TEKNIK DESAIN MEKANIKA
Jurnal Ilmiah Teknik Mesin
Volume 6 • Nomor 4 • Oktober 2017 • Hal. 305 - 351
ISSN 2302 – 5182
JITM-TDM Volume 6 Nomor 4 Hal. 305-351 Badung, Oktober 2017 ISSN 2302-5182
Jurusan Teknik Mesin – Fakultas Teknik
Universitas Udayana
Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik, Universitas Udayana
Kampus Bukit Jimbaran, Bali 80362
Telp./Fax.: +62 361 703321
http://www.mesin.unud.ac.id
i
ISSN 2302 –5182
Volume 6, Nomor 4, Oktober 2017, Hal. 305 – 351
Penanggung Jawab Ketua Jurusan Teknik Mesin UNUD
Ketua Dewan Redaksi Dr. Ir. I Ketut Suarsana, MT
Redaksi Pelaksana/Tim Validasi I Gede Teddy Prananda Surya, S.T., M.T.
Ir. I Nengah Suarnadwipa, M.T. Ir. A. A Adhi Suryawan, MT
I Gede Putu Agus Suryawan, S.T, M.T. Dr. Ir. I Gusti Ngurah Nitya Santhiarsa, MT
I Made Astika, ST., M.Erg. MT Ir. I Made Suarda, M. Eng.
Editor Ahli Dosen-dosen di Jurusan Teknik Mesin
Universitas Udayana
Alamat Redaksi Jurusan Teknik Mesin, Universitas Udayana Kampus Bukit Jimbaran, Badung, Bali 80362
Telp. / Fax.: 62 361 703321 E-mail: [email protected]; [email protected]
Info JITM-TDM: www.mesin.unud.ac.id
Jurnal Ilmiah Teknik Mesin TEKNIK DESAIN MEKANIKA diterbitkan oleh Jurusan Teknik Mesin - Universitas Udayana empat kali dalam setahun pada bulan Januari, April, Juli dan Oktober, berisi artikel hasil penelitian dan kajian teoritis-analitis di bidang Teknik Mesin. Dewan redaksi menerima tulisan yang belum pernah serta tidak sedang dipertimbangkan untuk diterbitkan atau dipublikasikan dalam media lain. Naskah diketik dalam Bahasa Indonesia atau bahasa Inggris dengan mengikuti pedoman yang dapat diunduh di halaman website Jurusan Teknik Mesin UNUD atau web JITM-TDM.
ii
Jurnal Ilmiah Teknik Mesin – TEKNIK DESAIN MEKANIKA Volume 6, Nomor 4, Oktober 2017
Kata Pengantar
Puji syukur tercurahkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas terbitnya Jurnal Ilmiah Teknik Mesin – TEKNIK DESAIN MEKANIKA, Universitas Udayana volume 6 Nomor 4, Oktober 2017 ini. Penerbitan jurnal ini bertujuan menyediakan media publikasi untuk hasil-hasil penelitian maupun kajian aplikasi di bidang Teknik Mesin, baik untuk peneliti di kalangan internal maupun eksternal kampus Universitas Udayana, baik dari kalangan mahasiswa maupun dosen.
Dewan redaksi mengucapkan terima kasih atas dukungan dan motivasi dari rekan-rekan di kampus serta pimpinan jurusan dalam merealisasikan terbitnya jurnal ini. Dewan redaksi juga menyampaikan terima kasih atas partisipasi rekan-rekan peneliti yang mengirimkan naskahnya untuk dipublikasikan via Jurnal Teknik Mesin Universitas Udayana.
Dalam penerbitan JITM TEKNIK DESAIN MEKANIKA Volume 6 Nomor 4 ini, disajikan 8 artikel, dalam berbagai topik meliputi gasifikasi/biogas, transmisi, studi numerik uji tarik, material, pompa, pembakaran, kolektor surya, pompa kalor dan komposit.
Akhirnya, Dewan redaksi berharap semoga artikel-artikel dalam jurnal ini bermanfaat bagi pembaca dan memperkuat semangat untuk ikut dalam pengembangan ilmu dan teknologi terutama di bidang Teknik Mesin. Kami tunggu naskah-naskah untuk penerbitan berikutnya.
