PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIrepository.usd.ac.id/30150/2/075214010_Full[1].pdf · 2018....

i

PENINGKATAN KETAHANAN AUS BAJA KARBON

RENDAH 0,0722 % C DENGAN METODE PELAPISAN

HARD CHROME

TUGAS AKHIR

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

Mencapai derajat Sarjana S-1

Program Studi Teknik Mesin

Diajukan oleh:

ADHI SETYA HUTAMA

NIM : 075214010

Kepada

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2011

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

INCREASED WEAR RESISTANCE of

LOW CARBON STEEL 0,0722 % C

WITH HARD CHROME PALTING METHOD

FINAL ASSIGNMENT

As partitial fulfillment of the requirement

to obtain the Sarjana Teknik degree

by

ADHI SETYA HUTAMA

Student Number : 075214010

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2011


iii


iv


v


vi

HALAMAN PERSEMBAHAN

” Karena impian harus didapatkan dengan usaha maksimal,

agar tercapai kemenangan sempurna ”

Dipersembahkan kepada:

• Tuhan Yesus Kristus penolong dan penghiburku

• Sumadi, Etik Trihastuti, Sri Hartono, dan Maria selaku keluarga yang selalu

memberikan bantuan moral dalam penulisan tugas akhir.

• Tim Tugas Akhir : Yusuf Chandra Agung Triatmaja, Robertus Agung

Setyawan, Anang Tias Brigita, Yulius Dwi Haksoro, dkk yang selalu

membantu dan menghiburku.

• Fr. Elias Ambirat Duhkito, SJ atas dukungan serta doa yang diberikan

kepada penulis dari awal sampai akhir proses penulisan Tugas Akhir ini.

• Marsela Lotjita Parahita yang selalu mendukung dan memberi semangat

bagi penulis.

• Almamater.


vii

INTISARI

Biasanya petani memanfaatkan jerami hanya untuk pakan ternak sapi mereka, dan sisanya jerami akan dibakar atau dibiarkan membusuk. Dengan mesin pencacah jerami, jerami yang sudah tidak digunakan lagi diolah dan menghasilkan pupuk atau pakan ternak, dan sebagai bahan dasar bahan bakar alternatif. Pada kenyataannya alat potong cepat terkorosi, mudah tumpul, berumur pakai sebentar. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan umur alat potong dengan metode pelapisan hard chrome.

Penelitian dimulai dengan melakukan percobaan pelapisan hard chrome pada benda uji yang dilakukan di Lab Ilmu Logam Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Dalam percobaan ini digunakan rectifier sebagai sumber arus, dan benda uji digantungkan pada katoda yang berada pada bak electroplating. Setelah dilakukan pelapisan, benda uji lalu dilakukan test uji keausan dengan menggunakan metode Ogoshi pada Laboratorium Ilmu Bahan Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Dengan melakukan proses pelapisan elektroplating hard chrome, benda uji terbukti mengalami peningkatan ketebalan sebesar 0,2 mm dan peningkatan ketahanan aus sebesar 25,49%

Kata kunci: jerami, electroplating hard chrome, peningkatan uji keausan.


viii


ix

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala

berkat dan kasih-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang

berjudul : PENINGKATAN KETAHANAN AUS BAJA KARBON RENDAH

0,0722 % C DENGAN METODE PELAPISAN

HARD CHROME

Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik di Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta.

Dalam penelitian dan penyusunan Tugas Akhir ini tentunya tidak terlepas

dari bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis

ingin menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T., Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Bapak Budi Sugiharto, S.T., M.T., Ketua Program Studi Teknik

Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta.

3. Bapak Ir. Rines, M.T., dosen pembimbing Akademik 2007.

4. Bapak Budi Setyahandana, S.T., M.T., pembimbing Tugas Akhir

ini.

5. Bapak Samsul Huda, yang mengajari penulis tentang proses hard

chrome dengan benar.

6. Dosen-dosen program studi Teknik Mesin Universitas Sanata

Dharma, atas ilmu pengetahuan dan bimbingannya kepada penulis

semasa kuliah .

7. Mas Martono DS, Laboran Laboratorium Ilmu Logam Universitas

Sanata Dharma Yogyakarta.

8. Mas Intan Widanarko, Laboran Laboratorium Teknologi Mekanik

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.


x

9. Yusuf Chandra Agung Triatmaja, rekan seperjuangan dalam

melakukan penelitian tugas akhir.

10. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam pemberian

semangat sampai dengan penyusunan skripsi ini yang tidak dapat

penulis tulis diatas.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan

Tugas Akhir ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran dari

berbagai pihak. Akhirnya besar harapan penulis semoga hasil penelitian ini

bermanfaat bagi perkembangan ilmu teknik.

Yogyakarta, 2 Maret 2011

Penulis

ADHI SETYA HUTAMA


xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................. i

TITLE PAGE ......................................................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING .................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ................................................ v

HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................ vi

INTISARI .............................................................................................. vii

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN ....................................... viii

KATA PENGANTAR ........................................................................... ix

DAFTAR ISI .......................................................................................... xi

DAFTAR TABEL .................................................................................. xiv

DAFTAR GAMBAR ............................................................................. xv

BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................. 1

1.1 Latar Belakang .............................................................................. 1

1.2 Tujuan ........................................................................................... 2

1.3 Manfaat ......................................................................................... 2

1.4 Batasan Masalah ........................................................................... 2

1.5 Metode Pemecahan Masalah ........................................................ 3


xii

BAB II. DASAR TEORI ............................................................................... 4

2.1 Baja Karbon .................................................................................. 4

2.1.1 Pengaruh Unsur-unsur yang Terdapat Dalam Baja ........... 4

2.1.2 Pengelompokan Baja Berdasarkan Prosentase Karbon ..... 5

2.2 Elektroplating................................................................................. 6

2.2.1 Prinsip Kerja Elektroplating ............................................... 7

2.2.2 Kondisi yang Diperhatikan Saat Proses Elektroplating ...... 8

2.2.3 Macam-macam Proses Pelapisan ....................................... 9

2.3 Pengujian Kekerasan ..................................................................... 11

2.3.1 Pengujian Brinell ............................................................... 12

2.3.2 Pengujian Vickers .............................................................. 15

2.3.3 Pengujian Rockwell ............................................................ 18

2.4 Pengujian Keausan ......................................................................... 21

2.4.1 Prinsip Pengujian ............................................................... 22

2.4.2 Macam-macam Jenis Keausan ........................................... 24

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN .................................................. 27

3.1 Skema Kerja Penelitian ................................................................. 27

3.2 Persiapan Bahan dan Peralatan ..................................................... 28

3.3 Pembuatan Spesimen Penelitian ................................................... 29

3.4 Pengujian Komposisi .................................................................... 30

3.5 Pengujian Keausan ........................................................................ 30


xiii

3.6 Pengujian Kekerasan Brinell ........................................................ 31

BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ............................ 34

4.1 Proses Pelapisan Hard Chrome ................................................... 34

4.1.1 Laporan Hasil Percobaan 1 ................................................ 34


4.1.3 Kesimpulan Sementara Dari Laporan 1 dan 2 ................... 37




4.1.7 Pembahasan dari Pembuatan Material Hard Chrome......... 43

4.2 Pengujian Kekerasan ..................................................................... 44

4.3 Pengujian Keausan ........................................................................ 45

4.3.1 Penimbangan Massa Material ............................................ 45

4.3.2 Hasil Analisa Pengujian Keausan ...................................... 45

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................... 48

5.1 Kesimpulan Proses Elektroplating Hard Chrome ........................ 48

5.2 Kesimpulan Pengujian Keausan .................................................... 48

5.3 Kesimpulan Pengujian Brinell ....................................................... 48

5.4 Saran ............................................................................................. 49

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................ 50

LAMPIRAN ........................................................................................... 51


xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Harga patokan beban uji Brinell (F) ................................... 14

