II. TINJAUAN PUSTAKA
2.6 Aluminium
Aluminium sebagai salah satu logam non ferrous merupakan material yang sangat penting di dunia industri. Alumunium menjadi komponen yang digunakan di segala
segmen khususnya pada dunia industri dimana sebagian besar digunakan pada bidang konstruksi, aplikasi elektronika, kontainer, tranportasi, serta peralatan mekanik. Fenomena kecenderungan penggunaan aluminium ini dikarenakan material ini memiliki keunggulan-keunggulan diantaranya berat jenisnya yang ringan, konduktivitas listriknya baik, ketahanan terhadap korosinya yang cukup baik, serta memiliki sifat tahan aus.
Bab 3
METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu
Pembuatan dan pengujian spesimen dalam penelitian ini dilakukan di Laboratorium Material Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lampung dan PUSPITEK Serpong.
3.2 Alat dan Bahan Penelitian
Untuk mendukung terlaksannya penelitian ini maka digunakan peralatan dan bahan. Rincian bahan dan peralatan yang digunakan adalah sebagai berikut :
1. Spesimen baja AISI 1020.
Baja AISI1020 yang telah disiapkan berbentuk specimen.
Gambar 3.1 Spesimen uji. 2. Aluminium 99%.
Gambar 3.2 Aluminium 99%.
3. Larutan pembersih.
Gambar 3.3 Larutan pembersih.
4. Furnace.
5. Alat uji X-RD.
Menggunakan X-RD untuk mengetahui komposisi pelapis pada specimen hasil hot-dipping.
Gambar 3.5 Alat uji X-RD. 6. Alat uji SEM
Alat dipergunakan untuk uji SEM.
Gambar 3.6 Alat uji SEM. 7. Alat uji .foto mikro.
Alat ini dipergunakan untuk melakukan uji OM untuk melihat perubahan fasa intermetalik.
8. Komputer.
9. Jangka sorong digital
Jangka sorong dipergunakan untuk mengukur ketebalan specimen.
Gambar 3.8 Jangka sorong 10. Alat uji vickers.
Alat ini dipergunakan untuk mengukeur nilai kekerasan.
3.3 Prosedur Kerja
Adapun prosedur kerja penelitian yang akan dilakukan sebagai berikut:
3.3.1 Penentuan model percobaan
Penentuan model percobaan yang akan dilakukan yaitu: - Penentuan faktor penelitian
Faktor-faktor yang dipilih dalam penelitian ini ada dua factor yaitu: jumlah lama pencelupan, dan suhu.
Tabel 3.1Simbol faktor
Simbol Faktor
X1 Lama pencelupan
- Penetapan titiksettingfaktor
Penetapan setting faktor pada pengujian adalah berdasarkan suhu yang digunakan dan lama pencelupan..
- Penetapanrangefaktor
Penetapan range fator perlu ditetapkan karena didalam penelitian ini. Adanya level rendah dan level tinggi dari factor yang diteliti. Level tinggi akan disimbolkan dengan angka 1. Sedangkan level rendah akan disimbolkan dengan angka -1 dan level menengah disimbolkan dengan angka0.
Tabel 3.2 range factor.
Factor -1 0 1
X1 9 16 25
X2 700 °C 750 °C 800 °C
- Penentuan nilai respon
Pada penelitian kali ini nilai ketebalan ditetapkan sebagai nilai respon.
3.3.2 Persiapan benda uji
Material yang akan diuji pada penelitian ini adalah baja karbon rendah. Sedangkan banyaknya benda uji adalah 29 buah, yaitu 9 untuk varasi hot-dipping dan masing-masing 3 spesimen. Sedangkan 2 spesimen digunakan sebagai pembanding uji kekerasan dan foto struktur mikro. Berikut adalah tahap proses persiapan benda uji:
1. Pemotongan spesimen uji
Pemotongan spesimen uji ini dilakukan dengan menggunakan gergaji besi. Dengan ukuran spesimen panjang 1 cm, lebar 2 cm dan tebal 0,2 cm.
2. Cleaning
Yang dimaksud dengancleaning yaitu pembersihan permukaan logam yang dimaksudkan untuk menghilangkan kontaminasi, kotoran dan membentuk struktur permukaan spesimen yang baik. Dalam hal ini ada beberapa proses yang dilakukan antara lain :
- Prosesgrinding
Proses pengamplasan pada specimen dengan amplas ukuran 500, 400 dan 1000.