Dewan Redaksi
iii
ISSN 2302 –5182
TEKNIK DESAIN MEKANIKA
Jurnal IlmiahTeknik Mesin
Volume 6 • Nomor 4 • Oktober 2017 • Hal. 305 – 351
D a f t a r I s i
Pengaruh Permeabilitas Cetakan Pasir dan Penambahan Silikon(Si) pada Proses
Pengecoran Terhadap Kekerasan, Porositas dan Struktur Mikro Alumunium Silikon
(Al-Si)
Sihar J. Siagian, I Ketut Gede Sugita dan Cok Istri Putri Kusuma Kencanawati
305- 310
Perancangan dan Pengujian Alat Destilasi Minyak Dari Limbah Sampah Plastik
Judhid Adi Mursito, I Gusti Ketut Sukadana, I Gusti Ngurah Putu Tenaya
311 - 317
Variasi Ketebalan Panel Green Komposit Terhadap Koefisien Serap Bunyi Komposit
Serabut Kelapa (Cocos Nuciferal) Dengan Perekat Getah Pinus (Pinus Merkusii)
Julius Novel Sagitta, I Ketut Gede Sugita, Cok Istri Putri Kusuma Kencanawati
318 - 322
Eksperimental Kondisi Busi Motor Bensin 4 Tak Sampai Jarak Tempuh 8000 Kilometer
Dengan Variasi Bahan Bakar
Muhammad Danial, Ainul Ghurri, Wayan Nata Septiadi
323 - 327
Pengaruh Air Fuel Ratio Terhadap Bentuk Dan Kecepatan Rambat Api
Premixed Berbahan Bakar Gas Dari Bahan Dasar Arak Bali
I Wayan Sarga, I G.N.P. Tenaya dan I G.K. Sukadana
328 - 333
VARIASI PANJANG DAN FRAKSI VOLUME TERHADAP KOEFISIEN SERAP
BUNYI PANEL GREEN KOMPOSIT SERABUT KELAPA (Cocos nuciferal) DENGAN
PEREKAT GETAH PINUS (Pinus merkusii )
Yosua Kristianto, I Ketut Gede Sugita, Cok Istri Putri Kusuma Kencanawati
334 - 339
Pengaruh Jumlah Sudu Pengaduk Saringan Terhadap Kapasitas Produksi Luluh Tanah
Liat Sebagai Bahan Baku Bata Merah
I Gusti Made Yudyantara, I Made Widiyarta, I Made Parwata, DNK P Negara
340 - 342
Peningkatan Sifat Mekanik Baja St 60 dengan Pelapisan Krom Keras (Electroplating)
Terhadap Ketebalan Lapisan Bahan Poros
I Kt. Suarsana, A.A.I. A. S. Komaladewi
344-348
Pengaruh Kemiringan Sudut Sudu Pengaduk Terhadap Kapasitas Saringan Bahan Baku
Batu Bata Merah
I Wayan Juli Arta P, I Made Widiyarta, I Made Parwata,DNK Putra Negara
349 - 351
Jurnal Ilmiah TEKNIK DESAIN MEKANIKA Vol. 6 No. 4, Oktober 2017 (344 –348)
Korespondensi: Tel./Fax.: 081338606307 / -
E-mail: [email protected]
Peningkatan Sifat Mekanik Baja St 60 dengan Pelapisan Krom
Keras (Electroplating) Terhadap Ketebalan Lapisan Bahan Poros
I Kt. Suarsana 1), A.A.I. A. S. Komaladewi 2) 1,2) Jurusan Teknik Mesin Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran Bali.
Abstrak
Teknik pelapisan logam krom keras (electroplating) yaitu melapisi logam induk dengan logam pelapis (krom)
sehingga didapatkan permukaan logam yang dilapis lebih keras dibandingkan sebelum dilapisi. Setelah
mengalami proses pelapisan maka akan terbentuk lapisan dengan ketebalan dan kekerasan tertentu pada
permukaan suatu material logam. Adapun masalah yang timbul perubahan Sifat Mekanik yang terjadi pada baja St 60
bahan poros dengan pelapisan krom keras terhadap ketebalan lapisa. Pada penelitian ini diambil dua factor yang terdiri
dari A (arus Listrik) dan B (waktu penahanan), dimana A terdiri dari 3 taraf yaitu: 30, 40 dan 60 ampere dan B terdiri dari 3
taraf yaitu 30, 45 dan 60 menit. Keseluruhan eksperiman memerlukan 9 kombinasi, dan pengulangan sebanyak 3 kali, maka
didapat 27sampel. Hasil dari penelitian menunjukkan bahwa waktu penahanan (holding time) dan arus listrik yang
digunakan pada proses elektroplatingkrom keras sangat mempengaruhi hasil ketebalan lapisan. Dari range arus listrik 40 A
sampai 60 A dan waktu penahanan 30 menit sampai 60 menit didapatkan lapisan yang paling tebal dan keras adalah sebesar
40,35 mikrometer.
