SKRIPSI

PENGARUH VARIASI JARAK NOSEL TERHADAP PERMUKAAN

MATERIAL COATING PADA PROSES PELAPISAN Ni-Cr DENGAN

METODE POWDER FLAME SPRAY COATING

Oleh :

DAVIN JUNIANTA PERANGIN-ANGIN

1104305012

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

2016

PENGARUH VARIASI JARAK NOSEL TERHADAP PERMUKAAN MATERIAL

COATING PADA PROSES PELAPISAN Ni-Cr DENGAN METODE POWDER

FLAME SPRAY COATING

Oleh : Davin Junianta Perangin-angin

Dosen Pembimbing : I Made Widiyarta, ST., MSc., Ph.D.

ABSTRAK

Proses Coating adalah proses penambahan material yang sejenis maupun berbeda jenis

terhadap permukan material lainnya dengan tujuan untuk memperbaiki atau menutupi

kerusakan yang terjadi pada permukaan material. Powder Flame Spray Coating adalah salah

satu jenis pelapisan material dengan teknik penumpukan material dimana semprotan partikel

cair diarahkan atau disemprotkan ke bagian material yang akan dilapisi, proses pelapisan ini

sering digunakan untuk menambahkan kekerasan, ketahanan aus, ketahanan korosi, ketahanan

akan suhu tinggi dan terkadang dapat diterapkan untuk proses finishing material sehingga

meningkatkan sifat estetika dari permukaan suatu material.

Penelitian ini mencakup beberapa pengujian yaitu ketebalan coating, Microscope, SEM

dan Uji kekerasan. Proses Powder Flame Spray Coating dalam proses coating ini memakai

baja karbon sedang St 60 sebagai material yang akan di lapisi serta menggunakan Ni-Cr sebagai

bahan pelapis dan hasil penelitian menunjukkan bahwa ketebalan yang diperoleh dari variasi

dengan jarak nosel 20 mm memiliki ketebalan yang terbaik dengan menghasilkan ketebalan

365,91 μm dengan perpaduan antara material induk dan hasil coating yang menyatu atau tidak

memiliki jarak. Proses coating juga menghasilkan kekerasan permukaan yang cukup signifikan

yaitu dengan nilai kekerasan 1123,24 HV untuk permukaan yang di coating dan 239,18 HV

untuk permukaan yang tanpa coating.

Kata Kunci : Powder Flame Spray Coating, Ni-Cr, Ketebalan Coating, Kekerasan

THE INFLUENCE OF VARIATION OF NOZZLE DISTANCE AGAINST THE

SURFACE OF COATING MATERIAL ON THE PROCESS OF Ni-Cr COATING

WITH POWDER FLAME SPRAY COATING METHOD

Outhor : Davin Junianta Perangin-angin

Guidance : I Made Widiyarta, ST., MSc., Ph.D.

ABSTRACT

Coating process is the process of adding a similar material or different kind against the

surface of other materials with the aim to repair or cover damage that occurs on the surface of

the material. Powder Flame Spray Coating is one type of coating material by buildup the

material, which the spray of liquid particles are directed or sprayed to the section of material

to be coated, this coating process is often used to adding hardness, wear resistance, corrosion

resistance, high temperature resistance and sometimes will be applied to the process of

finishing material that increasing the aesthetic properties of the surface of a material.

This research includes some of tests that the thickness of the coating, Microscope, SEM

and hardness test. Powder Flame Spray Coating process in the coating process uses a medium

carbon steel St 60 as a material to be coated, using a Ni-Cr as well as a coating material and

the results showed that thickness obtained from the variation with 20 mm nozzle distance has

the best thickness with produce thickness 374.32 μm with a fusion of between mains material

and the coating results that is blend or not the distance. Coating process also produces

significant surface hardness in which with hardness value 1123.24 HV for surface with coating

and 239.18 HV for surfaces without the coating.

Keywords: Powder Flame Spray Coating, Ni-Cr, Coating thickness, Hardness

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat rahmat-

Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pengaruh Variasi Jarak Nosel

Terhadap Permukaan Material Coating Pada Proses Pelapisan Ni-Cr dengan Metode

Powder Flame Spray Coating.”

Dalam Penulisan skripsi ini penulis tidak sedikit mendapat bantuan dari berbagai pihak,

untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Dr. Ir. I Ketut Gede Sugita, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas

Teknik Universitas Udayana.

2. Bapak I Made Widiyarta, ST., MSc., Ph.D., selaku Dosen Pembimbing I dalam penulisan

proposal ini.

3. Bapak Dr. I Made Parwata, ST.,MT., selaku Dosen Pembimbing II dalam penulisan

proposal ini.

4. Bapak I Made Widiyarta, ST., MSc., Ph.D., selaku Dosen Pembimbing Akademik.

5. Bapak/Ibu dosen serta staf pegawai Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Udayana.

6. Semua pihak dan teman-teman Jurusan Teknik Mesin yang telah membantu dalam

penyelesaian proposal.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini tentu jauh dari kesempurnaan mengingat

keterbatasan pengetahuan dan referensi yang penulis miliki. Oleh karena itu kritik dan saran

yang sifatnya konstruktif sangat penulis harapkan dari berbagai pihak. Sekali lagi penulis

mengucapkan banyak terima kasih dan penulis mohon maaf apabila ada kekurangan ataupun

kesalahan dalam penulisan skripsi ini.

