TUGAS AKHIR
ANALISIS PENGARUH WAKTU PENAHANAN CELUP TERHADAP KETEBALAN PERMUKAAN DAN KILAP PADA PROSES ELEKTROPLATING BAJA KARBON TINGGI
Diajukan Untuk Memenuhi Tugas Dan Syarat-Syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana S1 Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun : TRI WIDODO NIM : D 200 070 029
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2014
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI saya menyatakan dengan sungguh-sungguh bahwa skripsi dengan judur
:
ANALISIS PENGARUH WAKTU PENAHANAN CELUP TERHADAP KETEBALAN PERMUKAAN DAN KILAP PADA PROSES ELEKTROPLATING BAJA KARBON TINGGI Yang dibuat untuk memenuhi sebagai syarat memperoreh derajat sarjana
s1 pada
jurusan Teknik Mesin Fakurtas Teknik
Universitas Muhammadiyah surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duprikasi skripsi yang sudah dipubrikasi dan atau pernah dipakai untuk mendapatkan gerar kesarjanaan di ringkup universitas Muhammadiyah surakarta atau instansi manapun, kecuari bagian sumber informasinya saya cantumkan sebagai mana mestinya.
Surakarta, Juli 2014 Yang menyatakan,
&
TriWidodo
HALAMAN PERSETUJUAN Tugas akhir berjudut "ANALrsrs PENGARUH wAKTu PENAHANAN CELUP TERHADAP KETEBALAN PERMUKAAN DAN KTLAP PADA PROSES ELEKTROPLATTNG BAJA KARBON TtNGGt", tetah disetujui oleh pembimbing dan diterima untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat sarjana
s1 pada jurusan Teknik Mesin
Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh
Nama NIM Disetujui
pada
Hari rangsar
:
:
Tri Widodo
: D 200 A7O O2g
:
:
Kcp.qlll
. Zb..
i.In!. l
.:oLt4
Pembimbing Utama
Pembimbing Pendamping
\@ lr. Masyrukan, MT
Tri Widodo Besar B..ST..MSc..ph.D
ilt
HALAMAN PENGESAHAN Tugas akhir berjudul 'ANALtsts PENGARUH WAKTU PENAHANAN CELUP TERHADAP KETEBALAN PERMUKAAN DAN KILAP PADA
PROSES ELEKTROPLATING BAJA KARBON TtNGGt', tetah dipertahankan di hadapan Tim Penguji dan telah dinyatakan sah untuk memenuhi sebagai syarat memperoleh derajat sarjana Sl pada jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dipersiapkan oleh
:
Nama
:
NIM
: D 200 070 029
Disahkan pada
:
Hari
:
Tanggal
,2b qtrrt xotLt
Tri Widodo
.
\e
KC\q1!)
Tim Penguji Ketua
Anggota
: lr. Masvrukan.MT.
1
Anggota 2
: Muh, Alfatih Hendrawan.,ST., MT.
\
Tri Widodo Besar R..ST.,MSc..ph.D
IV
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR
4t,#te;t\e----) Berdasarkan surat Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
NomoT
36I
dengan
ini
A.3
-rU
T}I[IT AlX.LU 20 I 3 .
ranggal
.
..
t .......1.?..P.g; glt-'F. .et ?.9
:
:
Nama PangkaVJabatan
Kedudukan
: Masyrukan, ST., MT. : Lektor : Pembimbing Utama /
memberikan Soal Tugas Akhir kepada mahasiswa Nama
Tri Widodo
Nomor Induk
D 200 070 029
:
NIRM Jurusan/Semester
Teknik Mesin / Akhir
Judul/Topik
ANALISA KWALITAS ELEKTROPLATING DITINJAU DARI PENGARUH WAKTU CELUP DAN KANDUNGAN KARBON MATERIAL PADA BAJA KARBON TINGGI
Rincian SoaVTugas
Demikian soal tugas alfiir
hi
dibuat untuk dapat dilaksanakan sebagaimana mestinya. Surakarta,
..
...
l.Z.Pps.e
g.t-b.
.q.q
.2 Q.l 3,.
..
Pembimbing
lo; Masyrukan, ST., MT. Cc. : Tri Widodo BR.. ST.. MSc.. PhD. Asisten Ahli Keterangan : ') Corzt salah satu Warna biru untuk Kajur 2. War-na htning untuk Pembimbing 3. Warna merah tmtuk Pembimbing 4. Wama putih untuk mahasiswa
l.
I II
.
