Pengaruh waktu dan jarak pada pelapisan krom keras baja karbon rendah - USD Repository

PENGARUH WAKTU DAN JARAK PADA PELAPISAN KROM KERAS
BAJA KARBON RENDAH

TUGAS AKHIR
Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Mesin

Diajukan oleh
YOHANES EKO CHRISTIANTO
NIM : 095214006

Kepada
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2014

i

THE EFFECT OF TIME AND DISTANCE ON HARD CHROME PLATING
CARBON STEEL

FINAL PROJECT
As Partial Fulfillment Of The Requirement
To Obtain Sarjana Teknik Degree
Mechanical Engineering Study Program

By
YOHANES EKO CHRISTIANTO
Student Number : 095214006

To
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
DEPARTMENT OF ME
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2014

ii

iii

iv

v

vi

ABSTRAK
Christianto, Yohanes Eko (2014). Pengaruh Waktu dan Jarak Pada Pelapisan
Krom Keras Baja Karbon Rendah. Tugas Akhir. Teknik Mesin, Fakultas
Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
Wilayah Indonesia yang cukup luas memiliki potensi energi angin yang
melimpah. Energi angin bisa dimanfaatkan secara maksimal untuk menghasilkan
energi listrik dengan menggunakan kincir angin. Bagian kontruksi kincir angin
membutuhkan komponen yang mempunyai ketahanan kekerasan pada permukaan
yang lebih baik. Untuk meningkatkan kekerasan salah satu caranya dengan
metode hard chrome plating. Tujuan penelitian adalah: (1) Melakukan proses
Hard Chrome Plating pada baja karbon rendah 0,254% C, (2) Mengetahui
peningkatan kekerasan lapisan pada permukaan lapisan baja karbon rendah setelah
proses pelapisan dengan variasi waktu, (3) Mengetahui peningkatan kekerasan
lapisan pada permukaan lapisan baja karbon rendah setelah proses pelapisan
dengan variasi jarak.
Pada penelitian ini spesimen yang digunakan adalah baja karbon rendah
0,254 % C. Material baja karbon rendah yang digunakan mempunyai kekerasan
151,47 HV 0,1 / 15. Dimensi dari spesimen adalah panjang 40 mm, lebar 35 mm,
dan tebal 6,8 mm. Variabel yang diukur pada penelitian ini : (1) Waktu yang
digunakan lamanya pelapisan (t), (2) Jarak antara katoda dan anoda dalam proses
pelapisan (l).
Dari penelitian dapat disimpulkan bahwa: (1) Tegangan 12 volt dan jarak
150 mm dengan waktu pelapisan 240 menit nilai kekerasan sebesar 532,57 HV
mencapai nilai terbaik dalam variasi waktu. Waktu pelapisan memberikan
kesempatan kepada partikel-partikel krom menempel lebih banyak pada katoda,
menghasilkan lapisan lebih tebal dan meningkatkan kekerasan pada permukaan
spesimen, (2) Tegangan 12 volt dan waktu pelapisan 120 menit dengan jarak 80
mm nilai kekerasan sebesar 414,16 HV mencapai nilai terbaik dalam variasi jarak.
Semakin kecil jarak, semakin besar kuat arus. Kuat arus mempengaruhi jumlah
partikel-partikel krom menempel pada katoda. Hasilnya lapisan katoda menebal
dan permukaan spesimen meningkat kekerasannya.
Kata Kunci : baja karbon, elektroplating, hard chrome

vii

ABSTRACT
Christianto, Yohanes Eko (2014). The Effect of Time and Distance on Hard
Chrome Plating Carbon Steel. Final Paper. Mechanical Engineering, Faculty
of Science and Technology, Sanata Dharma University, Yogyakarta.
Indonesia’s region is extremely broad so that there is lots of considerable
wind energy potential. Wind energy could be best used to produce electrical
energy by using windmill. Parts of windmill construction need a component which
has hardness resistance towards better surface. In order to increase the hardness
resistance, one of the ways is by using Hard Chrome Plating method. The
objectives of this study are: (1) Employing Hard Chrome Plating process by using
low carbon steel 0.254% C, (2) Knowing the increase of hardness resistance
towards low carbon steel surface after the coating process with Time and
Distance variations.
The specimen of this study is low carbon steel 0.254% C. Materials
hardness of low carbon steel is 151.47 HV 0.1/15. Specimen’s dimension is length
40 mm, width 35 mm and thickness 6.8 mm. Variables measured in this study are:
(1) Time spent in the coating process (T), (2) Distance between cathode and
anode in the coating process.
The result of this study can be concluded as: (1) the hardness value with
the Tension 12 Volt, Distance 150 mm and Coating Time spent 240 minutes is
532.57 HV and it reaches the best values with Time variation. Coating time spent
gives opportunity to chrome particles to adhere to the cathode more producing
thicker coating and increase hardness to specimen’s surface, (2) Tension 12 V and
Coating Time spent 120 minutes with Distance 80 mm produces hardness value
414.16 HV. The best value is in the distance variation. The smaller the distance,
the greater the strong currents. Strong currents affect the amount of chromium
particles attached to the cathode. The result cathode layer thickens and increases
surface hardness specimens.

