Pengaruh waktu dan jarak pada pelapisan krom keras baja karbon rendah - USD Repository

Gratis

0
4
71
9 months ago
Preview
Full text
(1)PENGARUH WAKTU DAN JARAK PADA PELAPISAN KROM KERAS BAJA KARBON RENDAH TUGAS AKHIR Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Mesin Diajukan oleh YOHANES EKO CHRISTIANTO NIM : 095214006 Kepada PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2014 i

(2) THE EFFECT OF TIME AND DISTANCE ON HARD CHROME PLATING CARBON STEEL FINAL PROJECT As Partial Fulfillment Of The Requirement To Obtain Sarjana Teknik Degree Mechanical Engineering Study Program By YOHANES EKO CHRISTIANTO Student Number : 095214006 To MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM DEPARTMENT OF ME FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2014 ii

(3) iii

(4) iv

(5) v

(6) vi

(7) ABSTRAK Christianto, Yohanes Eko (2014). Pengaruh Waktu dan Jarak Pada Pelapisan Krom Keras Baja Karbon Rendah. Tugas Akhir. Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Wilayah Indonesia yang cukup luas memiliki potensi energi angin yang melimpah. Energi angin bisa dimanfaatkan secara maksimal untuk menghasilkan energi listrik dengan menggunakan kincir angin. Bagian kontruksi kincir angin membutuhkan komponen yang mempunyai ketahanan kekerasan pada permukaan yang lebih baik. Untuk meningkatkan kekerasan salah satu caranya dengan metode hard chrome plating. Tujuan penelitian adalah: (1) Melakukan proses Hard Chrome Plating pada baja karbon rendah 0,254% C, (2) Mengetahui peningkatan kekerasan lapisan pada permukaan lapisan baja karbon rendah setelah proses pelapisan dengan variasi waktu, (3) Mengetahui peningkatan kekerasan lapisan pada permukaan lapisan baja karbon rendah setelah proses pelapisan dengan variasi jarak. Pada penelitian ini spesimen yang digunakan adalah baja karbon rendah 0,254 % C. Material baja karbon rendah yang digunakan mempunyai kekerasan 151,47 HV 0,1 / 15. Dimensi dari spesimen adalah panjang 40 mm, lebar 35 mm, dan tebal 6,8 mm. Variabel yang diukur pada penelitian ini : (1) Waktu yang digunakan lamanya pelapisan (t), (2) Jarak antara katoda dan anoda dalam proses pelapisan (l). Dari penelitian dapat disimpulkan bahwa: (1) Tegangan 12 volt dan jarak 150 mm dengan waktu pelapisan 240 menit nilai kekerasan sebesar 532,57 HV mencapai nilai terbaik dalam variasi waktu. Waktu pelapisan memberikan kesempatan kepada partikel-partikel krom menempel lebih banyak pada katoda, menghasilkan lapisan lebih tebal dan meningkatkan kekerasan pada permukaan spesimen, (2) Tegangan 12 volt dan waktu pelapisan 120 menit dengan jarak 80 mm nilai kekerasan sebesar 414,16 HV mencapai nilai terbaik dalam variasi jarak. Semakin kecil jarak, semakin besar kuat arus. Kuat arus mempengaruhi jumlah partikel-partikel krom menempel pada katoda. Hasilnya lapisan katoda menebal dan permukaan spesimen meningkat kekerasannya. Kata Kunci : baja karbon, elektroplating, hard chrome vii

(8) ABSTRACT Christianto, Yohanes Eko (2014). The Effect of Time and Distance on Hard Chrome Plating Carbon Steel. Final Paper. Mechanical Engineering, Faculty of Science and Technology, Sanata Dharma University, Yogyakarta. Indonesia’s region is extremely broad so that there is lots of considerable wind energy potential. Wind energy could be best used to produce electrical energy by using windmill. Parts of windmill construction need a component which has hardness resistance towards better surface. In order to increase the hardness resistance, one of the ways is by using Hard Chrome Plating method. The objectives of this study are: (1) Employing Hard Chrome Plating process by using low carbon steel 0.254% C, (2) Knowing the increase of hardness resistance towards low carbon steel surface after the coating process with Time and Distance variations. The specimen of this study is low carbon steel 0.254% C. Materials hardness of low carbon steel is 151.47 HV 0.1/15. Specimen’s dimension is length 40 mm, width 35 mm and thickness 6.8 mm. Variables measured in this study are: (1) Time spent in the coating process (T), (2) Distance between cathode and anode in the coating process. The result of this study can be concluded as: (1) the hardness value with the Tension 12 Volt, Distance 150 mm and Coating Time spent 240 minutes is 532.57 HV and it reaches the best values with Time variation. Coating time spent gives opportunity to chrome particles to adhere to the cathode more producing thicker coating and increase hardness to specimen’s surface, (2) Tension 12 V and Coating Time spent 120 minutes with Distance 80 mm produces hardness value 414.16 HV. The best value is in the distance variation. The smaller the distance, the greater the strong currents. Strong currents affect the amount of chromium particles attached to the cathode. The result cathode layer thickens and increases surface hardness specimens. Keywords: carbon steel, electroplating, hard chrome viii

(9) KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus, atas berkat, rahmat, dan karunia-Nya yang diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan lancar dan tepat pada waktunya. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi persyaratan mencapai derajat sarjana S-1 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang tak terhingga kepada pihak-pihak yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan penelitian ini, khususnya kepada : 1. Ibu Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi. 2. Bapak Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin. 3. Bapak Budi Setyahandana, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir. 4. Bapak Doddy Purwadianto, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing Akademik. 5. Seluruh Dosen, Staf dan Karyawan Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi, atas bimbingan dan fasilitas yang diberikan. 6. Kepada Bapak Christoforus Mansur, S.Pd. dan Ibu Eulampia Titiek Sawitri, S.Pd., selaku orangtua penulis, yang telah memberi motivasi dan doa sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir. 7. Kepada Lucia Nino Dewanti, S.Pd. yang selalu menemani penulis. 8. Dika, Tendi, Paijo Dodo, Kadek, Pak Wo, Kang Andri, Cak nuk, Bu Prapti, Mbak Deni, Bu Kos, Blek Candra, dan anak kos prasetiar yang telah membantu penulis. 9. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin Sanata Dharma. 10. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu dan yang telah memberikan bantuan dalam penulisan Tugas Akhir. ix

(10) Akhir kata, dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini penulis merasa masih banyak kekurangan-kekurangan baik pada teknis penulisan maupun materi, mengingat akan kemampuan yang dimiliki penulis. Untuk itu kritik dan saran dari semua pihak sangat penulis harapkan demi penyempurnaan pembuatan laporan Tugas Akhir ini. x

(11) DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i TITLE PAGE .................................................................................................. ii HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING............................................... iii HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... iv PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR................................................ v LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .......................................... vi ABSTRAK ..................................................................................................... vii ABSTRACT…………………………………………………………..………... viii KATA PENGANTAR…………………………………………………………. ix DAFTAR ISI .................................................................................................. xi DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xv DAFTAR TABEL…………………………………………………………..... xvii BAB I ............................................................................................................. 1 1.1 Latar Belakang .................................................................................. 1 1.2 Rumusan Masalah ............................................................................. 2 1.3 Tujuan Penelitian .............................................................................. 3 1.4 Manfaat Penelitian................................................................................. 4 1.5 Batasan Masalah ............................................................................... 4 xi

