Diagram Alir Penelitian Mesin Dan Alat Yang Digunakan

commit to user 15

BAB III METODE PENELITIAN

3.1. Diagram Alir Penelitian

Tahapan penelitian dilaksanakan sesuai dengan diagram alir penelitian yang ditunjukkan pada gambar 3.1. Gambar 3.1. Diagram alir penelitian. Mulai Penyiapan spesimen uji Pengerjaan awal Pelapisan nikel Pelapisan tembaga Pembilasan Pelapisan khrom Variasi temperatur 25-30, 40-45, 50-55 dan 60-65ºC Variasi rapat arus 1500, 1760, 2000 dan 2720 Am² Pengujian ketebalan lapisan Pengujian adhesivitas lapisan Analisis Kesimpulan Selesai Pengujian tampak fisik commit to user 16

3.2. Bahan Penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini :

1. Logam yang dilapisi adalah plat baja AISI 1023

2. Logam pelapis anoda - Tembaga copper - Nikel nickel - Khrom chromium 3. Larutan elektrolit - Komposisi pembuatan larutan untuk pelapisan tembaga : - CuCN 26,25 gr1 - NaK C 4 H 4 O 6 45 gr1 - NaCN 34,50 gr1 - Bright Gl-3 5 ml1 - Na 2 Co 3 30 gr1 - Bright Gl-4 8 ml1 Cara pembuatan : - Timbang bahan–bahan sesuai dengan berat dan keperluannya. - Sediakan air bersih sebanyak 6 liter. - Empat setengah liter air tersebut dimasukkan ke dalam bak. - Masukkan bahan-bahan yang telah tersedia seperti komposisi diatas secara berurutan sebagai berikut : a Masukkan sodium sianida dan aduk hingga larut. b Masukkan tembaga sianida dan aduk hingga larut. c Masukkan sodium karbonat dan aduk hingga larut. d Masukkan rochelle dan aduk hingga larut. e Setelah semuanya larut, air yang sisa satu setengah liter dimasukkan sambil diaduk hingga homogen, kemudian biarkan selama ± 4 jam, lalu disaring. No P mm L mm T mm 1 100 30 0,7 2 85 30 0,7 3 75 30 0,7 4 55 30 0,7 commit to user 17 f Setelah itu masukkan brightener gl-3 dan gl-4 sambil diaduk hingga homogen. g Kemudian larutan dibiarkan kembali selama lebih kurang 4 jam, kemudian baru boleh digunakan. - Komposisi pembuatan larutan untuk pelapisan nikel : - NiSO 4 250 gr1 - Karbon aktif 2 gr1 - NiCL 2 50 gr1 - Bright I-06 5 ml1 - H 3 BO 3 40 gr1 - Bright M-07 2 ml1 Cara pembuatan : - Timbang bahan–bahan sesuai dengan berat dan keperluannya. - Sediakan air bersih sebanyak 6 liter. - Empat setengah liter air tersebut dimasukan ke dalam bak. - Masukkan bahan-bahan yang telah tersedia seperti komposisi diatas secara berurutan sebagai berikut : a Masukkan nikel sulfat dan aduk hingga larut. b Masukkan nikel khlorida dan aduk hingga larut. c Masukkan boric acid dan aduk hingga larut. d Setelah semuanya larut masukkan karbon aktif sambil diaduk hingga homogen, kemudian air yang sisa satu setengah liter dimasukkan sambil diaduk hingga homogen. e Biarkan larutan selama ± 4 jam, kemudian disaring. f Setelah disaring masukkan brightener i-06 dan m-07, lalu dibiarkan lagi selama ± 4 jam. g Larutan siap untuk digunakan. - Komposisi pembuatan larutan untuk pelapisan khorm : - CrO 3 250 gr1 - H 2 SO 4 2,5 ml1 Cara pembuatan : - Timbang bahan–bahan sesuai dengan berat dan keperluannya. - Sediakan air bersih sebanyak 6 liter. - Empat setengah liter air tersebut dimasukkan ke dalam bak. commit to user 18 - Masukkan bahan-bahan yang telah tersedia seperti komposisi diatas secara berurutan sebagai berikut : a Masukkan khrom oksida dan aduk hingga larut. b Masukkan asam sulfat secara perlahan-lahan sambil diaduk hingga larut. c Sisa air satu setengah liter dimasukkan juga sambil diaduk. d Biarkan larutan selama ± 4 jam, kemudian dilakukan penyaringan. e Setelah dilakukan penyaringan, biarkan lagi larutan selama ± 4 jam. f Larutan yang telah mengalami penyaringan dan pengendapan selama ± 4 jam, sudah bisa digunakan.

