Post on 21-Oct-2020
ANALISIS SIFAT KEKERASAN LAPISAN TIPIS Ni-Cr
PADA BAJA AISI 4140 HASIL PLASMA SPUTTERING
Disusun sebagai satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata II
pada Program Studi Magister Teknik Mesin Sekolah Pascasarjana
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Oleh :
Widiatmo
NIM : U.100.16.0014
PROGRAM STUDI MAGISTER TEKNIK MESIN
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2018
i
HALAMAN PERSETUJUAN
ANALISIS SIFAT KEKERASAN LAPISAN TIPIS Ni-Cr PADA BAJA
AISI 4140 HASIL PLASMA SPUTTERING
Oleh :
Widiatmo
NIM : U.100.16.0014
Telah diperiksa dan disetujui untuk diuji oleh :
Pembimbing I
Tri Widodo Besar Riyadi M.Sc.,Ph.D
Pembimbing II
Joko Sedyono, ST.MEng, Ph.D
ASUS1Typewritten textPUBLIKASI ILMIAH
ii
iii
1
ANALISIS SIFAT KEKERASAN LAPISAN TIPIS Ni-Cr
PADA BAJA AISI 4140 HASIL PLASMA SPUTTERING
ABSTRAK
Proses produksi pada industri menggunakan peralatan atau mesin yang terbuat dari logam, besi,
baja. Adakalanya baja yang digunakan tidak mempunyai kekerasan yang cukup serta dapat terkena
korosi, oleh karena itu perlu dilakukan proses pelapisan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui
pengaruh deposisi lapisan tipis Ni-Cr terhadap substrat baja AISI 4140. Proses deposisi lapisan
tipis Ni-Cr pada substrat baja AISI 4140 di lakukan dengan teknik sputtering. Dalam teknik
sputtering, substrat AISI 4140 diletakkanpada anoda dan target Ni-Cr diletakkan pada katoda, gas
nitrogen sebagai gas reaktif dan gas argon sebagai gas sputter. Proses deposisi AISI 4140
dilakukan dengan pelapisan Ni-Cr dengan variasi waktu 60 dan 150 menit. Hasil pengujian
kekerasan menunjukkan bahwa nilai kekerasan dengan waktu deposisi 60 menit sebesar 137.84,
HVN, waktu deposisi 150 menit sebesar 161.7 HVN. Hasil pengujian laju korosi dengan waktu
deposisi 60 menit sebesar 0,74 mpy dan waktu deposisi 150 menit sebesar 4,86 (mpy). Dari hasil
pengujian Pengujian SEM (Scanning Electron Microscope) dan EDX (Energy Dispersive X-Ray)
menunjukkan bahwa adanya lapisan lapisan Ni-Cr, Hal tersebut ditunjukkan dengan perbedaan
warna pada permukaan specimen
Kata Kunci : Sputtering, Nikel-kromiun, Baja AISI 4140, Kekerasan
ABSTRACT
The production process in the industry uses equipment or machines made of metal, iron,
steel. Sometimes the steel used does not have sufficient hardness and can be subjected to
corrosion, therefore a coating process needs to be done. Reseach aims to determine the
effect of the thin layer deposition of Ni-Cr on AISI 4140 steelsubstrate.The deposition
process of Ni-Cr thin film on AISI 4140 steel substrate was carried out by sputtering
technique. In sputtering technique, AISI 4140 substrate is placed on the anode and Ni-Cr
target is placed on the cathode, nitrogen gas as reactive gas and argon gas as sputter gas.