(12) BAB II ............................................................................................................ 5 2.1 Tinjauan Pustaka ............................................................................... 5 2.2 Dasar Teori ....................................................................................... 6 2.2.1 Pengertian Elektroplating ........................................................... 7 2.2.2 Proses Pelapisan Elektroplating .................................................. 7 2.2.3 Prinsip Kerja Elektroplating ....................................................... 8 2.2.4 Macam-Macam Pelapisan Krom................................................... 9 2.2.5 Kondisi yang Perlu Diperhatikan Pada Saat Proses Elektroplating ................................................................................ 10 2.3 Pengujian Kekerasan............................................................................. 11 BAB III........................................................................................................... 14 3.1 Diagram Penelitian ............................................................................ 14 3.2 Deskripsi Spesimen ........................................................................... 15 3.3 Skema Alat........................................................................................ 16 3.4 Proses Pembuatan Spesimen .............................................................. 17 3.5 Peralatan Penelitian ........................................................................... 18 3.6 Proses Pembuatan Larutan ................................................................. 26 3.7 Variabel yang divariasikan................................................................... 30 3.8 Variabel yang diukur............................................................................. 30 3.9 Proses Pelapisan.................................................................................... 30 xii

(13) 3.10 Pengujian Komposisi............................................................................ 32 3.11 Pengujian Kekerasan............................................................................. 35 BAB IV .......................................................................................................... 36 4.1 Perhitungan Hasil Uji Kekerasan ....................................................... 36 4.2 Data Hasil Percobaan ........................................................................ 39 4.3 Grafik Hasil Uji Kekerasan ............................................................... 42 4.3.1 Grafik Hubungan Tegangan dan Jarak dengan Waktu................. 42 4.3.2 Grafik Hubungan Tegangan dan Waktu dengan Jarak ................. 44 BAB V ............................................................................................................ 46 5.1 Kesimpulan ......................................................................................... 46 5.2 Saran ................................................................................................... 47 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 48 LAMPIRAN ................................................................................................... 49 Tabel 1. Hasil data tebal lapisan krom pada spesimen variasi waktu ...... 49 Tabel 2. Hasil data tebal lapisan krom pada spesimen variasi jarak ........ 50 Hasil uji komposisi baja karbon rendah .................................................... 51 Proses pengujian ketebalan pada spesimen ............................................... 52 Hasil pelapisan dengan variasi waktu 150 menit ....................................... 52 Hasil pelapisan dengan variasi waktu 180 menit ....................................... 52 Hasil pelapisan dengan variasi waktu 210 menit ....................................... 53 Hasil pelapisan dengan variasi waktu 240 menit ....................................... 53 xiii

(14) Hasil pelapisan dengan variasi jarak 80 mm ............................................. 53 Hasil pelapisan dengan variasi jarak 120 mm ........................................... 54 Hasil pelapisan dengan variasi jarak 160 mm ........................................... 54 Hasil pelapisan dengan variasi jarak 200 mm ........................................... 54 xiv

(15) DAFTAR GAMBAR Gambar 3.1 Diagram alir penelitian ............................................................ 14 Gambar 3.2 Spesimen ................................................................................ 15 Gambar 3.3 Skema Alat ............................................................................. 16 Gambar 3.4 Bak larutan elektrolit ............................................................... 18 Gambar 3.5 Rectifier .................................................................................. 18 Gambar 3.6 Kawat tembaga ....................................................................... 19 Gambar 3.7 Anoda ..................................................................................... 19 Gambar 3.8 Pipa tembaga .......................................................................... 20 Gambar 3.9 Katoda / Benda kerja ............................................................... 20 Gambar 3.10 Rak kayu ................................................................................. 21 Gambar 3.11 Ampere meter.......................................................................... 22 Gambar 3.12 Outside mikrometer ................................................................ 22 Gambar 3.13 Vernier caliper ......................................................................... 23 Gambar 3.14 Penggaris mika ....................................................................... 23 Gambar 3.15 Metal polish ............................................................................ 24 Gambar 3.16 Mesin polish ........................................................................... 24 Gambar 3.17 Heater ..................................................................................... 25 Gambar 3.18 Mesin uji kekerasan ................................................................ 25 Gambar 3.19 Asam kromat ........................................................................... 26 Gambar 3.20 Asam sulfat ............................................................................. 27 Gambar 3.21 Aquades .................................................................................. 28 Gambar 3.22 Katalis .................................................................................... 28 Gambar 3.23 Alat uji komposisi ................................................................... 33 Gambar 3.24 Elektroda uji komposisi........................................................... 34 Gambar 4.1 Perbandingan nilai kekerasan base material dengan nilai kekerasan dengan variasi waktu pada tegangan 12 volt dan jarak 150 mm ........................................................................... 42 xv

(16) Gambar 4.2 Perbandingan nilai kekerasan base material dengan nilai kekerasan dengan variasi jarak pada tegangan 12 volt dan waktu pelapisan 120 menit ....................................................... 44 xvi

(17) DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Komposisi larutan hard chrome .................................................. 29 Tabel 3.1 Hasil uji komposisi baja karbon rendah 0,254 %C...................... 32 Tabel 4.1 Nilai Kekerasan Base Material................................................... 39 Tabel 4.2 Nilai kekerasan dan data dari variasi waktu ................................ 40 Tabel 4.3 Nilai kekerasan dan data dari variasi jarak.................................. 41 xvii

(18) BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Wilayah Indonesia yang cukup luas memiliki potensi sumber daya alam yang sangat banyak. Salah satu potensi yang dimiliki adalah energi angin yang tidak terbatas dan belum digarap semaksimal mungkin untuk kebutuhan rakyat Indonesia sendiri. Energi angin bisa dimanfaatkan secara maksimal untuk keperluan orang banyak. Energi angin salah satu kegunaannya adalah untuk menghasilkan energi listrik dengan menggunakan kincir angin sebagai penghasil daya. Penggunaan kincir angin banyak ditempatkan di daerah pantai yang memiliki energi angin yang cukup melimpah. Padahal jika kincir angin dibuat dari bahan yang mengandung ferro atau besi dapat berkarat karena terkena uap air laut yang mengandung garam yang terbawa oleh angin berupa embun atau butiranbutiran air. Jika korosi sudah mengenai kincir angin tentu saja dapat berakibat buruk terhadap kincir angin. Secara perlahan korosi akan membuat rapuh bagianbagian kincir angin mengakibat terhambatnya fungsi kincir angin. Dari kondisi tersebut diperlukan perancangan dan komponen kincir angin yang memiliki ketahanan yang lebih baik. Pada beberapa bagian kontruksi kincir angin membutuhkan komponen yang mempunyai ketahanan terhadap korosi dan kekerasan pada permukaan yang lebih baik. Hal ini dimaksudkan untuk meningkatkan ketahanan komponen kincir angin. 1