MOTTO “Setiap kesulitan merupakan tantangan, setiap tantangan merupakan suatu peluang dan setiap peluang harus disambut. Perubahan merupakan bagian dari suatu perjalanan yang harus disambut dengan baik”
( Paul G. Stoltz )
“Sebelum anda membuat rencana, tentukan dulu tujuan yang ingi anda capai” ( Frits Pachtner ) “Tak ada rahasia menggapai sukses, sukses itu dapat terjadi karena persiapan, kerja keras dan mau belajar dari kegagalan” ( Purdi E. Chandra )
vi
ANALISIS PENGARUH WAKTU PENAHANAN CELUP TERHADAP KETEBALAN PERMUKAAN DAN KILAP PADA PROSES ELEKTROPLATING BAJA KARBON TINGGI
Tri Widodo, Masyrukan, Tri Widodo Besar Riyadi Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartosuro Email :
[email protected]
ABSTRAKSI Elektroplating yaitu proses pelapisan logam dengan logam lain di dalam suatu larutan elektrolit dengan pemberian arus listrik. Konsep yang digunakan dalam proses elektoplanting adalah konsep reaksi reduksi dan oksidasi dengan menggunakan sel elektrolisa. Dalam sel elektrolisa arus yang akan dialirkan akan menimbulkan reaksi reduksi dan oksidasi dangan mengubah energi listrik menjadi energi kimia. Elektroplating dengan menggunakan pelapis tembaga pada plat baja karbon tinggi. Tujuan Tugas Akhir ini adalah mengetahui pengaruh variasi waktu tahan celup terhadap ketebalan dan kilap hasil pelapisan tembaga. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan material plat baja karbon tinggi dengan dimensi 4 cm x 4,5 cm x 1,5 cm sebanyak 3 spesimen. Voltase yang digunakan adalah 7 volt. Setelah diplating material diuji ketebalan lapisan dengan Thickness gauge dan uji kilap lapisan dengan Gloss meter. Dari hasil pengujian tebal lapisan dengan variasi waktu 5 detik sebesar 0.202 µm, 7 detik sebesar 0.270 µm, 9 detik sebesar 0.294 µm. Dari hasil pengujian kilap Gloss meter
dengan variasi waktu 5 detik
sebesar 134.7 GU, 7 detik sebesar 133.7GU, 9 detik sebesar 129.5 GU.
Kata kunci : Elektroplating, Tembaga, Ketebalan, Kilap, Baja Karbon Tinggi. vii
KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum. Wr. Wb. Syukur Alkhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat terselesaikan . Tugas
Akhir
berjudul
“ANALISIS
PENGARUH
WAKTU
PENAHANAN CELUP TERHADAP KETEBALAN PERMUKAAN DAN KILAP PADA PROSES ELEKTROPLATING BAJA KARBON TINGGI” dapat terseleasikan atas dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ini menyampaikan rasa terimakasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya kepada : 1. Ir. Sri Sunarjono, MT.,Ph.D. Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Tri Widodo Besar R.,ST.,MSc.,Ph.D. Selaku ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3. Ir. Masyrukan, MT. selaku dosen pembimbing utama terima kasih telah banyak memberikan banyak waktu, ilmu, saran, arahan dan motifasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 4. Tri Widodo Besar R.,ST.,MSc.,Ph.D. Selaku dosen pembimbing pendamping terima kasih untuk meluangkan waktu, pengarahan, bimbingan dan dorongan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 5. Seluruh Dosen yang telah membimbing selama ini, memberikan pengajaran ilmu dan segala hal yang baik.
viii
6. Almarhumah Ibu di Surga dan Bapak tercinta, yang tiada hentinya memberikan doa, cinta, dan kasih sayang yang tulus serta motivasi yang tak ternilai kepada penulis. 7. Keluarga besar Sri Agus Supraptono, ST. terima kasih untuk doa, dukungan,dan motivasi. 8. Kawan-kawan Teknik Mesin 2007 yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu. 9. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini yang tidak dapat disebutkan penulis satupersatu. Akhirnya penyusun berharap, semoga laporan Tugas Akhir ini dapat membawa manfaat bagi kita semua. Penulis menyadari bahwa penyusunan ini masih jauh dari sempurna,
maka
sangat
besar
keinginan
penulis
untuk
mendapatkan saran dan kritik yang sifat membangun guna memperluas wawasan penulis sebagai proses pembelajaran. Wassalammu’alaikum. Wr. Wb.