The deposition process of AISI 4140 is carried out by Ni-Cr coating with a variation of 60
and 150 minutes. Hardness testing results show that the value of hardness with a
deposition time of 60 minutes is 137.84, HVN, deposition time is 150 minutes at 161.7
HVN. Corrosion rate testing results with 60 minutes deposition time of 0.74 mpy and 150
minutes deposition time of 4.86 (mpy). From the results of testing SEM (Scanning
Electron Microscope) and EDX (Energy Dispersive X-Rayshows that there is a layer of
Ni-Cr layer, this is indicated by the color difference on the surface of the specimen
Keyword: Sputtering, Nickel-Chromium, Steel AISI 4041, Hardness
2
1. PENDAHULUAN
Dengan kemajuan teknologi saat ini telah dikembangkan upaya untuk memperbaiki
sifat suatu material yaitu dengan proses teknik deposisi lapisan tipis pada permukaan
material dengan menempelkan atau mencakokkan atom asing ke permukaan suatu material
(Drs. B.A. Tjipto Sujitno, MT et al., 2014). Satu diantara teknik pelapisan untuk
mengubah dan memperbaiki sifat permukaan bahan mekanik ini menjadi sifat permukaan
bahan yang lebih keras, sering disebut dengan teknik plasma sputtering. Untuk
meningkatkan sifat mekanis dan ketahanan korosi serta keausan, maka dalam penelitian
ini dilakukan proses sputtering pada permukaan pada baja AISI 4140. Sputtering
dilakukan pada suhu rendah dalam kondisi vakum, dan proses sputtering tersebut
diharapkan memiliki kepresisian tinggi karena tidak menyebabkan perubahan dimensi.
Hingga saat ini kajian tentang baja AISI 4140 masih sangat sedikit dan masih perlu
dikembangkan.
Pengaruh waktu pada proses lapisan kekerasan pada Nikel-Khrom (A, Purwanto, &
Bondan, 2017). Dalam penelitian tersebut Bahan yang digunakan adalah alumunium
batangan yang di potong dengan ukuran 5 x 3 x 0,3 cm2. Penelitian ini memvariasikan
lama waktu pencelupan 30, 45 dan 60 menit kedalam larutan elektrolit. Hasil dari
penelitian ini semakin lama waktu pencelupan semakin meningkat nilai keetebalan
lapisan, nilai kekerasan dan nilai kekasaran permukaan alumuniumnya. Nilai maksimum
ketebalan lapisan krom 28.14 µm , nilai maksimum kekerasan 176.2 VHN dan nilai
maksimum kekasaran permukaan lapisan krom adalah 0.25 µm pada variasi waktu
pencelupan 60 menit..
Untuk menghasilkan lapisan tipis magnetic Ni-Cr dengan sputtering reaktif
(Luciu et al., 2016). Data XPS menunjukkan bahwa peningkatan kandungan nitrogen
dalam film memiliki pengaruh yang kuat pada dekomposisi fase NiCr ke Ni dan CrN,
yang menyebabkan terjadinya pelapisan feromagnetik oleh karena fase Ni. Hasil XRD
menunjukkan bahwa film Ni-CrN yang diperoleh terdiri dari fcc kubik fasa Ni dicampur
dengan fcc kubik CrN.
Untuk pelapis berkualitas tinggi dengan Magnetron sputtering ion plating tidak
seimbang dengan medan tertutup (CFUMSIP) (Cheng, Zhou, Shum, & Li, 2013). Dalam
penelitian ini, Cr – Ni – N pelapisan keras dengan isi Ni yang berbeda (0–64 at.%)
diendapkan ke substrat baja AISI M2 oleh CFUMSIP dalam campuran gas reaktif Ar-N2.
Hasil eksperimen menunjukkan bahwa struktur mikro dan sifat pelapis Cr-Ni-N berubah
dengan penggabungan kandungan Ni pada tingkat yang berbeda. Cr-Ni-N yang dihasilkan
pelapis terdiri dari Cr2N, CrN dan fase campuran logam Ni. Dengan tambahan Ni yang
tepat dalam kisaran 20–40 %, ketangguhan retak dan ketahanan aus dapat ditingkatkan
jika dibandingkan dengan Cr-N lapisan biner, dan kekerasan tetap relatif tinggi (20-23
GPa).
Sedangkan paduan Ni-Cr (80/20 %) diendapkan pada substrat tembaga foil dengan
proses magnetron sputtering (Lai, Zeng, Fu, Sun, & Du, 2013). Parameter yang digunakan
adalah temperatur substrat dan tekanan gas argon. Hasil kekuatan proses sputtering
menjadi faktor yang paling menonjol karena dipengaruhi oleh sifat listrik Ni-Cr, dengan
resisvitas tinggi 6,69 x 10-4 Ω.cm dan koefisien temperatur rendah dari 372,78 ppm/K
diperoleh kondisi dibawah optimal.