Keywords: carbon steel, electroplating, hard chrome

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus, atas berkat,
rahmat, dan karunia-Nya

yang diberikan sehingga penulis dapat

menyelesaikan Tugas Akhir dengan lancar dan tepat pada waktunya. Tugas
Akhir ini disusun untuk memenuhi persyaratan mencapai derajat sarjana S-1
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas
Sanata Dharma Yogyakarta.
Dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini penulis menyampaikan ucapan
terima kasih yang tak terhingga kepada pihak-pihak yang telah banyak
membantu dalam menyelesaikan penelitian ini, khususnya kepada :
1. Ibu Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc. selaku Dekan Fakultas
Sains dan Teknologi.
2. Bapak Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T. selaku Ketua Program Studi
Teknik Mesin.
3. Bapak Budi Setyahandana, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing Tugas
Akhir.
4. Bapak Doddy Purwadianto, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing
Akademik.
5. Seluruh Dosen, Staf dan Karyawan Teknik Mesin Fakultas Sains dan
Teknologi, atas bimbingan dan fasilitas yang diberikan.
6. Kepada Bapak Christoforus Mansur, S.Pd. dan Ibu Eulampia Titiek
Sawitri, S.Pd., selaku orangtua penulis, yang telah memberi motivasi dan
doa sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir.
7. Kepada Lucia Nino Dewanti, S.Pd. yang selalu menemani penulis.
8. Dika, Tendi, Paijo Dodo, Kadek, Pak Wo, Kang Andri, Cak nuk, Bu
Prapti, Mbak Deni, Bu Kos, Blek Candra, dan anak kos prasetiar yang
telah membantu penulis.
9. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin Sanata Dharma.
10. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu dan yang telah
memberikan bantuan dalam penulisan Tugas Akhir.

ix

Akhir kata, dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini penulis merasa masih
banyak kekurangan-kekurangan baik pada teknis penulisan maupun materi,
mengingat akan kemampuan yang dimiliki penulis. Untuk itu kritik dan saran
dari semua pihak sangat penulis harapkan demi penyempurnaan pembuatan
laporan Tugas Akhir ini.

x

DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ......................................................................................

i

TITLE PAGE .................................................................................................. ii
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING............................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... iv
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR................................................ v
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA
ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .......................................... vi
ABSTRAK ..................................................................................................... vii
ABSTRACT…………………………………………………………..………... viii
KATA PENGANTAR…………………………………………………………. ix
DAFTAR ISI .................................................................................................. xi
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xv
DAFTAR TABEL…………………………………………………………..... xvii

BAB I .............................................................................................................

1

1.1

Latar Belakang ..................................................................................

1

1.2

Rumusan Masalah .............................................................................

2

1.3

Tujuan Penelitian ..............................................................................

3

1.4

Manfaat Penelitian.................................................................................

4

1.5

Batasan Masalah ...............................................................................

4

xi

BAB II ............................................................................................................

5

2.1

Tinjauan Pustaka ...............................................................................

5

2.2

Dasar Teori .......................................................................................

6

2.2.1 Pengertian Elektroplating ........................................................... 7
2.2.2 Proses Pelapisan Elektroplating .................................................. 7
2.2.3 Prinsip Kerja Elektroplating ....................................................... 8
2.2.4 Macam-Macam Pelapisan Krom................................................... 9
2.2.5 Kondisi yang Perlu Diperhatikan Pada Saat Proses
Elektroplating ................................................................................ 10
2.3

Pengujian Kekerasan............................................................................. 11

BAB III........................................................................................................... 14
3.1

Diagram Penelitian ............................................................................ 14

3.2

Deskripsi Spesimen ........................................................................... 15

3.3

Skema Alat........................................................................................ 16

3.4

Proses Pembuatan Spesimen .............................................................. 17

3.5

Peralatan Penelitian ........................................................................... 18

3.6

Proses Pembuatan Larutan ................................................................. 26

3.7

Variabel yang divariasikan................................................................... 30

3.8

Variabel yang diukur............................................................................. 30

3.9

Proses Pelapisan.................................................................................... 30

xii

3.10 Pengujian Komposisi............................................................................ 32
3.11 Pengujian Kekerasan............................................................................. 35
BAB IV .......................................................................................................... 36
4.1

Perhitungan Hasil Uji Kekerasan ....................................................... 36

4.2

Data Hasil Percobaan ........................................................................ 39

4.3

Grafik Hasil Uji Kekerasan ............................................................... 42

4.3.1 Grafik Hubungan Tegangan dan Jarak dengan Waktu................. 42
4.3.2 Grafik Hubungan Tegangan dan Waktu dengan Jarak ................. 44
BAB V ............................................................................................................ 46
5.1 Kesimpulan ......................................................................................... 46
5.2 Saran ................................................................................................... 47
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 48
LAMPIRAN ................................................................................................... 49
Tabel 1.

