PENDAHULUAN
Latar Belakang
PENGARUH VARIASI KEKUATAN ARUS LISTRIK DAN WAKTU PROSES LISTRIK TERHADAP KEKUATAN TARIK, KEKERASAN DAN KETEBALAN LAPISAN PADA BAJA KARBON RENDAH DENGAN KROMIUM. Hal ini menjelaskan bahwa pelapisan listrik menyebabkan kekerasan dibandingkan dengan bahan baku dimana nilai kekerasannya adalah 220,94 kg/mm2 yaitu 3,859 %. lebih keras dari pada kekerasan bahan bakunya, dimana bahan bakunya sendiri mempunyai nilai kekerasan sebesar 212,73 Kg/mm2. Dari hasil uji vickers didapatkan beban penetrator dan beban diagonal penetrator yang dapat menentukan kekerasan nilai, dan mikroskop elektron garis (SEM) mendapatkan data berupa lapisan foto yang diperbesar dan skala pengukuran untuk menghitung nilai ketebalan lapisan krom yang dihasilkan dari pelapisan listrik.
Indentifiksi Masalah
Dengan menggunakan hubungan empiris Wooster, konstanta kekakuan elastis (C11) dihitung dari nilai kekerasan Vicker pada beban yang berbeda. Oleh karena itu peneliti mencoba melakukan percobaan “Elektroplating Baja Chrome ST 37 dengan Memvariasikan Tegangan Listrik 6V, 10V, dan 12V pada Kekerasan dan Ketebalan”. Hasil penelitian diharapkan menunjukkan bahwa nilai kekerasan permukaan dan ketebalan lapisan kromium mengalami peningkatan, berdasarkan hasil pengujian Vickers dan scanning electron microskop (SEM) dimana seiring dengan meningkatnya tegangan yang digunakan dan distribusi arus titik meningkat, transfer elektrolitik ion larutan meningkat dan endapan di permukaan menjadi lebih tebal.
Batasan Masalah
Semakin tinggi tegangan trafo yang diberikan maka semakin tinggi pula arus listrik yang mengalir berdasarkan hukum Ohm. Larutan pelapisan listrik dapat mengarahkan arus listrik dan membentuk ion-ion logam pada anoda, yang mengandung bahan-bahan terlarut yang sangat diperlukan dalam proses pelapisan listrik.
Rumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Penegasan Istilah
Baja karbon rendah mempunyai kekuatan sedang dengan keuletan yang baik dan digunakan untuk keperluan konstruksi atau struktural seperti: jembatan, gedung, kendaraan bermotor (Smallman dan Bishop.
Manfaat Penelitian
KAJIAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Kajian Pustaka
Setiap kali dilakukan percobaan, terlihat bahwa setiap rapat arus yang digunakan bertambah maka ketebalan pelapisan logam nikel yang terjadi juga bertambah. Setiap percobaan yang dilakukan menunjukkan bahwa setiap rapat arus yang digunakan bertambah, maka ketebalan lapisan logam nikel pun bertambah.
Landasan Teori
Kami menyadari bahwa beragam material ini adalah bagian dari peradaban kita dan sangat mempengaruhi karakternya, seperti pengaruh besi cor pada Revolusi Industri. Cara kita menggunakan, atau menyalahgunakan, material jelas juga mempengaruhi masa depan material tersebut.
Electroplating
Ukuran benda bisa sangat kecil, seperti microchip silikon, atau besar, seperti konstruksi pelat baja yang dilas pada jembatan gantung. Terjadi reaksi penguraian logam menjadi ion-ion yang kemudian larut ke dalam larutan atau disebut dengan reaksi oksidasi.
Larutan Electrolit
Pengaruh Tegangan Terhadap Kekerasan dan Ketebalan
Tegangan Listrik (Voltage)
Hukum Ohm
Rapat Arus (Hukum Faraday)
Berat Endapan Lapisan Electroplating
Unsur Chrome
Chemical Heat Treatment
Alat Listrik
DC Power Supply (Adaptor)
Bias untuk melewatkan sinyal positif sedangkan D3 dan D4 akan berada dalam mode Reverse Bias yang menghambat sinyal negatif. Ketika sinyal kemudian berubah menjadi sinyal negatif (-) yang diberikan pada Input-1 dan sinyal positif (+) pada Input-2 dioda jembatan, D3 dan D4 juga akan berubah menjadi keadaan Bias Maju yang lewat saat D1 dan D2 menjadi bias terbalik, menghambat sinyal samping negatif. Kemudian arus yang sudah menjadi arus searah akan melewati komponen kapasitor yang berfungsi sebagai filter.