Penelitian mengenai pelapis CrNiN dengan Ni yang diendapkan oleh RF reaktif
magnetron sputtering dari target paduan Cr-Ni (Tan, Zhang, Zhen, Tian, & Wang, 2015).
3
Pengaruh Ni pada fase struktur, nilai orientasi, mikrostruktur dan kekerasaan. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa lapisan CrNiN terdiri fase CRN. Pada nilai orientasi dari
CRN (220) ke CRN (111), Ni meningkat 2,92-8,79%. Ni dapat meningkatkan lapisan
permukaan tapi tidak dapat memperbaiki butir. Lapisan kekerasan meningkat dengan
menambahkan 2,92% Ni, karena efek Ni menghalangi batas butir geser, kemudian Ni
meningkat menjadi 8,79% kekerasan ini kemudian mengalami penurunan akibat terlalu
banyak logam lunak dan ukuran butir lebih besar. Tujuan Penulisan
Adapun tujuan yang ingin dicapai penulis dengan mengajukan judul tesis
seperti tersebut di atas adalah sebagai berikut :
a. Untuk mendapatkan lapisan Ni-Cr pada permukaan substrat yang terbuat dari baja AISI 4140 dengan menggunakan teknik sputtering.
b. Untuk menganalisis sifat kekerasan dan korosi hasil deposisi lapisan pada permukaan baja karbon AISI 4140.
c. Untuk menganalisis pengaruh variasi waktu lapisan tipis nikel-krom (Ni-Cr) pada permukaan baja karbon AISI 4140.
Rumusan Masalah
a. Benda kerja yang digunakan adalah baja AISI 4140 sebelum dan setelah mengalami proses Sputtering.
b. Pembahasan yang akan dibahas pada tesis ini adalah untuk menganalisis sifat kekerasan dari baja AISI 4140 hasil sputtering menggunakan variasi parameter waktu
dengan tekanan tetap.
Manfaat Penelitian
Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberi manfaat sebagaiberikut:
1. Dapat menambah ilmu pengetahuan tentang perlakuan permukaan, proses pelapisan dengan teknik sputtering dan penerapannya.
2. Dapat mengetahui hasil dari sifat kekerasan pada proses sputtering NiCr pada permukaan baja AISI 4140 untuk komponen-komponen permesinan yang dibutuhkan.
3. Sebagai referensi pembelajaran, mengenai perangkat sputtering.
4
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1.Hasil Pengujian kekerasan
Pengujian kekerasan pada penelitian ini dilakukan pada spesimen baja AISI 4140
dan lapisan Ni-Cr pada baja AISI 4140 dengan menggunakan metode sputtering.
Pengujian kekerasan dilakukan untuk mengetahui perbedaan nilai kekerasan tiap
spesimen, baik sebelum dilapisi maupun sesudah dilapisi seperti terlihat pada grafik 3.1.
2. METODE
5
Grafik 3.1 Nilai kekerasan specimen awal dan lapisan tipis hasil NiCrN (VHN) hasil
sputtering pada berbagai waktu (menit)
Data kekerasan rata-rata substrat lapisan sputtering dengan waktu deposisi Ni-Cr 30
menit; 60 menit; 90 menit; 120 menit dan 150 menit, seperti terlihat pada pada Gambar
4.1. Pada substrat lapisan Ni-Cr dengan waktu deposisi 30 menit kekerasannya 134,66
HVN dengan waktu deposisi 60 menit kekerasannya menjadi 137,84 HVN terdapat
kenaikan 2,36% sedangkan waktu substrat lapisan Ni-Cr dengan waktu deposisi 90 menit
kekerasannya 163,96 HVN terdapat kenaikan sebesar 18,94%. Pada waktu deposisi 120
menit kekerasannya 245,26 HVN terdapat kenaikan 49,5%, yang merupakan kekerasan
tertinggi.
