STUDI PELAPISAN KROM PADA BAJA KARBON DENGAN …eprints.ums.ac.id/44022/27/NASKAH...

9
STUDI PELAPISAN KROM PADA BAJA KARBON DENGAN RAPAT ARUS 5 AMPERE TEGANGAN 12 VOLT DAN VARIASI WAKTU PENCELUPAN 10, 20, 30, 40 DAN 50 MENIT UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA PUBLIKASI ILMIAH Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Oleh: NURDIN SALIM D 200 080 067 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2016

Transcript of STUDI PELAPISAN KROM PADA BAJA KARBON DENGAN …eprints.ums.ac.id/44022/27/NASKAH...

Page 1: STUDI PELAPISAN KROM PADA BAJA KARBON DENGAN …eprints.ums.ac.id/44022/27/NASKAH PUBLIKASI.pdfpencelupan terhadap struktur mikro dan kekerasan permukaan produk. Penelitian dilakukan

STUDI PELAPISAN KROM PADA BAJA KARBON DENGAN RAPAT ARUS 5 AMPERE TEGANGAN 12 VOLT DAN VARIASI WAKTU

PENCELUPAN 10, 20, 30, 40 DAN 50 MENIT UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

PUBLIKASI ILMIAH

Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I pada Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik

Oleh:

NURDIN SALIM D 200 080 067

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2016

Page 2: STUDI PELAPISAN KROM PADA BAJA KARBON DENGAN …eprints.ums.ac.id/44022/27/NASKAH PUBLIKASI.pdfpencelupan terhadap struktur mikro dan kekerasan permukaan produk. Penelitian dilakukan

ii

Page 3: STUDI PELAPISAN KROM PADA BAJA KARBON DENGAN …eprints.ums.ac.id/44022/27/NASKAH PUBLIKASI.pdfpencelupan terhadap struktur mikro dan kekerasan permukaan produk. Penelitian dilakukan

iii

Page 4: STUDI PELAPISAN KROM PADA BAJA KARBON DENGAN …eprints.ums.ac.id/44022/27/NASKAH PUBLIKASI.pdfpencelupan terhadap struktur mikro dan kekerasan permukaan produk. Penelitian dilakukan

iv

Page 5: STUDI PELAPISAN KROM PADA BAJA KARBON DENGAN …eprints.ums.ac.id/44022/27/NASKAH PUBLIKASI.pdfpencelupan terhadap struktur mikro dan kekerasan permukaan produk. Penelitian dilakukan

1

STUDI PELAPISAN KROM PADA BAJA KARBON DENGAN RAPAT ARUS 5 AMPERE TEGANGAN 12 VOLT DAN VARIASI WAKTU

PENCELUPAN 10, 20, 30, 40 DAN 50 MENIT

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

Abstrak

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menyelediki pengaruh parameter proses pelapisan krom yaitu waktu pencelupan terhadap struktur mikro dan kekerasan permukaan produk. Penelitian dilakukan dengan metode eksperimen dengan menggunakan elektroda baja karbon, larutan elektrolit krom, zat aditif, sumber arus searah, dan perlengkapan plating lain. Struktur mikro produk krom diamati untuk mengukur kekrasan. Hasil penelitian ini akan menambah pengetahuan bagi pelaku indutri krom untuk memperbaiki kualitas produk baik untuk perlindungan terhadap korosi, peningkatan ketahanan aus, maupun untuk menambah nilai dekoratif produknya.

Kata Kunci: krom, waktu pencelupan, struktur mikro, kekerasan permukaan

Abstracts

The purpose of this study was to investigate the influence of process parameters, namely chrome plating immersion time to microstructure and surface hardness of the product. The study was conducted with an experimental method using electrodes carbon steel, chrome electrolyte solution, additives, direct current source, and other plating equipment. Chrome product microstructure was observed to analyze the thickness of the coating. Evaluation of the mechanics carried out to measure the hardness. The results of this study will add to knowledge for industrial players to improve the product quality of chrome whish is good for protection against corrosion, increased wear resistance, as well as to add the value of decorative product.

Keywords: Chrome, immersion time, the microstructure, surface hardness

Page 6: STUDI PELAPISAN KROM PADA BAJA KARBON DENGAN …eprints.ums.ac.id/44022/27/NASKAH PUBLIKASI.pdfpencelupan terhadap struktur mikro dan kekerasan permukaan produk. Penelitian dilakukan

2

1. PENDAHULUAN

Di negara berkembang seperti Indonesia, pelapisan logam krom memegang peranan yang cukup penting terutama di

sektor industri. Beberapa sektor industri yang menggunakan krom antara lain dapat dijumpai pada industri barang

elektronik, instalasi minyak dan gas, industri otomotif, industri manufaktur, industri pertanian dan industri dirgantara.