3.3. Mesin Dan Alat Yang Digunakan

Proses pelapisan dan pengujian logam dilakukan di laboratorium Bahan Jurusan Teknik Mesin UNS. Adapun alat yang digunakan sebagai berikut : a. Rectifier Rectifier ini berfungsi sebagai sumber arus listrik searah DC, dengan rectifier kita bisa mengatur tegangan dan arus yang akan digunakan dalam penelitian. b. Bak plating Bak penampung Bak plating berfungsi sebagai tempat untuk menampung larutan elektrolit yang akan digunakan di dalam penelitian bak plating atau bak penampung diupayakan tidak terbuat dari logam, karena larutan elektrolit yang digunakan dalam proses pelapisan elektroplating bersifat korosif terhadap logam. c. Bak pembersih Setelah spesimen dilapisi, spesimen dibilas dengan air bersih pada bak pembersih yang telah disiapkan. Bak pembersih ini berfungsi untuk membersihkan spesimen dari sisa larutan plating. d. Stop watch Stop watch digunakan untuk menghitung waktu pencelupan. commit to user 19 e. Gerinda listrik Mesin ini digunakan untuk menghaluskan permukaan benda kerja dan untuk menghilangkan lapisan oksida yang melapisi permukaan logam. f. Jangka sorong Alat ini dipakai untuk mengukur dimensi spesimen. Pembacaan skala pengukuran dimensi spesimen sampai ketelitian 0,1 mm. g. Kamera digital Kamera digital digunakan untuk mengambil gambar setelah dilakukan proses elektroplating. h. Panci dan kompor gas Panci dan kompor gas digunakan untuk memanaskan larutan elektrolit. i. Termometer Termometer digunakan untuk mengukur suhu larutan elektrolit. j. Timbangan digital Timbangan digital digunakan untuk menimbang berat spesimen sebelum dan sesudah pelapisan. k. Coating thickness measuring instrument Coating thickness measuring instrument ini digunakan untuk mengukur ketebalan lapisan logam yang melapisi logam induk pada proses elektroplating. Alat yang dipakai adalah dualscope ® MPOR. Gambar 3.2.Coating thickness measuring instrument dualscope ® MPOR 3.4. Pelaksanaan Penelitian 3.4.1. Persiapan Spesimen Uji Penelitian ini untuk mengkaji bagaimana pengaruh temperatur larutan elektrolit dan rapat arus katoda terhadap ketebalan dan adhesivitas lapisan pada commit to user 20 proses elektroplating tembaga-nikel-khrom. Bahan substrat yang digunakan dalam penelitian adalah plat baja karbon rendah AISI 1023. 3.4.2. Pengerjaan Awal Setelah spesimen benda uji halus dan rata, maka dilakukan proses degreasing, yaitu pencucian spesimen benda uji dengan detergen agar kotoran dan lemak–lemak pada saat proses permesinan hilang dan bersih. Kemudian setelah itu dilakukan proses rinsing atau pembilasan dengan air bersih dan benda uji dikeringkan dengan cara dijemur di bawah sinar matahari. Proses pengetsaan dilakukan dengan mencelupkan spesimen pada larutan asam sulfat H 2 SO 4 dengan kosentrasi sebesar 10 pada suhu 70 – 90 °C selama 1 – 5 menit. Tujuan dari pengetsaan adalah untuk membersihkan benda kerja dari lapisan oksida dan unsur – unsur pengotor lainnya yang menempel, sehingga akan menghasilkan daya adhesi pada permukaan benda kerja yang kuat.

3.4.3. Proses Pelapisan

Langkah langkah dalam proses pelapisan : 1. Bahan yang akan dilapisi dibersihkan terlebih dahulu. 2. Bahan yang telah bersih dicuci dengan pencuci lemak selama 5-10 menit. 3. Setelah pencucian lemak dibilas dengan air bersih. 4. Pelaksanaan pelapisan tembaga copper : a. Timbang berat spesimen sebelum dilapisi b. Masukkan benda kerja ke dalam larutan tersebut. c. Mengatur besar rapat arus. d. Hubungkan ke sumber arus listrik rectifier, benda kerja ke kutub negatif, sedangkan anodapelapis ke kutub positif. e. Setelah semuanya siap stop kontak dihidupkan. f. Setelah ± 5 menit benda kerja diangkat dan langsung dibilas dengan air bersih. g. Kemudian dilanjutkan dengan pelapisan selanjutnya. 5. Pelaksanaan pelapisan nikel nickel : a. Timbang berat spesimen sebelum dilapisi commit to user 21 b. Setelah benda kerja dilapisi tembaga dan dibilas lalu dimasukkan ke dalam larutan nikel. c. Mengatur besar rapat arus. d. Hubungkan ke sumber arus listrik rectifier, benda kerja ke kutub negatif, sedangkan anodapelapis ke kutub positif. e. Setelah semuanya siap stop kontak dihidupkan. f. Setelah ± 5 menit benda kerja diangkat dan langsung dibilas dengan air bersih. g. Kemudian dilanjutkan dengan pelapisan selanjutnya. 6. Pelaksanaan pelapisan khrom chromium : a. Timbang berat spesimen sebelum dilapisi b. Sebelum benda kerja dimasukan ke dalam larutan chromium, memanaskan larutan sampai tempertur 40-45, 50-55 dan 60-65 °C. c. Benda kerja yang telah dilapisi dan tembaga-nikel dibilas, lalu dimasukkan ke dalam larutan khrom. d. Mengatur besar rapat arus. e. Hubungkan ke sumber arus listrik rectifier, benda kerja ke kutub negatif, sedangkan anodapelapis ke kutub positif. f. Setelah semuanya siap stop kontak dihidupkan. g. Pencelupan dilakukan dengan memvariasikan temperatur dan arus katoda: - Temperatur larutan : 25-30, 40-45, 50-55, dan 60-65 ºC - Variasi rapat arus : 1500, 1760, 2000 dan 2720 Am² h. Setelah selesai pencelupan, benda kerja diangkat dan langsung dibilas dengan air bersih. 7. Pelaksanaan proses akhir : a. Setelah benda kerja dilapisi khromium, lalu dibilas dan kemudian dilakukan pengeringan. b. Melakukan pengujian tampak fisik. c. Melakukan pengukuran ketebalan. d. Melakukan pengukuran adhesivitas. e. Pengolahan data hasil penelitian. commit to user 22