Hasil data tebal lapisan krom pada spesimen variasi waktu ...... 49

Tabel 2.

Hasil data tebal lapisan krom pada spesimen variasi jarak ........ 50

Hasil uji komposisi baja karbon rendah .................................................... 51
Proses pengujian ketebalan pada spesimen ............................................... 52
Hasil pelapisan dengan variasi waktu 150 menit ....................................... 52
Hasil pelapisan dengan variasi waktu 180 menit ....................................... 52
Hasil pelapisan dengan variasi waktu 210 menit ....................................... 53
Hasil pelapisan dengan variasi waktu 240 menit ....................................... 53

xiii

Hasil pelapisan dengan variasi jarak 80 mm ............................................. 53
Hasil pelapisan dengan variasi jarak 120 mm ........................................... 54
Hasil pelapisan dengan variasi jarak 160 mm ........................................... 54
Hasil pelapisan dengan variasi jarak 200 mm ........................................... 54

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1

Diagram alir penelitian ............................................................ 14

Gambar 3.2

Spesimen ................................................................................ 15

Gambar 3.3

Skema Alat ............................................................................. 16

Gambar 3.4

Bak larutan elektrolit ............................................................... 18

Gambar 3.5

Rectifier .................................................................................. 18

Gambar 3.6

Kawat tembaga ....................................................................... 19

Gambar 3.7

Anoda ..................................................................................... 19

Gambar 3.8

Pipa tembaga .......................................................................... 20

Gambar 3.9

Katoda / Benda kerja ............................................................... 20

Gambar 3.10

Rak kayu ................................................................................. 21

Gambar 3.11 Ampere meter.......................................................................... 22
Gambar 3.12

Outside mikrometer ................................................................ 22

Gambar 3.13

Vernier caliper ......................................................................... 23

Gambar 3.14

Penggaris mika ....................................................................... 23

Gambar 3.15

Metal polish ............................................................................ 24

Gambar 3.16

Mesin polish ........................................................................... 24

Gambar 3.17

Heater ..................................................................................... 25

Gambar 3.18

Mesin uji kekerasan ................................................................ 25

Gambar 3.19 Asam kromat ........................................................................... 26
Gambar 3.20 Asam sulfat ............................................................................. 27
Gambar 3.21 Aquades .................................................................................. 28
Gambar 3.22

Katalis .................................................................................... 28

Gambar 3.23 Alat uji komposisi ................................................................... 33
Gambar 3.24

Elektroda uji komposisi........................................................... 34

Gambar 4.1

Perbandingan nilai kekerasan base material dengan nilai
kekerasan dengan variasi waktu pada tegangan 12 volt dan
jarak 150 mm ........................................................................... 42

xv

Gambar 4.2

Perbandingan nilai kekerasan base material dengan nilai
kekerasan dengan variasi jarak pada tegangan 12 volt dan
waktu pelapisan 120 menit ....................................................... 44

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1

Komposisi larutan hard chrome .................................................. 29

Tabel 3.1

Hasil uji komposisi baja karbon rendah 0,254 %C...................... 32

Tabel 4.1

Nilai Kekerasan Base Material................................................... 39

Tabel 4.2

Nilai kekerasan dan data dari variasi waktu ................................ 40

Tabel 4.3

Nilai kekerasan dan data dari variasi jarak.................................. 41

xvii

BAB 1
PENDAHULUAN
1.1

Latar Belakang
Wilayah Indonesia yang cukup luas memiliki potensi sumber daya alam

yang sangat banyak. Salah satu potensi yang dimiliki adalah energi angin yang
tidak terbatas dan belum digarap semaksimal mungkin untuk kebutuhan rakyat
Indonesia sendiri. Energi angin bisa dimanfaatkan secara maksimal untuk
keperluan orang banyak. Energi angin salah satu kegunaannya adalah untuk
menghasilkan energi listrik dengan menggunakan kincir angin sebagai penghasil
daya.
Penggunaan kincir angin banyak ditempatkan di daerah pantai yang
memiliki energi angin yang cukup melimpah. Padahal jika kincir angin dibuat dari
bahan yang mengandung ferro atau besi dapat berkarat karena terkena uap air laut
yang mengandung garam yang terbawa oleh angin berupa embun atau butiranbutiran air. Jika korosi sudah mengenai kincir angin tentu saja dapat berakibat
buruk terhadap kincir angin. Secara perlahan korosi akan membuat rapuh bagianbagian kincir angin mengakibat terhambatnya fungsi kincir angin. Dari kondisi
tersebut diperlukan perancangan dan komponen kincir angin yang memiliki
ketahanan yang lebih baik. Pada beberapa bagian kontruksi kincir angin
membutuhkan komponen yang mempunyai ketahanan terhadap korosi dan
kekerasan pada permukaan yang lebih baik. Hal ini dimaksudkan untuk
meningkatkan ketahanan komponen kincir angin.