Beberapa dari industri tesebut dapat dijumpai dengan skala kecil, menengah maupun besar. Cukup sulit untuk

mendapatkan distribusinya, tetapi dilihat dari pemakaian bahan bakunya, industri krom cukup banyak berkontribusi

dalam perindustrian dan perdagangan.

Secara umum lapisan krom digunakan dalam dua kategori yaitu untuk keperluan dekorasi atau menambah keindahan

benda dan untuk keperluan perlindungan terhadap logam substratnya dari aus dan korosi.

2. METODE

Batasan Masalah

Adapun permasalahan dalam melakukan elektroplating sebagai berikut:

1. Proses yang digunakan adalah elektroplating menggunakan satu lapisan pada baja karbon, yaitu krom.

2. Besaran yang digunakan dalam melakukan elektroplating menggunakan 5 ampere dan 12 volt.

3. Waktu pencelupan krom untuk semua spesiment dibagi 5 waktu pencelupan yaitu: dengan menggunakan 10,

20, 30, 40 dan 50 menit.

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui ketebalan dan kekerasan spesiment terhadap lapisan krom

dengan metode pencelupan baja karbon ke dalam larutan elektrolit menggunakan variasi waktu pencelupan yang telah

ditentukan.

Manfaat Penelitian

Dalam penelitian yang dilakukan ada beberapa manfaat yang bisa didapatkan. Di antaranya adalah:

1. Mengetahui proses elektroplating khususnya krom beserta tahapan-tahapannya.

2. Sebagai refrensi/bekal berwirausaha elektroplating untuk sektor industri kecil/menengah.

Tinjauan Pustaka

Unsur krom pada dasarnya mempunyai sifat yang keras dan brittle, warna putih keabu-abuan dan titik leleh 1850

°C. Logam yang dilapisi dengan krom dapat bertahan sampai temperatur 400 °C dengan kekerasan sekitar 450–1000

VHN. Tetapi kekerasan tersebut turun pada kondisi temperatur yang lebih tinggi, misalnya ketika dipanaskan pada

temperatur 800°C maka kekerasan lapisan krom turun menjadi sekitar 200 VHN. Sifat kekerasan tinggi tersebut

menjadikan lapisan krom sesuai untuk penggunaan komponen yang bekerja pada beban aus tinggi dan temperatur tinggi

seperti bor dan gerinda. Meskipun demikian keausan bahan tidak bisa dikatakan mempunyai hubungan langsung dengan

kekerasan karena keausan bahan juga dipengaruhi oleh keuletan dan elastisitas bahan. Selain itu, kondisi substrate juga

sangat menentukan keausan bahan. Lapisan krom juga mempunyai sifat tahan korosi.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Pengujian Struktur Mikro

Proses krom pada tembaga pertama dilakukan dengan memvariasikan waktu celup dengan waktu 10, 20, 30, 40

dan 50 menit, dengan menggunakan arus listrik DC sebesar 5 Ampere. Penampang hasil elektroplating krom dengan dapat

dilihat pada gambar 1–5. Hasil dari pengamatan morfologi pada penampang benda kerja hasil produk krom

menunjukkan bahwa dengan bertambahnya waktu celup maka benda kerja mempunyai permukaan dengan ketebalan

yang makin tinggi.

Gambar 1. Waktu 10 menit

Page 7: STUDI PELAPISAN KROM PADA BAJA KARBON DENGAN …eprints.ums.ac.id/44022/27/NASKAH PUBLIKASI.pdfpencelupan terhadap struktur mikro dan kekerasan permukaan produk. Penelitian dilakukan

3

Gambar 2. Waktu 20 menit

Gambar 3. Waktu 30 menit

Gambar 4. Waktu 40 menit

Gambar 5. Waktu 50 menit

Hasil pengukuran pada gambar penampang lapisan menunjukkan bahwa dengan waktu celup 10, 20, 30, 40 dan

50 menit akan menghasilkan ketebalan lapisan krom rata-rata sebesar 24.7, 25.3, 26.5, 27.7 dan 28.9 µm. Dengan

demikian pertambahan waktu celup akan menyebabkan ketebalan lapisan krom makin tinggi. Hal ini sudah sesuai dengan

hukum Faraday yang menyatakan bahwa kenaikan waktu elektroplating akan menyebabkan bertambahnya ketebalan

lapisan.