Peningkatan kekerasan tersebut disebabkan karena terjadi kesetimbangan antara
atom nitrogen yang terdeposisi kepermukaan dan selanjutnya berdifusi dan menyisip
masuk kedalam substrat (Wirjoadi et al., 2009) serta bereaksi dengan unsur Fe dan unsur-
unsur lainnya dari subtrat untuk membentuk fase baru
Pada waktu 150 menit kekerasannya 161,7 HVN terdapat penurunan sebesar
34,06%. Pada waktu tersebut laju deposisi terlalu besar tetapi difusi dan reaksi atom
nitrogen (N) dengan substrat (unsur komposisi lain) tidak dapat mengikuti maka
dimungkinkan akan terjadi penumpukan atom nitrogen pada permukaan, sehingga
menyebabkan kekerasan permukaan tidak naik melainkan akan turun.
3.2.Hasil Pengujian korosi
Grafik 3.2 Nilai laju korosi hasil sputtering pada berbagai waktu (menit)
0
40
80
120
160
200
240
280
spesimen awal 60 120K
eker
asan
(V
HN
)
Waktu proses sputtering (menit)
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
SeputeringNi-Cr 30
SeputeringNi-Cr 60
SeputeringNi-Cr 90
SeputeringNi-Cr 120
SeputeringNi-Cr 150
Laju
ko
rosi
Waktu Sputtering
6
Dari grafik 4.2 tersebut dapat dijelaskan bahwa laju korosi yang paling rendah pada
Ni-Cr dengan waktu pendeposisian 60 menit sebesar 0,74 (mpy), sedangkan laju korosi
tertinggi sebesar 4,86 (mpy) untuk waktu pendeposisian 150 menit. Hal tersebut
menunjukkan bahwa untuk laju korosi yang rendah dipengaruhi oleh waktu.(Tito
endramawan, 2012)
Tekanan kerja mempengaruhi struktur lapisan. Porositas yang disebabkan oleh
jumlah ion yang lebih besar yang mengenai permukaan menghasilkan korosi yang lebih
besar karena pembuatan rute langsung untuk lingkungan garam pada substrat dan
membantu proses korosi galvanik. Munculnya korosi berkaitan erat dengan kualitas
permukaan, morfologi lapisan dan cacat cacat ini membentuk jalur langsung antara
lingkungan korosif dan substrat.(Ruden et al., 2013)
.
3.3.Hasil Pengujian Pengujian SEM/EDX dan Mapping
Pengujian SEM (Scanning Electron Microscope) dan EDX (Energy Dispersive X-
Ray) bertujuan untuk melihat pengambaran struktur dan komposisi unsur pada spesimen
baja AISI 4140 yang telah dilapisi Ni-Cr dengan menggunakan metode sputtering. Pada
pengambilan pengujian SEM/EDX ini dilakukan pada potongan (cross section) spesimen
dengan pembesaran 5000x dengan waktu deposisi 60 menit seperti terlihat pada Gambar
3.1.
Gambar 3.1 Hasil pengujian SEM pada specimen 60 menit dengan pembesaran 5000x
Dari hasil pengujian Pengujian SEM (Scanning Electron Microscope) dan EDX
(Energy Dispersive X-Ray) pada spesimen baja AISI 4140 yang dilapisi Ni-Cr dengan
menggunakan metode sputtering pada parameter waktu 60 menit menunjukkan bahwa
adanya lapisan Ni-Cr pada spesimen baja AISI 4140. Hal tersebut ditunjukkan dengan
perbedaan warna pada permukaan spesimen. Warna yang cenderung lebih terang
diasumsikan sebagai lapisan Ni-Cr dan warna yang cenderung lebih gelap diasumsikan
sebagai spesimen baja AISI 4140.
Pengujian mapping pada spesimen baja AISI 4140 yang telah dilapisi Ni-Cr dengan
menggunakan metode sputtering seperti terlihat pada gambar 3.2
7
Gambar 4.4 Hasil pengujian mapping pada parameter waktu 60 menit
Dari pengujian mapping menunjukkan warna ungu adalah unsur C dengan presentasi
7%, dan warna orange adalah Fe dengan presentasi 70%.
