Ubiversitas Sumatera Utara

Transkripsi

1

2

3 PERSETUJUAN Judul : Pengaruh Kuat Arus Dan Waktu Pelapisan Nikel Pada Baja Karbon Rendah ST 37 Dengan Metode Elektroplating Katagori : Skripsi Nama : Sally Irvina Ritonga Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : Fisika Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Disetujui di Medan, 3 April 2014 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2, Pembimbing 1, Drs. Fauzi, M.Si. NIP Dr. Perdinan Sinuhaji, MS NIP Disetujui Oleh: Departemen Fisika FMIPA USU Dr. Marhaposan Situmorang NIP i

4 PERNYATAAN PENGARUH KUAT ARUS DAN WAKTU PELAPISAN NIKEL PADA BAJA KARBON RENDAH ST 37 DENGAN METODE ELEKTROPLATING SKRIPSI Saya mengetahui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Maret 2014 Sally Irvina Ritonga ii

5 PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kehadiran Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Penyayang atas Rahmat sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi penelitian yang berjudul PENGARUH KUAT ARUS DAN WAKTU PELAPISAN NIKEL PADA BAJA KARBON RENDAH ST 37 DENGAN METODE ELEKTROPLATING Penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak pihak yang telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan skripsi ini, yaitu : 1. Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji, MS dan Bapak Drs. Fauzi, Msi selaku dosen pembimbing atas kesediaannya untuk meluangkan waktu membimbing dan berbagi ilmu serta berdiskusi. 2. Bapak Nursuar, Pak kaban, Pak Abdillah, Bu Fitri, Pak Hanrizal dan Bapak Hasbullah selaku pembimbing lapangan yang telah sabar dan ikhlas untuk memberi pengarahan ketika penelitian 3. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang dan Bapak Drs. Syahrul Humaidi M.sc, Selaku ketua dan Sekretaris departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara 4. Seluruh Staf dosen departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 5. Ayahanda dan Ibunda tercinta Iriansyah Ritonga dan Yuniar untuk cahaya hidup, yang senantiasa ada saat suka maupun duka, selalu setia mendampingi, saat lemah tak berdaya yang selalu memanjatkan doa untuk putri tercinta dalam setiap sujudnya. 6. Kakak dan Adik tercinta Febryna Ritonga Amd Keb dan Hilman Ritonga CS.pd untuk doa dan motivasi yang tak putus. 7. Bapak dokter dan Keluarga yang telah memberikan warna baru, semangat, perhatian dan sabar menanti untuk pencapaian yang lebih indah. 8. Sahabat berbagi cerita, segala keluh dan kesah Lisa Haryati S.Ked 9. Densus 88 stambuk 09 ( Cindy, Desy, Wini, Hilda, Isma, Ayu, dan Fitri ) atas warna baru untuk 4 tahun terakhir. iii

6 10. Dek Nong Annisa Fitri yang telah rela menemani, berbagi, dan mendoakan. Semoga segera menyusul ke S.Si 11. Adik Kelas Siti nuraini, Aini Fitri, Nurhabibah, Tiara Dewi, Elsa, Nurhasannah ( Fis 010 ) dan Dek Gias ( Fis 012 ) yang menemani perjalanan Indah menuju PTKI 12. Kepala, Staf dan rekan Asisten LIDA ( Pak Tulus, Pak Nasruddin, Pak Awan, Bu Ratna, Bu Susi, Kak imas, Kak pepi, Kak Mora, kak Meli, bang Ikhsan, Bang Hilman dan adik- asik Asisten lainnya) untuk motivasi, semangat, doa dan canda tawa penghibur hati selama penyusunan Skripsi 13. Seluruh keluaga besar, anak, cucu seketurunan Alm. R. Ritonga atas segala bantuan materi dan non materi, semangat, doa dan perhatian ( Bou siantar, kak ani, bude, kak yanti dan keluarga, bunda, bang doni ) dan seluruh sentil kenyit yang memberi gelak tawa iklhas ( Dek hanny, abang rizki, rafly dll ) 14. Kak yuspa, Kak Tini dan bang Jo yang telah membantu dan mempermudah segala urusan adminitrasi di jurusan 15. Teman Teman selingkaran beserta MR ( kak cici, kak salha, Revi, Juni, kak lisda, kak amy, dini, devi dan kak marni ) untuk motivasi, doa dan kesediaan berbagi ilmu untuk bekal yang lebih Kekal. 16. Teman-teman sedoping-an ( septi, eldo, weny, bang veros dan resdina ) atas semangat dan informasi baru yang diberikan 17. Seluruh abang, kakak dan adik kelas yang telah memberi semangat dan doa Akhir kata penulis hanya mampu untuk berucap Untuk ribuan tujuan yang harus dicapai, untuk jutaan impian yang akan dikejar, untuk sebuah pengharapan, agar hidup jauh lebih bermakna. iv

