ANALISIS PRODUK BOILER CHAIN GRATE DENGAN PROSES
TEMPERING
Widiyanti Kwintarini, Greida Frista, Moch Iqbal Zaelana Muttahar, Rico
1)Balai Besar logam dan Mesin, Badan Penelitian dan Pengembangan Industri, KEMENPERIN, Jl. Sangkuriang
12
Dago Bandung, Indonesia
2)Jurusan Teknik Mesin, Universitas Pasundan Bandung, Jl. Dr. Setiabudhi 193 Bandung, Indonesia
Abstrak - Boiler chain grate merupakan salah satu jenis komponen mesin industri yang di
produksi oleh BBLM, yang mana komponen konveyor ini kuat dan bisa diandalkan dalam
menyalurkan daya melalui gaya tarik dari sebuah motor. Material yang digunakan pada boiler
chain grate adalah besi cor nodular (ferro cast ductile), Ferro cast ductile (FCD) atau besi cor
nodular adalah material yang dikembangkan dari besi cor kelabu, besi dengan kandungan
karbon > 2 % memiliki struktur mikro perlitis dengan sedikit ferrit dan grafit berbentuk bulat.
Besi cor nodular mempunyai sifat mekanik yang lebik baik dari pada material besi cor yang
lain penambahan magnesium pada besi cor akan menghasilkan grafit nodular. Produk yang
memiliki kekerasan tertinggi adalah spesimen yang telah dilakukan proses heat treatment dan
dilakukan proses quenching menggunakan media oli. Hal ini dikarenakan pada hasil
pengamatan mikrostrktur pada spesimen menggunakan oli sebagai media proses quenching
terdapat fasa perlit, dimana fasa perlit ini tersususun dari lapisan-lapisan ferrit dan lapisan
lapisan sementit yang posisinya berselang-seling. Kekerasan optimum yang dicapai adalah
spesimen dengan dilakukan proses quenching oli dan proses tempering selama 4 jam yaitu 46.2
HRC, hal ini disebabkan karena pada spesimen tersebut terdapat fasa perlit, yang dimana fasa
tersebut muncul karena pertumbuhan ferit dan sementit secara bersamaan. Siklus heat treatment
terbaik adalah dengan dilakukannya austenisasi, proses quenching dengan media oli dan proses
tempering selama 4 jam.
Kata kunci : BBLM, Boiler chain Grate, Ferro Cast Ductile, Heat Treatment
hampir sama dengan sifat-sifat yang
1.
Pendahuluan
dimiliki oleh baja karbon, baik dari segi
Ferro cast ductile (FCD) atau besi cor
nodular
adalah
material
yang
dikembangkan dari besi cor kelabu, besi
dengan kandungan karbon > 2 % memiliki
struktur mikro perlitis dengan sedikit ferrit
dan grafit berbentuk bulat. Besi cor nodular
mempunyai sifat mekanik yang lebik baik
dari pada material besi cor yang lain.
Penambahan magnesium pada besi cor akan
menghasilkan
grafit
nodular.
Pada
kenyataannya memiliki sifat fisik dan
mekanik yang dimiliki besi cor nodular
kekuatan tarik, elastis modulus yang baik,
maupun
keuletannya.
Biasanya
untuk
mengetahui kualitas sifat mekanik suatu
material
dapat
dilakukan
pengujian
kekuatan tarik. Dalam pemakaian produk
cor ada dua hal, pertama produk cor dipakai
langsung, kedua dipakai setelah perlakuan
panas. Perlu tidaknya perlakuan panas dan
bagaimana perlakuan panas dilakukan
tergantung pada sifat produk cor dan
penggunaan produk cor.
Perlakuan panas adalah proses untuk
melalui gaya tarik dari sebuah motor.
memperbaiki sifat-sifat dari logam dengan
Material yang digunakan pada boiler chain
jalan memanaskan produk cor sampai
grate adalah besi cor nodular (ferro cast
temperatur yang cocok dibiarkan beberapa
ductile), proses pembuatan produk tersebut
waktu pada temperatur itu, kemudian
dilakukan di Balai Besar Logam dan Mesin
didinginkan ke temperatur yang lebih
dengan metode yang digunakan yaitu
rendah dengan kecepatan yang sesuai. Pada
metode sand casting. Komponen ini dibuat
perlakuan panas terdapat quenching dimana
melalui proses pengecoran dengan teknik
produk cor dipanaskan diatas temperatur
yang masih konvesional dan dibantu
kritis untuk beberapa waktu, kemudian
beberapa
produk cor dicelup ke media pendingin,
merupakan bagian dari proses finishing.
