PENGARUH VARIASI TEKANAN KOMPAKSI TERHADAP … · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user i

PENGARUH VARIASI TEKANAN KOMPAKSI TERHADAP SIFAT

MAGNETIK PADA PEMBUATAN SOFT-MAGNETIC

DARI SERBUK BESI

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

Oleh:

NOVIANTA MAULANA PUTRA NIM. I 1413021

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2016


commit to user


commit to user iv

PENGARUH VARIASI TEKANAN KOMPAKSI TERHADAP SIFAT

MAGNETIK PADA PEMBUATAN SOFT-MAGNETIC

DARI SERBUK BESI

Novianta Maulana Putra

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Jl. Ir. Sutami No. 36A, Surakarta 57126, Indonesia

E-mail: [email protected]

Abstrak:

Soft-magnetik merupakan material yang sangat penting dikehidupan

sehari-hari. Soft-magnetik ini banyak digunakan pada peralatan elektronik seperti

pada motor listrik, AC, kulkas, televisi, kipas angin, dsb. Permintaan pasar akan

soft-magnetik yang sangat besar membuat soft-magnetik sering tidak terpenuhi.

Soft-magnetic composites (SMC-s) dari serbuk besi merupakan salah satu

solusinya. Proses pembuatan SMC-s dimulai dari membuat serbuk menggunakan

mesin frais dan mesin ball-milling, hingga dihasilkan serbuk besi dengan ukuran

mesh 100. Selanjutnya serbuk dikalsinasi pada suhu 600oC selama 1 jam. Serbuk

dicampur dengan pengikat epoxy resin dan epoxy hardener kemudian dikompaksi

dengan tekanan 4 ton, 5 ton, dan 6 ton selama 1 jam, selanjutnya dilakukan uji

VSM (Vibrating Sample Magnetometer) untuk mengetahui sifat magnetiknya.

Dari hasil uji VSM dan pengolahan data, diperoleh kurva histerisis yang

menunjukkan bahwa nilai remanensi dan permeabilitas bertambah, serta nilai

koersivitas berkurang seiring dengan penambahan tekanan kompaksi. SMC-s

dengan tekanan kompaksi 6 ton merupakan tekanan kompaksi yang paling

optimal, yang memiliki nilai magnetik sebesar: Br = 0,041 Tesla, Hc = -6,28

kA/m, dan µ = 2,37 Wb/Am.

Kata kunci: Soft-Magnetik, SMC-s, Serbuk Besi, VSM, Remanensi, Koersivitas, Permeabilitas


commit to user v

THE EFFECT OF VARIATION COMPACTING PRESSURE ON

MAGNETIC PROPERTIES IN THE MANUFACTURE

SOFT-MAGNETIC OF IRON POWDER

Novianta Maulana Putra

Department of Mechanical Engineering, Sebelas Maret University

Ir. Sutami St. Number 36A, Surakarta 57126, Indonesia

E-mail: [email protected]

Abstrack:

Soft-magnetic is very important material in daily life. Soft-magnetic is

widely used in electronic devices such as on the electric motor, air conditioner,

refrigerator, television, electric fan, etc. The high demand of soft-magnetic

materials in the market make soft-magnetic is not fulfilled. Soft-magnetic

composite (SMC-s) of iron powder is one solution. SMC-s process was began with

the manufacture of the iron powder using a milling machine and ball-milling

machines, until produced iron powder with a mesh size of the powder 100.

Further calsinated at a temperature of 600°C for 1 hour was performed. The iron

powders was mixed with binder epoxy resin and epoxy hardener then compacted

with a pressure of 4 ton, 5 ton, and 6 ton for 1 hour, then testing VSM (Vibrating

Sample Magnetometer) was conducted to determine magnetic properties. The

result of VSM test and data processing, obtained hysteresis curve show that with

increasing compacting pressure the value of remanence and permeability

increase, and coercivity decrease. SMC-s then compacted with a pressure 6 ton is

the most optimal compacted pressure, which has a magnetic field of: Br = 0,041

Tesla, Hc = -6,28 kA/m, and µ = 2,37 Wb/Am.

Keywords: Soft-Magnetic, SMC-s, Iron Powder, VSM, Remanence, Coercivity, Permeability


commit to user vi

KATA PENGANTAR

Pertama penulis panjatkan puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang

telah memberikan rahmat, karunia dan hidayah-Nya sehingga penulis diberikan

kemudahan dalam menyelesaikan penyusunan Laporan Skripsi Tugas Akhir ini

dengan baik dan tepat pada waktunya.

Berkaitan dengan selesainya pelaksanaan penelitian dan penyusunan

laporan skripsi tugas akhir ini yang juga memperoleh bantuan dan dukungan dari

berbagai pihak, dan dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih

kepada:

1. Bapak Dr Eng. Syamsul Hadi, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan S1 Teknik

Mesin, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Bapak Prof. Muhammad Nizam, S.T., M.T., Ph.D. selaku pembimbing I skripsi

tugas akhir.

3. Bapak Dr. Miftahul Anwar, S.Si., M.Eng. selaku pembimbing II skripsi tugas

akhir.

4. Bapak Dr. Joko Triyono, S.T., M.T., Bapak Teguh Triyono, S.T., M.Eng., dan

Bapak Sukmaji Indro Cahyono, S.T., M.Eng. selaku dosen penguji tugas akhir.

5. Bapak Hery Tri Waloyo, S.T., M.T. dan Bapak Agus Mujianto, S.T., M.T.

selaku asisten dosen sekaligus pembimbing di lapangan.