Tabel 2.2 Batas penyimpangan hasil uji Vickers ................................ 17

Tabel 2.3 Faktor penambahan pada uji Vickers ................................. 18

Tabel 2.4 Jenis skala uji Rockwell ...................................................... 18

Tabel 3.1 Beban uji pengujian Brinell ................................................ 32

Tabel 4.1 Hasil uji kekerasan .............................................................. 44

Tabel 4.2 Hasil penimbangan massa ................................................... 45

Tabel 4.3 Hasil analisa uji keausan ..................................................... 45


xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Rangkain proses elektroplating ........................................... 8

Gambar 2.2 Skema proses pelapisan tembaga ........................................ 9

Gambar 2.3 Skema proses pelapisan nikel ............................................. 10

Gambar 2.4 Ilusttrasi hasil uji kekerasan Brinell ................................... 13

Gambar 2.5 Ilustrasi hasil uji kekerasan Vickers ................................... 16

Gambar 2.6 Ilustrasi hasil uji kekerasan Rockwell-C ............................ 19

Gambar 2.7 Ilustrasi hasil uji kekerasan Rockwell-B ............................ 20

Gambar 2.8 Pengujian keausan dengan metode Ogoshi ......................... 23

Gambar 2.9 Ilustrasi skematis keausan adhesif ...................................... 24

Gambar 2.10 Keausan abrasif ................................................................... 25

Gambar 2.11 Ilustrasi keausan lelah ......................................................... 26

Gambar 2.12 Ilustrasi skematis keausan oksidasi .................................... 26

Gambar 3.1 Skema kerja penelitian ........................................................ 27

Gambar 3.2 Dial kaliper ......................................................................... 28

Gambar 3.3 Mikrometer ......................................................................... 28

Gambar 3.4 Kawat tembaga ................................................................... 29

Gambar 3.5 Profil spesimen ................................................................... 29

Gambar 3.7 Mesin uji keausan Riken Ogoshi’s universal wear dan

alat penimbang .................................................................... 31

Gambar 3.8 Mesin uji kekerasan Brinell MOD 100 MR dan

mikroskop ........................................................................... 33


xvi

Gambar 4.1 Instalasi proses elektroplating percobaan pertama .............. 35

Gambar 4.2 Hasil percobaan pertama ...................................................... 35

Gambar 4.3 Instalasi proses elektroplating percobaan kedua .................. 36

Gambar 4.4 Hasil percobaan kedua ......................................................... 36

Gambar 4.5 Instalasi proses elektroplating percobaan ketiga ................. 38

Gambar 4.6 Hasil percobaan ketiga ......................................................... 39

Gambar 4.7 Material yang dililit dengan kawat tembaga ....................... 40

Gambar 4.8 Instalasi proses elektroplating percobaan keempat ............. 40

Gambar 4.9 Hasil percobaan keempat ..................................................... 41

Gambar 4.10 Instalasi proses elektroplating percobaan kelima ................ 42

Gambar 4.11 Hasil percobaan kelima ........................................................ 42

Gambar 4.12 Material yang diuji kekerasan .............................................. 44

Gambar 4.14 Grafik peningkatan ketahan aus ........................................... 46

Gambar 4.15 Dokumentasi pengujian keausan ........................................ 46


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kenyataan yang kita lihat di masyarakat pedesaan, pada saat memanen

padi para petani mengambil jerami untuk pakan ternak ruminansia dan untuk

keperluan lainnya. Sisa jerami yang tidak terpakai biasanya langsung dibakar

atau dibiarkan sampai membusuk. Sesungguhnya jerami memiliki banyak

kegunaan, jadi sangat disayangkan jika jerami tersebut dibakar atau dibiarkan.

Kegunaan jerami selain untuk pakan ruminansia adalah untuk pakan ternak

ayam, pupuk, dan bisa juga untuk bahan bakar alternatif.

Dengan mesin pencacah jerami, jerami yang sudah tidak digunakan lagi

diolah dan menghasilkan pupuk atau pakan ternak, dan sebagai bahan dasar

bahan bakar alternatif. Meskipun disebut mesin pencacah jerami yang tujuan

utamanya untuk mencacah jerami, mesin ini juga dapat berfungsi untuk

memotong ranting- ranting, sehigga kemampuan alat potong dan motor dari

mesin pencacah jerami haruslah semaksimal mungkin.

Untuk mencapai hasil maksimal, diperlukan alat potong yang tajam,

tahan lama, dan tidak mudah tumpul. Akan tetapi alat potong yang sering

dipakai adalah alat potong yang mudah tumpul sehingga harus sering diasah

dan sering diganti. Hal ini membuat waktu produksi menjadi lama, hasil


2

pekerjaan menjadi tidak maksimal, dan biaya untuk perawatan menjadi

meningkat.

Untuk menyelesaikan masalah tersebut alat potong pada mesin pencacah

jerami sebaiknya dilapisi lapisan paduan, semisal hard chrome. Pelapisan hard

chrome ini bertujuan agar alat potong tetap tajam dan tahan lama, tidak mudah

berkarat, dan tidak sering mengasah alat potong. Maka dengan pelapisan ini

produksi menjadi maksimal.

1.2 Tujuan

1. Peningkatan lapisan kekerasan pada alat potong mesin pencacah jerami.

2. Pengoptimalan ketahanan aus alat potong pada mesin pencacah jerami.

1.3 Manfaat

Membantu petani untuk mengoptimalkan kerja dari alat potong mesin

pencacah jerami untuk mempermudah dalam pembuatan pupuk dan pakan

ternak.

1.4 Batasan Masalah

Batasan-batasan masalah yang ditetapkan dalam unjuk kerja ketajaman pisau

dengan lapisan hard chrome adalah:

1. Membandingkan kemampuan potong dari alat potong yang menggunakan

lapisan hard chrome dengan alat potong tanpa lapisan dengan uji keausan.

2. Membandingkan kemampuan potong dari alat potong yang menggunakan

lapisan hard chrome dengan alat potong tanpa lapisan dengan uji kekerasan.


3

1.5 Metode Pemecahan Masalah

1. Studi lapangan bertujuan mencari data-data yang diperlukan untuk

menunjang penelitian ini, sehingga penelitian yang dikerjakan dapat

bermanfaat dengan baik di lapangan.

2. Mendalami teori dasar yang dipakai dalam penyusunan tugas akhir.

Penyusunan ini didasarkan dari beberapa buku referensi, kemudian disusun

secara sistematis dan sejelas mungkin sebagai penunjang teori dasar dengan

batasan masalah yang akan dibahas.


4

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Baja Karbon

Yang dimaksud baja karbon adalah baja yang terdiri dari besi (Fe) dan

karbon (C). Beberapa unsur yang lain kadang-kadang terdapat pada baja karbon

tapi dengan kadar yang sangat kecil, misalnya Si, Mn, S, dan P. Biasanya

keikutsertaan material tersebut di dalam baja karbon dinamakan impuritis.

2.1.1 Pengaruh Unsur-unsur yang Terdapat Dalam Baja

Adapun pengaruh unsur-unsur di atas antara lain sebagai berikut:

1. Si dan Mn

Biasanya baja karbon mengandung paling banyak 0,4% Si dan 0,5-0,8%

Mn. Kedua unsur ini memiliki pengaruh yang tidak begitu berarti terhadap

sifat mekanik dari baja. Mn sering dipakai untuk mengurangi sifat rapuh-

panas dan mampu menghilangkan lubang-lubang pada saat proses

pembuatan/penuangan baja.

