Baja Carbon

Pembangunan jangka panjang Indonesia mempunyai saran utama terciptanya landasan yang kuat dari  bangsa Indonesia untuk tumbuh dan berkembang atas kekuatan sendiri menuju masyarakat yang adil dan makmur berdasarkan pancasila. Titik berat dalam pembangunan jangka panjang adalah pembangunan bidang ekonomi dengan sasaran utama untuk mencapai keseimbangan antara bidang keseimbangan antara bidang pertanian dan bidang industri.

Pembangunan industri sangat penting untuk meningkatkan kesempatan kerja bagi orang yang kurang pengalaman dalam pekerjaannya.laju serta kualitas pertumbuhan ekonomi. Pembangunan industri ini merupakan tulang punggung bagi perekonomian nasional dengan tujuan untuk meningkatkan pendapatan perkapita ynag cukup tinggi serta masyarakat yang adil dan makmur dapat tercapai . industri dipandang sebagi jalan pintas untuk meningkatkan kesejahteraan rakyat dan mengejar ktertinggalan dari masyarakat yang maju.

Dalam  upaya mewujudkan di pedesaan agar taraf hidup masyarakat lebih baik salah stau cara Yang dapat dilakukan adalah dengan dibangunya perindustrian dipedesaan walupun dalam taraf kecil , seperti industri rumah tangga maupun yang lainya.industri dan teknologi merupakan dua hal yang tidak dapat disahkan satu sama lainya. Dengan usaha demikian,usaha-usaha untuk memajukan industri terutama dalam meningkatkan kemakmuran dan kesejahteraan hidup manusia tidak lepas dari kehadiran , penguasan dan penggunaan teknologi.

Pembangunan industri itu juga dapat  berlangsung dengan baik apabila didukung oleh bebrapa faktor . faktor-faktor itu selain faktor teknologi juga menyangkut faktor dari pemerintah setempat .oleh karena itu masyaka tersebut juga harus dibina serta dipersiapkan dengan adnya pelatihan pelatihan yang meningkatkan ketrampilan .munculnya indsri merupakan bagian terpenting dalam mewujudkanya terjadinya peluang usaha bagi oarang orang yang ingin mendapatkan pekerjaan .dan dalam rangka meningkatkan taraf hidup yang lebih baik.

Lahan di daerah perkotaan yang terbatas, memungkinkan pembangunan areal industri lebih di titik beratkan di lahan perkotaan yaitu dipinggiran jalan raya.hal ini dimaksudkan untuk menyerap tenaga kerja dari pedesaan sehingga dapat mengurangi banyaknya orang yeng berurbanisasi.   Demikian halnya dengan masyarkat desa sayung kecamatan mranggen kabupaten Demak yang mengembangkan industri pandai besi telah memberikan peluang usaha yang lebih luas untuk masyarakat di daerah sayung Demak

Sebagian besar masyarkat desa sayung sebelum berkembangnya industri pandai besi ini , pada umumnya  bermata pencaharian sebagi petani dan pedagang untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari .pada awalnya , pandai besi di desa sayung dikembangkan pertama kali pada tahun 1960 han  pandai besi ini pada awalnya terbatas dan hanya fokus pada peralatan tradisional dan tanpa peralatan yang menggunakan tenaga listrik.

Industri pandai besi merupakan suatu usaha perorangan yang bergerak dalam  pertukangan besi . seseorang yang menunjukan peranan yang terbukti kemahiranya, biasanya diakui sebagai pakar dalam bidang tersebut .kemahiran pandai besi pda awalnya tertumpu pada usaha pembuatan senjata tradisional seperti keris pedang,parang yang diwariskan secara turun temurun melibatkan segala potensi yang ada dalam keluarga dan masyarakat sekitarnya.namun pada perkembangan selanjutnya terjadi peralihan tradisi perpandaian dari membuat senjata tradisional ke alat perkebunan /pertanian.