Voltmeter dipasang pada sinyal positif dan negatif untuk mengetahui tegangan kerja, dan dipasang ammeter pada salah satu sinyal untuk mengetahui seberapa besar arus listrik yang mengalir pada penghantar.
Bak Cairan Obat
Misal kita akan mengkrom bagian-bagian sepeda motor kecuali rangka atau sasis, maka kita ukur dengan meteran dari rocker arm atau rocker arm terbesar, dari hasil perhitungan ternyata cukup 100 liter, maka yang lainnya pasti cukup, dengan syarat seluruh bagian benda yang akan dilapisi harus dicelupkan atau direndam dalam seluruh cairan penyembuhan. Untuk tangki sisi panjang kita sambungkan dari pipa tembaga diameter 2 cm yang disambungkan ke kutub positif trafo dan digantung pelat anoda, namun bisa juga menggunakan kabel kawat tembaga. yang langsung digantung pada pelat anoda. Sedangkan untuk bak chrome, Anda cukup menyambung kutub negatifnya dengan kabel kawat tembaga besar atau kabel fiber berdiameter besar.
Lalu pada proses pewarnaannya kita simpan saja karena prosesnya hanya memakan waktu beberapa detik, dibawah ini adalah foto ketiga bak yang akan kita perlukan dalam proses pewarnaannya yaitu nikel dan chrome.
Pemilihan Jenis Pelapis
Juanda, bahwa semakin tinggi rapat arus yang digunakan pada proses pelapisan maka semakin besar pula laju pengendapan yang terjadi pada proses tersebut.
Efisiensi Arus
Reaksi pada Katoda dan Anoda
Mesin
Tujuan penggunaan kaki atau stand seperti ini adalah agar kita mempunyai ruang gerak yang lebih leluasa untuk melakukan penggilingan atau pemolesan. Pada poros motor kita pasangkan skrup yaitu poros besi isi yang kita buat membentuk kerucut dan ulir, dalam hal ini skrup harus kidal karena memberikan arah putaran berlawanan ke kanan atau searah jarum jam. Jika arahnya ke kanan dan benang kawatnya juga ke kanan, maka yang terjadi adalah kain poli yang kita tempelkan akan terus lepas saat dinyalakan.
Gunakan benang ini sebagai wadah untuk memoles dan mengampelas logam yang akan dibersihkan.
Plat logam
Proses pelapisan atau pelapisan krom inilah yang memberikan warna putih mengkilat yang tahan lama dan indah. Karena pada saat proses pelapisan, pelat tembaga yang digantung juga akan larut, dan partikel tembaga juga akan menempel pada logam yang dilapis, sehingga mengganggu warna nikel dan warna krom (sudut tertentu berwarna kemerahan). Setiap alat anoda yang digantung harus dibungkus dengan kain yang terbuat dari bahan sintetik karena kain yang terbuat dari bahan sintetik lebih tahan terhadap larutan senyawa obat.
Fungsi dari kain ini adalah untuk menjaga pelat anoda agar tidak terjatuh, sehingga penggunaan pelat anoda tidak terbuang percuma dan akhirnya menjadi sia-sia karena terjatuh ke permukaan bejana.
Poli poles dan gerinda
Kain poli adalah kain perca yang dipotong melingkar dan beberapa lembar dijahit menjadi satu bagian poli, kita akan menggunakannya sebagai penggiling dan bahan pemoles. Diameter kecil digunakan untuk mengerjakan benda kecil atau benda yang mempunyai banyak lengkungan. Kita buat kain poli besar dari beberapa lembar kain poli (misal 8 lembar) dengan paku lalu kita buat lubang ditengahnya untuk masuknya kabel motor.
Kami membuat beberapa bagian, mis. 6 buah, 2 buah digunakan untuk penggilingan kasar, 2 buah lagi untuk penggilingan halus, 2 buah sisanya digunakan sebagai kain pemoles, dan sebaiknya dibuat banyak.