(19) 2 Untuk meningkatkan kekerasan permukaan komponen salah satu caranya dengan metode hard chrome plating. Proses ini menghasilkan kekerasan pada permukaan benda, tahan terhadap karat akibat korosi, penampilan yang lebih menarik, dan benda juga tahan terhadap gesekan. Dengan proses ini bagian-bagian seperti poros, tiang penyangga dan sudu kincir tidak mudah berkarat serta membuat kincir angin yang lebih tahan lama atau tidak mudah rusak. 1.2 Rumusan Masalah Di daerah pantai memiliki potensi energi angin yang mumpuni. Energi angin yang dihasilkan tidak terbatas sehingga dapat dimanfaatkan sebaik mungkin. Jika energi angin bisa dimanfaatkan, energi angin termasuk kedalam energi terbaharukan dan dari segi ekonomi jauh lebih murah daripada energi yang memanfaatkan bahan bakar fosil. Dari beberapa perancangan kincir angin memiliki kendala yang dihadapi yaitu uap air yang mengandung garam yang terbawa oleh angin sehingga beberapa komponen yang mengandung ferro atau besi pada kincir terkena korosi. Beberapa komponen dari kincir angin terbuat dari baja karbon rendah yang memiliki sifat fisis yang ulet, lunak sehingga mudah untuk dibentuk, dan dalam proses permesinan mudah untuk diproses. Dari segi biaya baja karbon rendah dapat dibeli dengan harga yang lebih terjangkau menjadikan hasil perancangan kincir angin lebih murah daripada menggunakan material lainnya seperti stainless stell. Untuk mensiasati kondisi yang dihadapi sekarang ini. Beberapa cara dapat ditempuh untuk mengurangi laju korosi

(20) 3 seperti melakukan pengecatan pada komponen, mengganti material dasar dengan material yang tahan terhadap korosi dan keras, melakukan proses perlakuan panas untuk meningkatkan kardar karbon agar lebih keras namun menjadi getas, melakukan pelapisan pada permukaan komponen dengan menggunakan material lain yang memiliki sifat yang tahan terhadap korosi seperti pelapisan krom keras (hard chrome plating). Dari beberapa cara tadi yang lebih baik adalah dengan pelapisan krom keras karena hasil dari pelapisan menjadikan permukaan lebih keras, tahan terhadap gesekan, penampilan yang cemerlang, dan tahan terhadap korosi. Komponen kincir angin menjadi lebih baik setelah pelapisan krom keras. Dengan memilih cara tersebut menyelesaikan masalah perancangan kincir angin karena dari segi biaya jauh lebih murah dan dari segi material juga tidak perlu diubah. Material tetap terjangkau, tetap mudah untuk dibentuk, dan tetap memiliki sifat ulet tapi permukaannya juga menjadi keras. 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan yang akan dicapai yaitu : 1. Melakukan proses Hard Chrome Plating pada baja karbon rendah 0,254 % C. 2. Mengetahui peningkatan kekerasan lapisan pada permukaan lapisan baja karbon rendah setelah proses pelapisan dengan variasi waktu. 3. Mengetahui peningkatan kekerasan lapisan pada permukaan lapisan baja karbon rendah setelah proses pelapisan dengan variasi jarak.

(21) 4 1.4 Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah : 1. Meningkatkan kekerasan pada permukaan baja karbon rendah untuk pengembangan kincir angin 2. Menambah kasanah ilmu pengetahuan untuk civitas akademika dan masyarakat luas 1.5 Batasan Masalah Batasan masalah yang dihadapi dalam penelitian ini adalah : 1. Proses Hard Chrome Plating yang dilakukan menggunakan baja karbon rendah 0,254 % C 2. Variasi waktu menggunakan 150 menit, 180 menit, 210 menit, dan 240 menit 3. Variasi jarak menggunakan 80 mm, 120 mm, 160 mm, dan 200 mm 4. Pengujian kekerasan menggunakan Hardness Vikers Tester

(22) BAB II DASAR TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka Pelapisan krom keras mempunyai ketebalan yang dapat mencapai 20 sampai 150 µm dengan kekerasan lebih dari 600 HV, yang umumnya diaplikasikan untuk alat-alat industri yang bergerak dan memerlukan ketahanan goresan dan abrasi yang tinggi (Purwanto, 2005). Proses pengerasan permukaan pada baja karbon banyak digunakan pada bidang industri khususnya digunakan pada komponen kendaraan bermotor yang membutuhkan pengerasan permukaan adalah schock absorber. Pada dasarnya proses pengerasan pada baja karbon ada yang bersifat untuk mengeraskan permukaannya saja tanpa mengubah struktur atau komponenkomponen yang ada pada logam induknya, proses ini diantaranya adalah proses pelapisan logam. Dewasa ini metode pengerasan permukaan dengan menggunakan pelapisan listrik banyak digunakan, alasannya hal ini dikarenakan proses tidak terlalu rumit dan juga banyak keuntungannya. Proses pelapisan logam dengan bantuan listrik ini bertujuan untuk melindungi bahan yang dilapisi dengan memperbaiki mutu dari sifat permukaannya benda kerja/spesimen dengan melapiskan logam lain pada logam yang dimaksud sebagai benda kerjanya. Logam yang digunakan untuk melapisi harus mempunyai sifat yang lebih baik dari pada logam yang terlapisi (Sandi, 2002). 5

(23) 6 Penelitian lainnya oleh Adhi Setya Hutama (2011), material yang dikerjakan dengan permesinan menghasilkan lapiasan hard chrome yang bagus. Sumber arus listrik mengunakan rectifier menghasilkan lapisan yang baik karena arus listrik lebih stabil. Jika menggunakan arus listrik menggunakan aki, arus listrik yang dihasilkan tidak stabil karena arus listrik cenderung menurun selama proses pelapisan. Jarak antar anoda dan katoda 10 cm akan membuat proses elektroplating jauh lebih cepat. 2.2 Dasar Teori Elektroplating merupakan salah satu proses pelapisan bahan padat dengan lapisan logam dengan mengunakan bantuan arus listrik melalui suatu larutan elektrolit. Benda yang dilapisi harus merupakan konduktor atau dapat menghantarkan arus listrik. Elektroplating ditujukan untuk perlindungan terhadap karat seperti pada pelapisan seng pada besi baja, pelapisan nikel dan krom umumnya ditujukan untuk menjadikan benda mempunyai permukaan lebih keras dan mengkilap selain juga sebagai perlindungan terhadap korosi. Elektroplating didefinisikan sebagai perpindahan ion logam dengan bantuan arus listrik melalui larutan elektrolit sehingga ion logam mengendap pada benda padat konduktif membentuk lapisan logam. Ion logam diperoleh dari elektrolit maupun berasal dari pelarutan anoda logam ke dalam elektrolit. Pengendapan terjadi pada benda kerja yang berlaku sebagai katoda. Lapisan logam yang mengendap disebut juga sebagai deposit.