1

2

Untuk meningkatkan kekerasan permukaan komponen salah satu caranya
dengan metode hard chrome plating. Proses ini menghasilkan kekerasan pada
permukaan benda, tahan terhadap karat akibat korosi, penampilan yang lebih
menarik, dan benda juga tahan terhadap gesekan. Dengan proses ini bagian-bagian
seperti poros, tiang penyangga dan sudu kincir tidak mudah berkarat serta
membuat kincir angin yang lebih tahan lama atau tidak mudah rusak.

1.2

Rumusan Masalah
Di daerah pantai memiliki potensi energi angin yang mumpuni. Energi
angin yang dihasilkan tidak terbatas sehingga dapat dimanfaatkan sebaik
mungkin. Jika energi angin bisa dimanfaatkan, energi angin termasuk
kedalam energi terbaharukan dan dari segi ekonomi jauh lebih murah
daripada energi yang memanfaatkan bahan bakar fosil. Dari beberapa
perancangan kincir angin memiliki kendala yang dihadapi yaitu uap air yang
mengandung garam yang terbawa oleh angin sehingga beberapa komponen
yang mengandung ferro atau besi pada kincir terkena korosi.
Beberapa komponen dari kincir angin terbuat dari baja karbon rendah
yang memiliki sifat fisis yang ulet, lunak sehingga mudah untuk dibentuk,
dan dalam proses permesinan mudah untuk diproses. Dari segi biaya baja
karbon rendah dapat dibeli dengan harga yang lebih terjangkau menjadikan
hasil perancangan kincir angin lebih murah daripada menggunakan material
lainnya seperti stainless stell. Untuk mensiasati kondisi yang dihadapi
sekarang ini. Beberapa cara dapat ditempuh untuk mengurangi laju korosi

3

seperti melakukan pengecatan pada komponen, mengganti material dasar
dengan material yang tahan terhadap korosi dan keras, melakukan proses
perlakuan panas untuk meningkatkan kardar karbon agar lebih keras namun
menjadi getas, melakukan pelapisan pada permukaan komponen dengan
menggunakan material lain yang memiliki sifat yang tahan terhadap korosi
seperti pelapisan krom keras (hard chrome plating). Dari beberapa cara tadi
yang lebih baik adalah dengan pelapisan krom keras karena hasil dari
pelapisan menjadikan permukaan lebih keras, tahan terhadap gesekan,
penampilan yang cemerlang, dan tahan terhadap korosi. Komponen kincir
angin menjadi lebih baik setelah pelapisan krom keras. Dengan memilih
cara tersebut menyelesaikan masalah perancangan kincir angin karena dari
segi biaya jauh lebih murah dan dari segi material juga tidak perlu diubah.
Material tetap terjangkau, tetap mudah untuk dibentuk, dan tetap memiliki
sifat ulet tapi permukaannya juga menjadi keras.

1.3

Tujuan Penelitian
Tujuan yang akan dicapai yaitu :
1. Melakukan proses Hard Chrome Plating pada baja karbon rendah 0,254
% C.
2. Mengetahui peningkatan kekerasan lapisan pada permukaan lapisan baja
karbon rendah setelah proses pelapisan dengan variasi waktu.
3. Mengetahui peningkatan kekerasan lapisan pada permukaan lapisan baja
karbon rendah setelah proses pelapisan dengan variasi jarak.

4

1.4

Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Meningkatkan kekerasan pada permukaan baja karbon rendah untuk
pengembangan kincir angin
2. Menambah kasanah ilmu pengetahuan untuk civitas akademika dan
masyarakat luas

1.5

Batasan Masalah
Batasan masalah yang dihadapi dalam penelitian ini adalah :
1. Proses Hard Chrome Plating yang dilakukan menggunakan baja karbon
rendah 0,254 % C
2. Variasi waktu menggunakan 150 menit, 180 menit, 210 menit,
dan 240 menit
3. Variasi jarak menggunakan 80 mm, 120 mm, 160 mm, dan 200 mm
4. Pengujian kekerasan menggunakan Hardness Vikers Tester

BAB II
DASAR TEORI

2.1

Tinjauan Pustaka
Pelapisan krom keras mempunyai ketebalan yang dapat mencapai 20 sampai

150 µm dengan kekerasan lebih dari 600 HV, yang umumnya diaplikasikan untuk
alat-alat industri yang bergerak dan memerlukan ketahanan goresan dan abrasi
yang tinggi (Purwanto, 2005). Proses pengerasan permukaan pada baja karbon
banyak digunakan pada bidang industri khususnya digunakan pada komponen
kendaraan bermotor yang membutuhkan pengerasan permukaan adalah schock
absorber. Pada dasarnya proses pengerasan pada baja karbon ada yang bersifat
untuk mengeraskan permukaannya saja tanpa mengubah struktur atau komponenkomponen yang ada pada logam induknya, proses ini diantaranya adalah proses
pelapisan

logam.

Dewasa

ini

metode

pengerasan

permukaan

dengan

menggunakan pelapisan listrik banyak digunakan, alasannya hal ini dikarenakan
proses tidak terlalu rumit dan juga banyak keuntungannya. Proses pelapisan
logam dengan bantuan listrik ini bertujuan untuk melindungi bahan yang dilapisi
dengan memperbaiki mutu dari sifat permukaannya benda kerja/spesimen dengan
melapiskan logam lain pada logam yang dimaksud sebagai benda kerjanya.
Logam yang digunakan untuk melapisi harus mempunyai sifat yang lebih baik
dari pada logam yang terlapisi (Sandi, 2002).

