hard chrome plating pada baja karbon rendah
Post on 13-Feb-2022
20 Views
Preview:
TRANSCRIPT
i
HARD CHROME PLATING PADA BAJA KARBON RENDAH
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat
memperoleh gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin
Disusun oleh:
Y. CHANDRA AGUNG TRIATMAJA
NIM : 095214049
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2011
ii
HARD CHROME PLATING FOR LOW CARBON STEEL
FINAL ASSIGNMENT
Presented as partial fulfillment of the requirement
as to obtain the Sarjana Teknik Degree
in Mechanical Engineering
by
Y. CHANDRA AGUNG TRIATMAJA
Student Number : 095214049
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2011
iii
TUGAS AKHIR
HARD CHROME PLATING PADA BAJA KARBON RENDAH
Oleh:
Y. CHANDRA AGUNG TRIATMAJA
NIM : 095214049
Telah disetujui oleh:
iv
TUGAS AKHIR
HARD CHROME PLATING PADA BAJA KARBON RENDAH
Dipersiapkan dan disusun oleh :
NAMA : Y. CHANDRA AGUNG TRIATMAJA
NIM : 095214049
Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji
pada tanggal 31 Maret 2011
Susunan Dewan Penguji
Tugas Akhir ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan
Untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
Yogyakarta, 13 Mei 2011
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Sanata Dharma
v
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tugas akhir ini tidak terdapat
karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu
Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau
pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara
tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Yogyakarta, 13 Mei 2011
Y. CHANDRA AGUNG TRIATMAJA
vi
Dipersembahkan kepada:
• Tuhan Yesus Kristus atas segala yang terjadi pada diriku .
• Ag. Suharyanto, Agnes S. selaku orangtua beserta R. FX. Ferry C. P., S.T.;
C. Vera Dwi P., S.Farm., Apt.; Ni Kadek M, S.T.; Michael Putu Abimanyu;
Dwi Handoyo, Amd. selaku keluarga yang selalu mendukungku.
• Tim Tugas Akhir: Robertus Agung Setyawan, Anangtias Brigita, Yulius
Dwi Haksoro, dkk. yang selalu membantu dan menghiburku dalam proses
penulisan Tugas Akhir.
• Andreas Indra K., Fery Kristanto, Kristanto Wibowo, Benikdictus Alfian
Krisna, dkk. atas bantuan dan hiburan selama proses penulisan Tugas Akhir.
• Ni Wayan J. Riska atas cinta, kasih sayang, dan kesabaran yang selalu
mendukung dan mengingatkanku.
vii
INTISARI
Biasanya petani memanfaatkan jerami hanya untuk pakan ternak sapi
mereka, dan sisanya jerami akan dibakar atau dibiarkan membusuk. Padahal
jerami bisa diolah menggunakan mesin pencacah jerami untuk menghasilkan
pupuk, pakan ternak unggas, dan bahan bakar alternatif. Pada kenyataannya alat
potong cepat terkorosi, mudah tumpul, dan berumur pakai sebentar. Penelitian ini
bertujuan untuk meningkatkan kemampuan alat potong pada mesin pencacah
jerami.
Peningkatan kemampuan alat potong dilakukan dengan metode hard
chrome plating. Untuk menganalisa hasil elektroplating, dilakukan uji keausan
dengan metode Ogoshi di Laboratorium Ilmu Bahan Universitas Gadjah Mada,
Yogyakarta. Sedangkan uji kekerasan dilakukan di Laboratorium Ilmu Logam
Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
Dengan dilakukan hard chrome plating, benda uji yang ketebalannya
bertambah 0,093 mm mengalami peningkatan ketahanan aus sebesar 20,04%.
Ketebalan lapisan hard chrome tersebut membuat peningkatan kekerasan tidak
dapat teramati dengan pengujian kekerasan Brinell.
Kata kunci: alat potong, peningkatan ketahanan aus, hard chrome plating.
viii
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma:
Nama : Y. Chandra Agung Triatmaja
Nomor mahasiswa : 095214049
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan
Universitas Sanata Dharma Karya Ilmiah saya yang berjudul:
HARD CHROME PLATING PADA BAJA KARBON RENDAH
Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikiansaya memberikan
kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan,
mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelola dalam bentuk pangkalan data,
mendistribusi secara terbatas, dan mempublikasikan di Internet untuk kepentingan
akademis tanpa perlu ijin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya
sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan seksama.
Dibuat di Yogyakarta
Pada tanggal 13 Mei 2011
Yang menyatakan
Y. Chandra Agung Triatmaja
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 0,129% C DENGAN
METODE HARD CHROME PLATING
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 Wibowo Kusbandono, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing
Akademik 2009.