Pengujian EDX pada spesimen baja AISI 4140 yang telah dilapisi Ni-Cr dengan
menggunakan metode sputtering pada 2 (dua) titik seperti terlihat pada gambar 4.5.
Gambar 3.3 Hasil pengujian EDX pada titik 1 dan 2 pada parameter waktu 60 menit
dengan pembesaran 5000 x
Tabel 3.1 Unsur komposisi kimia Mikrograf SEM-EDX substrat baja AISI 4140 hasil
sputtering pada waktu deposisi 60 menit, uji EDX diambil pada titik 1
Element
Weight
%
Atomic
%
Error
%
Net
Int.
K
Ratio Z R A F
C K 29,92 66,45 9,5 431,41 0,1198 1,2207 0,8889 0,3282 1
Cr K 2,94 1,51 9,64 47,65 0,0375 0,8949 1,0249 1,0018 1,42
Fe K 65,7 31,39 3,83 517,55 0,6013 0,8879 1,03 1,0021 1,0287
Ni K 1,44 0,65 24,63 7,24 0,0129 0,8932 1,0312 0,9633 1,0406
2 1
8
Tabel 3.2 Unsur komposisi kimia Mikrograf SEM-EDX substrat baja AISI 4140 hasil
sputtering pada waktu deposisi 60 menit, uji EDX diambil pada titik 2
Element
Weight
%
Atomic
%
Error
% Net Int.
K
Ratio Z R A F
C K 13,93 42,93 10,55 318,81 0,0502 1,2898 0,8615 0,28 1
Fe K 86,07 57,07 3,58 1268,42 0,8356 0,9449 1,0148 1,002 1,03
Pada hasil uji Pengujian EDX (Energy Dispersive X-Ray) pada titik point 1 yang memiliki
warna yang cenderung lebih terang menunjukkan adanya unsur C; Cr;Fe dan Ni yang
masing-masing memiliki berat sebesar 29,92%; 2,94%; 65,7%; 1,44% dan memiliki
atomik sebesar 66,45%; 1,51%; 31,39%; 0,65%. Pada titik point 2 yang memiliki warna
yang cenderung lebih gelap menunjukkan adanya unsur Fe; C yang masing-masing
memiliki berat sebesar 86,07%; 13,93% dan memiliki atomic sebesar 42,93% dan 57,07%.
Dari hasil pengujian EDX yang dilakukan membuktikan bahwa warna yang cenderung
lebih terang adalah lapisan Ni-Cr karena dalam hasil EDX menunjukkan adanya unsur Ni
dengan berat 1,44% dan dengan berat Cr 2,94% dan yang cenderung lebih gelap adalah
spesimen baja AISI 4140 karena dalam hasil EDX menunjukkan adanya unsur Fe dengan
berat 86,07% dan C dengan berat 13,93%. Unsur Ni mempengaruhi lapisan tipis hasil
sputtering.(Zhang et al., 2009).
Pada pengambilan pengujian SEM/EDX ini dilakukan pada potongan (cross section)
spesimen dengan pembesaran 5000x dengan waktu deposisi 150 menit seperti terlihat
pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4 Hasil pengujian SEM pada spesimen 150 menit dengan pembesaran 5000x
Dari hasil pengujian Pengujian SEM (Scanning Electron Microscope) dan EDX (Energy
Dispersive X-Ray) pada spesimen baja AISI 4140 yang dilapisi Ni-Cr dengan
menggunakan metode sputtering pada parameter waktu 60 menit dan 150 menit
menunjukkan bahwa adanya lapisan lapisan Ni-Cr pada spesimen baja AISI 4140. Hal
tersebut ditunjukkan dengan perbedaan warna pada permukaan spesimen. Warna yang
9
cenderung lebih terang diasumsikan sebagai lapisan Ni-Cr dan warna yang cenderung
lebih gelap diamsumsikan sebagai spesimen baja AISI 4140.
