2019 : Pengaruh Temperatur Dan Waktu Reaksi Pada Pembentukan Lapisan Keras Niobium Karbida Melalui Proses Powder Pack Thermo-Reactive Diffusion

Sutikno ST., MT.
Fahmi Mubarok ST., M.Sc., Ph.D

External link

Type

RESEARCH

Keywords

-


Abstract

Chisel atau pahat ortopedi merupakan salah satu alat penting yang digunakan dalam mendukung kesuksesan sebuah operasi ortopedi semisal operasi penggantian sendi. Alat ini harus memiliki karakter biokompatibel, memiliki kekerasan dan ketahanan aus yang tinggi sehingga memiliki umur pakai yang lama. Selain itu diharapkan tidak ada partikel aus yang dihasilkan sehingga mengurangi kemungkinan terjadinya iritasi atau toksisitas karena logam pasca operasi. Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk menaikkan kekerasan dan ketahanan aus pahat ortopedi adalah dengan memberikan lapisan keras biokompatibel pada permukaan pahat yang umumnya dibuat dari baja jenis martensitik stainless steel dengan proses thermo-reactive diffusion (TRD). Pada penelitian ini akan dieksplorasi proses pembentukan lapisan keras biokompatibel Niobium Karbida (NbC) dengan proses TRD metode powder pack. Sampel yang akan dilapisi NbC dimasukkan ke dalam wadah reaksi bersama dengan FerroNiobium sebagai bahan paduan utama, aktivator dan inert filler. Wadah reaksi tersebut dipanaskan pada temperatur 850 – 1000 C sehingga akan terjadi reaksi antara elemen niobium yang terionsasi dengan karbon dari baja sehingga terbentuk senyawa niobium karbida dipermukaan baja. Pada penelitian ini akan digunakan baja nirkarat martensitik stainless steel AISI 420 yang memiliki kadar karbon rendah 0.15 wt%C. Hal ini dimaksudkan untuk melihat pengaruh karbon rendah karena umumnya proses TRD dilakukan pada baja karbon tinggi dengan kadar sekitar 1.0 wt%. Pengaruh temperatur dan waktu penahanan reaksi proses TRD akan diteliti secara detail dan dianalisa untuk mendapatkan hasil lapisan niobium karbida yang paling optimal dengan kondisi kadar karbon baja yang rendah. Metode karakterisasi yang akan dilakukan meliputi metalografi untuk mengetahui struktur mikro dari lapisan niobium karbida yang dihasilkan. Pengujian kekerasan dengan micro-vicker untuk memperoleh angka kekerasan. Pengujian x-ray diffraction (XRD) untuk mengetahui fasa senyawa yang terbentuk. Pengujian scanning electron microscope (SEM) untuk mengukur ketebalan dan menganalisa lapisan niobium karbida serta pengujian tribologi untuk melihat tingkat keausan lapisan niobium karbida.