- Proses pencucian lemak
Pencucian lemak dengan menggunakan etanol dimaksudkan agar benda kerja bebas dari lemak atau minyak yang dapat mengganggu daya rekat hasil pelapisan.
- Proses pembilasan
Proses pembilasan dengan menggunakan air yang berfungsi untuk menghilangkan sisa-sisa etanol yang masih ada pada permukaan benda kerja. Digunakannya aquades karena mempunyai daya hantar listrik yang kecil daripada air biasa dan mengandung anion dan kation rendah. - Pickling
Proses pickling adalah proses pembersihan material setelah proses claeaning dengan menggunakan bahan kimia yang mengandung asam.
Dalam hal ini ada beberapa proses yang dilakukan antara lain pencucian denganNaOH dan H3PO4
Proses pencucian dilakukan pada permukaan benda kerja yang masih mengandung lemak atau minyak. Merendam benda kerja kedalam larutan NaOH+H3PO4+aquades dengan perbanding 1 : 1 : 1.
- Fluxing
Proses ini dilakukan baja difluxing dengan alumunium flux tujuan dari proses fluxing ini adalah agar logam dapat tertutupi semua bagian luarnya sehingga oksidasi dengan udara luar tidak terjadi dan sebagai katalisator. Tahap akhir perlakuan awal ini adalah pengeringan baja tersebut di dalam udara dengan temperatur kamar.
3. Dipping
Proses dipping adalah proses akhir dilaksanakan dengan mencelup baja dalam Al cair. Untuk waktu pencelupan yang akandilakukan dalam proses pelapisan ini adalah dengan 3 variasi waktu tahan berbeda yaitu 9 detik, 16 detik dan 25 detik. Variasi suhu yang digunakan 700, 750 dan 800 °C.
4. Proses pendinginan(cooling)
Proses ini adalah proses pendinginan material yang telah melalui proses dipping dengan cara digantung menggunakan kawat diudara terbuka hingga dingin.
3.3.3 Pengolahan data
Pengolahan data menggunakan metode RSM orde kedua agar tidak hanya mendapatkan titik masimum dan minimum tetapi juga titik tengah dari data yang didapatkan. Adapun langkah yang dilakukan sebagai berikut:
- Membuat table komposisi nilai respon.
- Menentukan terlebih dahulu koefisien dan model dengan pendekatan matriks.
- Mendaftarkan nilai predictor X matriks X dan nilai respon Y.
- Membuat persamaan normal dengan bentuk X’X dan X’Y.
- Membuatinversedari matriks X’X menjadi bentuk (X’X)-1.
- Menentukan koefisien regresi dengan cara mengalikan (X’X)-1 dengan (X’Y).
- Menentukan fungsi persamaan model orde ke-dua.
- Menginput data yang telah didapat kedalam program matlab untuk mendapatkan hasil grafik dan hasil perhitungan optimisasi.Menentuan titik optimum factor.
3.4 Diagram Alir
Gambar 3.9 Diagram alir
Mulai
Persiapan alat dan bahan
Pengambilan Foto mikro Pembuatan spesimen
Proses celup panas Al
Karakterisasi Pengukuran kekerasan Pengukuran ketebalan Data Proses optimisasi RSM Hasil optimisasi Pembahasan
Kesimpulan dan saran
Selesai
Yes
Bab 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari penelitian terhadap optimisasi parameter pelapisan celup panas baja AISI 1020 dengan menggunakan aluminium, simpulan yang dapat diambil adalah sebagai berikut :
1. Nilai hasil optimisasi ketebalan tertinggi terdapat pada suhu 802,5 °C serta waktu yang digunakan16,67 detik, hal ini menunjukan bahwa untuk mendapatkan ketebalan tertinggi hanya dibutuh waktu 16,67 detik dalam pencelupan pada temperature 802,5 °C dengan aluminium.
2. Hasil dari proses palapisan celup panas, terdapat lapisan intermetalik yang terdiri dari beberapa ikatan antara Fe dan Al yang membentuk lapisan intermetalik seperti Fe2Al5 dan FeAl3yang menyelubungi substrat..