Gambar 3.5 Gambar hasil pengujian mapping
Dari pengujian mapping menunjukkan warna ungu adalah unsur C dengan presentasi
10%, warna hijau adalah O dengan presentasi 17%, warna coklat muda adalah Cr dengan
presentasi 3%, warna orange adalah Fe dengan presentasi 58%, dan warna kuning adalah
Ni dengan presentasi 2%.
Pada pengujian EDX dengan waktu deposisi 150 menit seperti terlihat pada gambar 3.6
Gambar 3.6 Hasil pengujian EDX pada titik 1 dan 2 pada parameter waktu `50 menit
dengan pembesaran 5000 x
2 1
10
Tabel 3.3 Unsur komposisi kimia Mikrograf SEM-EDX substrat baja AISI 4140 hasil
sputtering pada waktu deposisi 150 menit, uji EDX diambil pada titik 1
Element
Weight
%
Atomic
%
Error
%
Net
Int. K Ratio Z R A F
C K 23,94 41,77 8,53 537,24 0,1079 1,1475 0,9282 0,3929 1
O K 30 39,28 10,24 570,71 0,0746 1,0954 0,951 0,227 1
Cl K 0,86 0,51 15,37 40,08 0,0077 0,921 1,0191 0,9389 1,0348
Ca K 2,51 1,31 9,17 81,13 0,0255 0,9312 1,034 0,9929 1,1015
Ti K 17,97 7,86 4,03 429,87 0,161 0,8425 1,0417 1,0001 1,0636
Cr K 0,31 0,13 59,86 5,24 0,0029 0,8318 1,047 0,9819 1,126
Fe K 23,49 8,81 5,2 247 0,1998 0,8236 1,049 0,9941 1,039
Ni K 0,93 0,33 59,07 6,44 0,008 0,8266 1,0464 0,9838 1,0553
Tabel 3.4 Unsur komposisi kimia Mikrograf SEM-EDX substrat baja AISI 4140 hasil
sputtering pada waktu deposisi 150 menit, uji EDX diambil pada titik 2
Element
Weight
%
Atomic
%
Error
% Net Int.
K
Ratio Z R A F
C K 6,86 25,28 11,27 144,81 0,0226 1,3216 0,8501 0,2489 1
F K 0,61 1,43 16,92 56,15 0,0048 1,1757 0,8861 0,6659 1
Fe K 92,52 73,29 3,12 1467,36 0,9216 0,9708 1,008 1,0014 1,0246
Dari hasil pengujian Pengujian SEM (Scanning Electron Microscope) dan EDX
(Energy Dispersive X-Ray) pada spesimen baja AISI 4140 yang dilapisi Ni-Cr dengan
menggunakan metode sputtering pada parameter waktu 150 menit menunjukkan adanya
perbedaan warna pada permukaan spesimen. Warna yang cenderung lebih terang
diasumsikan sebagai lapisan Ni-Cr dan warna yang cenderung lebih gelap diasumsikan
sebagai spesimen baja AISI 4140. Pada hasil uji EDX (Energy Dispersive X-Ray) pada
titik point 1 yang memiliki warna yang cenderung lebih terang menunjukkan adanya unsur
C; O; Cl; Ca; Ti; Cr; Fe dan Ni yang masing-masing memiliki berat sebesar 23,94%; 30%;
0,86%; 2,51%; 17,97%; 0,31%; 23,49%; 0,93% dan memiliki atomik sebesar 41,77%;
39,28%; 0,51%; 1,31%; 7,86%; 0,14%; 8,81%; 0,33%. Pada titik point 2 yang memiliki
warna yang cenderung lebih gelap menunjukkan adanya unsur C; Fe dan F yang masing-
masing memiliki berat sebsar 6,86%; 92,52%; 0,61% dan memiliki atomik sebesar
25,28%; 73,29% dan 1,43%. Dari hasil pengujian EDX yang dilakukan membuktikan
bahwa warna yang cenderung lebih terang adalah lapisan Ni-Cr karena dalam hasil EDX
menunjukkan adanya unsur Ni dengan berat 0,93% dan dengan berat Cr sebesar 0,31%,
dan yang cenderung lebih gelap adalah spesimen baja AISI 4140 karena dalam hasil EDX
menunjukkan adanya unsur Fe dengan berat 92,52% dan C dengan berat 6,86%. Unsur Ni
mempengaruhi lapisan tipis hasil sputtering.(Zhang et al., 2009)
11
4.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil pembahasan serta analisis tentang deposisi lapisan tipis Ni-Cr
pada substrat baja AISI 4140, maka disimpulkan sebagai berikut :
1. Metode sputtering berhasil dilakukan untuk membuat lapisan tipis Ni-Cr pada substrat baja AISI 4140. Hasil pengujian mapping pada waktu deposisi 150 menit
memperlihatkan kandungan CrK 3 % dan NiK 2 %.