4. Bapak Budi Setyahandana, S.T., M.T., selaku 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 pada Laboratorium Ilmu Logam
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
8. Mas Intan Widanarko, Laboran pada Laboratorium Teknologi
Mekanik Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
9. Adhi Setya Hutama, rekan seperjuangan dalam melakukan penelitian
proses hard chrome.
x
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, 13 Mei 2011
Penulis
Y. CHANDRA AGUNG TRIATMAJA
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
BAB II. DASAR TEORI ............................................................................ 4
2.1 Baja Karbon ............................................................................... 4
xii��
�
�
2.2 Elektroplating ............................................................................. 5
2.2.1 Prinsip Kerja Elektroplating ............................................. 6
2.2.2 Kondisi yang Diperhatikan Saat Proses Elektroplating ..... 7
2.2.3 Macam-macam Proses Pelapisan dengan Elektroplating .. 8
2.3 Pengujian Kekerasan .................................................................. 10
2.3.1 Prinsip Pengujian Kekerasan ............................................ 10
2.3.2 Proses Pengujian Kekerasan ............................................ 11
2.4 Pengujian Keausan ...................................................................... 12
2.4.1 Prinsip Pengujian ............................................................. 13
2.4.2 Macam-macam Jenis Keausan ......................................... 14
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ................................................ 17
3.1 Skema Kerja Penelitian .............................................................. 17
3.2 Persiapan Bahan dan Peralatan ................................................... 18
3.3 Pembuatan Spesimen Hard Chrome ........................................... 19
3.3.1 Peercobaan 1 ................................................................... 19
3.3.2 Percobaan 2 ..................................................................... 20
3.3.3 Perlakuan Tambahan Dalam Pembuatan Spesimen Hard
Chrome ............................................................................ 21
3.3.4 Percobaan 3 ..................................................................... 22
3.3.5 Percobaan 4 ..................................................................... 23
3.3.6 Percobaan 5 ..................................................................... 24
xiii��
�
�
3.4 Pengujian Keausan ..................................................................... 26
3.5 Pengujian Kekerasan Brinell ...................................................... 26
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ........................... 28
4.1 Pembuatan Material Hard Chrome ............................................ 28
4.2 Pengujian Kekerasan .................................................................. 32
4.3 Pengujian Keausan ..................................................................... 33
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................... 35
5.1 Kesimpulan ................................................................................ 35
5.2 Saran .......................................................................................... 36
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................... 37
LAMPIRAN ....................................................................................... 38
xiv��
�
�
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Harga patokan beban uji Brinell ........................................ 11
Tabel 3.1 Beban uji pengujian Brinell .............................................. 26
Tabel 4.1 Hasil uji kekerasan ........................................................... 32
Tabel 4.2 Hasil uji keausan .............................................................. 33
xv��
�
�
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Rangkaian proses elektroplating ....................................... 7
Gambar 2.2 Skema proses pelapisan tembaga ...................................... 8
Gambar 2.3 Skema proses pelapisan nikel ............................................ 9
Gambar 2.4 Ilustrasi uji kekerasan Brinell ............................................ 11
Gambar 2.5 Pengujian keausan dengan metode Ogoshi ........................ 13
Gambar 2.6 Ilustrasi keausan adhesif ................................................... 14
Gambar 2.7 Ilustrasi keausan abrasif .................................................... 15
Gambar 2.8 Ilustrasi keausan lelah ....................................................... 16
Gambar 2.9 Ilustrasi keausan oksidasi .................................................. 16
Gambar 3.1 Skema kerja penelitian ...................................................... 17
Gambar 3.2 Dial kaliper ....................................................................... 18
Gambar 3.3 Mikrometer ....................................................................... 18
Gambar 3.4 Instalasi proses elektroplating percobaan 1 ....................... 19
Gambar 3.5 Hasil percobaan 1 ............................................................. 20
Gambar 3.6 Instalasi proses elektroplating percobaan 2 ....................... 20
Gambar 3.7 Hasil percobaan 2 ............................................................. 21
Gambar 3.8 Instalasi proses elektroplating percobaan 3 ....................... 22
Gambar 3.9 Hasil percobaan 3 ............................................................. 23
Gambar 3.10 Pelilitan material ............................................................... 23
Gambar 3.11 Instalasi proses elektroplating percobaan 4 ....................... 24
Gambar 3.12 Hasil percobaan 4 ............................................................. 24
xvi��
�
�
Gambar 3.13 Instalasi proses elektroplating percobaan 5 ....................... 25
Gambar 3.14 Hasil percobaan 5 ............................................................. 25
Gambar 3.15 Mesin uji keausan ............................................................. 26
Gambar 3.16 Mesin uji kekerasan Brinell dan mikroskop ...................... 27
Gambar 4.1 Material yang diuji kekerasan ........................................... 33
Gambar 4.2 Grafik peningkatan ketahanan aus ..................................... 34
Gambar 4.3 Dokumentasi pengujian keausan ....................................... 34
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 pekerjaan menjadi
tidak maksimal, dan biaya untuk perawatan menjadi meningkat.