Kata kunci : Waktu Penahanan, Arus listrik,dan ketebalam lapisan.
Abstract
Electroplating metal coating technique is coating the parent metal with metal coating (chrome) so that the metal surface is
coated harder than before coated. After experiencing the coating process will form a layer with a certain thickness and
hardness on the surface of a metal material. The problems that arise changes in the mechanical properties that occur in St 60
steel axle material with hard chrome coating against the thickness of the coating. In this research, two factors consist of A
(Electrical current) and B (holding time), where A consists of 3 levels, namely: 30, 40 and 60 ampere and B consists of 3
levels ie 30, 45 and 60 minutes. All experiments require 9 combinations, and repetitions 3 times, then 27 samples are
obtained. The results of this study indicate that holding time and electrical current used in the hard chrome electroplating
process greatly affect the result of layer thickness. From the range of electric current 40 A to 60 A and holding time 30
minutes to 60 minutes obtained the most thick and hard layer is 40.35 micrometers.
Keywords: Holding Time, Electric current and layer thickness.
1. Pendahuluan
Penggunaan suatu material dari logam
memerlukan perlakuan yang khusus, karena
beberapa logam dari penggunaanya memerlukan
sifat mekanik tertentu. Sifat mekanik yang
paling banyak diharapkan ada pada logam yang
digunakan di bidangindustri yaitu kemampuan
untuk tahan aus (Abrasion resistance), dan
tahan korosi (Corrosion resistance) yang mana
logam mempunyai reaksi yang sangat aktif
terhadap perubahan temperatur dan cuaca,
sehingga kemungkinan suatu bahan logam
terkena korosi sangat besar [1].Salah satu logam
yang paling banyak dipakai di industi adalah
baja St 60. Baja St 60 selain mudah didapat
dipasaran juga memiliki kelebihan mudah untuk
dibentuk, karena kelebihannya itu banyak
dipergunakan sebagai bahan pembuat shaft,
rolls,gear, crankshaft dan lain-lain. Tetapi
dibalik kelebihannya tersebutlogam ini memiliki
kelemahan yaitu kemampuannya untuk tahan
gores atau aus dan tahan korosi sangat rendah.
Suatu cara untuk memperbaiki kelemahannya
tersebut dilakukan dengan memperkeras permukaan
logam melalui proses elektroplating krom keras.
Elektroplating krom keras adalah merupakan teknik
pelapisan suatu logam yaitu melapisi logam induk
dengan logam pelapis (krom) sehingga didapatkan
permukaan logam yang dilapis lebih keras
dibandingkan sebelum dilapisi. Setelah mengalami
proses pelapisan maka akan terbentuk lapisan dengan
ketebalan dan kekerasan tertentu pada permukaan
baja St. 60 [2]. Sehingga dipandang perlu dilakukan
penelitian bagaimana perubahan Sifat Mekanik yang
terjadi pada baja St 60 bahan poros dengan pelapisan
(electroplating) krom keras terhadap dan ketebalan
lapisan.
2. Dasar Teori
Teknik perlindungan logam terus berkembang sejalan
dengan perkembangan teknologi pengerjaan logam.
Usaha-usaha kearah tersebut dilakukan dengan
banyak cara salah satunya melalui penggunaan bahan
yang tahan terhadap lingkungan, pengendalian
lingkungan dan usaha lain yang termasuk dalam
I Kt. Suarsana, A.A.I. A. S. Komaladewi/Jurnal Ilmiah TEKNIK DESAIN MEKANIKA Vol. 6 No. 4, Oktober 2017 (344 –348)
344
tindakan pencegahan yaitu reaksi yang didasarkan
pada konsep elektrokimia.Sistem perlindungan
utamanya ditujukan untuk memisahkan kontak
langsung antara logam dengan lingkungan agar tidak
terjadi korosi, juga untuk mendapatkan sifat-sifat lain
yang diharapkan pada logam tersebut. Sifat-sifat
yang akan ditingkatkan adalah sifat-sifat seperti
berikut ini : [3]
- Daya tahan korosi (Corrosion resistance)
- Tampak rupa (Appearance)
- Daya tahan gores atau aus (Abarsion resistance)
- Harga / nilai (Value)
- Mampu solder (Solderbility)
- Daya kontak listrik (Electrical contact resistance)
- Mampu pantul atau bias cahaya (Reflectivity)
Lapisan yang dapat menghasilkan sifat-sifat tersebut
di atas adalah lapisan dengan bahan pelapis logam,
sedangkan mekanisme proses dapat dilakukan
dengan metode antara lain lapis secara listrik
(electroplating), celup panas (hot dip galvanize),
semprot logam (metal spraying) dan lain-lain.
