Permukaan Logam Masih Dicat, Boleh Langsung Hardness Test? 5 Risiko yang Sering Diabaikan

Hardness tester ditempelkan pada komponen, impact dilakukan, lalu angka kekerasan muncul seperti biasa. Masalahnya, permukaan logam tersebut masih tertutup cat atau coating. Apakah hasilnya benar-benar menunjukkan kekerasan logam di bawahnya?

Jawabannya tidak sesederhana melihat apakah alat berhasil menampilkan angka.

Dalam pengujian material, kita perlu menentukan terlebih dahulu bagian mana yang sebenarnya ingin diukur. Apakah kekerasan logam induk, kekerasan lapisan, atau justru ketebalan coating?

Ketiganya merupakan pertanyaan berbeda dan tidak otomatis dapat dijawab menggunakan metode pengujian yang sama.

Jawaban singkat: jika tujuan pengujian adalah mengetahui kekerasan logam atau substrate, hasil hardness test yang dilakukan langsung melalui cat atau lapisan tidak boleh otomatis dianggap mewakili substrate. Sifat, ketebalan, dan jenis coating dapat berbeda dari logam di bawahnya. Metode, kondisi permukaan, serta persiapan area pengujian perlu mengikuti prosedur dan persyaratan instrumen yang digunakan.

Kenapa Coating Bisa Membuat Hardness Test Menjadi Membingungkan?

Bayangkan sebuah poros baja yang dilapisi material pelindung.

Secara sederhana terdapat dua material:

• lapisan paling luar atau coating;
• logam dasar atau substrate.

Keduanya tidak harus mempunyai sifat mekanis yang sama.

Penelitian Indonesia mengenai hard chrome pada baja karbon S45C memperlihatkan hal ini dengan jelas. Peneliti membandingkan kekerasan material sebelum dan setelah pelapisan hard chrome serta melakukan pengujian pada bagian lapisan dan logam induk.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa lapisan hard chrome memiliki karakteristik kekerasan yang jauh berbeda dibandingkan material dasarnya.

Artinya, ketika sebuah permukaan mempunyai lapisan tambahan, pertanyaan:

“Berapa hardness benda ini?”

sebenarnya masih terlalu umum.

Pertanyaan yang lebih tepat adalah:

“Hardness bagian yang mana?”

5 Risiko Mengukur Hardness Logam Langsung di Atas Coating

1. Angka yang Muncul Belum Tentu Mewakili Logam Induk

Ini kesalahan interpretasi yang paling penting.

Hardness tester memberikan hasil berdasarkan respons material pada area pengujian. Jika di antara alat dan substrate terdapat lapisan lain, kondisi kontak pengujian sudah berbeda dibandingkan permukaan logam tanpa lapisan.

Contohnya:

• cat;
• powder coating;
• hard chrome;
• lapisan nikel;
• coating tahan aus;
• lapisan hasil surface treatment tertentu.

Masing-masing mempunyai sifat fisik dan mekanis berbeda.

Karena itu, jangan menggunakan logika:

“Alat bisa membaca angka, berarti angka tersebut pasti hardness substrate.”

Kemampuan alat menghasilkan nilai tidak sama dengan validitas interpretasi nilai tersebut.

2. Coating Keras Bisa Memberikan Gambaran Berbeda dari Substrate

Tidak semua coating lebih lunak daripada logam.

Beberapa lapisan justru sengaja dibuat untuk meningkatkan:

• kekerasan permukaan;
• ketahanan aus;
• ketahanan abrasi;
• atau karakteristik permukaan lainnya.

Hard chrome merupakan contoh yang mudah dipahami.

Dalam penelitian yang diterbitkan di Quantum Teknika, pelapisan hard chrome pada baja S45C menghasilkan kekerasan lapisan yang lebih tinggi dibandingkan material tanpa perlakuan.

Penelitian BRIN mengenai coating dengan metode HVOF juga melakukan pengujian secara terpisah pada:

• substrate;
• interface;
• dan top coating.