2
�
�
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. Mendapatkan metode dan parameter yang tepat untuk proses hard
chrome plating.
2. Peningkatan lapisan kekerasan pada alat potong mesin pencacah jerami.
3. Peningkatan 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. Benda uji yang dipakai adalah low carbon steel dengan 0,129% C.
2. Membandingkan kemampuan potong dari alat potong yang menggunakan
lapisan hard chrome dengan alat potong tanpa lapisan dengan uji
keausan.
3. 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.
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.
2. Baja karbon tengah
Pada baja ini prosentase karbon antara 0,25-0,55%. Oleh sebab itu, sifat
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.
5
3. Baja karbon tinggi
Pada baja ini prosentase karbon antara 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.
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, misalnya pelapisan perak dan emas.
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.
4. Memperbaiki kehalusan atau bentuk permukaan dan toleransi dasar,
misalnya pelapisan nikel dan chromium.
5. Elektroforming, yaitu membentuk benda kerja dengan cara endapan.
6
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.
3. Anoda.
Anoda adalah suatu terminal positif dalam larutan elektrolit dan terbagi
dalam dua golongan, yaitu:
a. Anoda larut (soluble anode) yang larut berfungsi untuk penghantar
arus listrik dan juga sebagai bahan baku pelapis, misalnya anoda nikel
dan anoda seng.
7
b. Anoda tak larut (unsoluble anode) yang berfungsi sebagai penghantar
arus listrik saja, misalnya 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.
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.
8
2.2.3 Macam-macam Proses Pelapisan dengan Elektroplating
1. Proses pelapisan tembaga
Pelapisan tembaga digunakan sebagai lapisan perantara dan 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 ada unsur tembaga, tidak perlu
pelapisan perantara.
Gambar 2.2 Skema proses pelapisan tembaga
2. Proses pelapisan nikel
Pelapisan nikel merupakan kelanjutan dari proses pelapisan tembaga dan
diakhiri dengan proses pelapisan chromium. Pengerjaan pendahuluan
meliputi pembersihan secara mekanis, pencucian, pembersihan karat dan
pembilasan. Jika logam dasar terbuat dari paduan tembaga, maka
pelapisan nikel bisa langsung dilakukan tanpa proses pelapisan tembaga.
Gambar 2.3 Skema proses pelapisan nikel
9
3. Proses pelapisan krom
a. Pelapisan krom dekoratif
Pada pelapisan ini umumnya logam (benda kerja) terlebih dulu
dilapisi 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.
b. Pelapisan hard chrome
Pada pelapian ini, chrome diendapkan pada logam dasar secara
langsung tanpa pelapisan perantara dengan ketebalan 0,1-0,2 mm.
Manfaat dari hard chrome antara lain agar logam tersebut:
- Lebih tahan terhadap karat.
- Melapisi permukaan logam agar lebih keras.
- Dalam ketebalan tertentu, hard chrome tahan terhadap goresan.
- Agar permukaan logam lebih licin.
- Melindungi base material agar tahan terhadap suhu, cuaca, gesekan
atau goresan.
10
2.3 Pengujian Kekerasan
Uji kekerasan 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 digunakan adalah material yang lebih keras dari benda uji dan bisa
berbentuk bola, piramida, dan kerucut.
2.3.1 Prinsip Pengujian Kekerasan
Pengujian kekerasan menurut Brinell bertujuan menentukan kekerasan
suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap bola baja yang
ditekankan pada permukaan material uji tersebut. Pengujian Brinell ini hanya
diperuntukan material yang memiliki kekerasan Brinell sampai dengan 400
(ditulis 400 HB). Lebih dari itu dipakai pengujian Rockwell atau Vickers.
Angka kekerasan Brinell (HB) adalah hasil bagi dari Beban Uji (F) dalam
kgf dengan Luas Penampang Bekas Luka Tekan Bola Baja (A) dalam mm2.
Notasi HB dilengkapi dengan indeks yang menyatakan syarat-syarat pengujian,
yaitu diameter bola baja, beban uji, dan lama pengujian (pembebanan uji).
Contohnya HB 5/750/15 yang berarti pengujian kekerasan Brinell dengan bola
berdiameter 5mm, beban uji 750kgf dan lama pengujian (pembebanan uji) 15
detik.
( ) ��
���
�−−
=22..
.2
dDDD
FHB
π
�
11
Gambar 2.4 Ilustrasi uji kekerasan Brinell
2.3.2 Proses Pengujian Kekerasan
1. Bola baja disinggungkan permukaan benda uji, kemudian diberi beban
tegak lurus (sesuai dengan Tabel 2.1) terhadap permukaan tersebut, bebas
hentakan (bebas kejut) dan secara demikian berangsur-angsur sehingga
beban uji tercapai dalam waktu pembebanan uji selama 15 detik untuk
semua jenis baja dan selama 30 detik untuk metal bukan besi.