(24) 7 2.2.1. Pengertian Elektroplating Elektroplating adalah proses terjadinya pengendapan ion-ion logam pada katoda suatu permukaan logam (benda kerja) dengan bantuan arus listrik melalui elektrolit sehingga ion logam mengendap. Ion logam didapatkan dari larutan elektrolit maupun berasal dari pelarutan anoda logam kedalam elektrolit. Lapisan logam yang mengendap pada katoda disebut sebagai deposit. Hal ini dapat terjadi dikarenakan ada ion-ion logam dengan menggunakan arus listrik berpindah dari suatu anoda (positif) melalui elektrolit akan mengendap ke katoda (negatif). 2.2.2. Proses Pelapisan Elektroplating Sumber arus listrik searah dihubungkan dengan dua buah elektroda yaitu elektroda yang dihubungkan dengan kutub negatif disebut sebagai katoda dan elektroda positif disebut anoda. Arus listrik mengalir dari anoda menuju katoda melalui elektrolit. Benda yang akan dilapisi harus memiliki sifat konduktif atau dapat menghantarkan arus listrik yang berfungsi sebagai katoda, disebut benda kerja. 2.2.3. Prinsip Kerja Elektroplating Pelapisan logam dengan menggunakan listrik adalah rangkaian dari sumber arus listrik, anoda, larutan elektrolit, dan katoda. Semua rangkaian tersebut disusun membentuk suatu sistem. Anoda

(25) 8 dihubungkan dengan kutub positif dan katoda dengan kutub negatif. Keduannya dimasukkan kedalam larutan elektrolit dan diberikan arus listrik, sehingga terjadi proses pelapisan pada katoda. Berikut ini adalah beberapa kegunakannya : 1. Sumber arus searah Sumber arus listrik yang digunakan pada proses pelapisan adalah arus searah (DC) yang didapatkan dari keluaran rectifier. Tegangan yang dihasilkan berkisar 6-12 Volt. Keunggulan dari rectifier adalah arus yang dihasilkan arus searah (DC), tegangan rendah dan menghasilkan arus yang stabil. 2. Larutan elektrolit Untuk penggunaan larutan elektrolit pada proses elektroplating mempunyai komposisi larutan yang berbeda-beda tergantung jenis pelapisan. 3. Anoda Anoda merupakan terminal positif dalam larutan elektrolit dan terbagi dalam dua golongan, yaitu : a. Anoda larut (soluble anode) Anoda yang larut berfungsi untuk penghantar arus listrik dan juga sebagai bahan baku pelapisan. Contohnya anoda nikel dan anoda seng.

(26) 9 b. Anoda tak larut (unsoluble anode) Anoda yang tidak larut berfungsi sebagai penghantar arus listrik saja. Contohnya anoda Pb pada proses pelapisan kromium. 4. Katoda Pada proses elektroplating, katoda bisa diartikan sebagai benda kerja yang akan dilapisi. 2.2.4. Macam – Macam Pelapisan Krom Pelapisan krom dibedakan menjadi 2 macam yaitu : 1. Krom dekoratif Pelapisan krom dekoratif (Decoratif Chrome Plating) benda yang akan dilapisi terlebih dahulu dilapisi oleh tembaga dan nikel serta untuk pengerjaan akhir dilapisi dengan krom yang tipis. Tebal lapisan berkisar 0,25-0,5 mikron. Lapisan ini menghasilkan penampilan yang cemerlang dan berkilau. Lapisan krom dekoratif tahan terhadap abrasi dan banyak digunakan untuk pelapisan perabot rumah tangga, spare part kendaraan bermotor, alat-alat medis, dan lain-lain. 2. Krom keras Pelapisan krom keras (Hard Chrome Plating) dengan sifatsifat krom untuk mendapatkan hasil yang tahan panas, tahan gores, korosi, dan koefisien rendah. Pelapisan krom keras

(27) 10 dilakukan dengan langsung melapisi benda dengan krom tanpa ada pelapisan perantara. Lapisan pada krom keras lebih tebal daripada krom dekoratif dengan ketebalan berkisar 0,10,3 mm. Manfaat yang didapat dari krom keras diantara logam tersebut : a. Lebih tahan terhadap karat b. Dihasilkan lapisan yang lebih keras menjadikan tahan terhadap gesekan c. Permukaan logam juga lebih licin d. Material terlindungi terhadap karat, gesekan, suhu, dan goresan 2.2.5. Kondisi yang perlu diperhatikan pada saat proses elektroplating 1. Karat dan minyak yang melekat pada spesimen menyebabkan hasil pelapisan kurang baik. 2. Uap larutan elektrolit dan minyak yang melekat pada batang tembaga untuk menggantung kawat tembaga sebagai pengantar arus listrik dari rectifier terhambat menjadikan hasil pelapisan kurang baik 3. Klem kabel dari rectifier dipasang dengan baik dan kencang agar proses pengaliran arus listrik dapat bekerja dengan baik. 4. Kotoran, debu, dan minyak yang bercampur pada larutan elektrolit menyebabkan hasil pelapisan kurang baik.

(28) 11 5. Arus listrik yang terputus-putus menuju katoda menyebabkan hasil pelapisan kurang baik. 2.3 Pengujian Kekerasan Dalam penelitian ini pengujian yang dilakukan adalah pengujian kekerasan Vikers. Secara sederhana proses pengujian ini sama dengan pengujian Brinell maupun Rockwell. Hal yang membedakan hanya dibagian ujung penekanannya berupa piramida intan. Alat yang untuk pengujian disebut Hardness Vikers Tester. Pengujian dengan metode kekerasan Vickers bertujuan untuk mengetahui kekerasan permukaan material dengan cara penekanan mengunakan indentor intan yang cukup kecil yang mempunyai bentuk geometri piramida dengan sudut puncak 136°. Angka kekerasan Vickers (HV) didefinisikan sebagai hasil bagi (koefisien) dari beban uji (F) yang dikalikan dengan angka faktor 0,102 dibagi luas permukaan bekas penekanan dengan lama waktu penekanan 15 detik.

(29) 12 Gambar 2.1 Bentuk dan sudut indentor Untuk menghitung angka kekerasan permukaan material baja dengan metode Vickers dapat digunakan persamaan (2.1), (2.2) dan (2.3) (2.1) im = S = (2.2) HV = (2.3) Dengan : im = impression surface α = sudut ujung indentor S = luas permukaan bekas injakan indentor HV = angka kekerasan Vickers F = beban penekanan (kg) d² = diagonal rata-rata (mm2)

(30) 13 Dalam pembacaan hasil pengujian Viker memiliki notasi pembacaan sendiri. Misalnya didapatkan hasil 440 HV 30 / 20 adalah cara menbacanya sebagai berikut : 1. 440 berarti hasil nilai dari Hardness Vikers. 2. HV berarti Hardness Vikers atau satuan kekerasan Vikers. 3. 30 berarti load in kg atau hasil penekanan beban terhadap benda yang akan diuji dalam satuan kg. 4. 20 berarti waktu saat melakukan penekanan terhadap benda uji dalam satuan detik. Proses pengujian Vikers dilakukan dengan melalui beberapa tahap pengujian. Tahap pengujian itu dijabarkan sebagai berikut : 1. Piramida intan disinggungkan secara tegak lurus dengan benda yang akan diuji. Pembebanan dilakukan dalam keadaan bebas hentakan dan terhindar dari getaran sampai proses penekan selesai dilakukan. Lamanya beban pengujian tergantung material benda itu sendiri. Jika hasil krom keras sekitar 10-15 detik. 2. Jarak tempat pengujian sebaiknya 2,5d sekurang-kurangnya dari tepian material uji atau dari pusat tempat pengujian lainnya. 3. Pembebanan yang dilakukan menggunakan 100 gram. Hasil pengujian menghasilkan bentuk diagonal seperti piramida.