2. Hasil pengujian kekerasan dengan waktu deposisi 60 menit sebesar 137,84 HVN, pada waktu 150 menit sebesar 161,7 HVN. Nilai kekerasan optimum dengan waktu
deposisi 120 menit sebesar 245,26 HVN. Hasil pengujian laju korosi dengan waktu
pendeposisi 60 menit sebesar 0,74 mpy dan waktu pendeposisi 150 menit sebesar 4,86
mpy.
3. Hasil pengujian SEM/EDX (Energy Dispersive X-Ray) pada parameter waktu 60 menit memperlihatkan adanya lapisan tipis yang terjadi yang memiliki warna
cenderung lebih terang menunjukkan adanya unsur C; Cr; Fe dan Ni yang masing-
masing memiliki berat sebesar 29,92%; 2,94%; 65,7%; 1,44% dan memiliki atomik
sebesar 66,45%;1,51%; 31,39%; 0,65%. Pada parameter waktu 150 menit yang
memiliki warna yang cenderung lebih terang menunjukkan adanya unsur C; O; Cl; Ca;
Ti; Cr; Fe; dan Ni yang masing-masing memiliki berat sebesar 23,94%; 30%; 0,86%;
2,51%; 17,97%; 0,31%; 23,49%; 0,93% dan memiliki atomik sebesar 41,77%;
39,28%; 0,51%; 1,31%; 7,86%; 0,14%; 8,81%; 0,33%.
4.2 Saran
Dari kesimpulan tersebut dapat dibuat beberapa saran untuk menunjang
pengembangan penelitian selanjutnya antara lain :
1. Karakteristik ukuran substrat, kehalusan permukaan substrat dan kebersihan substrat, harus diperhatikan pada proses preparasi bahan karena hal tersebut akan
mempengaruhi kualitas hasil lapisan.
2. Pada proses sputtering penggunaan alat sputtering yang benar harus memperhatikan Standart Operasional Prosedur (SOP), hal ini bertujuan untuk menghindari terjadinya
kesalahan dan kerusakan alat serta kecelakaan kerja.
3. Pada substrat hasil penelitian yang disimpan harus dijaga kebersihan dan dibungkus dengan tisu dan disimpan dalam ruang vacum, agar pada substrat tidak terjadi kontak
langsung dengan udara sehingga pada saat pengambilan data substrat tidak mengalami
perubahan struktur akibat kontak langsung dengan udara.
DAFTAR PUSTAKA
A, M. Y. N., Purwanto, H., & Bondan, M. (2017). Pengaruh Waktu Pelapisan Elektro
Nikel-Chrom Dekoratif terhadap Ketebalan, Kekerasan Dan Kekasaran Lapisan.
Momentum, 13(1), 7–10.
Achyarsyah, M., & Hidayat, E. Analisis Sifat Mekanik Pada Material Aisi 4140 Dan
Creusabro 8000 Untuk Aplikasi Gigi Bucket Produksi Pt. Polman Swadaya, 1 §
(2014).
ASUS1Typewritten text4. PENUTUP
12
Alresheedi, F. I., & Krzanowski, J. E. (2017). Structure and morphology of stainless steel
coatings sputter-deposited in a nitrogen/argon atmosphere. Surface and Coatings
Technology, 314, 105–112. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2016.09.063
Cheng, W. L., Zhou, Z. F., Shum, P. W., & Li, K. Y. (2013). Effect of Ni addition on the
structure and properties of Cr-Ni-N coatings deposited by closed-field unbalanced
magnetron sputtering ion plating. Surface and Coatings Technology, 229, 84–89.
https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2012.12.032
ElFaham, M. M., Okil, M., & Mostafa, A. M. (2018). Limit of detection and hardness
evaluation of some steel alloys utilizing optical emission spectroscopic techniques.