Formula dan Pencampuran Obat
Setelah garam kuningan larut, tambahkan bahan kedua, amonium klorida, dan aduk hingga rata. Dengan proses pengaplikasian berwarna kuning cerah ini, proses pengaplikasian awal mirip dengan finishing krom putih cerah. Kemudian segera celupkan ke dalam senyawa nikel, bilas dengan air, lalu celupkan ke dalam bak kuning cerah bertekanan arus searah 1 hingga 12 volt, tergantung ukuran benda.
Segera keluarkan barang tersebut dan bilas dengan air bersih, lalu agar warna kuningnya tetap terjaga, segera semprot dengan pernis bening/cat yang dicampur dengan tiner atau bisa juga dengan cara dicelupkan ke dalam pernis khusus yaitu menggunakan cairan Nikkasan yang dicampur 1 :1.
Koposisi Penggunaan Obat Larutan
Baja ST 37
Unsur karbon merupakan unsur yang sangat penting dalam pembentukan baja, persentase bentuknya mempunyai pengaruh yang sangat besar terhadap sifat-sifatnya. Maksud dari ST 37 adalah ST menjelaskan pengertian baja (besi) dan angka 2 digit tersebut menjelaskan tentang kekuatan mekanik yaitu setiap 1 mm2 baja mampu menahan beban sebesar 37 kg.
Struktur Kristal Baja
Besi karbida (Fe3C), senyawa kimia antara besi (Fe) dan karbon (C) sebagai unsur struktur terpisah disebut sementit dan mengandung 6,7% C. Rumus kimia Fe3C menyatakan bahwa selalu ada 3 atom besi yang membentuk ikatan dengan karbon untuk membentuk molekul besi karbida. Sementit dalam baja merupakan unsur yang paling keras (Fe3C 270 kali lebih keras dari besi murni).
Pengujian Kekerasan Vickers
Scanning Electron Microscopy (SEM)
- Kerangka Berfikir
- Hipotesis
Lensa elektron merupakan lensa magnet karena elektron yang bermuatan negatif dapat dibelokkan oleh medan magnet. Ketika elektron mengenai sampel, maka sampel akan mengeluarkan elektron baru yang diterima oleh detektor dan dikirim ke monitor (CRT). Hasil pemindaian mikroskop elektron (SEM) berupa data gambar lapisan kromium yang diperbesar 100× dan diberikan skala pengukuran yang akan dibandingkan ketebalan teoritis dengan data berat atom kromium, berat jenis kromium, valensi kromium, kromium. efisiensi elektroplating sebagai perhitungan nilai ketebalan lapisan krom.
Hipotesis dalam penelitian ini adalah terdapat pengaruh hasil uji kekerasan dan ketebalan lapisan pada pelapisan krom baja ST 37 dengan perubahan tegangan 6V, 10V dan 12V.
METODE PENELITIAN
- Metode Penelitian
- Waktu dan Tempat Pelaksanaan
- Waktu
- Tempat Pelaksanaan
- Bahan dan Alat Penelitian
- Bahan
- Peralatan Penelitian
- Variabel Penelitian
- Variabel X 1
- Variabel X 2
- Dimensi Spesimen
- Diagram Alir Penelitian
- Rangkaian Pengujian
- Pengelompokan Spesimen
- Proses Persiapan logam
- Proses Pencucian dan Electroplating
- Pengujian Kekerasan Vickers
- Scanning Electron Microscope (SEM)
- Lembar Data Penelitian
- Lembar Pengamatan Uji Kekerasan Vickers
- Lembar Pengamatan Uji Scanning Electron Microscope (SEM)
- Analisis Data
Variabel X1 yaitu variabel dalam penelitian ini merupakan hasil nilai kekerasan dan ketebalan lapisan kromium sebelum pelapisan listrik pada baja ST 37. Variabel tersebut dibuat diagram batang hubungan perubahan tegangan kromium dengan berat pengendapan. , yang dapat dilihat pada gambar 13.
