TUGAS AKHIR PENGARUH WAKTU TAHAN CELUP PROSES Pengaruh Waktu Tahan Celup Proses Elektroplating Tembaga Terhadap Ketebalan Pelapisan Pada Plat Baja Karbon Tinggi Dengan Variasi Tahan 10,12 Dan 14 Detik.

(1)

TUGAS AKHIR

PENGARUH WAKTU TAHAN CELUP PROSES

ELEKTROPLATING TEMBAGA TERHADAP

KETEBALAN PELAPISAN PADA PLAT BAJA

KARBON TINGGI DENGAN VARIASI TAHAN

10,12 DAN 14 DETIK

Diajukan untuk memenuhi tugas Dan Syarat- Syarat Guna memperoleh Gelar Sarjana S1 Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta

Disusun:

JOKO TRIYONO

D 200 080 100

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

vi

MOTTO

 Optimis, Selalu Berusaha untuk mencapai cita-cita.  Sakit dlm perjuangan itu hanya sementara, bisa

semenit/setahun. Namun jika menyerah rasa sakit itu akan terasa selamanya.

 Jangan meremehkan hal-hal sepele. Sebab, dari sinilah hal-hal besar biasanya terwujud.

(7)

vii

HALAMAN PERSEMBAHAN

Karya ini kupersembahkan kepada :

1. Allah SWT yang telah memberikan

rahmat dan hidayahNYA

2. Bapak, ibu, dan keluarga yang saya

sayangi

(8)

viii

PENGARUH WAKTU TAHAN CELUP PROSES

ELEKTROPLATING TEMBAGA TERHADAP KETEBALAN

PELAPISAN PADA PLAT BAJA KARBON TINGGI DENGAN

VARIASI TAHAN 10, 12 DAN 14 DETIK

Joko Triyono, Bibit Sugito, Pramuko Ilmu Purboputro Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta

Jl. A. YaniTromol Pos I Pabelan, Kartosuro email : koko_teem@yahoo.com

ABSTRAKSI

Elektroplating adalah pelapisan permukaan logam dengan proses elektrokimia. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh waktu tahan celup proses elektroplating terhadap ketebalan pelapisan dan kekasaran permukaan pada baja karbon tinggi dengan pelapisan tembaga. Dalam kegiatan penelitian ini menggunakan baja karbon tinggi dengan ukuran panjang 10 cm x lebar 5 cm x tebal 16mm sebanyak 3 spesimen, tegangan 8 volt yang dilapisi dengan tembaga menggunakan metode elektroplating dengan variasi tahan celup 10, 12, 14 detik. Selanjutnya dilakukan pengujian ketebalan lapisan tembaga dengan foto mikro (Standart ASTM B 487) dan coating gauge (standar ASTM B 499), uji kekasaran dengan alat Surface tester (Surfcorder SE 1700) serta foto makro.

Hasil pengujian ini menunjukkan bahwal Spesimen 1 pelapisan tembaga dengan waktu penahanan celup 10 detik diperoleh perbandingan ketebalan lapisan secara teoritis dengan ketebalan lapisan sebenarnya sebesar 3.16%, spesimen 2 pelapisan tembaga dengan waktu penahanan celup 12 detik diperoleh perbandingan ketebalan lapisan secara teoritis dengan ketebalan lapisan sebenarnya sebesar 2.47%, spesimen 3 pelapisan tembaga dengan waktu penahanan celup 14 detik diperoleh perbandingan ketebalan lapisan secara teoritis dengan ketebalan lapisan sebenarnya sebesar 2.72%. Sedangkan untuk hasil uji kekasaran diperoleh tingkat kekasaran rata-rata yaitu pencelupan dengan waktu 10 detik tingkat kekasaran 0,21908 µm, Pencelupan 12 detik tingkat kekasaran 0,20564 µm, dan Pencelupan 14 detik diperoleh tingkat kekasaran 0,17853 µm.

Kata kunci : waktu, ketebalan, kekasaran, baja karbon tinggi, dan

(9)

ix

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat terselesaikan.

Tugas akhir berjudul“PENGARUH WAKTU TAHAN CELUP PROSES ELEKTROPLATING TEMBAGA TERHADAP KETEBALAN PELAPISAN PADA PLAT BAJA KARBON TINGGI DENGAN VARIASI TAHAN 10, 12 DAN 14 DETIK“, dapat terselesaikan atas dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :

1. Ir. Agus Riyanto, SR, MT. sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Ir. Sartono Putro, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.

3. Ir. Bibit Sugito, MT Selaku pembimbing utama yang telah memberikan pengarahan, bimbingan dan saran hingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.

4. Ir. Pramuko IP, MT selaku pembimbing pendamping yang telah banyak memberikan pengarahan, bimbingan dan saran dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

5. Bapak ,Ibu dan kakak Keluarga tercinta, yang tiada hentinya memberikan doa, cinta, dan kasih sayang yang tulus serta motivasi yang tak ternilai kepada penulis.