2. Phospor

Phospor dapat larut baik dalam besi-α, yaitu dalam ikatan kimiawi besi

phospit (Fe3P). Phospor pada baja karbon akan mengakibatkan kerapuhan

dalam keadaan dingin (rapuh-dingin). Semakin besar prosentase phospor,

semakin tinggi batas tegangan tariknya, tetapi impact strength dan ductility-


5

nya turun. Biasanya prosentase phospor di dalam baja karbon paling tinggi

sekitar 0,08%. Tetapi kadang-kadang phospor sengaja ditambahkan pada

baja karbon rendah (0,15-0,20% P) untuk memperbaiki machinability.

3. Sulfur

Prosentase tertinggi dari sulfur di dalam baja karbon sekitar 0,04%. Sulfur

dapat mempengaruhi sifat rapuh-panas.

2.1.2 Pengelompokan Baja Berdasarkan Prosentase Karbon

Berdasarkan tinggi rendahnya prosentase karbon di dalam baja, maka baja

karbon dikelompokkan sebagai berikut:

1. Baja karbon rendah

Pada baja ini prosentase karbon antara 0,10-0,25%. Karena karbon yang

dikandung sangat rendah, maka baja ini lunak dan tidak dapat dikeraskan.

Baja ini dapat dituang, dikeraskan permukaanya (case hardening), mudah

ditempa dan dilas. Baja dengan prosentase di bawah 0,15% memiliki

machinability yang jelek. Low carbon steel biasanya digunakan unutuk

konstruksi jembatan, bangunan, dan lain-lain.

2. Baja karbon tengah

Prosentase karbon yang terkandung dalam baja ini berkisar dari 0,25–

0,55%. Oleh sebab itu, jenis baja ini sifat-sifat lain dari baja ini adalah dapat

dilas dan dapat dikerjakan pada mesin dengan baik. Biasanya baja ini

dipergunakan untuk beberapa bagian dari mesin misalnya: poros, poros

engkol, dan lain-lain.


6

3. Baja karbon tinggi

Prosentase karbom yang terkandung dalam baja ini berkisar dari 0,55-

0,70%. Baja ini lebih cepat dikeraskan daripada jenis yang lain, karena

kadar karbon yang lebih tinggi. Penggunaan jenis baja ini sangat terbatas

karena memiliki machinability dan weldability yang jelek dan sukar

dibentuk. Baja karbon tinggi biasanya dipergunakan untuk pegas, alat-alat

pertanian, dan lain-lain.

2.2 Elektroplating

Elektroplating adalah proses pengendapan logam pada permukaan suatu

logam atau non logam (benda kerja), secara elektrolisis. Endapan yang terjadi

bersifat adesif terhadap logam dasar.

Dalam teknologi pengerjaan logam, proses lapis listrik termasuk dalam

proses pengerjaan akhir metal finishing. Adapun fungsi dari lapisan logam adalah

sebagai berikut :

1. Memperbaiki penampilan dekoratif : pelapisan emas, perak, kuningan, dan

tembaga.

2. Melindungi dari korosi, yaitu :

a. Melindungi logam dasar dengan logam yang lebih mulia, misalnya:

pelapisan platina, emas, dan baja.

b. Melindungi logam dasar dengan logam yang kurang mulia, misalnya:

pelapisan seng pada baja.

3. Meningkatkan ketahanan produk terhadap abrasi, misalnya chromium keras.


7

4. Memperbaiki kehalusan atau bentuk permukaan dan toleransi dasar, misalnya:

pelapisan nikel dan chromium.

5. Elektroforming: membentuk benda kerja dengan cara endapan.

2.2.1 Prinsip Kerja Elektroplating

Pelapisan logam dengan menggunakan listrik adalah rangkaian dari sumber

arus listrik, anoda, larutan elektrolit, dan katoda. Semua rangkaian tersebut di

susun membentuk suatu sistem lapis listrik. Anoda dihubungkan dengan kutub

positif, katoda dihubungkan dengan kutub negatif. Keduanya dimasukan ke

dalam larutan elektrolit dan di beri arus listrik, sehingga terjadi proses pelapisan

logam pada katoda.

1. Sumber arus listrik

Sumber arus listrik yang digunakan pada proses pelapisan secara listrik

adalah arus searah dengan tegangan rendah, tegangan berkisar antara 6–12V.

Untuk mendapatkan arus listrik tersebut digunakan rectifier dimana arus

yang dikeluarkan dari rectifier ini bersifat arus searah, tegangan rendah dan

konstan serta arus yang mengalir besar dan bisa divariasikan.

2. Larutan elektrolit

Untuk setiap pelapisan larutan elektrolit berbeda-beda, tergantung logam

pelapisnya.


8

3. Anoda

Adalah suatu 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 pelapis. Contoh : anoda nikel dan anoda seng.

b. Anoda tak larut (unsoluble anode)

Anoda yang tidak larut berfungsi sebagai penghantar arus listrik saja.

Contoh : anoda Pb pada proses pelapisan kromium.

4. Katoda

Pada proses elektroplating, katoda bisa diartikan sebagai benda kerja yang

akan dilapisi.

Gambar 2.1 Rangkaian proses elektroplating

2.2.2 Kondisi yang diperhatikan saat proses elektroplating

1. Banyaknya rapat arus listrik yang ditentukan untuk mendapatkan atom-atom

logam pada setiap benda kerja yang akan dilapis.


9

2. Tegangan pada proses elektroplating harus pada keadaan konstan, tidak

dipengaruhi oleh besarnya ampere.

3. Suhu larutan harus dapat mempengaruhi mutu lapisan.

4. PH Larutan digunakan untuk menentukan derajat keasaman suatu larutan,

dan untuk memeriksa kemampuan larutan dalam menghasilkan lapisan yang

lebih baik.

2.2.3 Macam-macam Proses Pelapisan

a. Proses Pelapisan Tembaga

Pelapisan tembaga biasanya digunakan dengan tujuan:

1. Sebagai lapisan perantara.

2. Sebagai lapisan dasar hantar panas dan arus listrik yang baik.

Jika benda kerja terbuat dari baja dan paduannya, maka pelapisan perantara

perlu dilakukan, sedangkan logam yang telah ada unsur tembaga, tidak perlu

menggunakan pelapisan tembaga.

Gambar 2.2 Proses pelapisan tembaga


10

b. Proses Pelapisan Nikel

Pelapisan nikel merupakan kelanjutan dari proses pelapisan tembaga dan

diakhiri dengan proses pelapisan chromium.

Gambar 2.3 Proses pelapisan nikel

Pengerjaan pendahuluan meliputi : pembersihan secara mekanis, pencucian,

pembersihan karat dan pembilasan. Jika logam dasar terbuat dari paduan tembaga

(kuningan, perunggu) maka pelapisan nikel bisa langsung dilakukan tanpa proses

pelapisan tembaga.

c. Proses Pelapisan krom

Pelapisan chromium di bedakan menjadi dua macam, antara lain :

1. Pelapisan krom dekoratif

Pada pelapisan ini umumnya logam (benda kerja) terlebih dulu dilapis

tembaga lalu nikel dan akhirnya chromium. Tebal lapisan berkisar antara

0,25-0,5 mikron. Lapisan ini memberikan kenampakan yang indah dan

bersifat nontarnishing pada barang-barang yang dilapis. Lapisan krom

dekoratif tahan terhadap abrasi dan banyak digunakan untuk pelapisan

perabot rumah tangga, kendaraan bermotor, mobil, alat-alat bedah dan gigi.


11

2. Pelapisan hard chrome

Pelapisan chromium dnegan memanfaatkan sifat-sifat chromium untuk

mendapatkan sifat-sifat seperti : tahan panas, tahan gores, korosi, dan

koefesien rendah. Pada pelapian hard chrome, chrome diendapkan pada

logam dasar secara langsung tanpa pelapisan perantara. Lapisan hard

chrome lebih tebal daripada lapisan chrome dekoratif, dengan ketebalan

0,1- 0,2 mm. Manfaat dari Hard chrome itu sendiri antara lain agar logam

tersebut:

a. Lebih tahan terhadap karat.

b. Melapisi permukaan logam agar lebih keras.

c. Dalam ketebalan tertentu hard chrome tahan terhadap goresan.

d. Agar permukaan logam lebih licin.

e. Melindungi base material agar tahan terhadap suhu, cuaca, gesekan

atau goresan.

