Pengaruh Variasi Tekanan Kompaksi Terhadap Sifat Magnetik pada Pembuatan Soft-Magnetic dari Serbuk Besi Cover

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PENGARUH VARIASI TEKANAN KOMPAKSI TERHADAP SIFAT
MAGNETIK PADA PEMBUATAN SOFT-MAGNETIC
DARI SERBUK BESI

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik

Oleh:
NOVIANTA MAULANA PUTRA
NIM. I 1413021

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA

2016

commit to user
i

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id


PENGARUH VARIASI TEKANAN KOMPAKSI TERHADAP SIFAT
MAGNETIK PADA PEMBUATAN SOFT-MAGNETIC
DARI SERBUK BESI

Novianta Maulana Putra
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Jl. Ir. Sutami No. 36A, Surakarta 57126, Indonesia
E-mail: anthamaulanh@gmail.com
Abstrak:
Soft-magnetik merupakan material yang sangat penting dikehidupan
sehari-hari. Soft-magnetik ini banyak digunakan pada peralatan elektronik seperti
pada motor listrik, AC, kulkas, televisi, kipas angin, dsb. Permintaan pasar akan
soft-magnetik yang sangat besar membuat soft-magnetik sering tidak terpenuhi.
Soft-magnetic composites (SMC-s) dari serbuk besi merupakan salah satu
solusinya. Proses pembuatan SMC-s dimulai dari membuat serbuk menggunakan
mesin frais dan mesin ball-milling, hingga dihasilkan serbuk besi dengan ukuran
mesh 100. Selanjutnya serbuk dikalsinasi pada suhu 600oC selama 1 jam. Serbuk
dicampur dengan pengikat epoxy resin dan epoxy hardener kemudian dikompaksi
dengan tekanan 4 ton, 5 ton, dan 6 ton selama 1 jam, selanjutnya dilakukan uji

VSM (Vibrating Sample Magnetometer) untuk mengetahui sifat magnetiknya.
Dari hasil uji VSM dan pengolahan data, diperoleh kurva histerisis yang
menunjukkan bahwa nilai remanensi dan permeabilitas bertambah, serta nilai
koersivitas berkurang seiring dengan penambahan tekanan kompaksi. SMC-s
dengan tekanan kompaksi 6 ton merupakan tekanan kompaksi yang paling
optimal, yang memiliki nilai magnetik sebesar: Br = 0,041 Tesla, Hc = -6,28
kA/m, dan µ = 2,37 Wb/Am.
Kata kunci: Soft-Magnetik, SMC-s, Serbuk Besi, VSM, Remanensi, Koersivitas,
Permeabilitas

commit to user
iv

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

THE EFFECT OF VARIATION COMPACTING PRESSURE ON
MAGNETIC PROPERTIES IN THE MANUFACTURE
SOFT-MAGNETIC OF IRON POWDER


Novianta Maulana Putra
Department of Mechanical Engineering, Sebelas Maret University
Ir. Sutami St. Number 36A, Surakarta 57126, Indonesia
E-mail: anthamaulanh@gmail.com
Abstrack:
Soft-magnetic is very important material in daily life. Soft-magnetic is
widely used in electronic devices such as on the electric motor, air conditioner,
refrigerator, television, electric fan, etc. The high demand of soft-magnetic
materials in the market make soft-magnetic is not fulfilled. Soft-magnetic
composite (SMC-s) of iron powder is one solution. SMC-s process was began with
the manufacture of the iron powder using a milling machine and ball-milling
machines, until produced iron powder with a mesh size of the powder 100.
Further calsinated at a temperature of 600°C for 1 hour was performed. The iron
powders was mixed with binder epoxy resin and epoxy hardener then compacted
with a pressure of 4 ton, 5 ton, and 6 ton for 1 hour, then testing VSM (Vibrating
Sample Magnetometer) was conducted to determine magnetic properties. The
result of VSM test and data processing, obtained hysteresis curve show that with
increasing compacting pressure the value of remanence and permeability
increase, and coercivity decrease. SMC-s then compacted with a pressure 6 ton is