(31) BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Diagram Penelitian Langkah kerja penelitian yang akan dilakukan disajikan dalam bentuk diagram alir penelitian yang dapat dilihat pada gambar 3.1. Persiapan Bahan Baja Karbon Rendah Uji Komposisi Tanpa proses Hard Chrome Plating Proses Hard Chrome Plating Uji Kekerasan Vikers Uji Kekerasan Vikers Data Hasil Penelitian Analisis Data Kesimpulan Gambar 3.1. Diagram alir penelitian 14

(32) 15 3.2. Deskripsi Spesimen Pada penelitian ini spesimen digunakan adalah baja karbon rendah 0,254 % C. Selain itu di dalam spesimen juga terkandung beberapa unsur lainnya seperti kandungan Fe sebesar 98%, kandungan Si sebesar 0,204%, kandungan Mn sebesar 0,557%, dan unsur-unsur lain yang ada didalam spesimen. Material baja karbon rendah yang digunakan mempunyai kekerasan 151,47 HV 0,1 / 15 diperoleh dari hasil pengujian menggunakan alat Hardness Vikers Tester. Dimensi dari spesimen adalah rata–rata panjang 40 mm, lebar 35 mm, dan tebal 6,8 mm. Berikut ini gambaran bentuk dari spesimen di gambar 3.2. Gambar 3.2. Spesimen

(33) 16 3.3. Skema Alat Skema alat yang digunakan pada penelitian hard chrome plating dapat dilihat dalam gambar 3.3. Gambar 3.3. Skema alat Keterangan : 1. Bak larutan elektrolit 2. Larutan Elektrolit 3. Katoda (Spesimen) 4. Anoda (Batang Krom) 5. Rectifier 6. Terminal positif rectifier 7. Terminal negatif rectifier 8. Ampere meter 9. Volt meter

(34) 17 3.4. Proses Pembuatan Spesimen Tahapan pembuatan spesimen yaitu : 1. Bahan material yang digunakan berbentuk plat strip yang diperoleh di UD. Wasul, Wirosaban 2. Pembuatan spesimen dilakukan di bengkel rekayasa Pirus, Terban. Plat strip diratakan salah satu permukaannya, selanjutnya spesimen dipotong dengan rata-rata dimensi panjang 40 mm, lebar 35 mm, dan tebal 6,8 mm 3. Spesimen dibor pada bagian ujungnya untuk mengaitkan kawat tembaga 4. Setelah spesimen menjadi sesuai yang diinginkan selanjutnya diamplas hingga rata dan halus 5. Spesimen dipoles dengan mesin poles

(35) 18 3.5. Peralatan Penelitian Peralatan yang digunakan selama penelitian yaitu : 1. Bak larutan elektrolit Digunakan untuk tempat atau wadah larutan elektrolit. Gambar 3.4. Bak larutan elektrolit 2. Rektifier Digunakan untuk mengalirkan arus listrik DC. Gambar 3.5. Rectifier

(36) 19 3. Kawat tembaga Digunakan untuk mengaitkan benda kerja dengan pipa tembaga. Gambar 3.6. Kawat tembaga 4. Anoda Digunakan untuk terminal positif dalam larutan elektrolit. Gambar 3.7. Anoda

(37) 20 5. Pipa tembaga Digunakan untuk tempat mengaitkan kawat tembaga dan sebagai perantara arus dari rectifier. Gambar 3.8. Pipa tembaga 6. Katoda / Benda Kerja Digunakan untuk terminal negatif dalam larutan elektrolit yang berperan sebagi benda kerja yang akan dilapisi. Gambar 3.9. Katoda / Benda Kerja

(38) 21 7. Rak Kayu Digunakan untuk menempatkan pipa tembaga diatas bak plastik. Gambar 3.10. Rak Kayu 8. Kabel rol Digunakan untuk mengantar arus listrik dari listrik PLN ke rectifier. 9. Bak sabun Digunakan untuk wadah atau tempat air sabun yang dipanaskan.

(39) 22 10. Ampere meter Digunakan untuk mengukur kuat arus pada alat elektroplating. Gambar 3.11. Ampere meter 11. Outside mikrometer Digunakan untuk mengukur ketebalan benda kerja sebelum dan setelah dilapisi. Gambar 3.12. Outside mikrometer

(40) 23 12. Vernier caliper Digunakan untuk dimensi dari benda kerja. Gambar 3.13. Vernier Caliper 13. Penggaris mika Digunakan untuk mengatur jarak antara anoda dan katoda. Gambar 3.14. Heater

(41) 24 14. Metal polish Digunakan untuk menghaluskan permukaan benda kerja saat proses polishing. Gambar 3.15. Metal polish 15. Mesin polish Digunakan untuk memoles benda kerja dengan kehalusan tertentu. Gambar 3.16. Mesin polish

(42) 25 16. Heater Digunakan untuk memanaskan air sabun. Gambar 3.17. Heater 17. Mesin uji kekerasan Digunakan untuk menguji kekerasan hasil elektroplating. Gambar 3.18 . Mesin uji kekerasan Vikers

(43) 26 3.6. Proses Pembuatan larutan Dalam pembuatan larutan elektrolit terdiri dari bahan-bahan kimia yaitu 1. Asam Kromat (Chrome Acid) Asam kromat merupakan satu-satunya sumber ion krom yang akan melapisi pada benda kerja. Karena anoda yang digunakan tidak larut, maka berkurangnya konsentrasi ion krom perlu ditambahkan asam kromat untuk menjaga kadar krom dalam larutan. Takaran asam kromat yang digunakan untuk membuat larutan elektrolit sebesar 150 gr/l. Gambar 3.19. Asam kromat

(44) 27 2. Asam Sulfat Asam sulfat adalah salah satu katalis yang berperan untuk mempercepat terjadinya reaksi pengendapan ion logam. Takaran asam sulfat yang digunakan untuk membuat larutan elektrolit sebesar 0,87gr/l. Gambar 3.20. Asam sulfat 3. Aquades Aquades adalah cairan pelarut untuk pembuatan larutan elektrolit, air destilasi digunakan sebagai pelarut karena tidak mengandung mineral.

(45) 28 Gambar 3.21. Aquades 4. Katalis Katalis memiliki peran sebagai pengendap ion chrome.Takaran katalis yang digunakan untuk pembuatan larutan elektrolit sebesar 15 ml/l. Gambar 3.22. Katalis krom

(46) 29 Untuk proses pembuatan larutan elektrolit dilakukan dengan pendoman dari buku Purwanto dan Syamsul Huda (2005). Setelah semua bahan sudah terkumpul bahan tersebut dibuat sesuai tabel 3.1. 1. Bak plastik untuk wadah larutan elektrolit dibersihkan dari kotoran dan minyak 2. Aquades sebanyak 20 liter dimasukan ke dalam bak plastik 3. Asam Kromat sebanyak 3 kg dicampurkan dengan aquades Tabel 3.1. Komposisi larutan Hard Chrome Hard Chrome Komponen dan kondisi operasi Asam Kromat Asam Sulfat Katalis Temperatur Rapat Arus 150 gr/l 0,87 gr/l 15 ml/l 46-57 °C 33 A/dm dikutip dari buku Syamsul Huda, Purwanto (2005). 4. Larutan elektrolit diaduk menggunakan tongkat kayu agar tidak ikut larutan dalam larutan elektrolit 5. Asam sulfat ditambahkan sebanyak 17,4 gr/l ke larutan elektrolit. 6. Asam sulfat diaduk hingga merata 7. Larutan tersebut tidak bisa langsung digunakan sebaiknya didiamkan selama 1 malam 8. Larutan elektrolit siap digunakan