(10)

x

7. Tim rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin angkatan 2008 ikut memberi saran dan motivasi.

8. Semua pihak yang telah membantu penulis, semoga kebaikan kalian mendapatkan balasan dari Allah SWT Amin.

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca sangat diharapkan. Harapan penulis semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan orang lain.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Surakarta, Agustus 2013

(11)

xi

DAFTAR ISI

Hal

HALAMAN JUDUL ... i

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ... v

HALAMAN MOTTO………... vi

HALAMAN PERSEMBAHAN………. vii

ABSTRAKSI... viii

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Kajian Pustaka ... 7

2.2. Landasan Teori ... 10

(12)

xii

2.2.2. Pengaruh Waktu Pada Hukum Faraday…….. 14

2.2.3. Baja Karbon Tinggi ……….………. 15

2.2.4. Bahan Pelapis ……….. 17

2.2.5. Pengaruh Arus Pada Elektrokimia ………….... 21

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Diagram Alir Penelitian ... 26

3.2. Alat dan Bahan ... 27

3.2.1. Alat ... 27

3.2.2. Bahan ... 35

3.3. Pengujian Ketebalan Pelapisan ... 36

3.4. Pengujian Kekasaran Permukaan Logam ... 37

3.4.1. Petunjuk Pemakain Surface Roughtness…….. 38

BAB IV DATA HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Data Hasil Penambahan Berat ……….. 40

4.2. Data Hasil Pengujian Ketebalan... 41

4.2.1. Pengujian Ketebalan Dengan Coating Gauge. 41 4.2.2. Pengujian Ketebalan Dengan Foto Mikro…... 42

4.3. Data Hasil Pengujian Kekasaran... 49

4.4. Data Hasil Foto Makro ………. 50

4.5 Pembahasan ……….. 52

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 54

5.2. Saran ... 55 DAFTAR PUSTAKA

(13)

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Proses Reduksi dan Oksidasi ……….... 12

Gambar 2.2 Rangkaian Sel Elektrolisis... 24

Gambar 3.1 Skema Diagram Alir Penelitian ... 26

Gambar 3.2 Power Supply ... 27

Gambar 3.10 Sarung Tangan Rajut ... 31

Gambar 3.11 Stop Watch ... 31

Gambar 3.12 Clamp Meter…………..………. ……… 32

Gambar 3.13 Heat Exchanger... 32

Gambar 3.14 Vernier Caliper ... 33

Gambar 3.15 Gelas Ukur ... 33

Gambar 3.16 Timbangan Digital... 34

Gambar 3.17 Batangan Tembaga ... 35

Gambar 3.18 Plat Baja Karbon Tingggi…………... 35

Gambar 3.19 Larutan Tembaga ... 35

Gambar 3.20 OlympusMetalurgical... 36

Gambar 3.21 Coating Gauge………………..... 37

(14)

xiv

Gambar 4.1 Grafik hubungan waktu penahanan celup dengan berat total

setelah dilapisi tembaga... 40

Gambar 4.2 Grafik hubungan waktu penahanan celup dengan selisih berat specimen sebelum dan setelah pelapisan ... 41

Gambar 4.3 Foto Mikro Spesimen 1...42

Gambar 4.4 Foto Mikro Spesimen 2...42

Gambar 4.5 Foto Mikro Spesimen 3 ………43

Gambar 4.6 Grafik hubungan waktu penahanan celup dengan tebal lapisan.………... 44

Gambar 4.7 Grafik perbandingan tebal lapisan sebenarnya dengan tebal lapisan secara teoritis.………..………... 49

Gambar 4.8 Grafik perbandingan waktu penahan celup terhadap tingkat kekasaran rata-rata permukaan………... 50

Gambar 4.9 Foto Makro Spesimen 1………... 50

Gambar 4.10 Foto Makro Spesimen 2……….. 51

(15)

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data Hasil Penambahan Berat Tembaga……….. 40

Tabel 4.2 Data Hasil Pengujian Ketebalan dengan Coating Gauge

(16)

xvi

DAFTAR SIMBOL

P = Daya (Watt)

V = Tegangan (Volt)

I = Rapat arus (Ampere)

W = Berat ion yang diendapkan (gram)

T = Waktu (detik)

v = Massa ekuivalen elektrokimia

F = Konstanta Faraday (96500)

Ar = Atom relatif (gram/mol)

Ƞ = Evisiensi (%)

W = Berat lapisan logam (gram)

z = Tabel valensi

δ = Berat jenis (gram/cm³)

(17)

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Hasil Pengujian Komposisi Plat Tembaga…….. ……. 58

Lampiran 2. Tabel Valensi………... 59

Lampiran 3. Hasil Pengujian Kekasaran... 60

Lampiran 4. Hasil Pengujian Ketebalan Lapisan... 62

Lampiran 5. Kartu Konsultasi Tugas Akhir………. 63