PENGARUH KUAT ARUS LISTRIK DAN WAKTU TERHADAP KETEBALAN SERTA KEKERASAN

PADA PROSES PELAPISAN KHROM KERAS

TUGAS AKHIR

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh :

SURYO SUSANTO

NIM : 00510276

JURUSAN MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2006

LEMBAR PERSETUJUAN

Diajukan untuk memenuhi syarat Akademik

Untuk mendapatkan gelar Sarjana Strata-1

Fakultas Teknik Jurusan Mesin

Universitas Muhammadiyah Malang

Dengan judul :

PENGARUH KUAT ARUS LISTRIK DAN WAKTU

TERHADAP KETEBALAN SERTA KEKERASAN

PADA PROSES PELAPISAN KHROM KERAS

Disusun oleh :

Nama : SURYO SUSANTO

NIM : 00510276

Menyetujui :

Pembimbing I

Drs. Moh. Jufri, ST. MT

Pembimbing II

Murjito, ST. MT

Mengetahui

Kepala Jurusan Mesin

Ir. Daryono, MT

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN MESIN

LEMBAR ASISTENS I TUGAS AKHIR

Nama : SURYO SUSANTO

NIM : 00510276

Dosen pembimbing I : Drs. Moh. Jufri, ST, MT

Dosen Pembimbing II : Murjito, ST, MT

Judul Tugas Akhir : PENGARUH KUAT ARUS LISTRIK DAN WAKTU

TERHADAP KETEBALAN SERTA

KEKERASAN PADA PROSES KHROM KERAS

No. Tanggal Catatan Asistensi Ttd. I Ttd. II

1. 05 Januari 2006 Pengajuan Judul

2. 12 Januari 2006 Pengajuan Bab I

3. 16 Januari 2006 Acc Bab I

4. 23 Januari 2006 Pengajuan Bab II

5. 8 Februari 2006 Acc Bab II

6. 20 Februari Pengajuan Bab III

7. 24 Februari Acc Bab III

8. 17 Maret Pengajuan Bab IV

9. 7 April Acc Bab IV

10. 17 April Acc Bab V

Menyetujui :

Dosen Pembimbing I

Drs. Moh. Jufri, ST, MT

Dosen Pembimbing II

Murjito, ST, MT

LATAR BELAKANG Elektroplating : proses pelapisan metal pada permukaan baja atau substansi lain dengan cara elektrolisa, dengan tujuan untuk meningkatkan sifat logam yang dilapisi, yaitu tahan terhadap korosi, meningkatkan kekerasan permukaannya dan lubrikasi.

KESIMPULAN: • Ada pengaruh antara kuat arus listrik dan waktu proses terhadap peningkatan

nilai ketebalan lapisan khrom. Semakin besar kuat arus dan waktu proses pelapisan maka semakin tebal pula lapisan khrom yang terjadi.

• Dengan semakin bertambahnya ketebalan lapisan menyebabkan bertambahnya pula nilai kekerasan permukaan plat, sehingga kuat arus listrik dan waktu pelapisan juga sangat berpengaruh terhadap peningkatan nilai kekerasan permukaan plat.

• Perubahan variabel yang paling optimal pada penelitian untuk ketebalan dan kekerasan adalah pada kuat arus listrik 60 Ampere dan waktu pelapisan 40 menit.

Faktor yang Berpengaruh Pada Elektroplating : 1. Pemilihan jenis pelapisan 2. Larutan elektrolit 3. Hukum Faraday 4. Hukum Ohm 5. Kondisi Operasi 6. Reaksi pada katoda dan

anoda

ASUMSI-ASUMSI: 1. Ada pengaruh antara variasi besar

kuat arus listrik dan waktu pelapisan terhadap tebal pelapisan benda kerja pada proses pelapisan khrom keras

2. Ada pengaruh antara variasi besar kuat arus listrik dan waktu pelapisan terhadap kekerasan permukaan benda kerja pada proses pelapisan khrom keras

SURYO SUSANTO (00510276)

Drs. MOH. JUFRI, ST, MT ; MURJITO, ST, MT

V

+ -

Volt meter

Penyearah Arus

Tahanan Geser

AC Bolak Balik

A

Katoda (Benda Kerja) Anoda

Larutan Elektrolit

Ampermeter

KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmaanirrahiim

Puji syukur kehadirat Allah SWT. atas segala limpahan rahmat, taufik

serta hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi

yang berjudul : PENGARUH KUAT ARUS LISTRIK DAN WAKTU TERHADAP KETEBALAN SERTA KEKERASAN PADA PROSES

PELAPISAN KHROM KERAS.