2.1 Pelapisan Secara Listrik (Electroplating)
Pelapisan secara listrik merupakan proses
pelapisan suatu logam secara elektrolisa melalui
penggunaan arus listrik searah (direct current / DC)
dan larutan kimia (elektrolit) yang berfungsi sebagai
media penyupley ion-ion logam membentuk endapan
atau lapisan logam pada elektroda
katoda.[3].Terjadinya endapan karena adanya ion-ion
bermuatan listrik yang berpindah secara terus-
menerus dari satu elektroda melalui larutan elektrolit.
Selama proses pengendapan atau deposit berlangsung
terjadi reaksi kimia pada elektroda dan elektrolit baik
reaksi reduksi maupun oksidasi dan diharapkan
berlangsung terus menerus menuju arah tertentu
secara tetap. Untuk itu diperlukan arus listrik searah
(direct current) dan tegangan yang konstant.Prinsip
atau teori dasar dari proses lapis listrik adalah
berpedoman atau berdasarkan Hukum Faraday yang
menyatakan : [4] Jumlah zat-zat atau unsur-unsur
yang terbentuk dan terbebas pada elektroda selama
electrolisa sebanding dengan jumlah arus listrik yang
mengalir dalam larutan elektrolit.Jumlah zat-zat atau
unsur-unsur yang dihasilkan oleh arus listrik yang
sama selama elektrolisa adalah sebanding dengan
berat ekivalen masing-masingmasing zat
tersebut.Pernyataan Faraday tersebut di atas dapat
ditulis dengan ketentuan atau rumus seperti berikut
ini :
I. t. e
B = ———— ……………(2 .1)
F
Keterangan :
B = Berat zat yang terbentuk (gram)
I = Jumlah arus yang mengalir (Ampere)
t = Waktu (detik)
e = Berat ekivalen zat yang dibebaskan (berat
atom suatuunsur dibagi
valensi unsur tersebut).
F=Jumlah arus yang diperlukan untuk membebaskan
sejumlah gram ekivalen suatu zat.
1F= 96.500 Coulumb yaitu jumlah arus listrik
yang diperlukan untuk membebaskan 1 grek
suatu zat.
Hukum Faraday sangat erat kaitannya dengan
efisiensi arus yang terjadi pada proses pelapisan
secara listrik. Efisiensi arus adalah perbandingan
berat endapan yang terjadi dengan berat endapan
secara teoritis dan dinyatakan dalam persen.Bila
diatas dijelaskan bahwa tegangan arus dalam proses
lapis listrik diinginkan dalam kondisi yang konstant,
maksud dari pernyataan tersebut adalah tegangan
tidak akan berubah atau terpengaruh oleh besar
kecilnya Ampere yang terpakai [3].
V
I = ———— ……………. (2.2)
R
Keterangan :
I = Banyaknya arus (Ampere)
V = Tegangan (Volt)
R = Tahanan (ohm)
2.2 Pengertian Elektroplating Krom
Chromium (krom) adalah logam non ferro
yang dalam tabel priodik termasuk group VI.b dan
lebih mulia dibandingkan dengan besi (Fe). Memiliki
nomor atom 24 . Berat Jenis ( density ) krom adalah
7,91 gr/cm 2. Kekuatan tarik yang dimiliki krom
adalah 275 Mpa.Proses pelapisan chromium mulai
dikenal secara luas pada industri-industri logam
sebagai lapisan lindung atau pengerjaan permukaan
(surface treatment/metal finishing) pada tahun 1930
dan merupakan lapisan yang mempunyai sifat-sifat
yang keras, warna putih kebiru-biruan dan tahan
terhadap efek kekusaman yang tinggi [5].Ditinjau
dari sifat dan pemakaian lapisan chromium, maka
proses pelapisan chromium dapat diklasifikasikan
menjadi dua yaitu proses pelapisan chromium
dekoratip dan proses pelapisan chromium keras (hard
chromium/ industrial chromium).