6. Seluruh Dosen dan Staf Karyawan Program S1 Teknik Mesin FT UNS yang

telah membantu dalam pelaksanaan skripsi tugas akhir ini.

Penulis menyadari bahwa pengerjaan Laporan Skripsi Tugas Akhir ini

masih terdapat kekurangan dan kelemahan sehingga kritik dan saran yang

membangun sangat penulis harapkan. Akhir kata penulis berharap agar Laporan

Skripsi Tugas Akhir ini bermanfaat bagi pembaca.

Surakarta, Maret 2016

Penulis


commit to user vii

DAFTAR ISI

Halaman

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

HALAMAN SURAT PENUGASAN......................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN..................................................................... iii

ABSTRAK.................................................................................................... iv

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

DAFTAR ISI................................................................................................. vii

DAFTAR GAMBAR.................................................................................... ix

DAFTAR TABEL........................................................................................ x

DAFTAR NOTASI....................................................................................... xi

DAFTAR LAMPIRAN................................................................................ xii

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2 Perumusan Masalah...................................................................... 2

1.3 Batasan Masalah........................................................................... 2

1.4 Tujuan dan Manfaat..................................................................... 2

1.5 Sistematika Penulisan................................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka.......................................................................... 4

2.2 Dasar Teori................................................................................... 6

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat Penelitian......................................................................... 21

3.2 Alat dan Bahan............................................................................. 21

3.3 Prosedur Penelitian....................................................................... 22

3.4 Diagram Alir Proses Penelitian.................................................... 22

3.5 Dimensi Spesimen Uji VSM........................................................ 24

3.6 Metode Pengujian VSM............................................................... 24

3.7 Indikator Keberhasilan Penelitian................................................. 25


commit to user viii

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian............................................................................ 26

4.2 Pembahasan.................................................................................. 30

4.3 Validasi antara Spesimen SMC-s dengan Laminate.................... 34

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan................................................................................... 37

5.2 Saran............................................................................................. 37

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. xiii

LAMPIRAN.................................................................................................. xvi


commit to user ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Arah momen magnetik bahan non magnetik................................ 7

Gambar 2.2 Arah momen magnetik bahan magnetik....................................... 7

Gambar 2.3 Arah domain-domain dalam bahan paramagnetik sebelum diberi

medan magnet luar....................................................................... 9

Gambar 2.4 Arah domain dalam bahan paramagnetik setelah diberi medan

magnet luar................................................................................... 9

Gambar 2.5 Kurva histerisis............................................................................. 11

Gambar 2.6 Kurva histerisis material magnet lunak dan keras........................ 14

Gambar 2.7 Proses kompaksi dengan penekanan satu arah............................. 16

Gambar 2.8 Alat uji VSM tipe Oxford VSM 1.2 H.......................................... 20

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian................................................................. 22

Gambar 3.2 Posisi sample uji VSM................................................................. 25

Gambar 3.3 Hasil keluaran dari VSM.............................................................. 25

Gambar 4.1 Kurva histerisis uji VSM spesimen laminate............................... 26

Gambar 4.2 Kurva histerisis uji VSM spesimen SMC-s kompaksi 4 ton........ 27



Gambar 4.5 Grafik pengaruh tekanan kompaksi terhadap koersivitas............. 30

Gambar 4.6 Grafik pengaruh tekanan kompaksi terhadap remanensi.............. 31

Gambar 4.7 Grafik pengaruh tekanan kompaksi terhadap permeabilitas......... 33


commit to user x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Sifat magnetik berbagai magnet lunak............................................. 15

Tabel 3.1 Indikator keberhasilan penelitian..................................................... 25

Tabel 4.1 Pengolahan data sifat magnetik hasil uji VSM................................ 34


commit to user xi

DAFTAR NOTASI

B Rapat fluks magnet (Wb/m2)

Br

Bs

Induksi remanen (Tesla)

Induksi saturasi (Tesla)

H Kuat medan magnet (A/m)

Hc

m

M

Mr

Ms

Gaya koersif (A/m)

Momen magnetik (emu)

Magnetisasi (emu/g)

Magnetisasi remanen (emu/g)

Magnetisasi saturasi (emu/g)

µ Permeabilitas magnet (Wb/Am)

o Permeabilitas ruang kosong (Wb/Am)

r

w

v

Permeabilitas relatif (Wb/Am)

Berat (kg)

Volume (m3)

Massa jenis (kg/m3)


commit to user xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Hasil olah data uji VSM spesimen laminate

Lampiran 2. Hasil olah data uji VSM spesimen SMC-s tekanan kompaksi 4 ton



Lampiran 5. Tabel satuan unit magnetik

Lampiran 6. Perhitungan hasil perbandingan antara serbuk besi dengan epoxy

Lampiran 7. Perhitungan hasil interpolasi nilai remanensi (Br)

Lampiran 8. Perhitungan hasil interpolasi nilai koersivitas (Hc)

Lampiran 9. Perhitungan hasil nilai permeabilitas (µ)

Lampiran 10. Perbesaran gambar kurva histerisis uji VSM spesimen laminate

Lampiran 11. Perbesaran gambar kurva histerisis uji VSM spesimen SMC-s

tekanan kompaksi 4 ton





Lampiran 14. Perbandingan fraksi volume antara serbuk dengan epoxy

PENGARUH VARIASI TEKANAN KOMPAKSI TERHADAP … · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit...

Documents

Transcript of PENGARUH VARIASI TEKANAN KOMPAKSI TERHADAP … · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit...