TUGAS AKHIR ANALISIS PENGARUH WAKTU PENAHANAN ...

TUGAS AKHIR

ANALISIS PENGARUH WAKTU PENAHANAN CELUP TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN, KETEBALAN LAPISAN, DAN CACAT

VIBROUS PADA PROSES ELEKTROPLATING TEMBAGA BAJA KARBON TINGGI

Tugas Akhir Ini Disusun Guna Memperoleh Gelar Sarjana

Strata Satu Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun oleh :

ERIC SUPRIYANTO

D 200 070 065

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN MESIN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2014

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

Telah disetujui untuk dipertahankan didepan dewan penguji Tugas

Akhir sebagai syarat menyelesaikan program studi strata satu jurusan

Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Disusun oleh :

Nama : Eric Supriyanto

Nim : D 200 07 0065

Judul : ANALISIS PENGARUH WAKTU PENAHANAN

CELUP TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN,

KETEBALAN LAPISAN, DAN CACAT VIBROUS

PADA PROSES ELEKTROPLATING TEMBAGA

BAJA KARBON TINGGI

Disetujui pada :

Hari :

Tanggal :

Mengetahui

Pembimbing I Pembimbing II

Ir.Bibit Sugito,MT Tri Widodo BR,ST.,MSc.,Ph.D

iii

HALAMAN PENGESAHAN

Tugas akhir yang berjudul “ANALISIS PENGARUH WAKTU PENAHANAN CELUP TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN, KETEBALAN LAPISAN, DAN CACAT VIBROUS PADA PROSES ELEKTROPLATING TEMBAGA BAJA KARBON TINGGI” telah

dipertahankan di hadapan Dewan Penguji Tugas Akhir dan disyahhkan

sebagai syarat menyelesaikan studi strata jurusan Teknik Mesin Fakultas

Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Disahkan pada :

Hari :

Tanggal :

Dewan penguji :

1. Ir. Bibit Sugito, MT ( )

2. Tri Widodo Besar Riyadi,ST.,MSc.,Ph.D ( )

3. Ir. Ngafwan, MT ( )

Mengetahui

Dekan Fakultas Teknik Kepala Jurusan Teknik Mesin

Ir. Sri Sunarjono, MT.,Ph.D Tri Widodo BR,ST.,MSc.,Ph.D

LICMIJAI{ SOAL'I'UGAS A KTII IT

'4tdtPIv'*:)Berdasarkan surat Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

2341A.3-LI1TM/TA/XII/2013. .r^-^^^r 12 Desember 2013Nomoi .........:..-...:.:.:..,.. Tanggal

drtrgan ini :

Sama : Bibit Sugito,Ir., MT.

Pangkatllabatan : Lektor Kepala

Kedudukan : Pembimbing Utama / PffiXoemberikan Soal Tugas Akhir kepada mahasiswa :

\ama

)iomor Induk

\-IRM

Jurusan/Semester

Judul/Topik

Rincian SoaVTugas

Eric Supriyanto

D 200 070 065

Teknik Mesin / AkhirANALISA PENGARUH WAKTT] PENAHANAN CELUP DENGAN VAR]ASI WAKTU 4,6, 8 DETIK PADA PROSES ELEKTROPLATING TERHADAP CACAT V\BROUS BAJAKARBON TINGGI

Demikian soal tugas akhfu ini dibuat unhrk dapat dilaksanakan sebagaimana mestinya.

Surakarta' " "r2'De'iemb;i' to'Jj'."

"'Pembimbing

-2,--/ -r,-;24'./27'r'y'''</ siui1TI66J,, Mr

Cc. : Tri Widods_BB-ST.. MSc.. jb,D,Asisten Alrli

Xeterangan :'1 Coret salah satu! fr-arza biru untuk Kajur2. Wbnta kuning untuk Pembimbing I3. Wanta merah annk Pembimbing IIt Wbna putlh unruk mahasiswa

.* .,,lt..l

v

MOTTO

Hai orang-orang yang beriman, bertaqwalah kepada Allah

dan hendaklah setiap diri memperhatikan apa yang telah diperbuatnya

untuk hari esok (akhirat) dan bertaqwalah kepada Allah,

sesungguhnya Allah Maha mengetahui apa yang kamu kerjakan

(Q.S. Al Hasyr : 18)

Hidup adalah perjuangan tanpa henti-henti tak ada yang jatuh dari

langit secara Cuma-Cuma, semuanya ada usaha dan do’a. dan

kemenangan hari ini bukanlah kemenangan esok hari, kegagalan hari

ini bukanlah kegagalan esok hari

(Khalil Gibran)

vi

HALAMAN PERSEMBAHAN

Sebuah karya sederhana ini aku persembahkan kepada mereka yang

merasa memiliki diriku dan yang menjadi bagian dari hidupku.

Sebagai wujud rasa syukur dan hormat, rasa terima kasih serta kasih

sayang yang tiada terkira.

Kupersembahkan karya terindah ini :

Teruntuk Bapak, ibu tercinta yang telah merawat

dan membesarkanku hingga aku dewasa,

sebagai ungkapan rasa bakti dan hormatku

terima kasih untuk dukungan dan doa yang

selalu diberikan.

Kakakku tercinta terima kasih atas segala doa

dan semangatnya selama ini.

Almamaterku.

Sahabat – sahabatku yang tidak bisa saya

sebutkan satu per satu yang selalu membuatku

tak pernah merasa kesepian menjalani

kehidupan.

Teman - teman senasip seperjuanganku yang

setia menemaniku dalam menyelesaikan

skripsiku.

Teruntuk spesial “adeek” yang selalu bersedia

mendengarkan keluh kesahku dan memberiku

pengertian bahwa disetiap doa dan usaha itu

ada makna yang indah tepat pada waktunya.

Keponakan kecilku “Dila” yang selalu membuat

hati tentram saat pulang kerumah.

vii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb

Segala puji bagi Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, taufik dan

hidayahNya, sehingga pada kesempatan ini penulis dapat menyelesaikan

penyusunan skripsi ini yang berjudul: ANALISIS PENGARUH WAKTU

PENAHANAN CELUP TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN,

KETEBALAN LAPISAN, DAN CACAT VIBROUS PADA PROSES

ELEKTROPLATING TEMBAGA BAJA KARBON TINGGI yang

merupakan salah satu syarat untuk memperoleh derajat Sarjana (S-1) Teknik pada

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dalam penyusunan skripsi ini penulis banyak mendapatkan bimbingan dari

berbagai pihak sehingga penyusunan skripsi ini dapat terselesaikan. Untuk itu

penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ir Sri Sunarjono,MT.,Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta yang telah berkenan memberi ijin penulisan bagi

penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.

2. Tri Widodo Besar Riyadi,ST.,MSc.,Ph.D. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin

Universitas Muhammadiyah Surakarta

3. Ir. Bibit Sugito, MT selaku dosen pembimbing utama yang bersedia

meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk memberikan bimbingan dan

pengarahan dalam penyusunan skripsi ini.

viii

4. Tri Widodo Besar Riyadi,ST.,MSc.,Ph.D. selaku dosen pembimbing

pendamping yang bersedia meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk

memberikan bimbingan dan pengarahan dalam penyusunan skripsi ini.

5. Para dosen dan staf pengajar di lingkungan Fakultas Teknik Mesin

Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah membekali berbagai

pengetahuan sehingga penulis mampu menyelesaikan skripsi ini.

6. Berbagai pihak yang secara tidak langsung telah membantu baik moral

maupun material dalam penyusunan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih jauh

dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharap kritik dan saran dari pembaca

untuk kesempurnaan skripsi ini.

Akhirnya penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi

penulis pada khususnya dan bermanfaat bagi almamater serta pembaca pada

umumnya.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb

Surakarta, April 2014

Penulis

Eric Supriyanto

ix

ABSTRAKSI

Elektroplating merupakan salah satu proses surface treatment (perlakuan permukaan) yaitu proses pelapisan permukaan dengan logam lain, dengan menggunakan arus listrik searah atau DC, bertujuan untuk mencegah korosi, menambah nilai dekoratif sifat fisik dan mekanik. Penelitian tentang elektroplating pada plat baja karbon tinggi ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu celup terhadap ketebalan lapisan, kekasaran lapisan, dan cacat vibrous.

Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan material plat baja karbon tinggi dengan dimensi 100 mm x 50 mm x 15 mm sebanyak 3 spesimen. Voltase yang digunakan adalah 13 volt, masing-masing untuk proses pelapisan tembaga. Dengan variasi waktu celup yang telah ditentukan. Setelah diplating material diuji ketebalan lapisan dengan coating gauge, kekasaran lapisan dengan surface roughness tester, dan cacat vibrous dengan invert microscop.

Cacat vibrous adalah cacat yang terjadi pada proses pelapisan tembaga pada proses elektroplating. Cacat vibrous terjadi pada pemberian waktu penahanan 8 detik dengan arus 13 volt. Dari pengujian ketebalan lapisan diperoleh nilai rata-rata ketebalan lapisan dengan variasi waktu 4 detik sebesar 0.723 µm, 6 detik sebesar 0.615 µm, 8 detik sebesar 0.668 µm. Dan dari hasil pengujian kekasaran dengan variasi waktu 4 detik sebesar 0.4588 µm, 6 detik sebesar 0.2756 µm, 8 detik sebesar 0.2128 µm.

Kata kunci : Electroplating, Tembaga, Coating Gauge, Surface Roughness Tester, Invert Microscop.

x

DAFTAR ISI

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

HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................... ii

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

MOTTO ............................................................................................. v

PERSEMBAHAN ................................................................................ vi

KATA PENGANTAR ........................................................................... vii

ABSTRAKSI ....................................................................................... ix

DAFTAR ISI ........................................................................................ x

DAFTAR GAMBAR ............................................................................. xii

DAFTAR TABEL ................................................................................. xiv

DAFTAR GRAFIK................................................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2. Identifikasi Masalah ......................................................... 2

1.3. Batasan Masalah ............................................................. 3

1.4. Tujuan Masalah ............................................................... 3

1.5. Kontribusi Penelitian ........................................................ 3

1.6. Metode Penelitian ............................................................ 4

1.7. Sistematika Penulisan ...................................................... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka ............................................................. 7

2.2. Landasan Teori ................................................................ 8

2.2.1. Baja Karbon .......................................................... 9

2.2.2. Harga Kekerasan Viskers Baja Karbon ................. 10

xi

2.3. Proses Elektroplating Tembaga ....................................... 10

2.3.1. Umum ................................................................... 10

2.3.2. Bahan Pelapis ....................................................... 13

2.3.3. Teori Dasar Elektroplating ..................................... 16

2.3.4. Urutan Proses Elektroplating Pada tembaga ......... 20

2.4. Cacat Material .................................................................. 25

2.4.1. Cacat vibrous ........................................................ 27

BAB III METODE PENELITIAN

3.1. Diagram Alir Penelitian..................................................... 28

3.2. Persiapan Alat Dan Bahan Elektroplating ........................ 29

3.2.1. Alat ....................................................................... 29

3.2.2. Bahan .................................................................... 37

3.3. Pengujian Ketebalan Lapisan .......................................... 38

3.4. Pengujian Kekasaran Permukaan Logam ........................ 39

3.4.1. Petunjuk Pemakaian Surface Roughtness............. 40

3.5. Pengaruh Arus Pada Elektrokimia ................................... 41

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Foto Elektroplating Dengan Variasi Waktu Tahan Celup .. 46

4.2. Gambar Struktur Mikro ..................................................... 47

4.3. Data Hasil Pengujian Ketebalan ....................................... 50

4.4. Data Hasil Pengujian Kekasaran Lapisan Permukaan ..... 52

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ...................................................................... 55

5.2. Saran ............................................................................... 55

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.3. Proses Reduksi dan Oksidasi......................................... 18

Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian ................................................... 28

Gambar 3.2. Power Supply ................................................................. 29

Gambar 3.3. Bak Laruran Tembaga ................................................... 30

Gambar 3.4. Mesin Poles ................................................................... 30

Gambar 3.5. Aruometer Fur Launge Beaume 271/2 C ......................... 31

Gambar 3.6. Gerinda dan poli Poles ................................................... 31

Gambar 3.7. Jig .................................................................................. 32

Gambar 3.8. Batu Hijau/Langsol ......................................................... 32

Gambar 3.9. Thermometer ................................................................. 32

Gambar 3.10. Sarung Tangan Rajut ................................................... 33

Gambar 3.11. Stop Wacth .................................................................. 33

Gambar 3.12. Clamp Meter ................................................................ 34

Gambar 3.13. Heat Exchanger ........................................................... 34

Gambar 3.14. Vernier Caliper ............................................................. 35

Gambar 3.15. Gelas Ukur ................................................................... 35

Gambar 3.16. Timbangan Digital ........................................................ 36

Gambar 3.17. Batangan Tembaga ...................................................... 37

Gambar 3.18. Plat Baja Karbon Tinggi................................................ 37

Gambar 3.19. Larutan Tembaga ......................................................... 38

Gambar 3.20. Olympus Metalurgical ................................................... 38

xiii

Gambar 3.21. Coating Gauge ............................................................. 39

Gambar 3.22. Alat Ukur Kekerasan .................................................... 39

Gambar 3.23. Rangkaian Sel Elektrolisis ............................................ 44

Gambar 4.1. Foto Hasil Elektroplating Dengan Variasi Waktu

Tahan Celup 4 Detik ...................................................... 46





Gambar 4.4. Foto Struktur Mikro Baja Karbon Tinggi Dengan Waktu

Tahan Celup 4 Detik Dengan Tegangan 13 Volt Perbesaran

500X .............................................................................. 47



500X .............................................................................. 48



500X .............................................................................. 48

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Ciri Operasi Bak Sianida Tembaga .................................... 15

Tabel 4.1. Data Hasil Uji Ketebalan Lapisan ....................................... 50

Tabel 4.2. Data Hasil Uji Kekasaran Lapisan Permukaan .................. 52

xv

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.7. Grafik Hubungan Waktu Tahan Celup Dengan Tebal

Eksperimen dan Tebal Teoritis ...................................... 51

Grafik 4.8. Grafik Hubungan Waktu Tahan Celup Dengan Kekasaran

Permukaan Lapisan ....................................................... 53

TUGAS AKHIR ANALISIS PENGARUH WAKTU PENAHANAN ...

Documents

Transcript of TUGAS AKHIR ANALISIS PENGARUH WAKTU PENAHANAN ...