2.3 Krom keras
Krom keras biasanya dilakukan ke permukaan
langsung benda kerja, tanpa lapisan logam lain
diantaranya. Lapis krom keras ini banyak digunakan
untuk benda-benda yang karena penggunaannya
memerlukan sifat teknik tertentu. Sifat yang paling
penting dalam lapis krom keras adalah kekerasan,
daya lekat, daya tahan korosi dan memiliki koefisien
gesekan rendah. Tebal lapisan krom keras bervariasi
tergantung kegunaannya. Paling tipis bisa mencapai 5
mikron dan paling tebal bisa mencapai 3750 mikron
yaitu dipakai untuk melapisi Crankshafts [6].Dalam
larutan untuk proses pelapisan krom pada umumnya
hanya terdapat 2 bahan utama, yaitu asam kromat dan
asam yang berfungsi sebagai katalis. Krom yang
akan diendapkan berasal dari larutan yang di dapat
dari CrO3 atau asam kromat. Asam kromat berwarna
coklat kemerah-merahan, sangat higroskopis serta
I Kt. Suarsana, A.A.I. A. S. Komaladewi/Jurnal Ilmiah TEKNIK DESAIN MEKANIKA Vol. 6 No. 4, Oktober 2017 (344 –348)
345
mudah larut dalam air.Secara garis besarnya proses
lapis listrik dapat dikelompokkan dalam tiga tahap
pengerjaan yaitu :Pendahuluan (Pre treatment),
permukaan benda kerja yang akan dilapis harus
dalam kondisi yang benar-benar bersih, bebas dari
bermacam-macam pengotor. Hal ini mutlak agar bisa
didapat hasil lapisan dengan cara listrik yang
baik.Untuk mendapatkan kondisi seperti tersebut
perlu dilakukan pengerjaan pendahuluan dengan
tujuan :Menghilangkan semua pengotor yang ada di
permukaanbenda kerja seperti pengotor organik,
anorganik / oksida dan lain-lainnya.Mendapatkan
kondisi fisik permukaan yang lebih baik.Teknik
pengerjaan pendahuluan ini tergantung dari
pengotornya, tetapi secara umum dapat
diklasifikasikan sebagai berikut :
Pembersihan secara mekanik :
Pekerjaan ini bertujuan untuk menghaluskan
permukaan dan menghilangkan goresan-goresan serta
geram-geram yang masih melekat pada benda kerja.
Biasanya untuk menghilangkan goresan-goresan dan
geram-geram tersebut dilakukan dengan mesin
gerinda, sedangkan untuk menghalus permukaannya
dilakukan dengan proses buffing.
Pencucian dengan pelarut (Solvent) :
Proses ini bertujuan untuk membersihkan lemak,
minyak, garam dan kotoran-kotoran lainnya dengan
pelarut organik.
Pencucian dengan asam (Pickling) :
Pencucian dengan asam adalah bertujuan untuk
membersihkan permukaan benda kerja dari oksida
atau karat dan sejenisnya secara kimia .Larutan asam
ini terbuat dari pencampuran air bersih dengan asam
antara lain :Asam chlorid (HCl), Asam sulfat
(H2SO4) dan Asam sulfat dan asam fluorid (HF)
Proses Lapis Listrik :
Setelah benda kerja betul-betul bebas dari
pengotor, maka benda kerja tersebut sudah siap untuk
dilapis. Kondisi operasi yang perlu diperhatikan
dalam proses lapis listrik adalah :
Rapat arus (Current density) :Rapat arus adalah
bilangan yang menyatakan jumlah arus listrik yang
mengalir perluas unit electroda. Terbagi dalam dua
macam yaitu rapat arus katoda (cathode currenty)
dan rapat arus anoda (anode current density). Pada
proses lapis listrik, rapat arus yang diperhitungkan
ialah rapat arus katoda yaitu banyaknya arus listrik,
yang diperlukan untuk mendapatkan atom-atom
logam pada tiap satuan luas benda yang akan dilapis.
Tegangan Arus (Voltage).Pada proses lapis listrik,
tegangan yang digunakan harus konstant, sehingga
yang divariabelkan hanyalah ampernya saja.
Temperatur (suhu larutan) :pH Larutan, pH dipakai
untuk menentukan derajat keasaman suatu larutan
elekctrolyt dan dalam operasi lapis listrik.
Proses pengerjaan akhir (Post Treatment) :
Benda kerja yang telah dilakukan proses lapis
listrik, biasanya dibilas dan kemudian dikeringkan.