(47) 30 3.7. Variabel yang divariasikan Variabel yang divariasikan pada penelitian ini : 1. Tegangan listrik DC 12 volt dan jarak 150 mm dengan variasi waktu 150 menit, 180 menit, 210 menit, dan 240 menit 2. Tegangan listrik DC 12 volt dan waktu 120 menit dengan variasi jarak 80 mm, 120 mm, 160 mm, dan 200 mm 3.8. Variabel yang diukur Variabel yang diukur pada penelitian ini : 1. Kuat arus pada proses pelapisan (A) 2. Kekerasan pada hasil pelapisan (HV) 3.9. Proses Pelapisan Tahapan yang dilakukan dalam proses pelapisan yaitu : 1. Peralatan alat elektroplating dan spesimen disiapkan sebelum proses pelapisan 2. Spesimen dibersihkan menggunakan detergen sambil digosok-gosok pada permukaan spesimen kemudian dibilas dengan air hingga bersih 3. Air sabun disiapkan yang sebelumnya sudah dipanaskan kemudian spesimen dimasukan hingga 20 menit, selanjutnya dibilas hingga bersih

(48) 31 4. Spesimen dirangkai pada rak kayu dan dihubungkan dengan kutub negatif dari rectifier 5. Spesimen dimasukan ke dalam bak larutan krom dengan volume 20 liter dengan variasi yang sudah disiapkan 6. Spesimen diangkat kemudian bilas dengan air hingga bersih 7. Spesimen dipoles dengan mesin poles, untuk mengkilapkan dan menghaluskan permukaannya

(49) 32 3.10. Pengujian Komposisi Pengujian komposisi dilakukan di Politeknik Manufacturing Ceper, Klaten. Tujuan dari proses pengujian komposisi untuk mengetahui unsurunsur yang terdapat dalam material bahan. Dari hasil pengujian ini nampak bahwa spesimen tergolong dalam baja karbon rendah dengan nilai karbon (C) <0,3%. Data hasil uji komposisi tersajikan dalam tabel 3.2. Tabel 3.2. Hasil uji komposisi baja karbon rendah 0,254 %C SAMPEL UJI No. UNSUR 13/S1808 Standart Deviasi 1. 98,0000 0,2640 Fe 2. 0,2540 0,0060 C 3. 0,2040 0,0750 Si 4. 0,5570 0,0195 Mn 5. 0,0336 0,0076 P 6. 0,0208 0,0020 S 7. 0,0653 0,0079 Cr 8. 0,0678 0,0274 Mo 9. 0,1410 0,0277 Ni 10. <0,0020 0,0000 Al 11. 0,0324 0,0077 Co 12. 0,0336 0,0142 Nb 13. 0,0095 0,0085 Ti 14. 0,0217 0,0032 V 15. 0,1750 0,0685 W 16. <0,0100 0,0000 Pb 17. 0,0000 0,0001 Ca 18. 0,0161 0,0017 Zr Dari hasil pengujian diperoleh data kandungan Fe dalam spesimen sebesar 98%, kandungan C dalam spesimen sebesar 0,254%, kandungan Si dalam spesimen 0,204%, kandungan Mn dalam spesimen sebesar 0,557%, dan masih ada kandungan-kandungan unsur lainnya di dalam spesimen.

(50) 33 Dari 18 unsur kandungan dalam spesimen ini, hal yang terpenting adalah kandungan karbon (C) sebesar 0,254%. Menandakan spesimen termasuk ke dalam golongan baja karbon rendah. Gambar 3.23. Alat uji komposisi

(51) 34 Gambar 3.24. Elektroda uji komposisi Tahapan dalam proses pengujian komposisi sebagai berikut : 1. Spesimen diamplas hingga terlihat pori-porinya kemudian dicuci dengan detergen hingga terbebas dari kotoran dan minyak 2. Spesimen diletakkan pada meja kerja dan dibakar dengan elektroda sampai bahan yang mengandung didalamnya mengalami pencairan 3. Selama proses pencairan tersebut alat uji akan menangkap warna berupa pancaran cahaya yang akan dibaca oleh alat uji melalui sensor cahaya dan diteruskan kedalam program komputer

(52) 35 4. Hasil pengujian bisa langsung dibaca pada layar komputer 5. Pengujian dilakukan 3 kali dalam satu benda kerja yang kemudian dirata-rata hasilnya 3.11. Pengujian Kekerasan Pengujian kekerasan mikro merupakan salah satu dari proses pengujian sifat mekanik yang mudah untuk digunakan, karena dapat dilakukan pada benda kerja yang relatif kecil tanpa kesukaran mengenai spesifikasi benda kerja. Sederhananya permukaan logam yang diuji ditekan dengan indentor yang berbentuk piramida intan yang pada dasarnya berbentuk bujur sangkar. Besar dari sudut-sudut antara permukaan yang berhadapan adalah 136°. Pengukuran kekerasan lapisan dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Gajah Mada, dengan tahapan-tahapan sebagai berikut : 1. Benda kerja diletakkan pada meja kerja mesin Hardness Vikers Tester 2. Letak indentor ditentukan sesuai yang diinginkan dengan cara melihat pada lensa okuler 3. Beban utama 100 gram sehingga beban akan turun dan benda kerja ditekan dan ditahan selama 15 detik 4. Indentor piramida intan diangkat setelah 15 detik 5. Hasil penekanan bisa dikonversi menggunakan perhitungan Vikers

(53) BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Perhitungan Hasil Uji Kekerasaan Pada awalnya permukaan logam yang akan diuji akan mengalami penekanan dengan indentor yang berbentuk piramida intan. Piramida ini bagian dasarnya berbentuk bujur sangkar dengan besar sudut 136°. Pengujian kekerasan dengan metode Vikers dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Spesimen disiapkan sebelum pengujian 2. Alat uji Hardness Vikers Tester disiapkan sebelum digunakan 3. Spesimen diletakan pada bagian bawah indentor Vikers 4. Spesimen ditekan mengunakan indentor dengan beban 100 gram 5. Spesimen ditekan oleh indentor dalam waktu 15 detik 6. Hasil dari penekanan dapat dilihat langsung dengan mikroskop 7. Hasil diagonal-diagonal dicatat 8. Hasil data diolah dengan persamaan dari uji kekerasan Vikers 36

(54) 37 Sebagai contoh, perhitungan kekerasan dengan metode Vickers yang ditampilkan adalah data dari tabel 4.1 pada perhitungan kekerasan base material tanpa proses pelapisan a. Perhitungan diagonal rata-rata injakan indentor (d2) : Diketahui dari data tabel 4.1 d1 = 0,035 d2 = 0,035 d3 = 0,035 = = 0,035 mm b. Perhitungan beban penekanan indentor (F) : Diketahui beban penekanan indentor 100 gram dikonversi ke dalam kilogram sehingga hasilnya = 0,1 kg F = 0,1 × 9,81 = 0,981 N c. Perhitungan penekanan luas injakan indentor pada permukaan benda kerja (im) : Diketahui α = 136° im = = ° = 1,8543

(55) 38 d. Perhitungan luas permukaan bekas injakan indentor (S) : Diketahui: d = 0,035 mm im = 1,8543 S= = = 0,00661 mm2 e. Perhitungan angka kekerasan dengan metode Vikers (HV) : Diketahui : konstanta = 0,102 (1/9,81) F = 0,981 N S = 0,00661 mm2 HV = = = 151,47 HV Untuk perhitungan data-data yang lain, cara perhitungan yang digunakan seperti pada pengolahan data. Berikut tabel hasil pengolahan data dengan metode Vickers dari tabel 4.1 sampai dengan 4.4.

