Pengaruh Rasio Campuran Arang Media Carburizing Penggunaan Katalisator Alami Terhadap Kekerasan Permukaan Baja SCM445

The Effect of Charcoal Mixture Ratio in Carburizing Media with the Use of Natural Catalyst on the Surface Hardness of SCM445 Steel

Keausan pada komponen roda gigi transmisi, khususnya pada sepeda motor bebek klasik produksi tahun 1990-an, menjadi permasalahan yang signifikan dalam mempertahankan performa kendaraan. Mengingat keterbatasan komponen OEM serta tingginya biaya pengganti, diperlukan upaya rekondisi melalui peningkatan sifat mekanik permukaan, salah satunya dengan metode pack carburizing.

Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pengaruh variasi rasio campuran media arang batok kelapa dan bambu serta jenis katalisator kalsium karbonat terhadap nilai kekerasan permukaan roda gigi bekas.Metode yang digunakan berupa rancangan faktorial 3×2 dengan variasi rasio media 50:50, 60:40, dan 70:30, serta katalisator CaCO₃ alami (cangkang telur) dan komersil (merk dagang Merck). Proses carburizing dilakukan pada suhu 900 °C selama 60 menit, dilanjutkan dengan pendinginan cepat menggunakan akuades.

Uji kekerasan permukaan dilakukan menggunakan metode Rockwell skala C. Hasil pengujian menunjukkan bahwa variasi media dan jenis katalisator berpengaruh signifikan terhadap peningkatan kekerasan. Spesimen dengan rasio 70:30 dan katalisator komersil (R3K1) menunjukkan nilai kekerasan tertinggi sebesar 66 HRC, meningkat sebesar 25,95% dibandingkan spesimen tanpa perlakuan (52,4 HRC). Sebaliknya, nilai terendah diperoleh pada kombinasi rasio 50:50 dan katalisator alami (R1K2) dengan nilai 61,5 HRC. Temuan ini menunjukkan bahwa kombinasi media karbon berkarakteristik tinggi dan katalisator efektif mampu meningkatkan kekerasan permukaan secara optimal, serta berpotensi sebagai metode rekondisi komponen roda gigi bekas.

Wear on transmission gear components, particularly in classic underbone motorcycles from the 1990s, presents a significant challenge in maintaining mechanical performance. Due to the limited availability and high cost of OEM components, an alternative solution is needed through mechanical property enhancement, one of which is by applying the pack carburizing method.

This study aims to evaluate the effect of varying charcoal media ratios—coconut shell and bamboo—and the type of calcium carbonate catalyst on the surface hardness of used transmission gears. An experimental factorial design (3×2) was employed, utilizing charcoal ratios of 50:50, 60:40, and 70:30, combined with 10% by weight of either natural CaCO₃ (derived from eggshells) or commercial CaCO₃ (Merck). Carburizing was carried out at 900 °C for 60 minutes, followed by rapid quenching in distilled water.

Surface hardness was measured using the Rockwell hardness test on the C scale. The results indicate that both the charcoal ratio and catalyst type significantly affect surface hardness. The highest hardness value was recorded in the 70:30 coconut shell to bamboo ratio with a commercial catalyst (R3K1), reaching 66 HRC—an increase of 25.95% compared to untreated material (52.4 HRC). Conversely, the lowest hardness (61.5 HRC) was obtained with the 50:50 ratio and natural catalyst (R1K2). These findings demonstrate that an optimized combination of high-carbon fixed media and effective catalyst enhances surface hardness, offering a viable method for reconditioning used transmission gears.