dengan cara ini diperoleh kekerasan yang
Pada boiler chain grate ini mudah
tinggi. Media pendinginan yang umum
mengalami keausan karena terjadi gesekan
digunakan yaitu: air, oli, dan larutan garam.
dari roda gigi, maka produk boiler chain
Boiler chain grate merupakan salah satu
grate ini dilakukanlah proses quenching
jenis komponen mesin industri yang di
dan proses tempering yang mana proses ini
produksi
bertujuan
oleh
BBLM,
yang
mana
peoses
untuk
pemesinan
meningkatkan
yang
nilai
komponen konveyor ini kuat dan bisa
kekerasan dan untuk menyamakan fasa dan
diandalkan
mengurangi tegangan sisa pada material.
2.
dalam
menyalurkan
daya
Metode Penelitian
Pada penelitian ini untuk mencari nilai
kekerasan paling tinggi, sampel dari hasil
3.
3.1
Hasil dan Pembahasan
Hasil Pengujian Komposisi Kimia
produk cor boiler chain grate kemudian
Pengujian
dipotong dengan dimensi 10 mm × 10 mm
menggunakan
× 10 mm sebanyak 10 spesimen. Penelitian
menghasilkan presentasi komposisi unsur
ini dimulai dengan proses austenisasi
paduan masing-masing uji. Hasil uji
dengan temperatur 910 ⁰C holding time
selama 1 jam, kemudian 5 spesimen diquenching menggunakan media oli dan 5
spesimen
di-quenching
menggunakan
media air garam. Masing-masing spesimen
kemudian dilakukan proses tempering
dengan variasi waktu 2, 4 dan 6 jam.
komposisi
Emision
kimia
dengan
Spektrometer
tersebut ditampilkan dalam bentuk tabel 3.1
sebagai berikut.
Tabel 3.1 komposisi kimia rata-rata FCD
700
Unsur Paduan
Fe
C
Si
Mn
P
S
Cr
Mo
Ni
Al
B
Co
Cu
Nb
Sn
Ti
V
Mg
Zn
Pb
FCD 700
92.88
3.871
2.361
0.618
0.021
0.021
0.051
<0.002
0.027
0.004
<0.0005
0.004
0.009
<0.002
<0.001
0.03
0.008
<0.002
0.001
0.003
Gambar 3.2 Pengamatan Mikrostruktur
sampel Quenching Media Air Garam
dengan pembesaran 200 ×
Gambar 3.3 Pengamatan mikrostruktur
sampel proses quenching media oli dengan
pembesaran 200 ×
3.2 Hasil Pengamatan Mikrostruktur
Hasil pengamatan mikrostruktur pada
penelitian ini dapat diamati pada gambar
sebagai berikut:
Gambar
3.1
Hasil
pengamatan
mikrostruktur sampel as cast dengan
pembesaran 100 ×
Gambar
3.4
Hasil
pengamatan
mikrostruktur sampel dengan proses
quenching menggunakan media larutan
garam dan proses tempering selama 2 jam
dengan pembesaran 100 ×
Gambar
3.5
Hasil
pengamatan
mikrostruktur sampel dengan proses
quenching menggunakan media larutan
garam dan proses tempering selama 4 jam
dengan pembesaran 100 ×
Gambar
3.8
Hasil
pengamatan
mikrostruktur sampel dengan proses
quenching menggunakan media oli dan
proses tempering selama 4 jam dengan
pembesaran 100 ×
Gambar
3.6
Hasil
pengamatan
mikrostruktur sampel dengan quenching
menggunakan media larutan garam dan
proses tempering selama 6 jam dengan
pembesaran 100 ×
Gambar
3.9
Hasil
pengamatan
mikrostruktur sampel dengan proses
quenching menggunakan media oli dan
proses tempering selama 6 jam dengan
pembesaran 100 ×
3.3
Gambar
3.7
Hasil
pengamatan
mikrostruktur sampel dengan proses
quenching menggunakan media oli dan
proses tempering selama 2 jam dengan
pembesaran 100 ×
Hasil Uji keras
3