Penyusunan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk

menyelesaikan studi guna memperoleh gelar Sarjana Teknik (S1) pada Jurusan

Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.

Pada kesempatan ini pula penyusun juga menyampaikan ucapkan

terima kasih yang sebesar-besarnya kepada seluruh pihak atas bantuan dan

dorongan yang diberikan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini,

kami khususkan kepada :

1. Ir. Sunarto MT, selaku Dekan Fakultas Teknik di Universitas

Muhammadiyah Malang.

2. Ir. Daryono MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin di Universitas

Muhammadiyah Malang.

3. Drs. Moh. Jufri, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing I.

4. Murdjito, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing II.

5. Seluruh staff pengajar dan administratif dilingkungan Universitas

Muhammadiyah Malang, khususnya di Jurusan Teknik Mesin.

6. Kedua Orang Tua saya, serta adik-adikku, yang selalu menjadi inspirator

dalam perjalanan hidupku.

7. My Some One, I Love You So Much, yang telah memberi nuansa baru

dalam hidupku.

8. Saudara-saudaraku seperjuangan Divisi Mahaiswa Pencinta Alam

“DIMPA” khususnya angkatan 2001 B terima kasih atas kebersamaan dan

dukungannya selama ini.

9. Rekan-rekan mahasiswa / mahasiswi Jurusan Teknik Mesin Angkatan

2000 kelas F, terima kasih untuk semua.

10. Warga kos-kosan, Hari, Hardiman, Pendhi, Pak Misman, Bu Rukathi, Cak

Ladi, Kiki, Puji, serta warga Tirto Utomo gang 9 terima kasih atas

penerimaan dan keakrabannya.

11. Rekan-rekan Base Camp Dau, Jingis, Bagus, Wiwit, Rolies, terima Kasih

tumpangan dan wacana-wacananya.

12. Dan semua pihak yang telah membantu dalam pemyusunan Tugas Akhir

ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa hasil dari penelitian ini masih jauh dari

kesempurna, untuk itu saran dan kritik yang membangun guna menyempurnakan

hasil Tugan Akhir ini. Akhir kata penulis berharap semoga penulisan Tugas

Akhir ini dapat memberikan manfaat pada pembaca dan pihak-pihak

yangmembutuhkan.

Malang, Mei 2005

Penyusun

DAFTAR ISI

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

LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................ ii

LEMBAR ASISTENSI .................................................................................... iii

MOTTO .......................................................................................................... iv

PERSEMBAHAN ........................................................................................... v

KATA PENGANTAR ...................................................................................... vi

ABSTRAKSI .................................................................................................. viii

DAFTAR ISI ................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xii

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

1.1. Latar belakang................................................................................... 1

1.2. Rumusan masalah............................................................................. 3

1.3. Batasan masalah............................................................................... 3

1.4. Tujuan dan manfaat........................................................................... 4

1.6. Sistematika penulisan........................................................................ 5

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................... 6

2.1. Proses elektroplating ......................................................................... 6

2.1.1. Pelapisan katodik...................................................................... 8

2.1.2. Pelapisan anodik ...................................................................... 11

2.1.3. Sirkuit luar................................................................................. 11

2.1.4. Cara menentukan waktu pelapisan .......................................... 12

2.2. Faktor-faktor yang berpengaruh pada proses elektroplating............. 12

2.2.1. Pemilihan jenis pelapisan ......................................................... 13

2.2.2. Larutan elektrolit ....................................................................... 15

2.2.3. Rapat arus dan Hukum Faraday............................................... 18

2.2.4. Hukum Ohm.............................................................................. 20

2.2.5. Kondisi operasi ......................................................................... 21

2.2.6. Reaksi pada anoda dan katoda................................................ 22

2.3. Proses lapis listrik.............................................................................. 23

2.4. Keuntungan dan kelemahan lapis listrik ............................................ 24

2.5. Macam-macam proses pelapisan khrom........................................... 25

2.6. Pelapisan khrom keras ...................................................................... 26

2.6.1. Larutan elektrolit ....................................................................... 27

2.6.2. Logam-logam Pengotor ............................................................ 28

2.6.3. Anoda ....................................................................................... 29

2.7. Pengujian kekerasan ......................................................................... 30

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN............................................................ 35