Tabel 2.1 Harga patokan beban uji Brinell
���������
������� ��������
����������������������
��������������
� ������������ ������������� ��
����� ������ !��������
���������������
��������"�#�$��� ��������"���$��� ��������"�%$��� ��������"���%$���
��� �� ����� ����� ���� ����
�� �� ���� ���� ���� ����
��� �� ���� ���� ����� ����
2. Pada umumnya pusat tempat pengujian berjarak sekurang-kurangnya 2D
dari tepi material dan jarak antar titik pengujian 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.
12
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:
tekanlukabekasdalamnyaxS 17min =
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 (σB) dan angka kekerasan Brinell.
a. Untuk baja BrinellasankerkexB 5,3=σ (berlaku sampai σB =
1400 N/mm2).
b. Untuk baja BrinellasankerkexB 0,4=σ (berlaku 1400 < σB <
2100 N/mm2).
2.4 Pengujian Keausan
Keausan 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 yang
lama.
13
Saat ini, prinsip penggantian dengan mudah seperti itu tidak dapat
diberlakukan lebih lanjut karena pertimbangan biaya. Pembahasan mekanisme
keausan pada material berhubungan erat dengan gesekan dan pelumasan. 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 Keausan
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 2.5.
Gambar 2.5 Pengujian keausan dengan metode Ogoshi
14
Dengan B adalah 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):
rbBW .12. 3=
Laju keausan (V) dapat ditentukan sebagai perbandingan volume terabrasi (W)
dengan jarak luncur x (setting pada mesin uji):
( ) xrbBxWV .12. 3==
Sebagaimana telah disebutkan, material jenis apapun akan mengalami keausan
dengan mekanisme yang beragam, yaitu keausan adhesif, abrasi, lelah dan
oksidasi.
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 2.6.
Gambar 2.6 Ilustrasi skematis keausan adhesif
15
2. Keausan abrasif:
Terjadi bila suatu partikel keras (asperity) dari material tertentu meluncur
pada permukaan material lain yang lebih lunak sehingga terjadi
pemotongan material yang lebih lunak. Tingkat keausan pada mekanisme
ini ditentukan oleh derajat kebebasan (degree of freedom) partikel keras
(sperity). Contohnya partikel pasir silica akan menghasilkan keausan
yang lebih tinggi ketika diikat pada suatu permukaan seperti 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 tanpa efek
abrasi.
Gambar 2.7 Ilustrasi 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. Permukaan
yang mengalami beban berulang akan mengarah pada pembentukan
retak-retak mikro (t1). Retak-retak tersebut pada akhirnya menyatu (t2)
16
dan menghasilkan pengelupasan material (t3). Tingkat keausan sangat
tergantung pada tingkat pembebanan.
Gambar 2.8 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 2.9 memperlihatkan skematis mekanisme
keausan oksidasi/korosi ini.
Gambar 2.9 Ilustrasi keausan oksidasi
17
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Skema Kerja Penelitian
Gambar 3.1 Skema kerja penelitian
18
3.2 Persiapan Bahan dan Peralatan
1. Material uji yang 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
d. Kawat tembaga.
d. Mikroskop.
e. Autosol.
g. Amperemeter dan voltmeter.
f. Mesin uji keausan, milik Labortorium Bahan Teknik, Universitas
Gajah Mada Yogyakarta.
g. Mesin uji kekerasan Brinell MOD 100 MR.
19
3.3 Pembuatan Spesimen Hard Chrome
Perlakuan yang dilakukan dalam pembuatan material hard chrome:
1. Pembuatan material uji dilakukan tanpa proses pemesinan dan dengan
proses pemesinan.
2. Sumber arus menggunakan aki.
3. Pengecekan dilakukan tiap satu jam.
3.3.1 Percobaan 1
Percobaan pertama mendapat perlakuan berupa material disiapkan tanpa
proses pemesinan dan sumber arus menggunakan aki. Prosesnya:
1. Material disiapkan dengan kikir dan gergaji.
2. Material diberi lubang berdiameter 4 mm sebagai lubang gantung.
3. Permukaan tebal dihaluskan menggunakan amplas.
4. Material dibersihkan dengan menggunakan air sabun.
5. Material digantung menggunakan kawat tembaga berdiameter 1,8 mm
dan dicelupkan pada larutan hard chrome.
6. Sumber arus berupa aki dan jarak anoda-katoda sejauh 200 mm.
Gambar 3.4 Instalasi proses elektroplating percobaan 1
7. Pengecekan pertama didapatkan hasil: lapisan tebal, tidak rata, dan
pecah-pecah.
20
Gambar 3.5 Hasil percobaan 1
8. Dari hasil pengecekan pertama dapat disimpulkan bahwa material hasil
elektroplating hard chrome tidak sesuai yang diharapkan, maka
percobaan dihentikan.