5

6

Penelitian lainnya oleh Adhi Setya Hutama (2011), material yang dikerjakan
dengan permesinan menghasilkan lapiasan hard chrome yang bagus. Sumber arus
listrik mengunakan rectifier menghasilkan lapisan yang baik karena arus listrik
lebih stabil. Jika menggunakan arus listrik menggunakan aki, arus listrik yang
dihasilkan tidak stabil karena arus listrik cenderung menurun selama proses
pelapisan. Jarak antar anoda dan katoda 10 cm akan membuat proses
elektroplating jauh lebih cepat.

2.2

Dasar Teori
Elektroplating merupakan salah satu proses pelapisan bahan padat
dengan lapisan logam dengan mengunakan bantuan arus listrik melalui suatu
larutan elektrolit. Benda yang dilapisi harus merupakan konduktor atau dapat
menghantarkan arus listrik. Elektroplating ditujukan untuk perlindungan
terhadap karat seperti pada pelapisan seng pada besi baja, pelapisan nikel dan
krom umumnya ditujukan untuk menjadikan benda mempunyai permukaan
lebih keras dan mengkilap selain juga sebagai perlindungan terhadap korosi.
Elektroplating didefinisikan sebagai perpindahan ion logam dengan
bantuan arus listrik melalui larutan elektrolit sehingga ion logam mengendap
pada benda padat konduktif membentuk lapisan logam. Ion logam diperoleh
dari elektrolit maupun berasal dari pelarutan anoda logam ke dalam elektrolit.
Pengendapan terjadi pada benda kerja yang berlaku sebagai katoda. Lapisan
logam yang mengendap disebut juga sebagai deposit.

7

2.2.1. Pengertian Elektroplating
Elektroplating adalah proses terjadinya pengendapan ion-ion
logam pada katoda suatu permukaan logam (benda kerja) dengan
bantuan arus listrik melalui elektrolit sehingga ion logam mengendap.
Ion logam didapatkan dari larutan elektrolit maupun berasal dari
pelarutan anoda logam kedalam elektrolit. Lapisan logam yang
mengendap pada katoda disebut sebagai deposit. Hal ini dapat terjadi
dikarenakan ada ion-ion logam dengan menggunakan arus listrik
berpindah dari suatu anoda (positif) melalui elektrolit akan mengendap
ke katoda (negatif).

2.2.2. Proses Pelapisan Elektroplating
Sumber arus listrik searah dihubungkan dengan dua buah
elektroda yaitu elektroda yang dihubungkan dengan kutub negatif
disebut sebagai katoda dan elektroda positif disebut anoda. Arus listrik
mengalir dari anoda menuju katoda melalui elektrolit. Benda yang
akan dilapisi harus memiliki sifat konduktif atau dapat menghantarkan
arus listrik yang berfungsi sebagai katoda, disebut benda kerja.

2.2.3. Prinsip Kerja Elektroplating
Pelapisan logam dengan menggunakan listrik adalah rangkaian
dari sumber arus listrik, anoda, larutan elektrolit, dan katoda. Semua
rangkaian

tersebut

disusun

membentuk

suatu

sistem.

Anoda

8

dihubungkan dengan kutub positif dan katoda dengan kutub negatif.
Keduannya dimasukkan kedalam larutan elektrolit dan diberikan arus
listrik, sehingga terjadi proses pelapisan pada katoda. Berikut ini
adalah beberapa kegunakannya :
1. Sumber arus searah
Sumber arus listrik yang digunakan pada proses pelapisan
adalah arus searah (DC) yang didapatkan dari keluaran rectifier.
Tegangan yang dihasilkan berkisar 6-12 Volt. Keunggulan dari
rectifier adalah arus yang dihasilkan arus searah (DC), tegangan
rendah dan menghasilkan arus yang stabil.
2. Larutan elektrolit
Untuk

penggunaan

larutan

elektrolit

pada

proses

elektroplating mempunyai komposisi larutan yang berbeda-beda
tergantung jenis pelapisan.
3. Anoda
Anoda merupakan terminal positif dalam larutan elektrolit
dan terbagi dalam dua golongan, yaitu :
a. Anoda larut (soluble anode)
Anoda yang larut berfungsi untuk penghantar arus
listrik dan juga sebagai bahan baku pelapisan.
Contohnya anoda nikel dan anoda seng.

9

b. Anoda tak larut (unsoluble anode)
Anoda yang tidak larut berfungsi sebagai penghantar
arus listrik saja. Contohnya anoda Pb pada proses
pelapisan kromium.
4. Katoda
Pada proses elektroplating, katoda bisa diartikan sebagai
benda kerja yang akan dilapisi.