Pemisahan lokasi tersebut menunjukkan bahwa sifat mekanis lapisan dan logam induk memang perlu dibedakan ketika dianalisis.

Jadi apabila tujuan QC adalah mengevaluasi substrate, hasil dari lapisan terluar tidak boleh langsung dianggap sebagai karakter logam dasarnya.

3. Coating Lunak Juga Bisa Mengubah Kondisi Tumbukan

Masalah sebaliknya dapat terjadi pada cat atau lapisan yang relatif lebih lunak.

Metode Leeb bekerja menggunakan prinsip rebound. Impact body mengenai permukaan, kemudian respons pantulannya digunakan untuk menentukan nilai hardness.

Secara prinsip, jika permukaan yang pertama kali menerima impact bukan permukaan logam yang hendak dievaluasi, respons pengujian dapat berbeda dari kondisi substrate terbuka.

Besarnya pengaruh tidak dapat disimpulkan hanya berdasarkan warna atau penampilan coating.

Beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan antara lain:

• jenis lapisan;
• ketebalan;
• kekerasan lapisan;
• adhesi terhadap substrate;
• kondisi permukaan;
• serta metode hardness yang digunakan.

Karena itu, jika tujuan pengujian adalah substrate, ikuti persyaratan permukaan pada manual alat dan metode pengujian yang digunakan.

4. Membandingkan Komponen Coated dan Uncoated Bisa Menghasilkan Kesimpulan yang Salah

Misalnya QC mempunyai dua komponen dari material yang sama.

Jika kondisi permukaannya berbeda, membandingkan kedua angka secara langsung dapat menimbulkan pertanyaan:

Apakah perbedaannya berasal dari substrate?

Atau justru berasal dari lapisan dan kondisi permukaan?

Tanpa mengendalikan kondisi pengujian, QC tidak mempunyai dasar yang cukup kuat untuk membedakan keduanya.

Karena itu, ketika data akan dibandingkan, usahakan kondisi pengukurannya juga konsisten berdasarkan prosedur pengujian.

5. Salah Memilih Metode Bisa Membuat QC Mengukur Parameter yang Salah

Ini sering terjadi karena istilah “hardness” digunakan untuk banyak hal.

Padahal ada perbedaan antara:

• kekerasan logam dasar;
• kekerasan lapisan logam;
• kekerasan coating cat;
• dan ketebalan coating.

Jika pertanyaan QC adalah:

“Seberapa keras baja di bawah coating?”

maka yang dibutuhkan adalah pengujian hardness pada substrate dengan metode yang sesuai.

Jika pertanyaannya:

“Seberapa keras permukaan cat ini?”

maka metode coating hardness dapat lebih relevan.

Alat-Test.com memiliki pembahasan tersendiri mengenai hal tersebut pada artikel pencil hardness tester untuk quality control coating.

Sementara jika pertanyaannya:

“Berapa ketebalan cat yang menempel pada logam?”

yang dibutuhkan adalah coating thickness measurement, bukan hardness tester logam.

Bedakan Dulu: Substrate Hardness, Coating Hardness, atau Coating Thickness?

Satu alat tidak perlu dipaksakan untuk menjawab keempat pertanyaan tersebut.

Pilih metode berdasarkan parameter yang ingin diketahui, bukan berdasarkan alat yang kebetulan tersedia.

Bagaimana Jika Komponen Sudah Terlanjur Dicat?

Kondisi ini umum terjadi pada maintenance atau final inspection.

Komponen mungkin sudah:

• dicat;
• dilapisi anti-korosi;
• dipasang di mesin;
• atau berada dalam kondisi siap operasi.

Sementara tim engineering membutuhkan data hardness substrate.

Dalam kondisi seperti ini, jangan langsung menghilangkan lapisan sembarangan.

Surface preparation sebaiknya dilakukan oleh personel yang berwenang sesuai prosedur perusahaan karena penghilangan coating dapat memengaruhi perlindungan korosi, garansi, atau kondisi komponen.