3.3.2 Percobaan 2
Percobaan kedua mendapat perlakuan berupa material disiapkan dengan
proses pemesinan dan sumber arus menggunakan aki. Prosesnya:
1. Material disiapkan dengan proses milling dan surface grinding.
2. Material diberi lubang berdiameter 4 mm sebagai lubang gantung.
3. Material dibersihkan dengan menggunakan air sabun.
4. Material digantung menggunakan kawat tembaga berdiameter 1,8 mm
dan dicelupkan pada larutan hard chrome.
5. Sumber arus berupa aki dan jarak anoda-katoda sejauh 200 mm.
Gambar 3.6 Instalasi proses elektroplating percobaan 2
21
6. Pengecekan pertama didapatkan hasil: lapisan tebal, tidak rata, dan
pecah-pecah.
Gambar 3.7 Hasil percobaan 2
7. Dari hasil pengecekan pertama dapat disimpulkan bahwa material hasil
elektroplating hard chrome tidak sesuai yang diharapkan, maka
percobaan dihentikan.
3.3.3 Perlakuan Tambahan Dalam Pembuatan Spesimen Hard Chrome
Karena hasil percobaan pertama dan kedua tidak memuaskan, maka
penulis memutuskan untuk mendatangi supplier unit elektroplating di Semarang.
Dari kunjungan tersebut, didapatkan saran untuk mendapatkan performa dan
kualitas yang baik, yaitu:
1. Sumber arus menggunakan rectifier dengan arus yang dapat diatur.
2. Pembersihan material dari kotoran dan minyak menggunakan air sabun
yang dipanaskan.
3. Besar arus sesuai dengan luas material yang dikrom (fluks: 10-30A/dm
2).
4. Pengaktifan ion pada permukaan material dengan menggunakan HCl
(karena berbahaya untuk kesehatan, saran ini tidak dilakukan dalam
proses penelitian).
22
Dari saran-saran tersebut, percobaan selanjutnya akan diberlakukan
perlakuan yang berbeda-beda. Perlakuan itu berupa:
1. Pembuatan material uji dilakukan dengan proses pemesinan.
2. Sumber arus menggunakan rectifier.
3. Jarak anoda-katoda sejauh 100 mm dan 200 mm.
4. Pengaitan material dengan cara digantung dan dililit.
5. Pengecekan dilakukan tiap satu jam.
3.3.4 Percobaan 3
Percobaan ketiga mendapat perlakuan berupa material disiapkan dengan
proses pemesinan, sumber arus menggunakan rectifier, jarak anoda-katoda sejauh
200 mm, dan pengaitan dengan cara digantung. Prosesnya:
1. Material disiapkan dengan proses milling dan surface grinding.
2. Material diberi lubang berdiameter 4 mm sebagai lubang gantung.
3. Material dipanaskan bersamaan dengan air sabun.
4. Material dibilas dengan air bersih.
5. Material digantung menggunakan kawat tembaga berdiameter 1,8 mm
dan dicelupkan pada larutan hard chrome.
6. Sumber arus berupa rectifier dan jarak anoda-katoda sejauh 200 mm.
Gambar 3.8 Instalasi proses elektroplating percobaan 3
23
7. Pengecekan pertama didapatkan hasil: lapisan tipis (tembus pandang dan
material awal terlihat samar), rata, dan tidak pecah-pecah.
8. Pengecekan kedua didapatkan hasil: lapisan tipis (penambahan tebal
tidak signifikan dari pengecekan pertama), rata, dan tidak pecah-pecah.
Gambar 3.9 Hasil percobaan 3
9. Akhirnya, untuk mencapai tuntutan ketebalan (0,1-0,2 mm) diperlukan
waktu 6 jam. Hasilnya: rata, tidak pecah-pecah, dan warna sedikit gelap.
3.3.5 Percobaan 4
Percobaan keempat mendapat perlakuan berupa material disiapkan
dengan proses pemesinan, sumber arus menggunakan rectifier, jarak anoda-katoda
sejauh 200 mm, dan pengaitan dengan cara dililit. Prosesnya:
1. Material disiapkan dengan proses milling dan surface grinding.
2. Material dipanaskan besamaan dengan air sabun.
3. Material dibilas dengan air bersih.
4. Material dililit menggunakan kawat tembaga berdiameter 1,8 mm dan
dicelupkan pada larutan hard chrome.
Gambar 3.10 Pelilitan material
24
5. Sumber arus berupa rectifier dan jarak anoda-katoda sejauh 200 mm.
Gambar 3.11 Instalasi proses elektroplating percobaan 4
6. Pengecekan pertama didapatkan hasil: lapisan tipis (tembus pandang dan
material awal terlihat samar), 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.
Gambar 3.12 Hasil percobaan 4
8. Karena pengecekan kedua telah didapat hasil dengan perfoma yang tidak
sesuai, maka percobaan dihentikan.
