PENGARUH WAKTU PELAPISAN KHROM KERAS PADA BAJA KARBON RENDAH TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS

Ir. Sutan L.M.H Simanjuntrak, Dr. Ir. Viktor Malau, DEA.

2011 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Penggunaan baja saat ini sangatlah pesat, umumnya banyak digunakan dalam bidang rekayasa material dan alat-alat pemesinan. Baja karbon rendah memiliki kelemahan terhadap korosi, keausan dan kekerasan. Kelemahan ini dapat diatasi dengan memberi lapisan khrom keras pada permukaannya dengan metode elektroplating. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi waktu pelapisan khrom keras pada sifat fisis dan mekanis permukaan baja karbon rendah. Karakteristik lapisan yang ingin diketahui adalah tebal lapisan, kekerasan, laju korosi dan keausan permukaan. Baja karbon rendah yang digunakan mempunyai komposisi kimia (% berat): 0,034 C; 0,02 Si; 0,016 S; 0,22 Mn; 0,013 P; 0,007 Ni; 0,012 Cr; 0,007Cu; 0,0016 Ti; 0,032 Al; 0,001 Pb; 0,0015 Zn. Pelapisan dilakukan dengan menggunakan larutan khrom keras (hard chrome) dengan katoda berupa spesimen baja karbon rendah, anoda berupa Pb. Variasi waktu pelapisan adalah 30, 40, 50, 60, 70 dan 80 menit pada tegangan tetap 8 volt, kuat arus 200 ampere dan suhu 50 oC. Tebal lapisan diukur dengan bantuan alat mikroskop optik dengan pembesaran 200X dimana skala ukur foto 50 μm, kekerasan diketahui dengan alat micro-Vickers hardness tester, laju korosi diuji dengan alat uji korosi tipe sel tiga elektroda sedang keausan diketahui dengan alat Riken-Ogosis Universal Wear Testing Machine (Type OATU). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa baja karbon rendah mempunyai kekerasan 145 VHN0.025, abrasi spesifik 8,48 m2/kg dan laju korosi 59,48 mpy. Kekerasan naik dari 675 menjadi 830 VHN bila lama pelapisan naik dari 30 menjadi 60 menit dan selanjutnya kekerasan turun bila lama pelapisan lebih besar dari 60 menit. Abrasi spesifik dan laju korosi mengalami penurunan jika lama pelapisan naik dari 30 ke 60 menit dan selanjutnya abrasi spesifik dan laju korosi meningkat jika lama pelapisan lebih besar dari 60 menit. Tebal lapisan naik seiring dengan naiknya lama pelapisan dan khusus untuk lama pelapisan 70 dan 80 menit, permukaan lapisan berwarna kehitam-hitaman. Sifat mekanis dan fisis dari lapisan khrom keras menunjukkan kondisi optimum pada waktu pelapisan 60 menit, dimana pada kondisi tersebut permukaan lapisan mempunyai kekerasan tertinggi sebesar 830 VHN0.025, abrasi spesifik 1,4x10-5 mm2/kg, ketahanan korosi 8,56 mpy dan tebal lapisan 32μm.

The use of steel is currently very rapid, generally used in the field of materials engineering and machining tools. Low carbon steel has a weakness against corrosion, wear and hardness. This drawback can be overcome by providing a layer on the surface with hard chrome electroplating method. This study aims to determine the influence of electroplating time by hard chrome on low carbon steel to the physical and mechanical properties. Want to know the characteristics of the layer is a thick layer, hardness, corrosion rate and wear surfaces. Low carbon steel used has a chemical composition (wt%): 0.034 C, 0.02 Si; 0.016 S: 0.22 Mn: 0.013 P: 0.007 Ni; 0.012 Cr: 0.007 Cu; 0.0016 Ti: 0.032 Al: 0.001 Pb; 0.0015Zn. Coating is done by using a solution of hard chromium (hard chrome) with a cathode in the form of low carbon steel specimens, a Pb anode. Variations in coating time is 30, 40, 50, 60, 70 and 80 minutes at a fixed voltage 8 volts, 200 amperes currents and temperature 50 0C. Thick layer was measured with the aid of an optical microscope with 200X magnification images where the scale measuring 50 μm, the hardness is known by means of micro-Vickers hardness tester, the corrosion rate corrosion testing equipment is tested with threeelectrode cell types are known to wear with a Riken-Ogosis Universal Wear Testing Machine (Type OAT-U). The results of this study show that low carbon steel has a hardness 145 VHN0.025, 8.48 m2/kg specific abrasion and corrosion rate of 59.48 mpy. Hardness rise from 675 to 830 VHN0,025 when the old coating rise from 30 to 60 minutes and then come down if the coating time hardness greater than 60 minutes. Specific abrasion and corrosion rate decrease if the coating time increased from 30 to 60 minutes and then the specific abrasion and corrosion rate increases if the coating time is greater than 60 minutes. Thick layer of rose with long rise and a special coating for longer coating 70 and 80 minutes, the surface layer of blackish color. Mechanical and physical properties of hard chromium coating showed the optimum conditions at the time of plating 60 minutes, at which these condition the surface layer has the highest hardness of 830 VHN0.025, the specific abrasion 1.4 x10-5 mm2/kg, corrosion resistance and 8.56 mpy, layer thickness 32 μm.

Kata Kunci : electroplating, kekerasan, laju korosi, keausan dan tebal lapisan