Secara umum, workflow pengambilan keputusan dapat dimulai seperti berikut:

1. Tentukan material apa yang ingin diukur.
   Apakah coating atau substrate?
2. Identifikasi jenis coating.
   Cat biasa, hard chrome, plating, atau treatment lain?
3. Periksa metode hardness.
   Apakah metode tersebut sesuai dengan benda kerja dan parameter yang ingin diukur?
4. Periksa manual instrumen dan standar.
   Pastikan kebutuhan kondisi permukaan dipenuhi.
5. Tentukan area uji yang disetujui.
   Untuk substrate testing, persiapan area dilakukan sesuai SOP oleh personel yang berwenang.
6. Dokumentasikan lokasi.
   Catat area yang diuji sehingga hasil dapat ditelusuri kembali.
7. Pulihkan perlindungan permukaan jika diperlukan.
   Ikuti prosedur maintenance atau coating perusahaan.

Jangan Asal Membersihkan Permukaan dengan Cara Agresif

Persiapan permukaan bukan berarti semakin banyak material yang dihilangkan semakin baik.

Jika preparasi dilakukan terlalu agresif, kondisi permukaan substrate sendiri dapat berubah.

Misalnya terdapat:

• panas lokal;
• goresan dalam;
• deformasi;
• atau perubahan profil permukaan.

Kondisi tersebut berpotensi menambah variabel baru pada pengujian.

Karena itu, surface preparation sebaiknya mengikuti metode yang digunakan dan dilakukan oleh personel yang memahami prosedur inspeksi.

Tujuannya adalah memperoleh area pengujian yang representatif, bukan sekadar membuat permukaan terlihat mengkilap.

SNI 8461:2017 sebagai Acuan Metode Leeb di Indonesia

Untuk pengujian Leeb pada besi dan baja, Indonesia memiliki SNI 8461:2017 – Metode Uji Kekerasan Leeb untuk Besi dan Baja.

Standar tersebut merupakan adopsi identik ASTM A956-12 dan membahas beberapa aspek penting dalam pengujian, termasuk:

• peralatan;
• benda atau bagian uji;
• verifikasi alat;
• prosedur;
• perhitungan hasil;
• konversi nilai;
• dan pelaporan.

Standar juga membedakan berbagai impact device serta koreksi arah tumbukan.

Perlu diperhatikan bahwa ruang lingkup SNI tersebut secara spesifik adalah besi dan baja. Untuk material lain yang didukung oleh sebuah hardness tester, pengguna tetap perlu merujuk manual instrumen, spesifikasi material, dan metode pengujian yang sesuai.

Bagaimana dengan Nitriding, Carburizing, dan Hard Chrome?

Lapisan atau zona keras hasil surface treatment membutuhkan perhatian khusus.

Tujuan proses seperti:

• nitriding;
• carburizing;
• hard chrome plating;
• dan surface hardening lainnya

justru adalah mengubah karakteristik area permukaan.

Karena itu, jika tujuan inspeksi adalah mengetahui karakter lapisan atau case tersebut, jangan otomatis menggunakan pendekatan yang sama seperti pemeriksaan bulk material.

Metode pengujian perlu disesuaikan dengan:

• ketebalan area keras;
• kedalaman penetrasi pengujian;
• ukuran benda;
• geometri;
• serta standar yang berlaku.

Untuk memahami mengapa dua metode portable dapat cocok untuk benda kerja yang berbeda, Anda juga dapat membaca pembahasan perbedaan metode UCI dan Leeb di Alat-Test.com.

Kapan Leeb Hardness Tester Tetap Menjadi Pilihan yang Praktis?

Metode Leeb tetap mempunyai keunggulan untuk inspeksi lapangan ketika digunakan pada benda kerja yang sesuai.

Contoh kebutuhan yang umum antara lain:

• incoming inspection material logam;
• outgoing inspection;
• komponen mesin berukuran besar;
• shaft;
• housing;
• struktur baja;
• verifikasi setelah heat treatment;
• dan pemeriksaan langsung di area produksi.