(56) 39 4.2. Data Hasil Percobaan Penelitian pengaruh waktu dan jarak pada baja karbon rendah dengan menggunakan metode hard chrome plating menggunakan variasi waktu lamanya pelapisan (150 menit, 180 menit, 210 menit, dan 240 menit) dan jarak antara katoda dan anoda (80 mm, 120 mm, 160 mm, dan 200 mm). Dalam proses pengujian kekerasan dilakukan tiga kali penekanan dan kemudian hasil dari ketiga data dirata-rata sehingga bisa diolah dan dimasukkan ke dalam rumus Vikers. Penelitian ini bermaksud meningkatkan kekerasan baja karbon rendah. Sebelumnya kekerasaan baja diuji untuk mengetahui nilai kekerasannya. Spesimen kemudian diproses dengan cara dilapisi krom agar dapat meningkatkan nilai kekerasannya. Hal ini dilakukan agar menjadi nilai pembanding antara spesimen yang tanpa proses pelapisan dan spesimen yang menggunakan proses pelapisan. Data hasil pengujian base material disajikan dalam tabel 4.1. Tabel 4.1. Nilai Kekerasan Base Material d1 d2 d1 rata2 d2 rata2 Kekerasan mm mm mm mm HV 1 0,035 0,035 2 0,035 0,035 0,035 0,035 151,47 3 0,035 0,035 No. Uji Tabel 4.1 menunjukkan nilai kekerasan base material tanpa proses hard chrome plating sebagai nilai pembanding dengan material setelah proses hard chrome plating.

(57) 40 Data hasil pengujian kekerasan dari variasi waktu dan jarak disajikan dalam bentuk tabel 4.2 sampai dengan tabel 4.3 : Tabel 4.2. Nilai kekerasan dan data dari variasi waktu No. 1. 2. 3. 4. Waktu Tegangan Jarak Kuat arus d1 d2 Kekerasan menit volt mm ampere mm mm HV 0,024 0,024 0,024 0,024 0,024 0,022 0,024 0,02 0,0215 0,0215 0,0205 0,0205 0,0195 0,02 0,0195 0,02 0,0205 0,0205 0,018 0,018 0,018 0,019 0,0195 0,0195 150 180 210 240 12 12 12 12 150 150 150 150 10,5 10,5 11 10 322,14 420,87 463,92 532,57 Tabel 4.2 menunjukkan nilai kekerasan dan data dari variasi waktu. Data hasil pengujian ini tegangan yang digunakan dalam proses pelapisan 12 volt dan jarak antara anoda katoda 150 mm. Variasi waktu untuk lamanya proses pelapisan yang digunakan adalah 150 menit, 180 menit, 210 menit, dan 240 menit.

(58) 41 Tabel 4.3. Nilai kekerasan dan data dari variasi jarak No. 1. 2. 3. 4. Jarak Tegangan Waktu Kuat arus d1 d2 Kekerasan mm volt menit ampere mm mm HV 0,021 0,021 0,0215 0,0215 0,021 0,021 0,022 0,022 0,022 0,022 0,022 0,022 0,0225 0,0225 0,0225 0,0225 0,023 0,023 0,023 0,023 0,0235 0,0235 0,0235 0,023 80 120 160 200 12 12 12 12 120 120 120 120 15,4 14,7 11,16 9,78 414,16 383,38 361,16 343,27 Tabel 4.3 menunjukkan nilai kekerasan dan data dari variasi jarak. Data hasil pengujian ini tegangan yang digunakan dalam proses pelapisan 12 volt dan lamanya waktu untuk proses pelapisan 120 menit. Variasi jarak antara anoda dan katoda yang digunakan adalah 80 mm, 120 mm, 160 mm, dan 200 mm.

(59) 42 4.3. Grafik Hasil Uji Kekerasan 4.3.1. Grafik hubungan tegangan dan jarak dengan waktu Data yang diperoleh dari tabel 4.1 dan tabel 4.2 disajikan menjadi grafik pada gambar 4.1. 600 532,57 Kekerasan Vikers (HV) 500 463,92 420,87 400 322,14 300 200 151,47 100 0 Base Material 150 180 210 240 Variasi waktu (menit) Gambar 4.1. Perbandingan nilai kekerasan base material dengan nilai kekerasan dengan variasi waktu pada tegangan 12 volt dan jarak 150 mm. Gambar 4.1. menunjukkan perbandingan nilai kekerasan base material dengan nilai kekerasan dari variasi waktu. Dari gambar tersebut dapat dilihat grafik perbandingan spesimen yang tidak melalui proses pelapisan dengan yang melalui proses pelapisan. Spesimen tanpa pelapisan memiliki kekerasan 151,47 HV. Setelah spesimen melalui proses pelapisan ada peningkatan nilai kekerasan.

(60) 43 Spesimen 1 diberikan tegangan sebesar 12 volt dan jarak antara anoda katoda 150 mm dengan lamanya proses pelapisan 150 menit menghasilkan nilai kekerasan 322,14 HV. Spesimen 2 diberikan tegangan 12 volt dan jarak antara anoda dan katoda 150 mm dengan waktu selama proses pelapisan 180 menit menghasilkan nilai kekerasan 420,87 HV. Nilai kekerasan ini akan meningkat ketika waktu proses pelapisan dinaikkan menjadi 210 menit dengan nilai kekerasan 463,92 HV. Untuk waktu 240 menit nilai kekerasan semakin meningkat menjadi 532,57 HV. Nilai kekerasan terbaik pada variasi waktu 240 menit. Dalam proses pelapisan dengan variasi waktu, yang terjadi adalah semakin lama waktu yang ditempuh proses pelapisan kekerasannya semakin meningkat. Jika tegangan dan jarak pada proses pelapisan ditentukan dan sama pada proses pelapisan. Bertambahnya waktu memberikan kesempatan kepada partikel-partikel krom untuk menempel pada katoda lebih lama sehingga lapisan krom lebih tebal dan kekerasan permukaan spesimen meningkat.

(61) 44 4.3.2. Grafik hubungan tegangan dan waktu dengan jarak Data yang diperoleh dari tabel 4.1 dan tabel 4.3 disajikan menjadi grafik pada gambar 4.2. 450 414,16 383,38 Kekerasan Vikers (HV) 400 361,16 350 343,27 300 250 200 151,47 150 100 50 0 Base Material 80 120 160 200 Variasi jarak (mm) Gambar 4.2. Perbandingan nilai kekerasan base material dengan nilai kekerasan dengan variasi jarak pada tegangan 12 volt dan waktu pelapisan 120 mm Gambar 4.2 menunjukkan perbandingan nilai kekerasan base material dengan nilai kekerasan dari variasi jarak. Dari gambar tersebut dapat dilihat grafik hubungan spesimen yang tidak melalui proses pelapisan dengan yang melalui proses pelapisan. Spesimen tanpa pelapisan memiliki kekerasan 151,47 HV. Setelah spesimen melalui proses pelapisan ada peningkatan nilai kekerasan. Spesimen 5 diberikan tegangan 12 volt dan waktu selama proses pelapisan 120

(62) 45 menit dengan jarak antara anoda dan katoda sebesar 80 mm menghasilkan nilai kekerasan sebesar 414,16 HV. Spesimen 6 diberikan tegangan 12 volt dan waktu selama proses pelapisan 120 menit dengan jarak antara anoda dan katoda sebesar 120 mm menghasilkan nilai kekerasan 383,38 HV. Nilai kekerasan ini mengalami penurunan pada jarak antara anoda dan katoda menjadi 160 mm dengan nilai kekerasan 361,16 HV. Spesimen 8 proses yang dilakukan sama dengan sebelumnya, namun yang membedakan adalah jarak antara anoda dan katoda ditambahkan panjangnya menjadi 200 mm. Nilai kekerasan pada spesimen 8 menurun menjadi 343,27 HV. Nilai kekerasan terbaik pada jarak 80 mm. Dalam proses pelapisan dengan variasi jarak yang terjadi adalah jarak antara anoda dan katoda semakin jauh pada proses pelapisan nilai kekerasannya semakin menurun. Jarak antara anoda dan katoda semakin besar menyebabkan hambatan semakin besar. Ketika hambatan semakin besar, semakin kecil kuat arus pada proses pelapisan. Kuat arus semakin kecil mengakibatkan lapisan pada katoda menipis dan kekerasan pada permukaan spesimen menurun.