7 PENGARUH KUAT ARUS DAN WAKTU PELAPISAN NIKEL PADA BAJA KARBON RENDAH ST 37 DENGAN METODE ELEKTROPLATING ABSTRAK Telah dilakukan penelitian tentang pelapisan nikel pada baja karbon rendah ST 37 dengan metode elektroplating. Dalam penelitian ini dilakukan pengujian kekerasan, ketebalan, dan mengamati ketebalan melalui foto mikrostruktur. Pelapisan nikel pada baja karbon rendah divariasikan terhadap arus; 6; 7; dan 8 Amp dengan waktu pelapisan 5; 10; 15 ; 20 menit. Kekerasan maksimum terjadi pada MPa pada arus 8 Amp dengan waktu pelapisan 20 menit, dan ketebalan µm pada arus 8 Amp dengan waktu pelapisan 20 menit. Dan hasil foto mikrostruktur dari baja karbon rendah setelah dilapisi menunujukkan pertambahan ketebalan dengan bertambahnya arus dan waktu pelapisan. Mikrostruktur baja karbon rendah didominasi oleh ferrit dan pearlite. Kata Kunci : Elektroplating, Kekerasan, Ketebalan dan Analisis Ketebalan Foto Mikrostruktur. v

8 THE INFLUENCE OF STRONG CURRENTS AND THE TIME AT COATING OF NICKEL ON CARBON STEEL ST 37 WITH ELECTROPLATING METHOD ABSTRACT Has conducted research on nickel plating on low carbon steel ST 37 with the electroplating method. In this research, testing hardness, thickness, and the thickness of the observed microstructures through photos. Nickel coating on low carbon steel was varied to flow; 6; 7; and 8 Amp with plating time 5; 10; 15; 20 minutes. The maximum hardness occurred at MPa at 8 Amp current with plating time 20 minutes, and the thickness of the current µm Amp with plating time 20 minutes. And the images of microstructures of low carbon steel after coated thickness increase with increasing current and plating time. Microstructure of low carbon steel is dominated by ferrite and pearlite. Keywords: Electroplating, Hardness, Thickness and Analysis Microstructure vi

9 DAFTAR ISI Halaman Persetujuan...ii Pernyataan...iii Penghargaan...iv Abstrak...v Abstract...vi Daftar Isi...vii Daftar Tabel...ix Daftar Gambar...x Bab I Bab II Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Tempat Penelitian Metodologi Penelitian Sistematika Penulisan...5 Tinjauan Pustaka 2.1 Pelapisan Logam Elektroplating Dasar Dasar Pelaksanaan Plating Faktor Faktor yang Mempengaruhi Plating Fungsi Elektroplating Dip Coating Spray Coating Spin Coating Nikel Sifat Sifat Nikel Pelapisan Nikel Larutan Pelapisan Nikel Larutan Ni-Strike Larutan Ni-Watts Baja Baja Karbon Baja Paduan Karakteristik Pengujian Ketebalan Kekerasan Vickers Analisa Struktur Mikro...21 vii