Dibidang pemasaran , kendati pandai besi di dusun sayung Demak ini masih tergolong industri kecil dan menengah . selain itu pemerintah daerah pun mengupayakan kerja sam dengan berbagai pihak untuk mengikut sertakan produk-produk kerajinan pandai besi tersebut mampu bertahan untuk melestarikan tradisi perpandaian . hal ini menjadi sesuatu daya tarik tersendiri .dalam mengkaji perkembangan industri pandai besi di daerah sayung ini . dalam menghadapi arus industralisasi yang semakin pesat ini . perkembangan industri pandai besi ini juga terlibat dari adanya perekrutan pekerja yang memprioritaskan para pekerja laki-laki yang garis keturunanya sebagai pandai besi dan mempunyai kemampuan di bidang  pertukangan besi . selain adanya perubahan dalam bidang ekonomi,adanya industri di sayung demak ini juga telah mengubah struktur sosial masyarakat setempat . dalam kehidupan sehari hari masyarakat desa sayung didasarkan pada hubungan yang bersifat tradisional antara lain faktor kekerabatan dan gotong royong yang sangat penting dalam menjalani kehidupan masyarakat didesa sayung tersendiri .keadaan industri pandai besi ini telah memberikan kontribusi yang cukup besar bagi peruahan sosial ekonomi masyarakt desa sayung . perubahan ekonomi dapat dilihat dari berbagai aspek, yaitu tingkat kesejahteraan masyarakat meliputi keuntunga yang telah didapatkan oleh para pengusaha dan pendapatan pekerja pandai besi ini . perubahan dalam bidang sosial ini adalah bertambahnya golongan baru di dalam bermasyarakat . tingkat pendidikan dan adanya peerubahan gaya hidup .

Fokus kajian pada penyusunan lapooran ini adalah mendeskripsikan pandai besi di desa sayung dan proses pengolahan besi pada pandai besi ini.

2.      TEORI DASAR

2.1.   PARANG

Parang adalah senjata tajam yang tgrerbuat dari besi biasa. Bentuknya relatif sederhana tanpa pernak perni. Kegunaannya adalah sebagai alat potong atau alat tebas (terutama selak belukar) kala pengunaannya keluar masuk hutan. Parang juga digunakan  untuk pertanian

Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia terbitan Balai Pustaka tahun 2005, golok adalah sejenis parang atau pedang yang berukuran pendek. Sedangkan parang sendiri adalah pisau besar namun lebih pendek dari pedang. Sedangkan arti golok dalam Kamus Umum Basa Sunda oleh Lembaga Basa & Sastra Sunda (Penerbit Tarate Bandung tahun 2000), golok adalah bedog, perabot atau alat untuk memotong.

Dalam Ensiklopedi Sunda (Pustaka Jaya 2000) diuraikan pengertian bedog yang merupakan nama alat tajam dari besi baja, ada yang berupa pakakas (perkakas) dan ada yang berupa pakarang (senjata). Bedog, baik yang berupa pakakas maupun yang berupa senjata, dalam bahasa Indonesia disebut golok atau parang. Dari uraian baik dalam kamus maupun ensiklopedi pengertian golok adalah sama dengan bedog. Golok adalah istilah atau nama dalam bahasa Indonesia untuk perkakas atau senjata tajam yang terbuat dari besi baja, yang dalam bahasa Sunda disebut bedog. Melengkapi pengertian golok dari kamus dan ensiklopedi diatas, secara fisik golok (bedog dalam bahasa sunda, bendo dalam bahasa jawa, parang bahasa melayu) adalah nama alat yang termasuk ke dalam perkakas dan senjata tajam, ukurannya lebih besar dari pisau namun lebih pendek dari pedang, memiliki bilah tebal dan lebar yang terbuat dari logam.