3. Terjadinya peningkatan lapisan ketebalan hasil proses hot-dipping seiring dengan peningkatan temperature Aluminium cair sebagai pelapis substrat.
5.2 Saran
Untuk pengembangan penelitian serta penelitian lebih lanjut, penulis memberikan saran sebagai berikut :
1. Dalam pembuatan spesimen baiknya dilakukan dengan alat yang lebih
memadai, karena alat yang memadai mempengaruhi waktu pengerjaan dan kuwalitas hasil specimen.
permukaannya agar tidak kotor sehingga tidak menghasilkan permukaan yang kotor dan kasar.
RIWAYAT HIDUP
Dede Yudo Prasongko, dilahirkan di tanjung
karang, Bandar Lampung pada tanggal 6 April
tahun 1988, sebagai anak ke tiga dari empat
bersaudara dari pasangan Mustofa A. S dan Sri
Wahyu Ningsih.
Pendidikan formal dimulai dari Sekolah Taman
Kanak-kanak Al-Azhar Bandar Lampung pada tahun 1992-1994,
kemudian dilanjutkan ke Sekolah Dasar Al-Azhar Bandar Lampung
pada tahun 1994-2000. Kemudian dilanjutkan ke Sekolah Menengah
Pertama (SMP) Al-Kautsar pada tahun 2000-2003, setelah itu
melanjutkan ke Sekolah Menengah Atas Negeri 5 Bandar Lampung
pada tahun 2003-2006 dan pada tahun tersebut penulis diterima sebagai
mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Lampung melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB).
Selama menjadi mahasiswa UNILA, penulis pernah aktif dibeberapa
lebaga internal maupun eksternal kampus. Pada tahun 2007 mulai aktif
dilembaga internal kampus yaitu di Lembaga Himpunan Mahasiswa
Teknik Mesin (HIMATEM) dan lembaga eksternal kampus yaitu
lembaga Jurnalis Teknik (CREMONA).
Penulis pernah melakukan Kerja Praktek (KP) di PT. Perkebunan 7
Persero pada tahun 2010 dan akhir tahun 2011 penulis melakukan
penelitian di Laboratorium Material Jurusan Teknik Mesin Universitas
OPTIMISASI PARAMETER PELAPISAN CELUP
PANAS BAJA AISI 1020 DENGAN ALUMINIUM
Oleh
DEDE YUDO PRASONGKO
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Lampung
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2012
OPTIMISASI PARAMETER PELAPISAN CELUP
PANAS BAJA AISI 1020 DENGAN ALUMINIUM
(Skripsi)
Oleh
DEDE YUDO PRASONGKO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
Gambar 3.1 Spesimen uji ………...11
Gambar 3.2 Aluminium 99% ………...12
Gambar 3.3 Larutan pembersih ………...12 Gambar 3.4 furnace ………...12
Gambar 3.5 Alat uji X-RD ………...13
Gambar 3.6 Alat uji SEM ………...13
Gambar 3.7 Komputer ………...13
Gambar 3.8 Jangka sorong ………...14
Gambar 3.9 Diagram alir ………...15
Gambar 4.1 M-File command matlab ………...24
Gambar 4.2 M-File command ketebalan ………...25
Gambar 4.3 Grafik penambahan ketebalanhot-dipping ………...25
Gambar 4.4 Optimisasi ketebalan ………...26
Gambar 4.5 Optimisasi ketebalan ………...26
Gambar 4.6 SEM pada specimen hasil hot-dipping pada suhu 700 °C selama 16 detik ………...27
Gambar 4.7 SEM pada specimen hasil hot-dipping pada suhu 750 °C selama 9 detik ………...28
Gambar 4.8 SEM pada specimen hasil hot-dipping pada suhu 800 °C selama 25 detik ………...29
Gambar 4.9 X-ray pola difraksi pada baja AISI 1020 yang dilapisi celup panas Al pada temperatur 700, 750, 800 °C ………...30
Gambar 4.10 (a) Plot linier data ketebalan lapisan terhadap waktu pencelupan dan (b) Plot parabolik data ketebalan lapisan terhadap waktu pencelupan pada suhu 700 °C ………...31
Gambar 4.11 (a) Plot linier data ketebalan lapisan terhadap waktu pencelupan dan (b) Plot parabolik data ketebalan lapisan terhadap waktu pencelupan pada suhu 750 °C ………...32
Gambar 4.12 (a) Plot linier data ketebalan lapisan terhadap waktu pencelupan dan (b) Plot parabolik data ketebalan lapisan terhadap waktu pencelupan pada suhu 800
DAFTAR ISI