Page 8: STUDI PELAPISAN KROM PADA BAJA KARBON DENGAN …eprints.ums.ac.id/44022/27/NASKAH PUBLIKASI.pdfpencelupan terhadap struktur mikro dan kekerasan permukaan produk. Penelitian dilakukan

4

Tabel uji ketebalan No Waktu celup Tebal lapisan krom (µm)

1 10 menit 24,7

2 20 menit 25,3

3 30 menit 26,5

4 40 menit 27,7

5 50 menit 28,9

Gambar 6. Ketebalan lapisan krom dengan variasi waktu celup Hasil Pengujian Kekerasan

Pengujian kekeraasan dilakukan pada permukaan atas lapisan krom. Hasil pengujian terhadap kekerasan dengan

variasi waktu celup pada proses elektroplating baja karbon dapat dilihat pada gambar 7. Hasil eksperimen menunjukkan

bahwa dengan waktu celup 10, 20, 30, 40 dan 50 menit akan menghasilkan masing-masing dengan nilai kekerasan 158.2,

160.4, 166.5, 175.6 dan 181.1 VHN. Dengan bertambahnya waktu celup akan menyebabkan kenaikan harga kekerasan

lapisan krom yang makin besar. Nilai ini kurang sesuai dengan literatur yang ada untuk harga kekerasan krom yaitu sekitar

750–900 HV. Hal ini kemungkinan disebabkan karena beban indentor yang terlalu besar (100 kgf) sehingga nilai kekerasan

cenderung mengarah ke nilai kekerasan baja karbon yang berkisar 100-150 VHN. Namun demikian besarnya harga

kekerasan ini dapat dijadikan acuan untuk memperkirakan kekerasan yang diinginkan.

Tabel uji kekerasan

No Waktu celup Kekerasan (VHN)

1 10 menit 158,2

2 20 menit 160,4

3 30 menit 166,5

4 40 menit 175,6

5 50 menit 181,1

24,7 25,3 26,5 27,7 28,9

0

10

20

30

40

50

10 20 30 40 50

Kete

bala

n (

µm

)

Waktu celup (menit)

Page 9: STUDI PELAPISAN KROM PADA BAJA KARBON DENGAN …eprints.ums.ac.id/44022/27/NASKAH PUBLIKASI.pdfpencelupan terhadap struktur mikro dan kekerasan permukaan produk. Penelitian dilakukan

5

Gambar 7. Kekerasan lapisan krom dengan variasi waktu celup

4. PENUTUP

Kesimpulan

Dari hasil studi pelapisan elektroplating krom pada substrate baja karbon dengan menggunakan variasi waktu, maka

dapat diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Kenaikan waktu pencelupan akan menyebabkan hasil plating dengan kecenderungan yang sama yaitu

ketebalan lapisan yang makin bertambah,

2. Pertambahan waktu celup akan menyebabkan terjadinya kenaikan kekerasan.

Saran

Penelitian ini telah memberikan informasi pengaruh parameter proses elektroplating yaitu waktu pencelupan

terhadap ketebalan dan kekerasan. Akan tetapi terdapat beberapa masalah yang timbul yang menjadi tantangan bagi

penelitian lanjutan, antara lain:

1. Dengan bertambahnya waktu celup maka akan diperoleh kekerasan yang makin tinggi, tetapi kurang sesuai

dengan literatur sehingga perlu menggunakan uji kekerasan dengan beban indentor yang lebih kecil.

2. Proses elektroplating juga sangat terbatas penggunaannya karena harus dilakukan di lokasi pabrik, sedangkan

benda kerja kadang sangat sulit dibawa ke pabrik seperti komponen-komponen pada kapal laut yang sangat

besar biayanya jika harus dibawa ke lokasi pabrik. Penelitian lanjutan dapat dilakukan dengan menggunakan

metode HVOF pada krom atau metode lainnya yang lebih sederhana.

3. Larutan elektrolit yang digunakan kurang bersahabat dengan lingkungan karena dapat menimbulkan

pencemaran air dan tanah jika dibuang secara sembarangan. Dengan demikian diperlukan usaha untuk

menemukan metode baru agar proses plating tidak berbahaya bagi lingkungan.

5. DAFTAR PUSTAKA

Hartono Amtom J; Tomojiro Kaneda, 1995, Mengenal Pelapisan Logam (Elektroplating), Yogyakarta, Andi Offiset.

Aloysius. S; A. Supriharto, 2002, “Ketrampilan Elektroplating BLK Industri Semarang”, hal lapiran, Semarang.

Agus Pramono, 2002, Pembuatan Dies Dengan Metode Elektroplating Tembaga, Nikel Dan Krom Dengan

Rapat Arus 3 Ampere Dan Variasi Pencelupan 900 s, 1800 s, 2700 s Pada Polimer, (Tugas Akhir S-1

Fakultas Teknik) Surakarta, UMS.

Van Vlack. Djaprie, S, (Alih Bahasa) 1994, Ilmu Logam Dan Teknologi Bahan, Edisi ke-5, Jakarta, PT Erlangga.

Purwanto; Huda S, 2005, “Teknologi Industri Elektroplating”, Badan Penerbit Universitas Dipenogoro, Semarang.

Sucayo, Bagiyo, 1999, Ilmu Logam, Surakarta, PT Tiga Serangkai

158,2 160,4 166,5 175,6 181,1

0

50

100

150

200

250

300

10 20 30 40 50

Kek

era

san

(V

HN

)

Waktu celup (menit)