2.2.   BAHAN PEMBUATAN

2.2.1.      PEGAS DAUN

Pegas adalah suatu komponen yang berfungsi untuk  menerima beban dinamis dan memberikan kenyamanan dalam berkendara[1]. Pada kendaraan bermotor roda empat, salah satu jenis pegas yang umum digunakan adalah pegas daun. Pegas daun ini pada aplikasinya digunakan untuk menahan beban kendaraan bermotor pada bagian belakang. Oleh karena itu dengan kondisi yang diterima tersebut, maka material pegas daun harus memiliki elastisitas, modulus resilien yang bagus dan diimbangi juga dengan ketangguhan yang tinggi.

Model pegas sendiri juga bervariasi sesuai dengan karakteristik yang dimiliki oleh setiap modelnya, yang tentu berbeda satu dengan yang lainnya. Seperti pegas daun, pegas koil, pegas helix, pegas torsi, pegas cakram dan lain-lain. Sesuai dengan standar proses pembuatan pegas yang ada, maka material yang digunakan dan sifat mekaniknya juga memiliki perbedaan.

Salah satu material dasar yang digunakan untuk pegas daun adalah JIS SUP 9A. Material JIS SUP 9A memiliki kekuatan tarik yang tinggi, kekuatan elastik yang baik dan ketahanan terhadap korosi yang lebih baik dari baja karbon lainnya.

Pada proses produksi material JIS SUP 9A ini, proses laku panas merupakan bagian dari proses finishing, agar sifat mekanik akhir dari material tersebut akan menjadi lebih baik dari material awal (kondisi annealing atau preharden).

2.2.2.      BAJA KARBON

Baja adalah logam paduan, logam besi sebagai unsur dasar dengan karbon sebagai unsur paduan utamanya. Kandungan unsur karbon dalam baja berkisar antara 0.2% hingga 2.1% berat sesuai grade-nya. Fungsi karbon dalam baja adalah sebagai unsur pengeras dengan mencegah dislokasi bergeser pada kisi kristal (crystal lattice) atom besi. Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah (titanium), krom (chromium), nikel, vanadium, cobalt dan tungsten (wolfram). Dengan memvariasikan kandungan karbon dan unsur paduan lainnya, berbagai jenis kualitas baja bisa didapatkan. Penambahan kandungan karbon pada baja dapat meningkatkan kekerasan (hardness) dan kekuatan tariknya (tensile strength), namun di sisi lain membuatnya menjadi getas (brittle) serta menurunkan keuletannya (ductility).

2.2.3.      JENIS BAJA KARBON

   BAJA KARBON RENDAH

·         Kandungan karbonnya < 0,25%C

·         Tidak responsif terhadap perlakuan panas yang bertujuan membentuk martensit

·         Metode penguatannya dengan “Cold Working” ìstruktur mikronya terdiri ferit dan perlit

·         Relatif lunak dan lemah ìulet dan tangguh

·         Mampu mesin dan mampu lasnya baik

·         Murah

·         Aplikasi : bodi mobil,bentuk struktur (profil I, L, C, H), pipa saluran

   BAJA KARBON MEDIUM

·         Kandungan karbonnya: 0,25 – 0,6%C

·         Dapat dinaikkan sifat mekaniknya melalui perlakuan panas austenitizing, quenching, dan tempering

·         Banyak dipakai dalam kondisi hasil tempering sehingga struktur mikronya martensit

·         Lebih kuat dari baja karbon rendah

·         Aplikasi :poros, roda gigi, crankshaft

   BAJA KARBON TINGGI

·         Kandungan karbonnya: 0,6 < % C ≤ 1,7

·         Dapat dinaikkan sifat mekaniknya melalui perlakuan panas austenitizing, quenching, dan tempering

·         Banyak dipakai dalam kondisi hasil tempering sehingga struktur mikronya martensit

·         Paling keras, paling kuat, paling getas di antara baja karbon lainnya

·         Tahan aus

·         Aplikasi :pegas, pisau cukur, kawat kekuatan tinggi, rel kereta api,perkakas potong, dies

2.3     PERLAKUAN PANAS (HEAT TREATMENT)

Proses laku panas adalah suatu proses pemanasan dan pendinginandengan temperatur, waktu tahan dan laju pendinginan tertentu untuk mendapatkan fase dan struktur mikro akhirtertentu dan sifat mekanik yang relatif lebih baik.