2.3 Pengujian Kekerasan

Uji kekerasan (hardness test) adalah salah satu cara untuk mengetahui sifat

mekanik suatu bahan. Ada beberapa definisi yang dipakai untuk menyatakan

kekerasan antara lain adalah cara penekanan Brinell, Vickers, Rockwell dan

lain-lain. Identor yang kita gunakan bisa berbentuk bola (bulat), piramida,

kerucut (runcing) dan terbuat dari material yang lebih keras dari benda uji.


12

2.3.1 Pengujian Brinell

Tujuan

1. Pengujian kekerasan menurut Brinell bertujuan menentukan kekerasan suatu

material dalam bentuk daya tahan material terhadap bola baja yang

ditekankan pada permukaan material uji tersebut.

2. Disarankan agar pengujian Brinell ini hanya diperuntukan material yang

memiliki kekerasan Brinell sampai dengan 400 (ditulis 400 HB). Lebih dari

itu dipakai pengujian Rockwell atau Vickers.

Pengertian, Notasi, dan Satuan Besaran

1. Angka kekerasan Brinell (HB) adalah hasil bagi dari Beban Uji (F) dalam

kgf dengan Luas Penampang Bekas Luka Tekan Bola Baja (A) dalam mm2.

2. Notasi HB dilengkapi dengan indeks yang menyatakan syarat-syarat

pengujian, yaitu: diameter bola baja, beban uji, dan lama pengujian

(pembebanan uji). Contoh: HB 5/750/15 yang berarti pengujian kekerasan

Brinell dengan bola bergaris tengah 5mm, beban uji 750kgf dan lama

pengujian (pembebanan uji) 15 detik.

3. Untuk pengujian standar yaitu dengan bola baja ∅ 10mm dengan beban uji

3.000N (306kgf) dan lama pengujian 15 detik, kekerasan Brinell yang

dihasilkan hanya diberi notasi HB.


13

−−

=22.(.

.2

dDDD

FHB

π

Gambar 2.4 Ilustrasi hasil uji kekerasan Brinell

Perlengkapan Pengujian

1. Benda tekan berupa bola baja yang dikeraskan. Jika bola baja mengalami

deformasi atau kerusakan, maka hasil pengujian tidak dapat diterima. Bola

baja yang rusak tersebut harus diganti dengan yang baru.

2. Beban uji dipilih sedemikian rupa sehingga garis tengah bekas luka tekan d

tidak lebih kecil daripada 0,2 D (d sukar diukur) dan tidak boleh lebih besar

daripada 0,7 D (penyok ke luar mengganggu pengukuran d).

Proses Pengujian

1. Bola baja disinggungkan permukaan benda uji, kemudian diberi beban tegak

lurus (sesuai dengan Tabel 2.1 Harga patokan beban uji Brinell) terhadap

permukaan tersebut, bebas hentakan (bebas kejut) dan secara demikian

berangsur-angsur sehingga beban uji tercapai dalam waktu pembebanan uji:

a. Semua jenis baja : 15 detik

b. Metal bukan besi : 30 detik


14

Tabel 2.1 Harga patokan beban uji Brinell (F)

Garis tengah bola uji D

(mm)

Tebal minimal material

pada tempat pengujian

(mm)

Beban uji F (kg)

Baja, Besi tuang

Brons, Tembaga

keras, Kuningan

keras

Metal ringan, Paduan metal

ringan Metal lunak

30.D2 10.D2 5.D2 2,5.D2

10 6 3000 1000 500 250

5 3 750 250 125 62,5

2,5 3 187,5 62,5 31,25 15,6

2. Pada umumnya pusat tempat pengujian berjarak sekurang-kurangnya 2D

dari tepi material uji dan jarak tempat pengujian yang satu dengan yang lain

sekurang-kurangnya 3D.

3. Percobaan harus dilakukan sedemikian rupa, sehingga tidak ada hal-hal yang

menyebabkan kekeliruan hasil uji, misalnya: tonjolan pada pinggiran luka

tekan. Sesudah pengujian dilaksanakan, permukaan material uji bagian

bawah sama sekali tidak boleh memperlihatkan tanda-tanda deformasi.

Keterangan :

1. Garis tengah bekas luka tekan d harus diukur dengan ketelitian 0,01mm.

2. Untuk menghindari terjadinya deformasi pada permukaan material uji bagian

bawah, maka ditentukan tebal material benda uji:

smin = 17 x dalamnya bekas luka tekan.


15

3. Pengujian tarik yang relatif mahal dapat diganti dengan pengujian Brinell.

Meskipun sampai saat ini belum ada rumus yang menyatakan hubungan

pasti antara batas patah tarik σZB (biasanya ditulis σB) dan angka kekerasan

Brinell HB.

a. Untuk baja σB = 3,5 x kekerasan Brinell (berlaku sampai σB = 1400

N/mm2).

b. Untuk baja σB = 4,0 x kekerasan Brinell (berlaku 1400 < σB < 2100

N/mm2).

2.3.2 Pengujian Vickers


1. Angka kekerasan Vickers (HV) adalah hasil bagi dari Beban Uji (F) dalam

kgf dengan Luas Permukaan Bekas Luka Tekan Piramida Diamon (A) dalam

mm2.

2. Notasi HV dilengkapi dengan indeks yang menyatakan syarat-syarat

pengujian, yaitu: beban uji, dan lama pengujian (pembebanan uji).

a. XXX HV 30 berarti kekerasan Vickers hasil pengujian dengan beban uji

F= 30kgf dan lama pembebanan 15 detik.

b. XXX HV 30/30 berarti kekerasan Vickers hasil pengujian dengan beban

uji F= 30kgf dan lama pembebanan 30 detik.


16

2

.8544,1

d

FHV =

Gambar 2.5 Ilustrasi hasil uji kekerasan Vickers

Proses Pengujian

1. Piramida diamon disinggungkan (tegak lurus pada permukaan) material uji.

Pembebanan dilaksanakan dalam keadaan bebas hentakan dan bebas getaran

sampai tercapai beban F yang dikehendaki. Menurut aturan standar, lama

pembebanan uji 15 detik.

2. Pada umumnya pusat tempat pengujian berjarak sekurang-kurangnya 2,5d

dari tepi material uji atau dari pusat tempat pengujian yang lain.

3. Beban uji F yang biasa dipakai: 5 kgf, 10 kgf, 30 kgf, dan 50 kgf. Hasil

pengujian dengan beban-beban tersebut dapat diperbandingkan. Ternyata

sama, karena angka kekerasan Vickers praktis tidak tergantung pada beban

uji. Jika keadaan material uji memungkinkan, maka biasanya dipilih beban


17

uji yang menghasilkan bekas luka tekan dengan diagonal d sekurang-

kurangnya 0,4mm.

4. Pengujian material tipis:

a. Beban uji dipilih yang kecil agar tidak terjadi lubang tembus.

b. Beban uji dipilih sedemikian rupa sehingga permukaan material uji

bagian bawah tidak memperlihatkan tanda-tanda deformasi.

Keterangan

1. Diagonal bekas luka tekan d harus diukur dengan ketelitian 0,002 mm.

2. Batas penyimpangan Hasil Uji Vickers (lihat Tabel 2.2 Batas penyimpangan

hasil uji Vickers).