(63) BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Dari penelitian yang dilaksanakan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Telah berhasil melakukan proses hard chrome plating menggunakan baja karbon rendah 0,254 % C. 2. Tegangan 12 volt dan jarak 150 mm dengan waktu pelapisan 240 menit nilai kekerasan sebesar 532,57 HV mencapai nilai terbaik dalam variasi waktu. Waktu pelapisan memberikan kesempatan kepada partikelpartikel krom menempel lebih banyak pada katoda, menghasilkan lapisan lebih tebal dan meningkatkan kekerasan pada permukaan spesimen. 3. Tegangan 12 volt dan waktu pelapisan 120 menit dengan jarak 80 mm nilai kekerasan sebesar 414,16 HV mencapai nilai terbaik dalam variasi jarak. Semakin kecil jarak, semakin besar kuat arus. Kuat arus mempengaruhi jumlah partikel-partikel krom menempel pada katoda. Hasilnya lapisan katoda menebal dan permukaan spesimen meningkat kekerasannya. 46

(64) 47 5.2 Saran 1. Perlu dilakukan pengecekan secara berkala pada konsentrasi larutan. 2. Spesimen perlu dibersihkan dengan larutan HCl untuk menghilangkan lapisan karat. 3. Untuk penelitian selanjutnya bisa dilakukan penelitian perubahan larutan elektrolit setelah proses pelapisan krom pada waktu pencelupan. 4. Penelitian tentang pengaruh kuat arus dalam proses pelapisan krom keras.

(65) DAFTAR PUSTAKA GUIDELINE FOR EMCO HARDNESS (BASIC INFO), Technical Asisstance Program, 2002. Hutama, Setya Adhi. 2011. “Peningkatan Ketahanan Aus Baja Karbon Rendah 0,07225 C dengan Metode Pelapisan Hard Chrome”, Universitas Sanata Dharma. Mitutoyo-Mechanical”Outside micrometer”. 2012. Alamat web : http://www.thespectruminternational.com/wp 21 November 2013,19.11WIB Isnan M” Voltmeter”. 2010. Alamat Web : http://www.google.com/url?url=http://www.amazon.com/Class-AccuracyVoltmeter-0-30V-Panel/, 21 November 2013, 19.36 WIB Panduan Praktikum Ilmu Logam, Laboratorium Ilmu Logam, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta, 2006. Purwanto dan Syamsul Huda. 2005. “Teknologi Industri Elektroplating”. Badan Penerbit Universitas Diponegoro. Semarang. Raharjo, Samsudi, 2010. “Pengaruh Variasi Tegangan Listrik dan Waktu Proses Elektroplating Terhadap Ketebalan Serta Kekerasan Lapisan Pada Baja Karbon Rendah dengan Krom” Universitas Diponegoro. Sandi. 2002. “Pengaruh Temperatur, Rapat arus dan Waktu Proses pada Proses Hard Chrome Elektroplating Terhadap Kekerasan Permukaan Baja ST-42”. Master Thesis ITB. 48

(66) No. Variasi Waktu (menit) Data ketebalan (mikron) Data Ketebalan (mm) 1 150 0,025 2,5 2 180 0,04 4 3 210 0,045 6 4 240 0,06 6 Gambar data ketebalan Tabel 1. Hasil data tebal lapisan krom pada spesimen variasi waktu 49

(67) 50 No. Variasi Jarak (mm) Data ketebalan (mikron) Data Ketebalan (mm) 1 80 0,035 3,5 2 120 0,025 2,5 3 160 0,015 1,5 4 200 0,01 1 Gambar data ketebalan Tabel 2. Hasil data tebal lapisan krom pada spesimen variasi jarak

(68) 51 Hasil uji komposisi baja karbon rendah

(69) 52 Proses pengujian ketebalan pada spesimen Hasil pelapisan dengan variasi waktu 150 menit Hasil pelapisan dengan variasi waktu 180 menit

(70) 53 Hasil pelapisan dengan variasi waktu 210 menit Hasil pelapisan dengan variasi waktu 240 menit Hasil pelapisan dengan variasi jarak 80 mm

(71) 54 Hasil pelapisan dengan variasi jarak 120 mm Hasil pelapisan dengan variasi jarak 160 mm Hasil pelapisan dengan variasi jarak 200 mm

(72)

Dokumen baru

Tags

Dokumen yang terkait

Pengaruh waktu dan tegangan pada pelapisan Hard Chrome terhadap kekerasan baja karbon rendah.
0
1
69
Pengaruh lingkungan pantai terhadap laju korosi dan sifat mekanik pada baja karbon sedang dengan perlakuan quenching
0
3
93
Sifat mekanis baja karbon rendah yang dikarburizing dengan variasi media pendingin.
0
0
19
Distribusi kekerasan dan total case depth baja karbon rendah setelah proses pack carburizing.
1
3
12
Abstrak Meningkatkan efektivitas karburasi padat pada baja karbon rendah dengan optimasi ukuran serbuk arang tempurung kelapa
0
0
1
Studi eksperimen pengaruh tekanan dan waktu sandblasting terhadap kekasaran permukaan, biaya, dan kebersihan pada pelat baja karbon rendah di pt. swadaya graha
0
0
5
Pengaruh normalisasi dan quenching terhadap sifat fisis dan mekanis baja karbon rendah - USD Repository
0
0
85
PENGARUH PERLAKUAN PANAS TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADA BAJA KARBON RENDAH TUGAS AKHIR - Pengaruh perlakuan panas terhadap sifat fisis dan mekanis baja karbon rendah - USD Repository
0
1
90
Efek korosi pada sambungan las baja karbon rendah - USD Repository
0
0
93
Unjuk kerja elektroplating krom pada plat baja - USD Repository
1
1
53
Hard chrome plating pada baja karbon rendah - USD Repository
0
0
56
Unjuk kerja elektroplating nikel pada plat baja - USD Repository
0
0
69
Peningkatan ketahanan aus baja karbon rendah 0,0722% C dengan metode pelapisan hard chrome - USD Repository
0
0
70
Karakteristik ketahanan korosi baja SS 304 pada larutan amonia - USD Repository
0
0
77
Pengaruh waktu dan tegangan pada pelapisan Hard Chrome terhadap kekerasan baja karbon rendah - USD Repository
0
0
68
Show more