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses laku panas:

·      Kadar karbon/unsur paduan

·      Temperatur austenisasi

·      Waktu penahanan (holding time)

·      Laju pendinginan

·      Kondisi permukaan

·      Ukuran benda kerja

2.4              PENDINGINAN (QUENCING)

Quenching adalah suatu proses laku panas dan dingin dengan laju.

      Tujuan Partitioning adalah

a.    Membatasi kelarutan karbon dalam martensit dan memperkaya karbon pada austenit sisa

b.    Memperoleh austenit sisa yang kaya akan karbon dan stabil pada temperatur kamar

c.     Mencegah timbulnya presipitasi karbida

d.   Perbedaan antara proses partitioning, austempering dan tempering.

Berdasarkan struktur akhir yang dihasilkan adalah pendinginan yang cepat yang dilakukan pada suatu media semisal air, oli atau salt bath untuk memperoleh sifat mekanik yang lebih keras.

      Media pendingin yang umum digunakan adalah

1.      Air

2.      Oli  

3.      Salt bath

4.      Air garam/brine

5.      Air dan minyak/emulei

      Menurut prosesnya Quenching dan Partitioning ada 2, yaitu:

1.      One step treatment

2.      Two step treatment

Media penggunaan quenching :

1.      Air

a)      Quenching dapat dilakukan dengan terjun baja panas dalam air. Air yang berdekatan dengan baja panas menguap, dan tidak ada kontak langsung dari air dengan baja. Hal ini memperlambat pendinginan sampai gelembung istirahat dan memungkinkan kontak air dengan baja panas. Sebagai kontak air dan bisul, sejumlah besar panas dipindahkan dari baja.  Dengan agitasi baik, gelembung dapat dicegah dari menempel baja, dan dengan demikian mencegah bintik-bintik lembut.

b)      Air adalah media quenching yang baik cepat, asalkan agitasi baik dilakukan. Namun, air bersifat korosif dengan baja, dan pendinginan cepat kadang-kadang dapat menyebabkan distorsi atau retak.

2.      Air Garam

Air garam adalah media quench lebih cepat daripada air biasa karena gelembung yang rusak dengan mudah dan memungkinkan untuk pendinginan cepat dari bagian. Namun, air garam bahkan lebih korosif daripada air biasa, dan karenanya harus segera dibilas.

3.      Oli

Oil digunakan bila laju pendinginan lebih lambat yang diinginkan. Sejak minyak memiliki titik didih yang sangat tinggi, transisi dari awal pembentukan Martensit untuk menyelesaikan secara lambat dan ini mengurangi kemungkinan retak. Minyak quenching menghasilkan asap, tumpahan, dan terkadang bahaya kebakaran.

4.      Polimer Quench

Memadamkan Polimer yang akan menghasilkan laju pendinginan di antara air dan minyak. Tingkat pendinginan dapat diubah dengan memvariasikan komponen dalam campuran-karena ini terdiri dari air dan beberapa polimer glikol. Memadamkan Polimer mampu menghasilkan hasil berulang dengan kurang korosi dari air dan kurang dari bahaya kebakaran dari minyak. Tapi, hasil ini berulang hanya mungkin dengan pemantauan konstan kimia tersebut.

5.      Cryogenic Quench

Cryogenics atau pembekuan mendalam dilakukan untuk memastikan tidak ada dipertahankan Austenite selama pendinginan. Jumlah Martensit terbentuk pada quenching adalah fungsi dari suhu terendah dijumpai. Pada temperatur tertentu proses quenching ada sejumlah Martensit dan keseimbangan yang untransformed Austenite. Ini Austenite untransformed sangat rapuh dan dapat menyebabkan hilangnya kekuatan atau kekerasan, ketidakstabilan dimensi, atau retak.