Tabel 2.2 Batas penyimpangan hasil uji Vickers

Beban Uji (N) Penyimpangan Hasil (%)

20 4

2 8

0,2 16

3. Perbandingan antara luka tekan plastik dan luka tekan total (plastik+elastik)

akan menjadi semakin kecil, jika beban uji semakin besar. Dibandingkan

dengan kekerasan hasil pengujian dengan beban uji 100N, maka kekerasan

hasil pengujian dengan beban uji yang lebih kecil harus disertai dengan

faktor penambahan dalam %. (Tabel 2.3)


18

Tabel 2.3 Faktor Penambahan pada Uji Vickers

Beban Uji (N) Penambahan (%)

20 6

2 12

0,2 24

2.3.3 Pengujian Rockwell

Tujuan

1. Menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material

terhadap benda penguji (dapat berupa bola baja atau kerucut diamond) yang

ditekankan pada permukaan material uji tersebut.

2. Untuk baja dipakai kerucut diamond sebagai benda penguji dan disebut

pengujian Rockwell-C (C = cone = tirus), sedangkan untuk material lain

dipakai bola baja dan disebut pengujian Rockwell-B (B = ball = bola).

3. Untuk jenis-jenis skala uji Rockwell dapat dilihat di Tabel 2.4 Jenis skala uji

Rockwell.

Tabel 2.4 Jenis skala uji Rockwell

Skala Penekan Beban Utama Dial Penggunaan

A Kerucut intan 60 Hitam Tungsten carbide (special case)

B Bola baja 1/16" 100 Merah Aluminium, Brass & Soft steel

C Kerucut intan 150 Hitam Hardened steel

D Kerucut intan 100 Hitam

E Bola baja 1/8" 100 Merah

F Bola baja 1/16" 60 Merah


19

G Bola baja 1/16“ 150 Merah

H Bola baja 1/8“ 60 Merah

K Bola baja 1/8“ 150 Merah

L Bola baja 1/4“ 60 Merah

M Bola baja 1/4“ 100 Merah

P Bola baja 1/4“ 150 Merah

R Bola baja 1/2” 60 Merah

S Bola baja 1/2” 100 Merah

V Bola baja 1/2” 150 Merah


1. Angka kekerasan Rockwell (HR) adalah selisih antara konstanta dan

dalamnya luka tekan permanen (e) yang dibagi dengan 0,002 mm.

2. Pengujian dengan kerucut diamond (Rockwell-C):

Gambar 2.6 Ilustrasi hasil uji kekerasan Rockwell – C


20

Keterangan Gambar 2.6 - uji kekerasan Rockwell-C:

Sim. Arti Satuan

Fo Beban uji awal (= 98,1 N) N

F1 Beban uji utama (= 1373,4 N) N

Ftot Beban uji total (= 1471,5 N) N

ea Dalamnya luka tekan akibat Fo mm

eg Dalamnya luka tekan akibat Ftot mm

e Dalamnya luka tekan permanen jika F1 dihilangkan mm

Ggggggg

G G

3. Pengujian dengan bola baja (Rockwell-B):

Gambar 2.7 Ilustrasi hasil uji kekerasan Rockwell – B


21

Keterangan Gambar 2.7-Uji Kekerasan Rockwell-B:

Sim. Arti Sat

Fo Beban uji awal (= 98,1 N) N

F1 Beban uji utama (= 882,9 N) N

Ftot Beban uji total (= 981 N) N

ea Dalamnya luka tekan akibat Fo mm

eg Dalamnya luka tekan akibat Ftot mm

e Dalamnya luka tekan permanen jika F1 dihilangkan mm

2.4 Pengujian Keausan

Keausan umumnya didefinisikan sebagai kehilangan material secara

progresif atau pemindahan sejumlah material dari suatu permukaan sebagai suatu

hasil pergerakan relatif antara permukaan tersebut dan permukaan lainnya.

Keausan telah menjadi perhatian praktis sejak lama, tetapi hingga beberapa saat

lamanya masih belum mendapatkan penjelasan ilmiah yang besar sebagaimana

halnya pada mekanisme kerusakan akibat pembebanan tarik, impak, puntir atau

fatigue. Hal ini disebabkan masih lebih mudah untuk mengganti komponen suatu

sistem dibandingkan melakukan desain komponen dengan ketahanan/umur pakai

(life) yang lama. Saat ini, prinsip penggantian dengan mudah seperti itu tidak

dapat diberlakukan lebih lanjut karena pertimbangan biaya (cost). Pembahasan


22

mekanisme keausan pada material berhubungan erat dengan gesekan (friction)

dan pelumasan (lubrication). Telaah mengenai ketiga subyek ini yang dikenal

dengan nama ilmu Tribologi. Keausan bukan merupakan sifat dasar material,

melainkan response material terhadap sistem luar (kontak permukaan). Material

apapun dapat mengalami keausan disebabkan mekanisme yang beragam.

2.4.1 Prinsip pengujian

Pengujian keausan dapat dilakukan dengan berbagai macam metode

dan teknik, yang semuanya bertujuan untuk mensimulasikan kondisi keausan

aktual. Salah satunya adalah dengan metode Ogoshi dimana benda uji

memperoleh beban gesek dari cincin yang berputar (revolving disc).

Pembebanan gesek ini akan menghasilkan kontak antar permukaan yang

berulang-ulang yang pada akhirnya akan mengambil sebagian material pada

permukaan benda uji. Besarnya jejak permukaan dari material tergesek itulah

yang dijadikan dasar penentuan tingkat keausan pada material. Semakin besar

dan dalam jejak keausan maka semakin tinggi volume material yang terlepas

dari benda uji. Ilustrasi skematis dari kontak permukaan antara revolving disc

dan benda uji diberikan oleh Gambar 2.8:


23

Gambar 2.8 Pengujian keausan dengan metode Ogoshi

Keterangan :

B : tebal revolving disc (mm)

r : jari-jari disc (mm),

b : lebar celah material yang terabrasi (mm)

maka dapat diturunkan besarnya volume material yang terabrasi (W):

W = B.b3/12.r …………………………………(1)

Laju keausan (Ws) dapat ditentukan sebagai berikut :

Ws : B.b3/ 8.r.Po.lo …………………………….(2)

Keterangan :

Po : Beban (kg)

lo : jarak abrasi (m)


24

Sebagaimana telah disebutkan pada bagian Pengantar, material jenis

apapun akan mengalami keausan dengan mekanisme yang beragam, yaitu:

keausan adhesif, abrasi, lelah dan oksidasi. Di bawah ini diberikan penjelasan

ringkas dari mekanisme-mekanisme tersebut:

2.4.2 Macam-macam jenis Keausan

1. Keausan adhesif:

Terjadi bila kontak permukaan dari dua material atau lebih mengakibatkan

adanya perlekatan satu sama lain dan pada akhirnya terjadi pelepasan/

pengoyakan salah satu material, seperti diperlihatkan oleh Gambar 2.9 :

Gambar 2.9 Ilustrasi skematis keausan adhesif

2. Keausan abrasif:

Terjadi bila suatu partikel keras (asperity) dari material tertentu meluncur

pada permukaan material lain yang lebih lunak sehingga terjadi penetrasi

atau pemotongan material yang lebih lunak, sebagaimana ditunjukkan oleh

Gambar 2.10, tingkat keausan pada mekanisme ini ditentukan oleh derajat

kebebasan (degree of freedom) partikel keras atau sperity tersebut. Sebagai


25

contoh partikel pasir silica akan menghasilkan keausan yang lebih tinggi

ketika diikat pada suatu permukaan seperti pada kertas amplas, dibandingkan

bila partikel tersebut berada di dalam sistem slury. Pada kasus pertama

partikel tersebut kemungkinan akan tertarik sepanjang permukaan dan

mengakibatkan pengoyakan sementara pada kasus terakhir partikel tersebut

mungkin hanya berputar (rolling) tanpa efek abrasi.

