APLIKASI SPUTTERING TUNGSTEN DAN IMPLANTASI NITROGEN PADA BAJA AISI 410 SEBAGAI CUTTING INSTRUMENT PERALATAN MEDIS

Abstract

Baja tahan karat martensitik AISI 410 digunakan secara luas untuk berbagai peralatan industri maupun peralatan medis.Sifat tahan karat baja AISI 410 dapat ditingkatkan dengan memberikan perlakuan permukaan, salah satunya dengan sputtering dan implantasi ion. Sputtering dan implantasi ion pada permukaan memiliki keunggulan, yaitu proses dapat dilakukan pada temperatur rendah, kedalaman penetrasi dapat diatur dan tidak menyebabkan distorsi. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui pengaruh sputtering tungsten dan implantasi ion nitrogen terhadap keausan baja tahan karat AISI 410.
Proses perlakuan sputtering tungsten menggunakan teknik d.c magnetron sputtering, dan implantasi ion nitrogen menggunakan implantor ion milik BATAN Yogyakarta. Material target sputtering adalah tungsten dengan tingkat kemurnian 99,95% dalam bentuk padat, sedangkan nitrogen dalam bentuk gas diimplantasikan dengan energi 100 keV dan arus 10 μA. Bahan substrat baja tahan karat AISI 410 dibubut sehingga memiliki diameter 14 mm dan tebal 3 mm. Material diampelas, dipoles, dan dibersihkan dengan ultrasonic cleaner, dan selanjutnya substrat disputtering dengan tungsten dengan variasi waktu 20, 30, 40, 50 dan 60 menit, untuk memperoleh kekerasan yang optimum. Substrat hasil sputtering maksimum selanjutnya diimplantasi dengan menggunakan gas nitrogen dengan variasi waktu 20, 30, 40,dan 50 menit dan selanjutnya diuji kekerasan dan uji aus.
Dari pengujian mikrohardness diperoleh hasil bahwa kekerasan maksimum diperoleh pada saat sputtering tungsten 50 menit sebesar 225 HVN.Sedangkan kekerasan maksimum implantasi nitrogen diperoleh pada waktu implantasi 30 menit sebesar 320 HVN. Hasil uji keausan maksimum diperoleh waktu implantasi 30 menit sebesar 30,138 x 10-5mm2/kg