Portabilitas menjadi keuntungan besar karena komponen tidak selalu perlu dibawa ke alat laboratorium yang menetap.

Namun semakin mudah sebuah alat digunakan, semakin penting memastikan prosedurnya tidak disederhanakan berlebihan.

Portable bukan berarti bebas dari persyaratan benda uji.

PCE-2550-ICA untuk Pengujian Kekerasan Logam secara Portabel

Salah satu perangkat yang tersedia di Alat-Test.com adalah Material Tester PCE-2550-ICA incl. ISO Calibration Certificate.

PCE-2550-ICA merupakan portable metal hardness tester berbasis metode rebound Leeb dengan Type D impact device.

Perangkat ini mendukung beberapa satuan hardness, yaitu:

• HL;
• HB;
• HRB;
• HRC;
• HRA;
• HV;
• dan HS.

Rentang Leeb-nya berada pada 170–960 HLD dan perangkat mendukung pengukuran dari berbagai arah hingga 360° sesuai kemampuan sistemnya.

Fitur internal memory juga membantu ketika pengguna perlu menyimpan sejumlah hasil dalam proses inspection.

Varian ICA menyertakan ISO Calibration Certificate, sehingga dapat dipertimbangkan oleh organisasi yang membutuhkan dokumentasi kalibrasi dalam paket pengadaan.

Namun keberadaan sertifikat kalibrasi tidak menghilangkan persyaratan dasar pengujian.

Alat yang terkalibrasi tetap dapat menghasilkan data yang salah konteks jika substrate, coating, kondisi permukaan, atau metode yang dipilih tidak sesuai dengan tujuan inspeksi.

Contoh Kasus: Shaft yang Sudah Dicat Setelah Overhaul

Bayangkan sebuah shaft selesai menjalani overhaul.

Permukaannya sudah mendapatkan perlindungan coating dan komponen siap dipasang kembali. Tim maintenance kemudian diminta memastikan hardness material pada salah satu area.

Ada dua pendekatan yang sangat berbeda.

Pendekatan 1: Langsung Mengukur di Atas Cat

Alat menghasilkan angka.

Tetapi QC kemudian menghadapi pertanyaan:

• seberapa besar lapisan memengaruhi respons;
• apakah angka mewakili coating atau substrate;
• apakah hasil dapat dibandingkan dengan data hardness sebelumnya yang diukur pada bare metal.

Ketidakpastian interpretasinya menjadi tinggi.

Pendekatan 2: Tentukan Dulu Tujuan dan Area Uji

Jika yang dibutuhkan adalah substrate hardness, tim menentukan area yang boleh dipersiapkan sesuai prosedur maintenance.

Setelah kondisi permukaan memenuhi metode pengujian, hardness diukur dan lokasi hasil didokumentasikan.

Jika coating harus dikembalikan setelah inspeksi, proses tersebut ditangani sesuai prosedur perlindungan permukaan perusahaan.

Pendekatan kedua membutuhkan sedikit lebih banyak perencanaan, tetapi data yang diperoleh mempunyai konteks yang jauh lebih jelas.

Jangan Membandingkan Data Lama dan Baru Tanpa Melihat Kondisi Permukaan

Ini juga penting dalam trending.

Misalnya:

Jika Data C berbeda, jangan langsung menyimpulkan:

“Material mengalami perubahan hardness.”

Prosedur dan kondisi pengukuran terlebih dahulu perlu dibandingkan.

Trending yang baik membutuhkan kondisi pengujian yang dapat dibandingkan.

Checklist Sebelum Hardness Test pada Komponen Berlapis

FAQ Hardness Test pada Logam Berlapis Cat

Apakah hardness tester Leeb bisa digunakan langsung di atas cat?

Jika tujuan pengujian adalah mengetahui hardness substrate, jangan otomatis menganggap hasil yang diperoleh melalui lapisan cat mewakili logam di bawahnya. Periksa persyaratan permukaan dalam manual instrumen dan metode pengujian yang digunakan.