3.3.6 Percobaan 5
Percobaan kelima mendapat perlakuan berupa material disiapkan dengan
proses pemesinan, sumber arus menggunakan rectifier, jarak anoda-katoda sejauh
100 mm, dan pengaitan dengan cara digantung. Prosesnya:
25
1. Material disiapkan dengan proses milling dan surface grinding.
2. Material diberi lubang berdiameter 4 mm sebagai lubang gantung.
3. Material dipanaskan besamaan dengan air sabun.
4. Material dibilas dengan air bersih.
5. Material digantung menggunakan kawat tembaga berdiameter 1,8 mm
dan dicelupkan pada larutan hard chrome.
6. Sumber arus berupa rectifier dan jarak anoda-katoda sejauh 100 mm.
Gambar 3.13 Instalasi proses elektroplating percobaan 5
7. Pengecekan pertama didapatkan hasil: lapisan tipis, rata, dan tidak pecah-
pecah.
8. Pengecekan kedua didapatkan hasil: lapisan mulai terlihat gelap.
9. Pengecekan ketiga didapatkan hasil: lapisan menjadi lebih gelap, tetapi
ketebalan belum tercapai.
Gambar 3.14 Hasil percobaan 5
10.Pengecekan keempat didapatkan hasil: ketebalan lapisan memenuhi
tuntutan (0,185 mm).
26
3.4 Pengujian Keausan
Pengujian keausan bertujuan untuk menganalisa keausan material hard
chrome dan material awal. Proses pengujian aus berupa material dipasang dalam
mesin uji yang diseting dengan beban 4,5 kg sebagai dan jarak 400 m. Pengujian
aus dilakukan selama 1 menit. Untuk melihat hasil uji aus, digunakan mikroskop.
Gambar 3.15 Mesin uji keausan
3.5 Pengujian Kekerasan Brinell
Pengujian kekerasan Brinell bertujuan untuk membandingkan harga
kekerasan material hard chrome dan material awal. Prosesnya:
1. Permukaan spesimen diratakan lalu dipoles dan dibersihkan.
2. Tentukan diameter identer dan beban penekanan sesuai tabel konversi di
bawah dan diameter bekas penekanan d harus diantara dmin dan dmax.
Tabel 3.1 Beban uji pengujian Brinell
���������
������� ��������������
������� ���������
�������� ������� ��������������� ����
� ���� �������!�"����� ����
������� ����#���$�
������%�&�'�� ������%��'�� ������%�('�� ������%��('��
��� ����� ����� ���� ����
�� ���� ���� ���� ����
��� ���� ���� ����� ����
dmin = 0,25 D
dmax = 0,5 D
27
3. Spesimen dijepit dengan baik.
4. Lakukan kalibrasi nol pada skala beban penekanan.
5. Lakukan penekanan identor dengan cara memutar handle penekan
sampai jarum menunjukkan beban penekanan yang sesuai dengan tabel.
6. Berikan waktu penahanan beban untuk semua jenis bajaselama 15 detik
dan metal bukan besi selama 30 detik.
7. Amati dan catat data besarnya beban penekanan.
8. Lepas penjepitan spesimen.
9. Pengukuran kekerasan dilakukan beberapa kali untuk tiap spesimen.
10. Pindahkan benda uji dari alat uji dan amati besarnya diameter lubang
bekas penekanan dengan menggunakan mikroskop.
11. Catat data dan hitung harga kekerasan untuk spesimen tersebut.
Data mesin uji kekerasan brinell:
D = Diameter identer (mm).
P = Gaya Penekanan (kg).
d = Diameter bekas penekanan (mm).
Angka Kekerasan Brinell (HB)
( ) ��
���
�−−
=22..
.2
dDDD
F
π
Gambar 3.16 Mesin uji kekerasan Brinell dan mikroskop
28
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Pembuatan Material Hard Chrome
Dari lima percobaan yang telah dilakukan, perbedaan terletak pada
perlakuan:
1. Sumber arus menggunakan aki dan rectifier.
2. Pembuatan material uji dilakukan tanpa proses pemesinan dan dengan
proses pemesinan.
3. Jarak anoda-katoda sejauh 100 mm dan 200 mm.
4. Cara penggantungan material dengan digantung dan dililit.
Perlakuan yang berbeda menghasilkan produk elektroplating yang berbeda pula.
Hal tersebut terbukti dari percobaan pertama, kedua, ketiga, keempat, dan kelima
yang masing-masing mendapatkan produk yang berbeda.
Pada perlakuan sumber arus yang menggunakan aki, produk dari
elektroplating menjadi pecah-pecah, proses penambahan ketebalan lapisan
cenderung cepat, dan tidak berlangsung lama. Lapisan menjadi pecah-pecah
karena arus aki tidak bisa diatur sehingga arus yang digunakan selama proses
terlalu besar untuk elektroplating hard chrome. Tetapi, dengan arus yang besar,
proses penambahan ketebalan terjadi cepat dan akan berhenti jika arus pada aki
telah habis. Produk yang lapisannya pecah-pecah terjadi pada percobaan pertama
dan kedua yang sumber arusnya menggunakan aki.