Gambar 2.10 Keausan abrasif

3. Keausan lelah:

Merupakan mekanisme yang relatif berbeda dibandingkan dua mekanisme

sebelumnya, yaitu dalam hal interaksi permukaan. Baik keausan adhesive

maupun abrasif melibatkan hanya satu interaksi sementara pada keausan

lelah dibutuhkan interaksi multi. Gambar 2.11 memberikan skematis

mekanisme keausan lelah. Permukaan yang mengalami beban berulang akan

mengarah pada pembentukan retak-retak mikro (t1). Retak-retak tersebut

pada akhirnya menyatu (t2) dan menghasilkan pengelupasan material (t3).

Tingkat keausan sangat tergantung pada tingkat pembebanan.


26

Gambar 2.11 Ilustrasi keausan lelah

4. Keausan oksidasi:

Seringkali disebut sebagai keausan korosif. Pada prinsipnya mekanisme ini

dimulai dengan adanya perubahan kimiawi material di bagian permukaan

oleh faktor lingkungan. Kontak dengan lingkungan ini akan menghasilkan

pembentukan lapisan pada permukaan dengan sifat yang berbeda dengan

material induk. Sebagai konsekuensinya, material pada lapisan permukaan

akan mengalami keausan yang berbeda. Hal ini selanjutnya mengarah

kepada perpatahan interface antara lapisan permukaan dan material induk

dan akhirnya seluruh lapisan permukaan itu akan tercabut. Gambar 2.12

memperlihatkan skematis mekanisme keausan oksidasi/korosi ini.

Gambar 2.12 Ilustrasi skematis keausan oksidasi


27

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Skema Kerja Penelitian

Gambar 3.1 Skema kerja penelitian

Persiapan bahan

Buku-buku acuan

Tanpa

proses

Baja

Karbon rendah

Data hasil penelitian

Analisis data

Kesimpulan

Proses elektroplating hard chrome

Uji komposisi Uji keausan

Uji kekerasan Brinell

Uji Keausan Uji Kekerasan

Brinell


28

3.2 Persiapan Bahan dan Peralatan

1. Material Uji

a. Baja karbon rendah diperoleh dari mesin pencacah jerami yang berada

pada laboratorium mekanika Universitas Sanata Dharma

b. Baja karbon tengah diperoleh dari bengkel handayani.

2. Peralatan

a. Kaliper

Gambar 3.2 Dial kaliper

b. Mesin elektroplating hard chrome, milik Laboratorium Ilmu Logam,

Universitas Sanata Dharma.

c. Mikrometer

Gambar 3.3 Mikrometer


29

d. Kawat tembaga

Gambar 3.4 Kawat tembaga

d. mikroskop

e. Autosol

f. Amperemeter dan Voltmeter

g. Rectifier dan Aki

h. Mesin uji keausan, milik Labortorium Bahan Teknik, Universitas Gajah

Mada Yogyakarta

i. Mesin uji kekerasan Brinell MOD 100 MR.

Gambar-gambar bahan dan peralatan dapat di lihat pada halaman lampiran.

3.3 Pembuatan Spesimen Penelitian

1. Pembuatan material uji dilakukan di bengkel BLPT Yogyakarta. Material

uji awal dan material uji untuk proses elektroplating hard chrome rata-rata

memiliki dimensi sebagai berikut :

- Memasukan dimensi baja karbon rendah


30

Gambar 3.5 Profil spesimen

2. Pembuatan material uji untuk proses elektroplating

Bahan baja karbon rendah yang sudah terbentuk. Di panaskan dalam

larutan air sabun. Pemanasan air sabun ini untuk mengaktifkan kadar asam

pada permukaan benda, agar ion-ion elektron bisa menempel pada

material.

Setelah dipanaskan dalam air sabun, material uji dilarutkan ke dalam bak

elektroplating chrome dengan arus 10-30A/dm2 dan tegangan ±12Volt

selama beberapa jam. Dan akhirnya menghasilkan material yang gelap,

dan terlapisi semua permukaan material tersebut.

3.4 Pengujian komposisi

1. Tujuan

Mengetahui kandungan unsur-unsur yang terdapat dalam benda uji

2. Proses

Pengujian komposisi ini dilakukan di Analisa Fisika Pusat Universitas

Sanata Dharma, Paingan, Yogyakarta. Setelah mendapatkan hasil,

ternyata pada laboratorium tersebut tidak bisa diperoleh kadar unsur C

yang dibutuhkan. Oleh karena itu, pengujian komposisi dilakukan di

Polman Ceper, Klaten dan mendapatkan unsure C di inginkan


31


1. Tujuan

Menganalisa keausan material uji dengan perlakuan hard chrome dengan

material awal.

2. Proses

Sebelum dilakukan pengujian keausan, material terlebih dahulu

ditimbang untuk mengeteahui kadar massa awal. Penimbangan dilakukan

dengan menggunakan timbangan digital, agar didapatkan massa yang

signifikan.

Setelah ditimbang material di pasang dalam mesin uji, lalu di seting

dengan beban 4,5 kg sebagai beban awal, selama 1 menit.

Untuk membandingkan hasil uji keausan material awal dengan material

hard chrome, digunakan mikroskop untuk mengetahui perbedaannya.

Gambar 3.7 Mesin uji keausan riken ogoshi’s universal wear dan alat

penimbang

3.6 Pengujian Kekerasan Brinell

1. Tujuan

a. Memeriksa harga kekerasan benda uji menurut Brinell.


32

b. Membandingkan harga kekerasan spesimen sebelum di chrome

dengan spesimen sesudah di chrome .

2. Prosedur kerja

a. Permukaan benda uji (spesimen) diratakan kemudian dihaluskan

(dipoles) dan dibersihkan sehingga permukaan spesimen rata dan

sejajar.

b. ditentukan dahulu diameter identer dan beban penekanan sesuai

dengan tabel 3.1

Tabel 3.1 Beban uji pengujian Brinell

Garis

Tengah

bola uji

D

(mm)

Beban uji F (N)

Baja dan

besi tuang

30.D2

Brons,

tembaga

keras,

kuningan

keras

10.D2

Metal

ringan,

Paduan

Metal

ringan

5.D2

Metal

lunak

2,5.D2

10 3000 1000 500 250

5 750 250 125 62,5

2,5 187,5 62,5 31,25 15,6

dmin = 0,25 D

dmax = 0,5 D


33

c. Spesimen dijepit dengan baik.

d. Dilakukan kalibrasi nol pada skala beban penekanan.

e. Indentor ditekan dengan cara memutar handle penekan sampai jarum

menunjukkan beban penekanan yang sesuai dengan tabel.

f. Waktu yang diberikan penahanan beban:

a. Semua jenis baja : 15 detik

b. Metal bukan besi : 30 detik

g. Besar beban penekanan dicatat dan diamati.

i. Pengukuran kekerasan dilakukan beberapa kali untuk tiap spesimen.

j. Dilakukan pengamatan terhadap besarnya lubang hasil penekanan dengan

menggunakan mikroskop.

k. Dihitung harga kekerasan untuk spesimen tersebut.

Keterangan :

D : Diameter indenter (mm)

P : Gaya penekanan (kg)

d : Diameter bekas penekanan (mm)

�� 2�

�� √��

Gambar 3.8 Mesin uji kekerasan Brinell MOD 100 MR dan Mikroskop


34

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Dalam proses pembuatan elektroplating hardchrome, terlebih dahulu

benda kerja dilakukan pengujian komposisi di Polman Ceper, yang bisa di

lihat pada halaman lampiran.

4.1 Proses Pelapisan Hard Chrome

Dalam penelitian tentang hard chrome sampai dihasilkan ketebalan

lapisan yang sesuai, dilakukan percobaan-percobaan berupa perlakuan yang

berbeda selama proses pelapisan material. Tiap percobaan dilakukan

pengecekan tiap 1 jam agar bisa dipantau hasil dari proses elektroplating.