Optics and Laser Technology, 108, 634–641.
https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2018.07.022
Gerstenmeyer, M., Zanger, F., & Schulze, V. (2018). Influence of Complementary
Machining on fatigue strength of AISI 4140. CIRP Annals, 67(1), 583–586.
https://doi.org/10.1016/j.cirp.2018.04.103
Haryono, A., Mesin, J. T., Pratama, P., & Surakarta, M. (2014). PENGARUH PROSES
NITRIDING DAN NITROCARBURIZING, XIII(1), 1–13.
Lai, L., Zeng, W., Fu, X., Sun, R., & Du, R. (2013). Optimization of sputtering parameters
for Ni-Cr alloy deposition on copper foil as embedded thin film resistor. Surface and
Coatings Technology, 218(1), 80–86. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2012.12.030
Liu, Z., Cong, W., Kim, H., Ning, F., Jiang, Q., Li, T., … Zhou, Y. (2017). Feasibility
Exploration of Superalloys for AISI 4140 Steel Repairing using Laser Engineered
Net Shaping. Procedia Manufacturing, 10, 912–922.
https://doi.org/10.1016/j.promfg.2017.07.080
Luciu, I., Duday, D., Choquet, P., Perigo, E. A., Michels, A., & Wirtz, T. (2016). Phase
separation in NiCrN coatings induced by N2addition in the gas phase: A way to
generate magnetic thin films by reactive sputtering of a non-magnetic NiCr target.
Applied Surface Science, 389, 578–584. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2016.07.126
Miletić, A., Panjan, P., Škorić, B., Čekada, M., Dražič, G., & Kovač, J. (2014).
Microstructure and mechanical properties of nanostructured Ti-Al-Si-N coatings
deposited by magnetron sputtering. Surface and Coatings Technology, 241, 105–111.
https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2013.10.050
Petley, V., Sathishkumar, S., Thulasi Raman, K. H., Rao, G. M., & Chandrasekhar, U.
(2015). Microstructural and mechanical characteristics of Ni-Cr thin films. Materials
Research Bulletin, 66, 59–64. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2015.02.002
Ruden, A., Restrepo-Parra, E., Paladines, A. U., & Sequeda, F. (2013). Corrosion
resistance of CrN thin films produced by dc magnetron sputtering. Applied Surface
Science, 270, 150–156. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2012.12.148
Sinha, A. K. (2003). NPhysical Metallurgy Handbooko Title.
Sujitno, T., & (2014). (2014). Aplikasi plasma sputtering, 5–17.
Tan, S., Zhang, X., Zhen, R., Tian, Z., & Wang, Z. (2015). Effect of Ni content on CrNiN
coatings prepared by RF magnetron sputtering. Vacuum, 120(PA), 54–59.
https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2015.06.017
Tito endramawan, et al. (2012). Pengaruh Variasi Waktu Pelapisan WN Menggunakan
Teknik DC Reaktive Magnetron Sputtering Terhadap Sifat Mekanis dan Laju Korosi
Pada Baja AISI 410.
Wirjoadi, Siswanto, B., & Sudjatmoko. (2009). Analisis Sifat Mikro Lapisan Tipis Tin
Pada Substrat Al Hasil Plasma Sputtering, 1–7.
13
Zhang, Z. G., Rapaud, O., Allain, N., Mercs, D., Brien, V., Dong, C., & Coddet, C.
(2009). Influence of Ni content on the structure and properties of Cr-Ni-N coatings
prepared by direct current magnetron sputtering. Thin Solid Films, 517(11), 3304–
3309. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2009.01.014
4.1 Kesimpulan4.2 SaranWord Bookmarkspage10page11page12page13page15page17page2page3page4page5page6page7page8page9