Perbandingan Karakterisasi Fisis Dan Mekanis Lapisan Diamond-Like Carbon (DLC) Dengan Teknik Plasma Assisted CVD Dan Perlakuan Panas Pada Tool Steel HSS

Sai fu din

Sai fu din Universitas Muhammadiyah Magelang

Abstrak

Baja perkakas HSS (High Speed Steel) banyak digunakan pada aplikasi bidang teknik sebagai alat iris/potong. Bahan ini masih mempunyai kelemahan yaitu cepat aus dan mudah terkorosi. Kelemahan tersebut dapat dikurangi dengan memberikan lapisan tertentu pada baja HSS. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh lapisan Diamond Like Carbon (DLC) dan perlakuan panas quenching dan tempering terhadap sifat fisis dan mekanis permukaan baja HSS. Sifat fisis yang akan diteliti adalah struktur mikro, sedang sifat mekanis yang ingin diketahui adalah kekerasan dan laju keausan. Baja HSS memiliki variasi komposisi kimia (% berat): 1,15 C; 1,57 Si; 0,32 Mn; 5,43 Cr; 1,43 W dan 0,68 Mo. Pelapisan DLC dilakukan dengan teknik Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition (PACVD) dengan variasi lama pelapisan 1, 2, 3, 4, 5 dan 6 jam pada suhu 300 oC dengan variasi tekanan 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8 dan 2,0 mbar. Perlakuan panas quenching diikuti tempering dengan variasi suhu temper 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500 dan 550 oC. Kekerasan permukaan dapat diketahui dengan menggunakan alat uji kekerasan mikro Vickers dan laju keausan diperoleh dengan uji keausan. Sedangkan struktur mikro dan komposisi kimia diamati dengan mikroskop optik. Pelapisan DLC dengan lama pelapisan 4 jam dan tekanan 1,8 mbar dapat menurunkan kekerasan permukaan tool steel HSS sebesar 62% disertai dengan peningkatan keuletan. Perlakuan panas quenching diikuti tempering dengan suhu temper 550oC dapat menurunkan kekerasan permukaan tool steel HSS sebesar 67% disertai dengan penurunan keausan.

Kata Kunci: DLC-PACVD, quenching, tempering, kekerasan, keausan.

Referensi

Ahmed, M.H., Byrne, J.A., McLaughlin, J.,2012, Evaluation of glycine adsorption on diamond like carbon (DLC) and fluorinated DLC deposited by plasma-enhanced chemical vapour deposition (PECVD), Surface and Coatings Technology, Vol. 209, pp. 8-14.

Almeida, C.N., Ramos, B.C., Da-Silva, N.S., Pacheco-Soares, C., Trava-Airoldi, V.J., Lobo, A.O., Marciano, F.R., 2013, Morphological analysis and cell viability on diamond-like carbon films containing nanocrystalline diamond particles, Applied Surface Science xxx, pp. xxxâ€“ xxx, journal home page: www.elsevier.com/loc ate/apsusc.

Bao, T., Morrison Jr, P.W., Woyczynski, W.A., 2005, Parametric optimization of microhardness of diamond-like carbon films prepared by plasma enhanced chemical vapor deposition, Thin Solid Films 485, pp. 27 â€“ 41

Chen Xinchun, Zhijian Peng, Zhiqiang Fu, Sudong Wu, Wen Yue, Chengbiao Wang, 2011, Microstructural, mechanical and tribological properties of tungsten-gradually doped diamond-like carbon films with functionally graded interlayers, Surface & Coatings Technology 205, pp. 3631â€“3638.

Cho, H., Kim, S., Ki, H., 2012, Pulsed laser deposition of functionally gradient diamond-like carbon (DLC) films using a 355 nm picosecond laser, Acta Materialia 60, pp. 6237â€“6246.

Dearnaley, G., Arps, J. H., 2005, Biomedical application of diamond-like carbon (DLC) coatings: A review, Surface & Coatings Technology 200, pp. 2518-2524.

Fu Zhiqiang, Sun Jian, Wang Chengbiao, Zhang Wei, Yue Wen, Peng Zhijian, Yu Xiang, Lin Songsheng, Dai Mingjiang, 2013, Tribological performance of DLC coatings deposited by ion beam deposition under dry friction and oil lubricated conditions, Vacuum 94, pp. 14-18.

Gun-Ho Noh, Adela Bordeanu, Ju-kyung Lee, Jae-Chul Pyun, 2003, Development of a diamond-like carbon (DLC) electrode for brake fluid monitoring, Current Applied Physics 9, pp. 243â€“245

Jian Sun, Zhi-qiang Fu, Wei Zhang, Cheng-biao Wang, Wen Yue, Song-sheng Lin, Ming-jiang Dai, 2013, Friction and wear of Cr-doped DLC films under different lubrication Conditions, Vacuum 94, pp. 1-5.