Surakarta, Juli 2014
Penulis
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...............................................................................i PERNYATAAN KEASLIAN SEKRIPSI ...............................................ii HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................iii HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................iv LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR .........................................................v LEMBAR MOTTO .................................................................................vi ABSTRAKSI .........................................................................................vii KATA PENGANTAR .............................................................................viii DAFTAR ISI ..........................................................................................x DAFTAR GAMBAR ...............................................................................xiii DAFTAR TABEL ...................................................................................xiv DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................xv BAB I PENDAHULUAN 1.1 .Latar Belakang ........................................................................1 1.2 Tujuan Penelitian ......................................................................2 1.3 .Manfaat Penelitian ...................................................................2 1.4 .Batasan Masalah .....................................................................3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka ......................................................................4 2.2 Landasan Teori .........................................................................5
x
2.2.1 .Elektroplating ...................................................................5 2.2.2 .Teori Dasar Elektroplating..............................................6 2.2.3 .Konsep Elektroplating Dan Kelistrikan ............................9 2.2.4 .Unsur-Unsur Dalam Proses Elektroplating .....................13 2.2.5 .Mengenal Pelapisan Logam............................................19 2.2.6 .Bahan Pelapis .................................................................23 2.3 .Baja Karbon Tinggi .................................................................28 2.3.1.Baja Karbon Tinggi Dan Sifatnya ....................................30 2.4 .Uji Gloss Meter ........................................................................30 2.5 .Uji Ketebalan............................................................................33 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 .Diagram Alir Penelitian ............................................................35 3.2 .Persiapan Peralatan Dan Bahan Proses Elektroplating ..........37 3.2.1. Bahan ..............................................................................37 3.2.2. Alat ..................................................................................38 3.3 Alat Uji .......................................................................................46 3.3.1. Gloss Meter.....................................................................46 3.3.2. Thckness Gauge .............................................................46 BAB IV DATA HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 .Data Hasil Pengujian ...............................................................48 4.1.1. Pengujian Ketebalan.......................................................48 4.1.2. Pengujian Kilap Gloss Meter .........................................50 4.1.3. pH Yang Direkomendasikan ...........................................52 xi
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ...............................................................................54 5.2 Saran.........................................................................................54 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Proses Reduksi Dalam Larutan Elektrolit ......................7 Gambar 2.2. Spektakular Refleksi Dan Menyebar .............................31 Gambar 2.3. Gloss Meter Dengan Sudut 60º ......................................32 Gambar 2.4. Alat Uji Ketebalan Thicknes Gauge................................34 Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian...................................................35 Gambar 3.2.
Baja Karbon Tinggi ........................................................37
Gambar 3.3. Tembaga Pelapis............................................................38 Gambar 3.4. Gerinda Polishing ...........................................................39 Gambar 3.5. Amplas Dengan Nomer 100 ...........................................39 Gambar 3.6. Amplas Dengan Nomer 240 ...........................................40 Gambar 3.7. Amplas Polishing (amplas kain) .....................................40 Gambar 3.8. Batu Hijau .......................................................................41 Gambar 3.9. Bak .................................................................................41 Gambar 3.10. Power Supply DC ...........................................................42 Gambar 3.11. Thermometer ..................................................................42 Gambar 3.12. Clamp Meter DC .............................................................42 Gambar 3.13. Stop Wacth .....................................................................43 Gambar 3.14. Kertas PH .......................................................................43 Gambar 3.15. Aerometer .......................................................................44 Gambar 3.16. Crystal Heater .................................................................44 Gambar 3.17. Sarung Tangan ...............................................................45 Gambar 3.18. Gelas Ukur ......................................................................45 Gambar 3.19. Gloss Meter ....................................................................46 Gambar 3.20. Thcness Gauge ..............................................................47 Gambar 4.1. Grafik Ketebalan Lapisan ...............................................49 Gambar 4.2. Grafik Hasil Pengujian Kilap (Gloss) ..............................51
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1. Data hasil pengujian ketebalan lapisan ..............................48 Tabel 4.2. Data hasil pengujian kilap Gloss .........................................50 Tabel 4.3. Komposisi Larutan Brass Plating ........................................52 Tabel 4.4. Kondisi operasi brass plating ..............................................52 Tabel 4.5. Kondisi operasi brass plating pada pengujian.....................53 Tabel 4.6. Komposisi larutan brass plating ..........................................53
xiv
DAFTAR LAMPIRAN Data Hasil Pengujian Komposisi Baja Karbon Tinggi ……..… Lampiran. Tabel Valensi .…………………………………………………… Lampiran. Tabel Ekivalen Elektrokimia …………………………………… Lampiran. Hasil Pengujian Ketebalan ……...…………………................. Lampiran. Hasil Pengujian Kilap ............................................................. Lampiran. Kartu Konsultasi Tugas Akhir …………………………………. Lampiran. Kartu Revisi Ujian Tugas Akhir ………………………………... Lampiran
xv