the most optimal compacted pressure, which has a magnetic field of: Br = 0,041
Tesla, Hc = -6,28 kA/m, and µ = 2,37 Wb/Am.
Keywords: Soft-Magnetic, SMC-s, Iron Powder, VSM, Remanence, Coercivity,
Permeability

commit to user
v

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR

Pertama penulis panjatkan puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang
telah memberikan rahmat, karunia dan hidayah-Nya sehingga penulis diberikan
kemudahan dalam menyelesaikan penyusunan Laporan Skripsi Tugas Akhir ini
dengan baik dan tepat pada waktunya.
Berkaitan dengan selesainya pelaksanaan penelitian dan penyusunan
laporan skripsi tugas akhir ini yang juga memperoleh bantuan dan dukungan dari

berbagai pihak, dan dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih
kepada:
1. Bapak Dr Eng. Syamsul Hadi, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan S1 Teknik
Mesin, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Bapak Prof. Muhammad Nizam, S.T., M.T., Ph.D. selaku pembimbing I skripsi
tugas akhir.
3. Bapak Dr. Miftahul Anwar, S.Si., M.Eng. selaku pembimbing II skripsi tugas
akhir.
4. Bapak Dr. Joko Triyono, S.T., M.T., Bapak Teguh Triyono, S.T., M.Eng., dan
Bapak Sukmaji Indro Cahyono, S.T., M.Eng. selaku dosen penguji tugas akhir.
5. Bapak Hery Tri Waloyo, S.T., M.T. dan Bapak Agus Mujianto, S.T., M.T.
selaku asisten dosen sekaligus pembimbing di lapangan.
6. Seluruh Dosen dan Staf Karyawan Program S1 Teknik Mesin FT UNS yang
telah membantu dalam pelaksanaan skripsi tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa pengerjaan Laporan Skripsi Tugas Akhir ini
masih terdapat kekurangan dan kelemahan sehingga kritik dan saran yang
membangun sangat penulis harapkan. Akhir kata penulis berharap agar Laporan
Skripsi Tugas Akhir ini bermanfaat bagi pembaca.
Surakarta, Maret 2016


Penulis

commit to user
vi

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

Halaman
HALAMAN JUDUL....................................................................................

i

HALAMAN SURAT PENUGASAN.........................................................

ii


HALAMAN PENGESAHAN.....................................................................

iii

ABSTRAK....................................................................................................

iv

KATA PENGANTAR..................................................................................

vi

DAFTAR ISI.................................................................................................

vii

DAFTAR GAMBAR....................................................................................

ix


DAFTAR TABEL........................................................................................

x

DAFTAR NOTASI.......................................................................................

xi

DAFTAR LAMPIRAN................................................................................

xii

BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang..............................................................................

1

1.2 Perumusan Masalah......................................................................

2


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

2

1.4 Tujuan dan Manfaat.....................................................................

2

1.5 Sistematika Penulisan...................................................................

3

BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka..........................................................................

4

2.2 Dasar Teori...................................................................................


6

BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tempat Penelitian.........................................................................

21

3.2 Alat dan Bahan.............................................................................

21

3.3 Prosedur Penelitian.......................................................................

22

3.4 Diagram Alir Proses Penelitian....................................................

22

3.5 Dimensi Spesimen Uji VSM........................................................

24

3.6 Metode Pengujian VSM...............................................................

24

3.7 Indikator Keberhasilan Penelitian.................................................

25

commit to user
vii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian............................................................................

26

4.2 Pembahasan..................................................................................

30

4.3 Validasi antara Spesimen SMC-s dengan Laminate....................

34

BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan...................................................................................

37

5.2 Saran.............................................................................................

37

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................

xiii

LAMPIRAN..................................................................................................

xvi

commit to user
viii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Arah momen magnetik bahan non magnetik................................