Halaman DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ………1 1.2 Tujuan Penelitian ………2 1.3 Batasan Masalah ………21.4 Sistematika Penulisan Laporan. ………2
II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Optimisasi ………4
2.2Response Surface Method(RSM) ………4
2.3 ProsesHot Dipping ………...7
2.4 Sifat mekanik ………8
2.4.1 Sifat kekerasan ………...9
2.4.2 Sifat ketangguhan (Impact) ………...9
2.4.3 Sifat kekasaran ………...9
2.5 Matlab ………...9
2.6 Aluminium ………...9
3.2 Alat dan Bahan Penelitian ………...11 3.3 Prosedur Kerja ………...14 3.3.1 Penentuan model percobaan ………...14 3.3.2 Persiapan benda uji ………...15 3.3.3 Pengolahan data ………...18 3.3.4 Diagram alir ………...19
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Penelitian ………...20 4.2 Perhitungan Optimisasi Dengan MATLAB ………...22 4.3 Pembahasan Optimisasi dan Lapisan Aluminium ………...26
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ………...35 5.2 Saran ………...35
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR PUSTAKA
Albert. 2009. Studi Respon Surface Methodology (RSM) Dalam Proses Pembuatan Botol Untuk Peningkatan Produktivitas Produk Botol Di CV. BOBOFOOD.UNSU. Medan.
Supriadi, Harnowo dan Joko Irwanto. 2008. Modul Praktikum Metrologi Industri. Universitas Lampung. Bandar Lampung.
Indiarto, Dwi. 2009. Pengaruh Waktu Tahan Proses Waktu Hot Dipping Baja Karbon Rendah Terhadap Ketebalan Lapisan, Kekuatan Tarik Dan Harga Impak Dengan Bahan Pelapis Aluminium. Universitas Muhammadiyah Surakarta. Surakarta.
Material, Peer Group. 2008. Panduan Praktikum Pengujian Bahan Teknik Material Testing Laboratory.Universitas Lampung. Bandar Lampung. Nuryanti’, D, H, S. 2008.Metode Permikaan Respon Dan Aplikasinya Pada
Optimasi Eksperimen Kimia. Batan.
Rashmi, Nanda. 2008. DSP Architcture Optimization in Matlab/Simulink Environment. University Of California. California.
Rustagi, Jadig S. 1994.Optimization Tecniqust In Statistic. The Ohaio State Ubeversity colombus. Ohio.
Suharno, Bambang., Dimiyati, Rima., Arifin, Bustanul., dan Hajanto, Sri. 2007. Morfologi dan Karakteristik Lapisan Intermetalik AkibatDie Soldering Pada Permukaan Baja Cetakan (Dies) Dalam Proses Pengecoran Tekan Paduan Aluminium Silikon. Universitas Indonesia. Depok.
Ulfa, Lusttyah., Ade P, Sofyan., Vania S, Andini Nur., Angga, Yanuan. 2011. Sifat Mekanik Bahan. Institut teknologi Spuluh Surabaya. Surabaya.
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
Tabel 3.1Simbol factor ………...14
Tabel 3.2 range factor ………...15
Tabel 4.1 Nilai ketebalan lapisan hasilhot-dippingpada suhu 700° C ……...20
Tabel 4.2 Nilai ketebalan lapisan hasilhot-dippingpada suhu 750° C ……...21
Tabel 4.3 Nilai ketebalan lapisan hasilhot-dippingpada suhu 800°C ……...21
Tabel 4.4 tabel komposisi nilai respon ……...……...……...……...……...22
Tabel 4.5 Komposisi kimia specimen uji suhu 700 °C ……...……...……...27
Tabel 4.6 Komposisi kimia specimen uji suhu 750 °C ……...……...……...28
Judul Skripsi :Optimisasi Parameter Pelapisan Celup Panas Baja AISI 1020 Dengan Aluminium
Nama Mahasiswa :Dede Yudo Prasongko Nomor Pokok : 0615021055
Jurusan : Teknik Mesin FAkultas : Teknik
MENYETUJUI 1.Komisi Pembimbing
Dr. M. Badaruddin, Ph.D Drs. Sugiyanto, M.T. NIP. 197212111998031002 NIP. 195704111986101001
2. Ketua Jurusan Teknik Mesin
Harmen Burhanuddin, S.T.,M.T. NIP.196906202000031001
MENGESAHKAN
1. Tim Penguji
Ketua :Dr. M. Badaruddin, Ph.D ………
Sekertaris :Drs. Sugiayanto, M.T. ………
Penguji
Bukan Pembimbing :Harnowo Supriadi, S. T., M. T. ………
2. Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung
Dr. Ir. Lusmeilia Afriani, D.E.A NIP. 1965505101993032008
MOTTO
Tafsir Suroh Al-Baqarah ayat 153 153)Wahai orang-orang yang beriman!