Mekanisme Terbentuknya Lapisan Chromium
Mekanisme terbentuknya lapisan chromium sama
halnya seperti pada proses pelapisan secara listrik
untuk logam lainnya, meskipun pada proses
pelapisan chromium tidak menggunakan anoda
chromium.Dalam proses pelapisan chromium,
mekanisme perpindahan ion-ion dari larutan
kekatoda tidaklah mudah, karena chromium dalam
larutan merupakan senyawa komplek. Ion-ion
chromium diambil sebagai pelapis hanya bersumber
dari larutan elektrolit, tidak mendapat suppley dari
anoda, karena anoda pada pelapisan chromium
berjenis tidak larut (unsoluble anode) yang hanya
berfungsi sebagai penghantar listrik.Pada mulanya
reaksi terjadi pada katoda dan dianoda terjadi
penguraian oksigen yang mengirimkan elektron-
elektron chromium kekatoda. Chromium hexavalent
(Cr6+) tereduksi menjadi chromium trivalent (Cr3+)
dan membentuk colloid chromic oxide dengan air,
sehingga terjadi pereduksian garam komplek
chromium menjadi logam chromium yang menempel
pada katoda, sedangkan yangtidak tereduksi
membentuk chromium hydroksida.Pada katoda
terjadi tiga reaksi yaitu deposisi chromium
mengeluarkan hydrogen dan pembentukan chromium
valensi tiga , reaksi tersebut adalah sebagai berikut
Cr2O72 + 14 H+ + 12 e 2 Cr + 7 H2O
H + + 2 e H2
Cr2O72 + 14 H+ + 6 e 2 Cr2- + 7 H2O
Cr3+ + 3 e Cr
Pada anoda terjadi reaksi pengeluaran
oksigen dan oksidasi ion chromium. Reaksi tersebut
adalah:
2 H2O O2 + 4 H+
2Cr+ + 6 H2O 2 CrO3 + 12 H++ 6e
2.4 Ketebalan Lapisan
Ketebalan lapisan yang terbentuk dapat dicari
dengan cara seperti berikut :mengukur ketebalan
pelapisan pada foto yang telah diambil kemudian
dibandingkan dengan ketebalan yang telah diketahui
dengan pembesaran yang sama, digunakan pada saat
pengamatan dan pengambilan foto. Dalam hal ini
mikroskop hanya digunakan untuk mengamati
ketebalan dari pelapisan
Z = ……….(2.3)
T = ………(2.4)
Dimana : T = tebal lapisan yang dicari ( mm )
Tf= tebal pembanding pada foto ( mm )
Ts= tebal pembanding diketahui ( mm )
Tfs=tebal lapisan yang diukurpada foto (mm)
Z = pembesaran yang digunakan pada mikroskop dan
foto.
Cara mengukur yang kedua adalah dengan
matematis dengan membandingkan massa
Tf
Ts
Tfs
Z
I Kt. Suarsana, A.A.I. A. S. Komaladewi/Jurnal Ilmiah TEKNIK DESAIN MEKANIKA Vol. 6 No. 4, Oktober 2017 (344 –348)
346
lapisan yang terbentuk dengan massa jenis pelapis
dan luas permukaan setelah dilapisi.
W
T = ……(2.5)
ρ . A
Dimana : T = tebal lapisan yang terbentuk ( cm )
W = m2 - m1 = masa lapisan yang terbentuk
( gr )
ρ = massa jenis pelapis ( gr/cm3 )
A = luas permukaan setelah dilapisi (cm 2)
3. Metode Penelitian
3.1 Bahan
Baja St 60 adalah baja dengan kandungan karbon
sampai 0,4 % dan memiliki kekuatan tarik 60
kg/mm2, dalam penelitian ini dipakai sebagai
spesimen yang akan dilapis krom keras. Adapun luas
permukaan specimen yang akan dilapis adalah 54
cm2 dengan bentuk persegi panjang dan tebal 1 cm.
Gambar 3.1 . Gambar Spesimen
Larutan yang akan digunakan adalah larutan krom
keras (Hard Cromium plating solution) :
Chromic acid (CrO3)300 g/l, Mach I Maintenance90
cc/l, Mach I Initial 40cc/l, Temperatur55 s/d 65oC,
PH < 1. Sebelum pelapisan dilakuan pembersihan
dengan larutan asam sulfat (H2SO4) dan larutan HCl.
3.2 Alat Penelitian
Rectifier atau power supply adalah suatu alat yang
dapat mengubah tegangan listrik dari 220 volt
menjadi yang lebih rendah sesuai dengan yang
diinginkan, atau alat ini juga disebut dengan trafo
step down. Tegangan yang keluar dari trafo masih
dalam keadaan bolak-balik (AC), sehingga untuk
merubah dari dari AC ke DC (arus searah) maka
diperlukan kuprok sebagai penyearah dan
kapasitorelektrolit sebagai perata dari tegangan out
put. Pada rectifier juga dipasang sebuah instrumen
volt meter yang dipasang secara paralel dan sebuah
amperemeter yang dipasang secaras seri. Rectifier
secara lengkap seperti ditunjukkan dalam gambar
dibawah ini.