Data hasil perhitungan berat presipitasi yang dihasilkan akan dibandingkan dengan data tabel sebaran nilai kekerasan Vickers dan ketebalan lapisan kromium spesimen material baja ST 37 kelompok perubahan tegangan pada pelapisan krom.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Luas Penampang Spesimen
Arus Listrik
Rapat Arus Listrik
Lima sampel diproses, masing-masing sampel memiliki luas penampang 0,4468 dm2, sehingga luas penampang dikalikan lima untuk mencari rapat arus dan mendapatkan hasil 9A/dm2. Hasil tersebut menunjukkan bahwa tegangan sebanding dengan arus, sehingga semakin besar tegangan maka nilai arus listrik juga meningkat. Tahapan penelitian individu menunjukkan data bahwa kenaikan nilai tegangan dan arus listrik mempengaruhi perhitungan rapat arus, yang menunjukkan bahwa rapat arus sebanding dengan kenaikan tegangan dan arus listrik.
Dari perhitungan diatas peneliti memperoleh data perhitungan elektroplating kromium yang ditabulasikan dalam tabel sebagai analisa berat endapan, kekasaran dan ketebalan lapisan kromium.
Berat Endapan Lapisan Chrome
Kekerasan
Nilai kekerasan perlakuan elektroplating lapis krom pada tegangan 6V menghasilkan arus listrik sebesar 20 Amps dengan waktu perendaman 2 menit sehingga menghasilkan nilai kekerasan yang lebih keras dibandingkan bahan baku 771 VHN yaitu 170,5% lebih keras dibandingkan bahan baku 771 VHN. kekerasan bahan baku. Hasil penelitian yang menghasilkan data sebagai dasar penghitungan nilai kekerasan menunjukkan bahwa terjadi peningkatan yang besar pada nilai kekerasan bahan baku seiring dengan beban yang digunakan dalam penelitian. Begitu pula dengan tegangan 10V menghasilkan arus listrik sebesar 80 amp dengan waktu perendaman 2 menit mempunyai nilai kekerasan yang lebih keras dari bahan bakunya, dan tegangan 6V yaitu 838,4 VHN lebih keras 194,1% dari kekerasan bahan bakunya. Bahan baku.
Dari penelitian tersebut dapat dipahami bahwa semakin besar tegangan maka arus listrik yang diberikan akan semakin besar, transfer elektron akan semakin besar karena jumlah larutan kromium yang dilepaskan dari anoda pada permukaan sampel yang dihubungkan dengan katoda semakin berkurang.
Ketebalan
- Pembahasan
Hubungan tegangan dengan ketebalan lapisan menunjukkan bahwa semakin tinggi tegangan yang digunakan maka lapisan krom akan semakin tebal. Hasil pengujian Vickers memiliki nilai kekerasan sebesar 858,2 VHN dan hasil pengujian SEM memiliki ketebalan 1,3 µm. Pada kondisi ini kekerasannya paling tinggi karena lapisan permukaan krom pada spesimen menjadi lebih berat dan ketebalan lapisan krom berkurang. meningkat. Hasil penelitian ini membuktikan bahwa perubahan tegangan akan meningkatkan arus dan sebanding dengan berat teoritis endapan, hasil uji kekerasan Vickers dan uji SEM terhadap ketebalan lapisan krom.
Arif Surya Demawan DP, 2015 “Pengaruh Variasi Arus Listrik dan Waktu Proses Elektroplating Terhadap Kekuatan Tarik, Kekerasan Dan Ketebalan Lapisan Pada Baja Karbon Rendah Berkromium”.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Kekerasan logam berbanding lurus dengan perubahan tegangan, semakin tinggi tegangan maka semakin tinggi pula nilai kekerasannya, seiring dengan perubahan tegangan yang digunakan. Bukti adanya pengaruh tegangan terhadap ketebalan yang diperoleh pada saat pelapisan krom dengan perubahan tegangan 6V, 10V dan 12V.
Saran
Pengaruh suhu dan waktu pelapisan listrik pelat tembaga-nikel pada baja karbon rendah terhadap nilai ketebalan dan kekerasan. Pengaruh variasi tegangan listrik dan waktu proses pelapisan listrik terhadap sifat mekanik dan struktur mikro baja karbon rendah dengan kromium. Pengaruh konsentrasi larutan dan arus terhadap ketebalan pada proses pelapisan nikel untuk baja karbon rendah.
Optimalisasi variasi tegangan dan waktu pada ketebalan lapisan dan daya rekat pada lembaran baja karbon rendah dengan proses galvanisasi menggunakan lapisan seng.
Daftar pustaka
Lampiran