Mohonlah p e r t o l o n g a n dengan sabar dan shalat; sesung-guhnya Allah SWT adalah beserta orang-orang yang sabar.
BISMILL
✄KHIROHM✄NIROKHIM
ENGIINER ITU DILIH✄T BUK✄N D✄RI ☎✄ ✆✄ HIDUPNY✄,
TETAPI DARI APA YANG DIA HASILKAN SEWAKTU HIDUP
KITA TIDAK TAU BILA BELUM DICOBA.. KITA BISA, HARUS BISA DAN PASTI BISA..
PERNYATAAN PENULIS
SKRIPSI INI DIBUAT SENDIRI OLEH PENULIS DAN BUKAN HASIL PLAGIAT SEBAGAIMANA DIATUR DALAM PASAL 44 PERATURAN AKADEMIK UNIVERSITAS LAMPUNG DENGAN SURAT KEPUTUSAN REKTOR No. 159/H26/PP/2010.
YANG MEMBUAT PERNYATAAN
DEDE YUDO PRASONGKO NPM. 0615021055
SANWACANA
Alhamdulillahhirobbilalamin….., Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT untuk semua anugrah dan karunia yang diberikan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan LAporan Tugas Akhir ini.
Skripsi dengan judul “Optimisasi Parameter Pelapisan Celup Panas Baja AISI 1020
Dengan Aluminium” adalah salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana
Teknik pada jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lampung.
Dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih yang tulus dan sedalam-dalamnya kepada :
1. Allah SWT, yang telah memberikan rizki, hidayah dan kesempatan untuk dapat melalui skripsi ini hingga selesai.
2. Bapak dan ibu, yang senantiasa mendukung dan mendoakanku dalam segala hal, meskipun penulis sering melakukan byk kesalahan tetapi mereka selalu mendukung tanpa pamrih dan selalu menyayangu apa adanya.
3. Mas eddy, mas yoga, dan adikku dema atas dukungannya dan doanya.
4. Bapak M. Badaruddin selaku pembimbing I, atas bantuannya membimbing penulis hingga dapat menyelesaikan skripsi.
5. Bapak sugiyanto selaku pembimbing II yang telah memberikan semangat kepada penulis untuk terus maju.
6. Bapak Harnowo Supriadi selaku dosen penguji yang telah banyak membantu dalam penelitian yang dialakukan oleh penulis.
9. Bapak Jorfri Sinaga yang telah memberikan banyak masukan.
10. Alfis Syarif bomber, yang telah banyak membantu dalam memotong grafik. 11. Wengki montok, ketut gelap, fiiul si pelompat pagar, memet lebai (persiba) atas
bantuan dan kekompakannya.
12. Teman-teman persiba yang selalu membuat motifasi satu sama lain untuk tidak mau kalah dalam setiap hal.
13. Lucki cahyadi yang telah membantu dalam pengabadian data.
14. Bambang tuwir, irsyad latah, hendi gagap yang selalu memberi masukan dalam penelitian penulis.
15. Sheila younita gendud yang tidak kenal lelah mendukung jiwa dan raga penulis dalam penelitian ini.
16. Teman-teman angkatan 2006 untuk semua masukan dan dukungannya. 17. Teman-teman angkatan 2007 untuk semua bantuan dan semangatnya. 18. Teman-teman angkatan 2008 untuk semua bantuan dan semangatnya.
19. Mas dadang dan mbak dewi yang telah membantu banyak dalam kepengurusan administrasi.