29
Jika sumber arus menggunakan rectifier, maka arus yang digunakan saat
proses dapat diatur sesuai kebutuhan. Dengan mengatur arus sesuai kebutuhan,
produk dari elektroplating hard chrome menjadi tidak pecah-pecah dan proses
penambahan ketebalan akan berlangsung selama rectifier menyala. Hal tersebut
terbukti pada hasil percobaan ketiga, keempat, dan kelima yang menggunakan
rectifier sebagai sumber arus. Produk elektroplating dari ketiga percobaan tersebut
tidak mengalami pecah-pecah.
Proses pembuatan material uji juga merupakan faktor yang
mempengaruhi produk dari elektroplating. Perbedaan dapat dilihat dari
perbandingan hasil percobaan pertama dengan kedua.
Pada percobaan pertama, pembuatan material uji dilakukan tanpa proses
pemesinan. Tingkat kehalusan yang didapat tidak sehalus jika menggunakan
proses pemesinan. Tingkat kehalusan ini berpengaruh pada tingkat kebersihan
material uji saat proses pembersihan dari lemak, minyak, dan kotoran. Kehalusan
yang jelek berarti permukaan material mempunyai pori-pori yang besar dan
dalam. Hal tersebut membuat proses pembersihan menjadi tidak maksimal.
Dengan material uji yang tidak bersih, maka pada saat dilakukan proses
elektroplating membuat chrome tidak melekat dengan baik.
Material uji yang dibuat dengan proses pemesinan menghasilkan
permukaan yang halus. Tingkat kehalusan yang tinggi membuat proses
pembersihan menjadi maksimal. Dengan material yang bersih dari lemak, minyak,
dan kotoran, maka pada saat proses elektroplating, chrome dapat melekat dengan
baik pada permukaan material. Berdasarkan percobaan kedua, dapat dibuktikan
30
bahwa produk elektroplating mempunyai performa yang lebih bagus daripada
hasil percobaan pertama.
Perlakuan jarak anoda-katoda merupakan faktor yang berpengaruh pada
lama proses elektroplating untuk mencapai ketebalan lapisan yang diinginkan. Hal
tersebut dibuktikan dengan perbandingan pada percobaan ketiga dengan kelima.
Untuk percobaan ketiga dengan jarak anoda-katoda sejauh 200 mm, waktu yang
dibutuhkan untuk mencapai ketebalan yang diinginkan adalah 6 jam. Sedangkan
percobaan kelima dengan jarak anoda-katoda sejauh 100 mm, waktu yang
dibutuhkan hanya 4 jam.
Jika jarak anoda-katoda sejauh 200 mm, ion chrome yang mencapai
katoda lebih sedikit karena dibutuhkan energi yang lebih besar agar ion chrome
dapat mencapai katoda yang berjarak 200 mm. Dengan demikian waktu yang
dibutuhkan untuk mencapai ketebalan lapisan yang diinginkan menjadi makin
lama. Dengan jarak anoda-katoda sejauh 100 mm, ion chrome yang mencapai
katoda lebih banyak karena energi yang dibutuhkan cukup untuk mencapai katoda
yang berjarak 100 mm. Dengan demikian waktu yang dibutuhkan untuk mencapai
ketebalan lapisan yang diinginkan menjadi makin cepat.
Cara penggantungan material saat proses elektroplating juga
mempengaruhi produk dari elektroplating. Penggantungan material dengan cara
dililit akan menghasilkan lapisan yang bergelombang. Permukaan material yang
berada dekat dengan lilitan mempunyai lapisan lebih tipis dibandingkan
permukaan yang jauh dari lilitan. Hal tersebut terjadi karena ion chrome lebih
banyak menempel pada kawat tembaga yang mempunyai konduktivitas yang baik
31
daripada material yang digunakan dalam penelitian. Ion chrome yang seharusnya
menempel pada material uji justru menempel pada kawat tembaga. Oleh karena
itu, lapisan pada kawat tembaga lebih tebal dibandingkan lapisan pada material.
Hal serupa juga terjadi pada perlakuan penggantungan material dengan
cara digantung. Karena permukaan material yang dekat dengan kawat tembaga
hanya di lubang gantung, maka lapisan yang tipis hanya terjadi pada daerah
tersebut. Permukaan selain di dekat lubang gantung, mempunyai lapisan yang
tebal sehingga lapisan terlihat rata.
Berdasarkan analisa di atas, maka dapat diketahui faktor-faktor yang
mempengaruhi kualitas dan performa produk elektroplaiting, adalah sebagai
berikut :
1. Tingkat kehalusan material akan mempengaruhi performa benda hasil
elektroplating. Artinya, semakin halus material maka pembersihan dari
lemak, minyak dan kotoran dapat dicapai secara maksimal sehingga
chrome akan melekat dengan baik.
