, yaitu :

a.    Straight nitriding, digunakan media untuk besi paduan, besi tuang (meningkatkan kekerasan, ketahanan gesek dan fatique) melapisi hingga bagian permukaan.

b.    Anti corrosion nitriding, bahan yang digunakan biasanya besi tuang dan baja paduan. derajat dari kelarutan yang dicapai adalah 30% - 70%. Melapisi bagian ujung untuk mencegah terjadinya suatu proses korosi pada benda.

                       3.    Cyaniding

Proses ini merupakan  proses penjenuhan permukaan baja dengan  unsur karbon dan nitrogen, bertujuan untuk meningkatkan kekerasan,  ketahanan gesek, dan kelelahan. Bila proses ini dilakukan diudara disebut carbon nitriding.

 

4.    Sulphating

Perlakuan panas yang digunakan untuk meningkatkan ketahanan gesek dari bagian bagian mesin maupun alat-alat tertentu dari bahan HSS dengan cara penjenuhan permukaan dengan sulfur.

C.  Perlakuan Panas pada Permukaan

1.    Flame Hardening

Flame hardening adalah pengerasan yang dilakukan dengan memanaskan baja pada nyala api. Permukaan baja dipanaskan hingga suhu di atas suhu kritis atas, lalu diquenching dengan semprotan air. Sebelum dilakukan flame hardening sebaiknya baja dinormalizing dulu, sehingga didapat kulit yang keras dan inti yang ulet.

2.    Induction Surface Hardening

Pemanasan yang dilakukan dengan menggunakan arus listrik frekuensi tinggi. Logam berbentuk silindris diletakkan pada indikator ini. Jadi pemanasan dari permukaan dipengaruhi oleh frekuensi dan waktu dari pemanasan. Pendinginan dilakukan dengan penyemprotan air setelah pemanasan selesai.

 

3.    Electrolite Bath Hardening

Pemanasan yang dilakukan dalam suatu larutan elektrolit, yang biasanya digunakan adalah 5% - 10% sodium karbonat dan digunakan arus DC. Prosesnya yaitu baja dipakai sebagai katoda, sehingga terbentuk gelembung gelembung hidrogen tipis. Karena konduktivitas dari gelembung hidrogen rendah maka arus meningkat cepat pada katoda, akibatnya katoda mengalami pemanasan pada temperatur yang sangat tinggi. Logam yang dikeraskan dicelupkan dalam elektrolit sedalam bagian yang akan dikeraskan. Setelah proses dipanaskan, aliran listrik diputus dan elektrolit digunakan sebagai media quenching.

1.2 

1.2.4 

1.2.5