Apakah cat selalu membuat hasil hardness lebih rendah?

Tidak dapat disimpulkan demikian secara universal. Pengaruh lapisan bergantung pada jenis, sifat, ketebalan, dan metode pengujian. Beberapa coating bahkan mempunyai kekerasan lebih tinggi daripada substrate.

Apakah hard chrome bisa diuji dengan hardness tester biasa?

Pengujian hard chrome membutuhkan metode yang sesuai dengan karakter dan ketebalan lapisan. Jika yang ingin diketahui adalah kekerasan coating, metode harus mampu mengevaluasi lapisan tersebut tanpa hasil didominasi substrate.

Apakah coating harus selalu dihilangkan sebelum hardness test?

Tergantung tujuan dan metode pengujian. Jika yang ingin diukur adalah substrate, area uji perlu memenuhi persyaratan metode yang digunakan. Persiapan atau penghilangan coating sebaiknya mengikuti SOP dan dilakukan oleh personel yang berwenang.

Apa bedanya coating hardness dan coating thickness?

Coating hardness menggambarkan karakteristik mekanis kekerasan lapisan, sedangkan coating thickness mengukur tebal lapisan. Keduanya merupakan parameter berbeda dan biasanya memerlukan metode pengukuran berbeda.

Apakah sertifikat kalibrasi membuat hasil tetap valid meskipun permukaannya tidak sesuai?

Tidak. Sertifikat kalibrasi berkaitan dengan kondisi dan performa instrumen pada proses kalibrasi. Validitas pengujian juga membutuhkan metode, benda kerja, kondisi permukaan, setting, dan prosedur yang sesuai.

Kesimpulan

Jika permukaan logam masih dilapisi cat atau coating, jangan menjadikan munculnya angka pada hardness tester sebagai bukti bahwa hardness substrate sudah berhasil diukur.

Mulailah dari pertanyaan yang ingin dijawab:

Apakah QC membutuhkan hardness logam dasar, hardness coating, atau ketebalan coating?

Setelah itu barulah metode pengujian dipilih.

Penelitian material di Indonesia menunjukkan bahwa suatu lapisan dapat mempunyai karakteristik hardness yang berbeda secara signifikan dari logam induknya. Karena itu, membedakan coating dan substrate bukan detail kecil, tetapi bagian penting dari interpretasi hasil.

Untuk kebutuhan pemeriksaan hardness logam secara portabel dengan metode Leeb, PCE-2550-ICA dapat dipertimbangkan ketika karakter benda kerja dan kondisi permukaannya memenuhi kebutuhan metode. Varian ICA juga dilengkapi dokumentasi ISO Calibration Certificate.

Prinsip akhirnya sederhana: sebelum mengukur hardness, pastikan terlebih dahulu material mana yang sebenarnya sedang Anda ukur.

Referensi

1. Badan Standardisasi Nasional / Direktorat Jenderal Bina Marga.
   SNI 8461:2017 – Metode Uji Kekerasan Leeb untuk Besi dan Baja (ASTM A956-12, IDT).
   Standar nasional yang membahas perangkat, bagian uji, verifikasi alat, prosedur, perhitungan hasil, dan pelaporan pengujian Leeb pada besi dan baja.
   Lihat sumber resmi.
2. Priyambodo, B. H., Margono, & Nugroho, K. C. (2021).
   Analisis Lapisan Hard Chrome dengan Heat Treatment terhadap Kekerasan dan Struktur Mikro pada Permukaan Baja Karbon S45C.
   Quantum Teknika, Vol. 3 No. 1.
   Penelitian menunjukkan perbedaan karakteristik kekerasan antara baja S45C, lapisan hard chrome, dan lapisan setelah perlakuan panas.
   Lihat referensi.
3. Naufal, M. L., dkk. (2020).
   Penelitian karakterisasi coating menggunakan metode HVOF yang melakukan evaluasi kekerasan pada substrate, interface, dan top coating secara terpisah.
   Urania / publikasi BRIN.
   Lihat referensi.