4.1.1 Laporan Hasil Percobaan 1

Pada percobaan elektroplating hard chrome pertama, material yang

akan diproses hard chrome dipersiapkan dengan menggunakan amplas, kikir

dan gergaji. Sumber arus digunakan aki 12V 100Ah. Proses :

1. Material dipotong dan dimasukan ukuran yang disesuaikan.

2. Material dilubangi diameter 4mm sebagai lubang gantung kawat tembaga.

3. Permukaan tebal dihaluskan menggunakan amplas.

4. Material dibersihkan dengan menggunakan air sabun.

5. Material digantung menggunakan kawat tembaga berdiameter 1,8mm dan

dicelupkan pada larutan hard chrome.


35

6. Proses elektroplating dangan aki dan jarak antara anoda-katoda 200 mm.

Gambar 4.1 Instalasi proses elektroplating percobaan pertama

7. Pengecekan pertama didapatkan hasil: lapisan tebal, tidak rata, dan

pecah-pecah.

Gambar 4.2 Hasil percobaan pertama

8. Dari hasil pengecekan pertama dapat disimpulkan bahwa material hasil

elektroplating hard chrome tidak sesuai yang diharapkan (material pecah-

pecah), maka percobaan dihentikan.



36

Pada percobaan elektroplating hard chrome kedua ini, material awal

digunakan material dari proses permesinan. Untuk memasukan ukuran

ukuran, material diproses dengan menggunakan mesin milling, dan untuk

kehalusan material menggunakan mesin surface grinding. Sumber arus

digunakan aki (12V 100Ah). Prosesnya:

1. Material dipotong dan dimasukan ukuran yang disesuaikan.


3. Benda dibersihkan dengan air sabun.

4. Benda digantung menggunakan kawat tembaga diameter 1,8mm dan


6. Proses elektroplating dangan aki dan jarak antara anoda-katoda 200mm.

Gambar 4.3 Instalasi proses elektroplating percobaan kedua

7. Pengecekan pertama didapatkan hasil:

lapisan tebal, sudah terlihat rata, kasar, dan pecah-pecah.


37

Gambar 4.4 hasil percobaan kedua

8. Dari hasil pengecekan pertama dapat disimpulkan bahwa material hasil

elektroplating hard chrome tidak sesuai yang diharapkan (material masih

pecah-pecah), maka percobaan dihentikan.

4.1.3 Kesimpulan Sementara Dari Laporan Hasil Percobaan 1 & 2

Dari percobaan pertama dan kedua, didapatkan kesimpulan sementara,

yaitu:

1. Tingkat kehalusan material akan mempengaruhi performa benda

elektroplating. Artinya, semakin halus material maka chrome akan

melekat dengan baik.

2. Aki tidak cocok digunakan untuk proses elektroplating hard chrome.

Menurut penulis, penulis belum menemukan hasil yang diharapkan.

Maka diputuskan untuk mendatangi supplier unit elektroplating di Semarang.

Dari kunjungan tersebut didapatkan saran untuk mendapatkan performa yang

baik, yaitu:

1. Catu daya yang digunakan berupa rectifier dengan arus yang dapat diatur.


38

2. Pembersihan material dari kotoran dan minyak menggunakan air sabun

yang dipanaskan.

3. Besar arus sesuai dengan luas material yang dikrom (fluks: 10-30A/dm2).

4. Pengaktifan ion pada permukaan material dengan menggunakan HCl.

(dikarenakan berbahaya bagi kesehatan, maka saran ini tidak digunakan

dalam proses penelitian).

Dari saran tersebut, maka dilakukan percobaan dengan perlakuan-

perlakuan yang baru. Perlakuan itu berupa: proses pembuatan material dengan

permesinan, sumber listrik yang digunakan adalah rectifier, jarak anoda-

katoda (100mm dan 200mm), dan cara pengaitan material (gantung dan lilit).

Selama proses hard chrome plating dilakukan pengecekan setiap satu jam

sekali.


Sebagai sumber arus yang digunakan adalah rectifier, jarak anoda-katoda

200mm, pengaitan material dengan cara digantung. Prosesnya:

1. Material dipotong dan dimasukan ukuran yang disesuaikan


3. Material dipanaskan bersamaan dengan air sabun.

4. Material dicuci dengan air bersih untuk menghilangkan air sabun yang

menempel pada material.




39

6. Proses elektroplating dangan trafo dan jarak anoda-katoda 200mm.

Gambar 4.5 Instalasi proses elektroplating percobaan ketiga


Baja karbon rendah: lapisan tipis (tembus pandang dan material awal

terlihat), rata, dan tidak pecah-pecah.

8. Pengecekan kedua didapatkan hasil: lapisan tipis (penambahan tebal

tidak signifikan dari pengecekan pertama), rata, dan tidak pecah-pecah.

9. Pengecekan ketiga didapatkan hasil: lapisan tipis (0,08 mm) belum

mencapai target (0,1-0,2 mm).

10. Akhirnya, untuk mencapai tuntutan dari ketebalan (0,1-0,2mm)

diperlukan waktu 6 jam. Hasilnya: rata, tidak pecah-pecah, dan warna

lapisan menjadi sedikit gelap. Hasilnya:


40

Gambar 4.6 Hasil percobaan ketiga


Sebagai sumber arus, digunakan rectifier, jarak anoda – katoda

200mm, pengaitan dengan cara dililit, prosesnya:

1. Material dimasukan ukuran yang telah disesuaikan.

2. Material dipanaskan bersamaan dengan air sabun.

3. Material dicuci dengan air bersih untuk menghilangkan air sabun yang

melekat pada material .

4. Material dililitkan dengan kawat tembaga.


41

Gambar 4.7 Material yang dililit dengan kawat tembaga

5. Proses elektroplating dangan trafo dan jarak anoda-katoda 200mm.

Gambar 4.8 Instalasi proses elektroplating percobaan keempat


lapisan tipis (tembus pandang dan material awal terlihat), permukaan

material yang dekat dengan lilitan terlihat lebih tipis dibanding

permukaan yang jauh dari lilitan, dan tidak pecah-pecah.

7. Pengecekan kedua didapatkan hasil:

lapisan tipis dan terlihat jelas perbedaan permukaan material yang dekat

dengan lilitan lebih tipis dibanding permukaan yang jauh dari lilitan.


42

9. Karena pengecekan kedua telah didapat hasil dengan perfoma yang tidak

sesuai (permukaan hasil elektroplating terlihat bekas lilitan), maka

percobaan dihentikan.

Gambar 4.9 Hasil percobaan keempat


Sebagai sumber arus, digunakan rectifier, jarak anoda-katoda 100mm,

dan pengaitan dengan cara digantung. Proses:

1. Material dimasukan ukuran yang telah disesuaikan.


3. Material dipanaskan bersama air sabun.

4. Material dicuci dengan air bersih untuk menghilangkan air sabun.



6. Proses elektroplating dangan rectifier dan jarak anoda-katoda 100mm.


Gambar 4.

7. Pengecekan

pecah.

8. Pengecekan ke

9. Pengecekan ke

gelap dan ketebalan belum tercapai.

10. Pengecekan keempat didapatkan hasil

tuntutan (0,1

4.1.7 Pembahasan

Dari hasil percobaan

faktor yang memp

Gambar 4.10 Instalasi proses elektroplating percobaan

Pengecekan pertama didapatkan hasil: lapisan tipis, rata, dan tidak pecah

Pengecekan kedua didapatkan hasil: lapisan terlihat gelap.

Pengecekan ketiga didapatkan hasil: Baja karbon rendah:

gelap dan ketebalan belum tercapai.

Pengecekan keempat didapatkan hasil: ketebalan lapisan memenuhi

tuntutan (0,14 mm).