3.4.4. Pengujian

3.4.5. Pengujian Tampak Fisik

Pengujian ini untuk mengetahui perubahan secara fisik yang terjadi terhadap masing–masing benda uji setelah dilakukan proses elektroplating dengan cara melihat dan memfoto setiap benda uji. Setelah proses pelapisan selesai, spesimen dibilas dan dibersihkan dengan air lalu dikeringkan. Setelah permukaan benar-benar sudah bersih dan kering, maka dapat dilakukan pengamatan tampak fisik hasil pelapisan dengan cara sebagai berikut : 1. Masing-masing spesimen diletakkan bersebelahan satu sama lain. 2. Melihat spesimen mana yang lebih mengkilap dan lebih baik pelapisannya. 3. Memfoto semua spesimen secara bersebelahan dengan spesimen lainnya dan lihat spesimen mana yang lebih mengkilap lapisannya.

3.4.6. Pengukuran Ketebalan Lapisan

Pengujian ini untuk mengetahui ketebalan lapisan yang terjadi pada masing–masing spesimen, alat yang digunakan coating thickness measuring instrument dualscope ® MPOR. Langkah-langkah persiapan dan pengujiannya adalah sebagai berikut : 1. Mensetting alat dualscope ® MPOR ke base metal Fe. 2. Mengkalibrasi dualscope ® MPOR. 3. Menguji spesimen dengan 3 titik. 4. Menguji dengan spesimen yang lainnya.

3.4.7. Pengujian adhesivitas lapisan.

Pengujian tingkat adhesivitas dilakukan dengan cara pengujian bend test sesuai dengan ASTM B 571-97. Pengujian ini untuk mengetahui adhesivitas lapisan yang terjadi pada masing–masing benda uji, langkah-langkah persiapan dan pengujiannya adalah sebagai berikut : 1. Menekuk benda uji dengan benda berbentuk silinder, sampai kedua kaki benda uji sejajar. Diameter silinder harus empat kali ketebalan spesimen. Memeriksa daerah cacat visual bawah benda uji hasil tekukan tersebut. 2. Ulangi langkah diatas dengan menggunakan benda uji yang berbeda. commit to user 23 Gambar 3.14. Metode bend test Keterangan : A : Mandrel B : Spesimen uji 100 mm A B .7 m m 2 .8 m m commit to user 24

BAB IV DATA DAN ANALISIS

4.1. Bahan Katoda

Spesimen uji yang berupa plat strip diuji komposisi kimianya dan didapatkan beberapa persentase kandungan yang terdapat di dalam logam tersebut di mana dapat dilihat pada tabel 4.1. Dari hasil pengujian komposisi kimia tersebut, spesimen yang digunakan dapat dimasukkan ke dalam golongan baja karbon rendah AISI 1023. Tabel 4.1. Komposisi kimia baja karbon rendah AISI 1023 Unsur Kandungan Unsur Kandungan Fe 98,9 Co 0,0050 C 0,244 Cu 0,0079 Si 0,0347 Nb 0,0030 Mn 0,671 Ti 0,0020 P 0,0233 V 0,0066 S 0,0154 W 0,0250 Cr 0,0160 Pb 0,0100 Mo 0,0050 Ca 0,0005 Ni 0,0172 Zr 0,0043 Al 0,0378

4.2. Tampak Fisik

Pengamatan tampak fisik dilakukan setelah proses pelapisan selesai. Setelah dilakukan pelapisan, spesimen diangkat dari larutan elektrolit, lalu dibilas kemudian dikeringkan. Apabila permukaan spesimen sudah bersih dan kering, maka dapat dilakukan pengamatan tampak fisik hasil pelapisan. Masing-masing spesimen dari masing-masing variasi diamati secara kasat mata, dibandingkan dan kemudian diambil fotonya.