Memadamkan biasanya dilakukan untuk suhu kamar. Baja karbon menengah dan paling baja paduan rendah mengalami transformasi menjadi 100 Martensit% pada suhu kamar. Namun, karbon tinggi dan baja paduan tinggi telah mempertahankan Austenite pada suhu kamar. Untuk menghilangkan dipertahankan Austenite, suhu pendinginan harus diturunkan.  Ini adalah alasan untuk menggunakan pendinginan kriogenik.

2.5.    CARBURIZING

Carburizing atau karburisasi adalah cara pengerasan permukaan dengan memanaskan logam (baja) di atas suhu kritis dalam lingkungan yang mengandung karbon.

Berdasarkan media yang memberikan karbon, secara umum ada tiga macam metode dalam proses karburisasi yaitu :

a)      Karburisasi padat (solid carburizing) adalah adalah suatu cara karburisasi yang menggunakan bahan karbon berbentuk padat,

b)      Karburisasi cair (liquid carburizing), adalah suatu cara karburisasi dengan menggunakan bahan karbon berbentuk cair,

c)      Karburisasi gas (gas carburizing)adalah suatu cara karburisasi dengan menggunakan bahan karbon berbentuk gas.

Proses pengerasan permukaan baja dengan metode carburizing cair dilakukan dengan teknik plasma lucutan pijar. Seperti halnya pada proses carburizing padat, ataupun gas, maka pada carburizing plasma lucutan pijar ini, atom-atom karbon dimasukkan kedalam permukaan baja dan berdifusi menghasilkan lapisan baja-karbon yang keras.

Dengan kata lain Carburizing plasma lucutan pijar merupakan suatu proses pengerasan permukaan material (baja) dengan cara pendifusian atom-atom karbon kedalam permukaan material. Proses pendifusian ini memanfaatkan energi listrik dan energi termal (panas). Energi listrik digunakan untuk mengubah atom-atom karbon yang berasal dari gas benzene (C₆H₆) menjadi plasma, dan sekaligus digunakan untuk mendifusikan atom-atom karbon tersebut kedalam permukaan material. Energi termal yang juga dapat berasal dari energi listrik akan mempercepat proses difusi atom karbon.

Atom-atom karbon akan masuk kepermukaan baja dan mengisi ruang-ruang kosong di antara atom-atom besi secara interstisi, sehingga akan terbentuk larutan padat interstisi karbon dalam besi/baja. Terbentuknya larutan padat interstisi ini akan menyebabkan peningkatan kekerasan dari baja. Selain terbentuknya larutan padat interstisi, atom-atom karbon yang masuk ke permukaan akan berikatan kuat dengan atom-atom permukaan (atom-atom Fe) membentuk fase baru yang disebut fasa karbida besi yang mempunyai sifat keras.

v  Kelebihan dan Kelemahan

Kelebihan

1.      Proses carburizing

a)      Proses dilakukan pada suhu yang relatif rendah (maksimal 300⁰C).

b)      Proses carburizing tidak memerlukan waktu yang lama (120 menit).

Kelemahan

1.      Benda kerja

Bagian yang menjadi keras hanya sebatas pada permukaan baja saja, sedangkan pada bagian dalam inti baja tidak mengalami perubahan kekerasan.

2.      Proses carburizing

a)      Proses ini belum dapat menggunakan suhu yang tinggi.

b)      Biaya mahal

Analisis Pengembangan

·         Memodifikasi alat uji yang sudah ada dengan alat baru sehingga dapat dilakukan variasi suhu yang lebih tinggi, contohnya 500-700⁰C.

·         Dengan hal itu bisa meningkatkan kekerasan sampai pada bagian dalam/inti baja.

·         Untuk variasi suhu dapat disesuaikan dengan lama deposisian 150 menit.