Gambar 4.11 Hasil percobaan kelima

dari Hasil Pembuatan Material Hard Chrome

Dari hasil percobaan yang telah dilakukan, maka dapat

yang mempengaruhi produk elektroplating, berupa:

43

Instalasi proses elektroplating percobaan kelima

lapisan tipis, rata, dan tidak pecah-

lapisan terlihat gelap.

Baja karbon rendah: lapisan terlihat

ketebalan lapisan memenuhi

ard Chrome

lakukan, maka dapat diketahui faktor-


44

1. Material percobaan dipengaruhi oleh kualitas visual. Dalam percobaan,

material yang menggunakan proses permesinan menghasilkan produk

dengan performa tinggi.

2. Kestabilan arus dipengaruhi oleh sumber arus. Jika menggunakan aki,

panambahan ketebalan akan sangat cepat hanya pada awal proses. Setelah

beberapa menit, arus pada aki cepat habis sehingga proses penebalan

berhenti. Jika menggunakan rectifier, hasil akan stabil karena arus yang

diberikan ke material tidak habis seperti jika dengan menggunakan aki.

3. Lama proses elektroplating dipengaruhi oleh jarak antara anoda-katoda.

Dari percobaan dengan jarak jauh (200mm) ketebalan yang ingin dicapai

memerlukan waktu lama. Sedangkan dengan jarak dekat (100mm)

ketebalan yang ingin dicapai lebih cepat.

4. Kerataan dipengaruhi oleh cara pengaitan material saat proses

elektroplating. Percobaan dilakukan dengan cara penggantungan dan

pelilitan. Untuk hasil dari cara pelilitan, permukaan material yang dekat

dengan lilitan tembaga akan lebih tipis lapisannya (hasil bergelombang).

Sedangkan hasil dari cara penggantungan, lapisan yang dekat dengan

kawat sebagai penggantung akan lebih tipis dan permukaan lainnya akan

lebih rata.

4.2 Pengujian Kekerasan

Tabel 4.1 Hasil uji kekerasan


45

Material D F d HBN

Baja karbon rendah 2.5 187.5 1.2 155.61

Baja karbon rendah

dengan lapisan hard

chrome

2.5 187.5 1.2 155.61

Dari tabel 4.1 dapat diketahui tidak terjadi perubahan signifikan dari

material tanpa proses pelapisan hard chrome dengan material dengan proses

pelapisan hard chrome. Karena material yang telah mengalami pelapisan hard

chrome hanya terlapisi permukaan dan tidak mengeraskan material awal.

Terjadi crack saat dilakukan penekanan oleh indentor, sehingga

merusak lapisan hard chrome yang ada, dan menembus ke permukaan

material awal. Sehingga tidak terjadi peningkatan kekerasan yang diinginkan

.

Keterangan:

1. Spesimen awal

2. Spesimen dengan lapisan

hard chrome

(1) (2)

Gambar 4.12 Material yang diuji kekerasan


4.3.1 Penimbangan Massa Material


46

Tabel 4.2 Hasil penimbangan massa

Material Ukuran (mm) Massa Sebelum di

uji (gram)

Massa Setelah

diuji (gram)

Baja karbon rendah 25,7 x 28,6 x 7,2 34,859 34,859

Baja karbon rendah

hard chrome 25,9 x 28,8 x 7,4 41,158 41,158

4.3.2 Hasil Analisa Pengujian Keausan

Tabel 4.3 Hasil Uji Keausan 15strip = 1 mm

Posisi Karbon rendah sebelum hard

chrome

Karbon rendah

hard chrome

Peningkatan

ketahanan aus

baja karbon

rendah

1 15 strip 13 strip 13 %

2 18 strip 17 strip 5,5%

3 18 strip 8 strip 55,5%

Rata-rata 17 strip 12,67 25,49%


Dari tabel 4.

keausan yang lebih bagus daripada baja yang tidak terlapisi

Terlihat dari prosentase gambar 4.1

(1)

pe

nin

ga

ka

tan

ke

tah

an

an

au

s (%

)

Gambar 4.13 Grafik peningkatan ketahan aus

Dari tabel 4.4 dapat diketahui baja yang terlapisi hard chrome

keausan yang lebih bagus daripada baja yang tidak terlapisi

at dari prosentase gambar 4.13.

(2) (3)

(4) (5)

Gambar 4.14 Dokumentasi pengujian keausan

0

10

20

30

40

50

60

1 2

Lokasi titik

47

Grafik peningkatan ketahan aus

hard chrome memiliki

keausan yang lebih bagus daripada baja yang tidak terlapisi hard chrome.

(3)

okumentasi pengujian keausan

3


48

Keterangan gambar :

1. Piringan untuk menggesekan ke spesimen.

2. Nama mesin uji keausan.

3. Rangkaian mesin uji keausan.

4. Goresan setelah pengujian keausan material karbon rendah dikrom.

5. Ilustrasi pengujian aus.


48

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan Proses Elektroplating Hard chrome

Dari hasil percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan faktor-

faktor yang mempengaruhi proses elektroplating hard chrome, yaitu:

1. Material spesimen yang dikerjakaan dengan permesinan menghasilkan

lapisan hard chrome yang bagus.

2. Dengan menggunakan rectifier, hasil akan stabil karena arus yang diberikan

ke material spesimen tidak habis seperti jika mrnggunakan aki.

3. Jarak antara anoda-katoda 100mm akan membuat proses elektroplating lebih

cepat.

4. Material dengan cara digantung, akan membuat lapisan menjadi rata.

5.2 Kesimpulan Pengujian Keausan

Terjadi peningkatan ketahanan aus pada spesimen yang terlapisi hard

chrome.

5.3 Kesimpulan Pengujian Brinell

Pengujian brinell tidak layak dilakukan untuk material yang terlapisi hard

chrome karena proses elektroplating hard chrome tidak bisa mengeraskan

material, melainkan hanya membentuk lapisan krom yang keras.


49

5.4 SARAN

1. Dalam lab mohon di sediakan amperemeter ,dan voltmeter DC yang sesuai

dengan kapasitas aki dan retrifier.

2. Supaya pengujian elektroplating dibuat dalam praktikum ilmu logam,

karena sangat bermanfaat untuk kedepannya

3. Supaya dilakukan pengecekan berkala terhadap mesin-mesin ataupun

peralatan yang terdapat dalam Laboratorium Ilmo Logam.

4. Untuk penelitian lebih lanjut, diharapkan ada penelitian tentang uji

kekerasan lapisan hard chrome pada material.


50

DAFTAR PUSTAKA

Huda,S. dan Purwanto, 2005, Teknologi Industri Elektroplating, Badan Penerbit

Universitas Diponegoro, Semarang.

Panduan Praktikum Ilmu Logam, Laboratorium Ilmu Logam, Jurusan Teknik

Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta. 2006

Suroto, A., dan Sudibyo, B., 1983, Ilmu Logam dan Metalurgi, Akademi Teknik

Mesin Industri, Surakarta.

Yuwono,A.H., 2009, Buku Panduan Praktikum Karakteristik Material 1

Pengujian Merusak, Depertemen Metalurgi Dan Material, Fakultas Teknik,

Universitas Indonesia.

NN, http://www.scribd.com/doc/12322884/ebook-pelapisan-tambaga-nikel-krom ,

proses pelapisan elektroplating, diakses 05 Desember 2010.


51

LAMPIRAN

Voltmeter

Amperemeter DC

Aki 12V 100Ah


52

Rectifier

Bak air sabun

Bak elektroplating chrome


53

Hasil analisa komposisi baja karbon rendah dari Laboratorium Logam Ceper.

hasil spectrum uji komposisi


PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIrepository.usd.ac.id/30150/2/075214010_Full[1].pdf · 2018....

Documents

Transcript of PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIrepository.usd.ac.id/30150/2/075214010_Full[1].pdf · 2018....