Gambar 3. 2 Rectifier
Bak diperlukan untuk menampung larutan elektrolit
larutan pencuci dan air pembilas. Bahan bak
tergantung dari jenis dan kondisi larutan yang
ditampung atau dengan perkataan lain bahan bak
hendaknya tahan terhadap korosi yang ditimbulkan
oleh larutan, tahan terhadap suhu larutan dan tidak
mencemari larutan yang ditampungnya. Selain
memperhatikan bahwa bak, juga perlu diperhatikan
konstruksi yang dikaitkan dengan bentuk dan ukuran
kerja yang akan dilapis.
Gambar 3.3 Bak Plating
Heater atau pemanas ini adalah alat untuk
memanaskan larutan untuk mendapatakan kondisi
operasi diisyaratkan oleh proses elektroplating.
Termometer adalah alat ukur temperatur sehingga
suhu/temperatur bisa diketahui.Termostat adalah alat
untuk menjaga suhu tetap konstan.
Agitator Alat yang menghasilkan gelembung-
gelembun udara sebagai pergerakan dari larutan
untuk mendapatkan oksigen.
4. Hasil dan Pembahasan
Data yang diperoleh dari hasil pengukuran kemudian
dihitung untuk mendapatkan ketebalan dari pelapisan
krom keras yang telah dilakukan. Setelah didapatkan
tebal setiap specimen kemudian dirata-ratakan untuk
setiap waktu pencelupan.Cara ini digunakan untuk
semua penelitian kemudian hasil dari pada
perhitungan tersebut dicatat kedalam tabel 4.1.
7 cm
2,5
cm
I Kt. Suarsana, A.A.I. A. S. Komaladewi/Jurnal Ilmiah TEKNIK DESAIN MEKANIKA Vol. 6 No. 4, Oktober 2017 (344 –348)
347
Pengolahan Data Perhitungan Ketebala
Dari data pengukuran ketebalan diatas
didapatkandata berdasarkan pada eksperimen
factorial 32 seperti pada tabel dibawah ini :
Tabel 4.1. Data perhitungan ketebalan berdasarkan
pada eksperi.
Grafik Hasil Penelitian
Gambar 4.1 Grafik hubungan tebal lapisan dengan
waktu penahanan (holding time)
Grafik pada gambar 4.1 menunjukan bahwa
meningkatnya tebal lapisan akibat meningkatnya
besar arus listrik dan waktu penahanan.
Meningkatnya besar arus listrik yang di berikan dari
40A ke 60A rata – rata tebalnya meningkat dari
16,92 mikrometer menjadi 27,60 mikrometerdenagan
lama waktu penahanan 30 menit, dari tebal 24,32
mikrometer menjadi 35,42 mikrometer dengan lama
waktu penahanan 45 menit, dari tebal 33,23
mikrometer menjadi 4.,35 mikrometer dengan lama
waktu penahanan 60 menit.
Dari data hasil perhitungan ketebalan lapisan (Tabel
4.1 ) diatas dapat dihitung secara statistic dan hasil di
tabelkan pada tabel anova.
Tabel 4.2 Analisis Variansi Untuk Percobaan
Dwifaktor Dengan n Replikasi (AN0VA)
Pembahasan Data
Untuk perlakuan A (Dimana A adalah Arus listrik)
dimana :α = 0,05 maka nilai v1 (derajat kebebasan
factor A) = 2 dan v2 (derajat kebebasan error) = 18
maka nilai Ftabel adalah 3,55. Nilai Fhitung 224 ternyata
Fhitung (224) lebih besar dari pada Ftabel (3,55) maka
Hipotesa1 (H01) ditolak. Kesimpulan yang dapat
diambil adalah bahwa terdapat pengaruh arus listrik
terhadap ketebalan lapisan.
Untuk perlakuan B (dimana B adalah waktu
penahanan / holding time) dimana ;α = 0,05 maka
nilai v1 (derajat kebebasan factor B) = 2 dan v2
(derajat kebasan error) = 18 maka nilai Ftabel adalah
3,55. Nilai Fhitung = 540 ternyata Fhitung (540) lebih
besar dari pada Ftabel (3,55) maka Hipotesa 2 (H02)
ditolak. Kesimpulan yang dapat diambil adalah
bahwa terdapat pengaruh waktu penahanan / holding
time terhadap ketebalan lapisan.