3.1. Metodologi penelitian......................................................................... 35

3.2. Tempat penelitian .............................................................................. 35

3.3. Data specimen................................................................................... 35

3.4. Variabel penelitian ............................................................................. 36

3.5. Alat dan bahan .................................................................................. 36

3.6. Rancangan penelitian........................................................................ 37

3.6.1. Banyaknya sampling................................................................. 39

3.6.2. Diagram alir .............................................................................. 41

3.7. Analisa data....................................................................................... 42

3.7.1. Analisa Varian........................................................................... 42

3.7.2. Uji Beda Nyata Terkecil (BNT).................................................. 45

3.8. Pelaksanaan Percobaan ................................................................... 47

BAB IV. ANALISA DATA .............................................................................. 50

4.1. Data hasil penelitian .......................................................................... 50

4.2. Analisa Data ...................................................................................... 53

4.2.1. Analisa Varian Dua Arah .......................................................... 53

4.2.2. Uji Beda Nyata Terkecil (BNT).................................................. 62

4.3. Pembahasan ..................................................................................... 70

4.3.1. Pengaruh kuat arus listrik dan waktu terhadap ketebalan ........ 70

4.3.2. Pengaruh kuat arus listrik dan waktu terhadap kekerasan ....... 71

BAB V. PENUTUP ......................................................................................... 72

5.1. Kesimpulan........................................................................................ 72

5.2. Saran ................................................................................................. 72

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

2.1. Komposisi dan kondisi operasi khrom keras ......................................... 28

3.1. Skala kekerasan Rockwell..................................................................... 34

3.2. Hasil penghitungan Analisa Varian dua arah ........................................ 44

3.3. Hasil uji Beda Nyata Terkecil (BNT) ...................................................... 46

4.1. Ketebalan (mm) spesimen rata-rata sebelum dan sesudah pelapisan . 50

4.2. Hasil ketebalan (mm) permukaan spesimen rata-rata sesudah pelapisan 51

4.3. Hasil uji kekerasan (BHN) rata-rata sebelum dan sesudah pelapisan .. 52

4.4. Hasil uji kekerasan (BHN) rata-rata sesudah pelapisan........................ 53

4.5. Jumlah hasil ketebalan (mm) pelapisan setelah disederhanakan......... 54

4.6. Hasil penghitungan ANAVA dua arah untuk ketebalan ......................... 57

4.7. Jumlah hasil uji kekerasan (BHN) setelah disederhanakan .................. 58

4.8. Hasil penghitungan ANAVA dua arah untuk kekerasan ........................ 61

4.9. Hasil uji BNT pengaruh kuat arus listrik terhadap ketebalan................. 63

4.10. Hasil uji BNT pengaruh waktu proses terhadap ketebalan.................... 64

4.11. Hasil uji BNT pengaruh kuat arus listrik terhadap kekerasan................ 66

4.12. Hasil uji BNT pengaruh waktu proses terhadap kekerasan................... 67

DAFTAR PUSTAKA

Ali Hanafiah, Kepoas. 1993. Rancangan Percobaan Teori Dan Aplikasi, Edisi

Revisi, Fakultas Pertanian Universitas Sriwijaya Palembang. PT Raja

Grafindo Persada. Jakarta.

Anton J. Hartomo, 1992. Mengenal Pelapisan Logam (Elektroplating). Andi

Offset, Yogyakarta

Agung, Purbianto. 1998. Kimi II. PT Intan Pariwara. Jakarta.

Bird, Tony.1993. Kimia Fisika Untuk Universitas. PT Gramedia. Jakarta

Hiskia Akhmad, 1992. Elektrokimia Dan Kinetika Kimia. PT. Citra Aditya Bakti,

Bandung.

Sriati Djaprie, 1994. Ilmu Dan Teknologi Bahan, Erlangga. Jakarta

Tretheway, K.R, Chamberlain, J. 1991. Korosi Untuk Mahasiswa Dan

Rekayasawan, PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Walpole, Ronald E. 1995. Pengantar Statistik, Edisi Ketiga, PT Gramedia

Pustaka Utama. Jakarta.

Walpole, Ronald E. 1995. Ilmu Peluang Dan Statistik Untuk Insinyur Dan

Ilmuwan, Edisi Keempat. PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.