2. Kestabilan arus dipengaruhi oleh sumber arus yang digunakan. Jika
menggunakan aki, lapisan menjadi pecah-pecah, proses penambahan
ketebalan lapisan cenderung cepat, dan proses penebalan berhenti saat
arus pada aki telah habis. Jika menggunakan rectifier, proses penebalan
berlangsung stabil, hasil tidak pecah-pecah, dan proses penebalan
berlangsung selama rectifier menyala.
32
3. Lama proses elektroplating dipengaruhi oleh jarak antara anoda-katoda.
Dari percobaan dengan jarak 200 mm, ketebalan yang ingin dicapai
memerlukan waktu lama karena ion chrome yang mencapai katoda lebih
sedikit. Sedangkan dengan jarak 100 mm, ketebalan yang ingin dicapai
lebih cepat karena ion chrome yang mencapai katoda lebih banyak.
4. Kerataan dipengaruhi oleh cara pengaitan material saat proses
elektroplating. Pengaitan material dengan cara dililit menyebabkan
permukaan material yang berada dekat dengan lilitan mempunyai lapisan
yang lebih tipis. Sedangkan pengaitan material dengan cara digantung,
akan menghasilkan lapisan yang tipis pada daerah sekitar lubang gantung
kawat tembaga.
4.2 Pengujian Kekerasan
Tabel 4.1 Hasil uji kekerasan
����������� �� �� � ����
���������������� ��� ������ �� � �������
����������������������������� ��� ������ �� � �������
Dari tabel 4.1 dapat diketahui tidak ada perubahan kekerasan yang
signifikan dari material tanpa proses pelapisan hard chrome dibandingkan
material dengan proses pelapisan hard chrome. Hal ini terjadi karena proses
elektroplating hard chrome hanya membentuk lapisan yang tipis pada material uji.
33
Pada proses pengujian kekerasan Brinell, terjadi crack saat dilakukan
penekanan oleh indentor sehingga merusak lapisan hard chrome yang ada dan
menembus ke permukaan material awal. Jadi, pengujian kekerasan Brinell tidak
layak digunakan untuk produk elektroplating.
(1) (2)
Gambar 4.1 Material yang diuji kekerasan
Keterangan gambar:
1. Baja karbon rendah
2. Baja karbon rendah - hard chrome
4.3 Pengujian Keausan
Pengujian keausan material dilakukan di Laboratorium Bahan Teknik
Universitas Gajah Mada.
Tabel 4.2 Hasil uji keausan
�������
�����������������������
��������������������������� ����������������� ���
��� ��������
�� ��������� ��������� ��� ���
� ��������� ��������� �������
�� ��������� ��������� �������
���������� ������������ ������������ ������
34
��
��
���
���
���
���
���
���
����������������������
� � �
� ���������
����������������������������
Gambar 4.2 Grafik peningkatan ketahanan aus
Dari grafik pada gambar 4.2 dapat diketahui baja yang terlapisi hard
chrome memiliki ketahanan aus yang lebih bagus daripada baja yang tidak
terlapisi hard chrome.
(1) (2) (3)
Gambar 4.3 Dokumentasi pengujian keausan
Keterangan gambar :
1. Piringan untuk menggesekan ke spesimen.
2. Seting pada mesin uji keausan.
3. Goresan setelah pengujian keausan.
35
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan:
1. Metode dan parameter yang tepat untuk proses hard chrome plating
yaitu:
a. Pembuatan material dengan proses pemesinan membuat lapisan hard
chrome menempel dengan baik.
b. Penggunaan rectifier sebagai sumber arus membuat hasil menjadi
stabil karena arus yang diberikan ke spesimen tidak segera habis
seperti jika menggunakan aki.
c. Jarak antara anoda-katoda sejauh 100 mm membuat proses
elektroplating lebih cepat.
d. Penggantungan material dengan cara digantung membuat lapisan
menjadi rata.
2. Lapisan hard chrome yang terbentuk pada lapisan ini sebesar 0,093 mm,
sehingga peningkatan kekerasan tidak dapat teramati dengan pengujian
kekerasan Brinell.
3. Material yang ketebalannya bertambah 0,093 mm dengan lapisan hard
chrome mampu meningkatkan ketahanan aus sebesar 20,04%
dibandingkan material tanpa lapisan hard chrome.
36
5.2 Saran
1. Untuk penelitian lebih lanjut, diharapkan ada penelitian tentang uji
kekerasan lapisan hard chrome pada material.
2. Pengontrolan pH dan konsentrasi larutan untuk elektroplating hard
chrome dilakukan secara berkala.
37
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.
Suroto, A., Sudibyo, B., 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.
38
LAMPIRAN
Voltmeter DC
Amperemeter DC
Aki (12V 100Ah)
39
Rectifier
Bak air sabun
Bak elektroplating chrome
40
Hasil analisa komposisi spesimen dari Laboratorium Logam Ceper
Hasil spectrum uji komposisi
top related