2.2.4. Macam – Macam Pelapisan Krom
Pelapisan krom dibedakan menjadi 2 macam yaitu :
1. Krom dekoratif
Pelapisan krom dekoratif (Decoratif Chrome Plating) benda
yang akan dilapisi terlebih dahulu dilapisi oleh tembaga dan
nikel serta untuk pengerjaan akhir dilapisi dengan krom yang
tipis. Tebal lapisan berkisar 0,25-0,5 mikron. Lapisan ini
menghasilkan penampilan yang cemerlang dan berkilau.
Lapisan krom dekoratif tahan terhadap abrasi dan banyak
digunakan untuk pelapisan perabot rumah tangga, spare part
kendaraan bermotor, alat-alat medis, dan lain-lain.
2. Krom keras
Pelapisan krom keras (Hard Chrome Plating) dengan sifatsifat krom untuk mendapatkan hasil yang tahan panas, tahan
gores, korosi, dan koefisien rendah. Pelapisan krom keras

10

dilakukan dengan langsung melapisi benda dengan krom
tanpa ada pelapisan perantara. Lapisan pada krom keras lebih
tebal daripada krom dekoratif dengan ketebalan berkisar 0,10,3 mm. Manfaat yang didapat dari krom keras diantara
logam tersebut :
a. Lebih tahan terhadap karat
b. Dihasilkan lapisan yang lebih keras menjadikan tahan
terhadap gesekan
c. Permukaan logam juga lebih licin
d. Material terlindungi terhadap karat, gesekan, suhu,
dan goresan

2.2.5. Kondisi yang perlu diperhatikan pada saat proses elektroplating
1. Karat dan minyak yang melekat pada spesimen menyebabkan
hasil pelapisan kurang baik.
2. Uap larutan elektrolit dan minyak yang melekat pada batang
tembaga untuk menggantung kawat tembaga sebagai pengantar
arus listrik dari rectifier terhambat menjadikan hasil pelapisan
kurang baik
3. Klem kabel dari rectifier dipasang dengan baik dan kencang
agar proses pengaliran arus listrik dapat bekerja dengan baik.
4. Kotoran, debu, dan minyak yang bercampur pada larutan
elektrolit menyebabkan hasil pelapisan kurang baik.

11

5. Arus listrik yang terputus-putus menuju katoda menyebabkan
hasil pelapisan kurang baik.

2.3

Pengujian Kekerasan
Dalam penelitian ini pengujian yang dilakukan adalah pengujian
kekerasan Vikers. Secara sederhana proses pengujian ini sama dengan
pengujian Brinell maupun Rockwell. Hal yang membedakan hanya dibagian
ujung penekanannya berupa piramida intan. Alat yang untuk pengujian
disebut Hardness Vikers Tester.
Pengujian dengan metode kekerasan Vickers bertujuan untuk
mengetahui kekerasan permukaan material dengan cara penekanan
mengunakan indentor intan yang cukup kecil yang mempunyai bentuk
geometri piramida dengan sudut puncak 136°. Angka kekerasan Vickers
(HV) didefinisikan sebagai hasil bagi (koefisien) dari beban uji (F) yang
dikalikan dengan angka faktor 0,102 dibagi luas permukaan bekas
penekanan dengan lama waktu penekanan 15 detik.

12

Gambar 2.1 Bentuk dan sudut indentor

Untuk menghitung angka kekerasan permukaan material baja dengan
metode Vickers dapat digunakan persamaan (2.1), (2.2) dan (2.3)
(2.1)

im =

S

=

(2.2)

HV =

(2.3)

Dengan :
im

= impression surface

α

= sudut ujung indentor

S

= luas permukaan bekas injakan indentor

HV

= angka kekerasan Vickers

F

= beban penekanan (kg)



= diagonal rata-rata (mm2)

13

Dalam pembacaan hasil pengujian Viker memiliki notasi pembacaan
sendiri. Misalnya didapatkan hasil 440 HV 30 / 20 adalah cara menbacanya
sebagai berikut :
1. 440 berarti hasil nilai dari Hardness Vikers.
2. HV berarti Hardness Vikers atau satuan kekerasan Vikers.
3. 30 berarti load in kg atau hasil penekanan beban terhadap
benda yang akan diuji dalam satuan kg.
4. 20 berarti waktu saat melakukan penekanan terhadap benda uji
dalam satuan detik.
Proses pengujian Vikers dilakukan dengan melalui beberapa tahap
pengujian. Tahap pengujian itu dijabarkan sebagai berikut :
1. Piramida intan disinggungkan secara tegak lurus dengan benda
yang akan diuji. Pembebanan dilakukan dalam keadaan bebas
hentakan dan terhindar dari getaran sampai proses penekan
selesai dilakukan. Lamanya beban pengujian tergantung
material benda itu sendiri. Jika hasil krom keras sekitar 10-15
detik.
2. Jarak tempat pengujian sebaiknya 2,5d sekurang-kurangnya
dari tepian material uji atau dari pusat tempat pengujian
lainnya.
3. Pembebanan yang dilakukan menggunakan 100 gram. Hasil
pengujian menghasilkan bentuk diagonal seperti piramida.