10 Bab III Bab IV Bab V Metodologi Penelitian 3.1 Peralatan dan Bahan-Bahan Peralatan Bahan-Bahan Diagram Alir Penelitian Variabel Eksperimen Variabel Penelitian Variabel Percobaan yang Diuji Prosedur Percobaan Cara Pembuatan Larutan Pelaksanaan Pembersihan Sampel Pelaksanaan Pelapisan Nikel Pengujian Sifat Fisis Ketebalan (Thikcness) Sifat Mekanik Uji Kekerasan (Vickers Hardness Test) Analisa Mikrostruktur Mikroskop Optik (Microscope Optic)...30 Hasil dan Pembahasan 4.1 Hasil Penelitian Sifat Fisis Hasil Pengujian Ketebalan Sifat Mekanik Hasil Pengujian Kekerasan Analisa Mikrostruktur Mikroskop Optik Pembahasan Sifat Fisis Ketebalan (Thickness) Sifat Mekanis Kekerasan (Vickers Hardness)...43 Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan Saran...45 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN viii

11 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Komposisi Baja Karbon Rendah ST Tabel 3.1 Berat Pelapisan untuk Ketebalan, Mikrostruktur dan Kekerasan...28 Tabel 4.1 Pengukuran Ketebalan Pelapisan Nikel...32 Tabel 4.2 Data Pengukuran Kekerasan Lapisan Nikel...34 ix

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Rangkaian dasar elektrik untuk electroplating...7 Gambar 2.2 Efek Karbon pada Kekuatan dan Keuletan...17 Gambar 2.3 Metode Pengujian Kekerasan...21 Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian...25 Gambar 4.1 Mikrostruktur Baja Karbon Rendah Nikel Dengan Kuat Arus 6 Amp dan Waktu pelapisan 5 Menit...35 Gambar 4.2 Mikrostruktur Baja Karbon Rendah Nikel Dengan Kuat Arus 6 Amp dan Waktu pelapisan 10 Menit...36 Gambar 4.3 Mikrostruktur Baja Karbon Rendah Nikel Dengan Kuat Arus 6 Amp dan Waktu pelapisan 15 Menit...36 Gambar 4.4 Mikrostruktur Baja Karbon Rendah Nikel Dengan Kuat Arus 6 Amp dan Waktu pelapisan 20 Menit...37 Gambar 4.5 Mikrostruktur Baja Karbon Rendah Nikel Dengan Kuat Arus 7 Amp dan Waktu pelapisan 5 Menit...37 Gambar 4.6 Mikrostruktur Baja Karbon Rendah Nikel Dengan Kuat Arus 7 Amp dan Waktu pelapisan 10 Menit...38 Gambar 4.7 Mikrostruktur Baja Karbon Rendah Nikel Dengan Kuat Arus 7 Amp dan Waktu pelapisan 15 Menit...39 Gambar 4.8 Mikrostruktur Baja Karbon Rendah Nikel Dengan Kuat Arus 7 Amp dan Waktu pelapisan 20 Menit...39 Gambar 4.9 Mikrostruktur Baja Karbon Rendah Nikel Dengan Kuat Arus 8 Amp dan Waktu pelapisan 5 Menit...40 Gambar 4.10 Mikrostruktur Baja Karbon Rendah Nikel Dengan Kuat Arus 8 Amp dan Waktu pelapisan 10 Menit...40 Gambar 4.11 Mikrostruktur Baja Karbon Rendah Nikel Dengan Kuat Arus 8 Amp dan Waktu pelapisan 15 Menit...41 Gambar 4.12 Mikrostruktur Baja Karbon Rendah Nikel Dengan Kuat Arus 8 Amp dan Waktu pelapisan 20 Menit...42 Gambar 4.13 Hubungan Ketebalan Pelapisan Nikel dengan Waktu Pelapisan...43 Gambar 4.14 Hubungan Ketebalan Lapisan dengan Kuat Arus...43 Gambar 4.15 Hubungan Kekerasan dengan Waktu Pelapisan...44 Gambar 4.16 Hubungan Kekerasan dengan Kuat Arus...45 x