7

Gambar 2.2 Arah momen magnetik bahan magnetik.......................................

7

Gambar 2.3 Arah domain-domain dalam bahan paramagnetik sebelum diberi
medan magnet luar.......................................................................

9

Gambar 2.4 Arah domain dalam bahan paramagnetik setelah diberi medan
magnet luar...................................................................................

9

Gambar 2.5 Kurva histerisis.............................................................................

11

Gambar 2.6 Kurva histerisis material magnet lunak dan keras........................

14

Gambar 2.7 Proses kompaksi dengan penekanan satu arah.............................

16

Gambar 2.8 Alat uji VSM tipe Oxford VSM 1.2 H..........................................

20

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian.................................................................

22

Gambar 3.2 Posisi sample uji VSM.................................................................

25

Gambar 3.3 Hasil keluaran dari VSM..............................................................

25

Gambar 4.1 Kurva histerisis uji VSM spesimen laminate...............................

26

Gambar 4.2 Kurva histerisis uji VSM spesimen SMC-s kompaksi 4 ton........

27

Gambar 4.3 Kurva histerisis uji VSM spesimen SMC-s kompaksi 5 ton........

28

Gambar 4.4 Kurva histerisis uji VSM spesimen SMC-s kompaksi 6 ton........

29

Gambar 4.5 Grafik pengaruh tekanan kompaksi terhadap koersivitas.............

30

Gambar 4.6 Grafik pengaruh tekanan kompaksi terhadap remanensi..............

31

Gambar 4.7 Grafik pengaruh tekanan kompaksi terhadap permeabilitas.........

33

commit to user
ix

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Sifat magnetik berbagai magnet lunak.............................................

15

Tabel 3.1 Indikator keberhasilan penelitian.....................................................

25

Tabel 4.1 Pengolahan data sifat magnetik hasil uji VSM................................

34

commit to user
x

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR NOTASI

B

Rapat fluks magnet (Wb/m2)

Br

Induksi remanen (Tesla)

Bs

Induksi saturasi (Tesla)

H

Kuat medan magnet (A/m)

Hc

Gaya koersif (A/m)

m

Momen magnetik (emu)

M

Magnetisasi (emu/g)

Mr

Magnetisasi remanen (emu/g)

Ms

Magnetisasi saturasi (emu/g)

µ

Permeabilitas magnet (Wb/Am)
o

Permeabilitas ruang kosong (Wb/Am)

r

Permeabilitas relatif (Wb/Am)

w

Berat (kg)

v

Volume (m3)
Massa jenis (kg/m3)

commit to user
xi

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Hasil olah data uji VSM spesimen laminate
Lampiran 2. Hasil olah data uji VSM spesimen SMC-s tekanan kompaksi 4 ton
Lampiran 3. Hasil olah data uji VSM spesimen SMC-s tekanan kompaksi 5 ton
Lampiran 4. Hasil olah data uji VSM spesimen SMC-s tekanan kompaksi 6 ton
Lampiran 5. Tabel satuan unit magnetik
Lampiran 6. Perhitungan hasil perbandingan antara serbuk besi dengan epoxy
Lampiran 7. Perhitungan hasil interpolasi nilai remanensi (Br)
Lampiran 8. Perhitungan hasil interpolasi nilai koersivitas (Hc)
Lampiran 9. Perhitungan hasil nilai permeabilitas (µ)
Lampiran 10. Perbesaran gambar kurva histerisis uji VSM spesimen laminate
Lampiran 11. Perbesaran gambar kurva histerisis uji VSM spesimen SMC-s
tekanan kompaksi 4 ton
Lampiran 12. Perbesaran gambar kurva histerisis uji VSM spesimen SMC-s
tekanan kompaksi 5 ton
Lampiran 13. Perbesaran gambar kurva histerisis uji VSM spesimen SMC-s
tekanan kompaksi 6 ton
Lampiran 14. Perbandingan fraksi volume antara serbuk dengan epoxy

commit to user
xii