BAB III
METODE PENELITIAN

3.1. Diagram Penelitian
Langkah kerja penelitian yang akan dilakukan disajikan dalam
bentuk diagram alir penelitian yang dapat dilihat pada gambar 3.1.
Persiapan Bahan

Baja Karbon Rendah

Uji Komposisi

Tanpa proses Hard Chrome Plating

Proses Hard Chrome Plating

Uji Kekerasan Vikers

Uji Kekerasan Vikers

Data Hasil Penelitian

Analisis Data

Kesimpulan
Gambar 3.1. Diagram alir penelitian

14

15

3.2. Deskripsi Spesimen
Pada penelitian ini spesimen digunakan adalah baja karbon rendah
0,254 % C. Selain itu di dalam spesimen juga terkandung beberapa unsur
lainnya seperti kandungan Fe sebesar 98%, kandungan Si sebesar 0,204%,
kandungan Mn sebesar 0,557%, dan unsur-unsur lain yang ada didalam
spesimen. Material baja karbon rendah yang digunakan

mempunyai

kekerasan 151,47 HV 0,1 / 15 diperoleh dari hasil pengujian menggunakan
alat Hardness Vikers Tester. Dimensi dari spesimen adalah rata–rata
panjang 40 mm, lebar 35 mm, dan tebal 6,8 mm. Berikut ini gambaran
bentuk dari spesimen di gambar 3.2.

Gambar 3.2. Spesimen

16

3.3. Skema Alat
Skema alat yang digunakan pada penelitian hard chrome plating dapat
dilihat dalam gambar 3.3.

Gambar 3.3. Skema alat
Keterangan :
1. Bak larutan elektrolit
2. Larutan Elektrolit
3. Katoda (Spesimen)
4. Anoda (Batang Krom)
5. Rectifier
6. Terminal positif rectifier
7. Terminal negatif rectifier
8. Ampere meter
9. Volt meter

17

3.4. Proses Pembuatan Spesimen
Tahapan pembuatan spesimen yaitu :
1. Bahan material yang digunakan berbentuk plat strip yang diperoleh
di UD. Wasul, Wirosaban
2. Pembuatan spesimen dilakukan di bengkel rekayasa Pirus, Terban.
Plat strip diratakan salah satu permukaannya, selanjutnya spesimen
dipotong dengan rata-rata dimensi panjang 40 mm, lebar 35 mm, dan
tebal 6,8 mm
3. Spesimen dibor pada bagian ujungnya untuk mengaitkan kawat
tembaga
4. Setelah spesimen menjadi sesuai yang diinginkan selanjutnya
diamplas hingga rata dan halus
5. Spesimen dipoles dengan mesin poles

18

3.5. Peralatan Penelitian
Peralatan yang digunakan selama penelitian yaitu :
1. Bak larutan elektrolit
Digunakan untuk tempat atau wadah larutan elektrolit.

Gambar 3.4. Bak larutan elektrolit
2. Rektifier
Digunakan untuk mengalirkan arus listrik DC.

Gambar 3.5. Rectifier

19

3. Kawat tembaga
Digunakan untuk mengaitkan benda kerja dengan pipa tembaga.

Gambar 3.6. Kawat tembaga
4. Anoda
Digunakan untuk terminal positif dalam larutan elektrolit.

Gambar 3.7. Anoda

20

5. Pipa tembaga
Digunakan untuk tempat mengaitkan kawat tembaga dan sebagai
perantara arus dari rectifier.

Gambar 3.8. Pipa tembaga
6. Katoda / Benda Kerja
Digunakan untuk terminal negatif dalam larutan elektrolit yang
berperan sebagi benda kerja yang akan dilapisi.

Gambar 3.9. Katoda / Benda Kerja

21

7. Rak Kayu
Digunakan untuk menempatkan pipa tembaga diatas bak plastik.

Gambar 3.10. Rak Kayu
8. Kabel rol
Digunakan untuk mengantar arus listrik dari listrik PLN ke rectifier.

9. Bak sabun
Digunakan untuk wadah atau tempat air sabun yang dipanaskan.

22

10. Ampere meter
Digunakan untuk mengukur kuat arus pada alat elektroplating.

Gambar 3.11. Ampere meter

11. Outside mikrometer
Digunakan untuk mengukur ketebalan benda kerja sebelum dan
setelah dilapisi.

Gambar 3.12. Outside mikrometer

23

12. Vernier caliper
Digunakan untuk dimensi dari benda kerja.

Gambar 3.13. Vernier Caliper

13. Penggaris mika
Digunakan untuk mengatur jarak antara anoda dan katoda.

Gambar 3.14. Heater

24

14. Metal polish
Digunakan untuk menghaluskan permukaan benda kerja saat proses
polishing.

Gambar 3.15. Metal polish
15. Mesin polish
Digunakan untuk memoles benda kerja dengan kehalusan tertentu.

Gambar 3.16. Mesin polish

25

16. Heater
Digunakan untuk memanaskan air sabun.

Gambar 3.17. Heater
17. Mesin uji kekerasan
Digunakan untuk menguji kekerasan hasil elektroplating.