Untuk perlakuan AB (dimana A adalah Arus listrik,
B adalah Waktu penahanan/holding time.dimana α =
0,05 maka nilai v1 (derajat kebebasan factor AB) = 4
dan v2 (derajat kebebasan error) = 18 maka nilai Ftabel
adalah 2,93. Nilai Fhitung = 6,16 ternyata Fhitung (6,16)
lebih besar dari pada Ftabel (2,93) maka hipotesa 3
(H03) ditolak. Kesimpulan yang dapat diambil adalah
bahwa terdapat pengaruh arus listrik dan waktu
penahanan terhadap ketebalan lapisan.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 30 45 60
Teb
al
lap
isan
(m
ikro
mete
r)
Waktu penahanan (menit)
40 A
50 A
60 A
Arus
Listrik
Waktu Penahanan
( holding time ) Jumlah
(A) ( B )
30
menit
45
menit
60
menit
40 Ampere 16,53 25,66 33,7
17,37 23,95 34,41
16,85 23,34 31,58
Jumlah 50,75 72,95 99,69 223,39
Rata-rata 16,92 24,32 33,23
50 Ampere 19,62 32,4 36,77
22,78 31,44 36,73
21 31,06 36,91
Jumlah 63,4 94,9 110,41 268,71
Rata-rata 21,13 31,63 36,80
60
Ampere 26,3 36,3 40,48
27,24 34,67 39,51
29,26 35,29 41,05
Jumlah 82,8 106,26 121,04 310,1
Rata-rata 27,60 35,42 40,35
Total 196,95 274,11 331,14 802,2
Pengaruh
Variansi
Derajat
Kebebasan
Jumlah
Kuadrat
Rataan
Kuadrat
F hitung
(FC)
F
tabel (Ft)
A 2 4,181.102 2,091.102 2,24.102 3,55
B 2 1,008.103 5,04.102 5,4.102 3,55
AB 4 23 5,75 6,16 2,93
Galat 18 16,8 0,9333
Total 28 1,466.103
I Kt. Suarsana, A.A.I. A. S. Komaladewi/Jurnal Ilmiah TEKNIK DESAIN MEKANIKA Vol. 6 No. 4, Oktober 2017 (344 –348)
348
5. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian dan analisa
tentang pengaruh variasi waktu penahanan (holding
time) dan arus listrik pada proses elektroplating krom
keras terhadap ketebalan baja St. 60, maka dapat
ditarik kesimpulan bahwa waktu penahanan (holding
time) dan arus listrik yang digunakan pada proses
elektroplatingkrom keras sangat mempengaruhi hasil
ketebalan lapisan . Dari range arus listrik 40 A
sampai 60 A dan waktu penahanan 30 menit sampai
60 menit didapatkan lapisan yang paling tebal adalah
pada arus listrik 60 Ampere dengan waktu pelapisan
60 menit sebesar 40,35 mikrometer.
Daftar Pustaka
[1] Fontana Mars. G. Corrosion Engineering.
Second edition. 1978. Mc Graw Hill
International Book Company.
[2]. Frederick A Lowenheim, 1978,”Electroplating,”
McGraw-Hill Book Company, USA.
[3]. Azhar A. Saleh ,” Pelapisan Logam,” Balai
Besar Pengembangan Industri Logam Dan
Mesin
[4].Djulia Onggo , 2000 ,” Kimia Anorganik II :
Logam,”Penerbit ITB Departemen Kimia,
Bandung
[5]. Bettina Kerle, 2000 “Hexavalent Chromium
Processes”,Jerman
[6]. G.L.J.van Vlient W Both, 1984 ”Teknologi untuk
Bangunan Mesin Bahan-BahanI,” penerbit
Erlangga, Jakarta
Peningkatan Sifat Mekanik BajaSt 60 dengan Pelapisan Krom
Keras (Electroplating) TerhadapKetebalan Lapisan Bahan Poros
by Ketut Suarsana
Submission date: 23-Jan-2018 08:33PM (UTC+0700)Submission ID: 905764037File name: Jurnal_Ilmiah_TDM_Suarsana_KOMALA.pdf (465.13K)Word count: 3282Character count: 18964
9%SIMILARITY INDEX
8%INTERNET SOURCES
1%PUBLICATIONS
2%STUDENT PAPERS
Exclude quotes Of f
Exclude bibliography On
Exclude matches Of f
Peningkatan Sifat Mekanik Baja St 60 dengan Pelapisan KromKeras (Electroplating) Terhadap Ketebalan Lapisan BahanPorosORIGINALITY REPORT
MATCH ALL SOURCES (ONLY SELECTED SOURCE PRINTED)
5%
de.slideshare.netInternet Source