Gambar 3.18 . Mesin uji kekerasan Vikers

26

3.6. Proses Pembuatan larutan
Dalam pembuatan larutan elektrolit terdiri dari bahan-bahan kimia yaitu
1. Asam Kromat (Chrome Acid)
Asam kromat merupakan satu-satunya sumber ion krom yang
akan melapisi pada benda kerja. Karena anoda yang digunakan tidak
larut, maka berkurangnya konsentrasi ion krom perlu ditambahkan
asam kromat untuk menjaga kadar krom dalam larutan. Takaran
asam kromat yang digunakan untuk membuat larutan elektrolit
sebesar 150 gr/l.

Gambar 3.19. Asam kromat

27

2. Asam Sulfat
Asam sulfat adalah salah satu katalis yang berperan untuk
mempercepat terjadinya reaksi pengendapan ion logam. Takaran
asam sulfat yang digunakan untuk membuat larutan elektrolit
sebesar 0,87gr/l.

Gambar 3.20. Asam sulfat

3. Aquades
Aquades adalah cairan pelarut untuk pembuatan larutan
elektrolit, air destilasi digunakan sebagai pelarut karena tidak
mengandung mineral.

28

Gambar 3.21. Aquades

4. Katalis
Katalis memiliki peran sebagai pengendap ion chrome.Takaran
katalis yang digunakan untuk pembuatan larutan elektrolit sebesar
15 ml/l.

Gambar 3.22. Katalis krom

29

Untuk proses pembuatan larutan elektrolit dilakukan dengan
pendoman dari buku Purwanto dan Syamsul Huda (2005). Setelah semua
bahan sudah terkumpul bahan tersebut dibuat sesuai tabel 3.1.
1.

Bak plastik untuk wadah larutan elektrolit dibersihkan dari kotoran
dan minyak

2. Aquades sebanyak 20 liter dimasukan ke dalam bak plastik
3. Asam Kromat sebanyak 3 kg dicampurkan dengan aquades
Tabel 3.1. Komposisi larutan Hard Chrome
Hard Chrome
Komponen dan kondisi operasi
Asam Kromat
Asam Sulfat
Katalis
Temperatur
Rapat Arus

150 gr/l
0,87 gr/l
15 ml/l
46-57 °C
33 A/dm

dikutip dari buku Syamsul Huda, Purwanto (2005).

4. Larutan elektrolit diaduk menggunakan tongkat kayu agar tidak ikut
larutan dalam larutan elektrolit
5. Asam sulfat ditambahkan sebanyak 17,4 gr/l ke larutan elektrolit.
6. Asam sulfat diaduk hingga merata
7. Larutan tersebut tidak bisa langsung digunakan sebaiknya didiamkan
selama 1 malam
8. Larutan elektrolit siap digunakan

30

3.7. Variabel yang divariasikan
Variabel yang divariasikan pada penelitian ini :
1. Tegangan listrik DC 12 volt dan jarak 150 mm dengan variasi waktu
150 menit, 180 menit, 210 menit, dan 240 menit
2. Tegangan listrik DC 12 volt dan waktu 120 menit dengan variasi
jarak 80 mm, 120 mm, 160 mm, dan 200 mm

3.8. Variabel yang diukur
Variabel yang diukur pada penelitian ini :
1. Kuat arus pada proses pelapisan (A)
2. Kekerasan pada hasil pelapisan (HV)

3.9. Proses Pelapisan
Tahapan yang dilakukan dalam proses pelapisan yaitu :
1. Peralatan alat elektroplating dan spesimen disiapkan sebelum proses
pelapisan
2. Spesimen dibersihkan menggunakan detergen sambil digosok-gosok
pada permukaan spesimen kemudian dibilas dengan air hingga
bersih
3. Air sabun disiapkan yang sebelumnya sudah dipanaskan kemudian
spesimen dimasukan hingga 20 menit, selanjutnya dibilas hingga
bersih

31

4. Spesimen dirangkai pada rak kayu dan dihubungkan dengan kutub
negatif dari rectifier
5. Spesimen dimasukan ke dalam bak larutan krom dengan volume 20
liter dengan variasi yang sudah disiapkan
6. Spesimen diangkat kemudian bilas dengan air hingga bersih
7. Spesimen dipoles dengan mesin poles, untuk mengkilapkan dan
menghaluskan permukaannya

32

3.10. Pengujian Komposisi
Pengujian komposisi dilakukan di Politeknik Manufacturing Ceper,
Klaten. Tujuan dari proses pengujian komposisi untuk mengetahui unsurunsur yang terdapat dalam material bahan. Dari hasil pengujian ini nampak
bahwa spesimen tergolong dalam baja karbon rendah dengan nilai karbon
(C)

Dokumen baru

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

119 3984 16

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

40 1057 43

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

40 945 23

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

21 632 24

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

28 790 23

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

60 1348 14

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

66 1253 50

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

20 825 17

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

32 1111 30

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

41 1350 23