Bukit Jimbaran, 01 April 2016

Penulis

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................................. i

LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................................. ii

ABSTRAK ......................................................................................................................... iii

ABSTRACK ...................................................................................................................... iv

KATA PENGANTAR ...................................................................................................... v

DAFTAR ISI...................................................................................................................... vi

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ............................................................................................................. x

DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................................... xi

BAB I PENDAHULUAN .................................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ....................................................................................... 3

1.3 Tujuan Penelitian ....................................................................................... 3

1.4 Batasan Penelitian ....................................................................................... 3

1.5 Manfaat Penelitian ..................................................................................... 3

BAB II DASAR TEORI.................................................................................................... 4

2.1 Penelitian Sebelumnya ...................................................................................... 4

2.2 As Roda Mobil .................................................................................................. 5

2.3 Baja Kabon........................................................................................................ 5

2.4 Baja St 60 .......................................................................................................... 7

2.5 Paduan Ni-Cr .................................................................................................... 7

2.6 Kekasaran Permukaan ....................................................................................... 8

2.7 Sand Blasting .................................................................................................... 9

2.8 Teknologi Pelapisan .......................................................................................... 9

2.9 Thermal Spray ................................................................................................... 10

2.10 Powder Flame Spray ........................................................................................ 11

BAB III METODE PENELITIAN .................................................................................. 12

3.1 Metode Penelitian ............................................................................................. 12

3.2 Diagram Alir Penelitian .................................................................................... 12

3.3 Alat dan Bahan Penelitian ................................................................................. 13

3.4 Variabel Penelitian ............................................................................................ 14

3.5 Prosedur Penelitian ........................................................................................... 15

3.5.1 Pembuatan Spesimen Uji ................................................................ 15

3.5.2 Preparasi Permukaan Uji................................................................. 15

3.5.3 Proses Sand Blasting ....................................................................... 16

3.5.4 Proses Pelapisan Powder Flame Spray ........................................... 17

3.5.5 Pengujian Metalografi ..................................................................... 20

3.5.6 Scanning Electronic Microscope (SEM) ........................................ 21

3.5.7 Pengujian Kekerasan ....................................................................... 21

3.6 Pengambilan Data ............................................................................................. 23

3.7 Analisa Data ...................................................................................................... 23

3.8 Tempat Penelitian ............................................................................................. 23

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................................... 24

4.1 Data Hasil Penelitian ........................................................................................ 24

4.2 Mikrostruktur Permukaan Material Coating (Baja St 60) ................................ 24

4.3 Data Ketebalan Lapisan ................................................................................... 25

4.4 Hasil Pengujian SEM ....................................................................................... 27

4.4.1 Variasi Sudut 90° dan Jarak 2 cm ................................................... 28

4.4.2 Variasi Sudut 90° dan Jarak 3 cm ................................................... 29

4.4.3 Variasi Sudut 90° dan Jarak 4 cm ................................................... 30

4.5 Data Hasil Uji Vickers ..................................................................................... 31

4.5.1 Hasil Vicker Baja St 60 ................................................................... 31

4.5.2 Hasil Vickers Permukaan Coating................................................... 31

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ...................................................................................................... 33

5.2 Saran................................................................................................................. 34

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................ 35

LAMPIRAN....................................................................................................................... 36

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Contoh keausan pada poros as roda ................................................................ 2

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian .................................................................................... 13

Gambar 3.2 Bentuk dan Ukuran Spesimen Baja St 60 ....................................................... 15

Gambra 3.3 Proses Sand Blasting ....................................................................................... 16

Gambar 3.4 Skema powder flame spray ............................................................................. 17

Gambar 3.5 Alat dudukan brander dan dudukan spesimen coating.................................... 18

Gambar 3.6 Posisi sudut 90° dan jarak 30 mm terhadap permukaan spesimen ................. 19

Gambar 3.7 Nyala api yang terbentuk pada ujung nosel .................................................... 19

Gambar 3.8 Skema identasi piramida intan pada pengujian Hardnes Vickers ................... 24

Gambar 4.1 Foto mirko permukaan Baja St 60 dengan perbesaran 1000x ........................ 24

Gambar 4.2 Foto ukuran ketebalan coating pada variasi sudut 90° dan jarak 2 cm ........... 25

Gambar 4.3 Foto ukuran ketebalan coating pada variasi sudut 90° dan jarak 3 cm ........... 26

Gambar 4.4 Foto ukuran ketebalan coating pada variasi sudut 90° dan jarak 4 cm ........... 26

Gambar 4.5 Hasil SEM variasi sudut 90° dan Jarak 2 cm .................................................. 28

Gambar 4.6 Hasil SEM variasi sudut 90° dan Jarak 3 cm .................................................. 29

Gambar 4.7 Hasil SEM variasi sudut 90° dan Jarak 4 cm .................................................. 30

Gambar 4.8 Hasil foto uji vickers Baja St 60 ..................................................................... 31

Gambar 4.9 Hasil foto uji vickers permukaan coating ....................................................... 31

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Data hasil komposisi baja St 60 .......................................................................... 7

Tabel 3.1 Alat penelitian ..................................................................................................... 13

Tabel 3.2 Bahan penelitian ................................................................................................. 14

Tabel 3.3 Parameter Sand Blasting ..................................................................................... 16

Tabel 3.4 Parameter pelapisan powder flame spray ........................................................... 18

Tabel 4.1 Data ketebalan coating dari masing-masing variasi ........................................... 26

Tabel 4.2 Data uji vickers baja St 60 .................................................................................. 31

Tabel 4.3 Data uji vickers permukaan coating.................................................................... 32

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Perhitungan Nilai Kekerasan ......................................................................... 36

Lampiran 2. Data Image-J Pengukuran ketebalan hasil coating ........................................ 38

Lampiran 3. Foto hasil coating pada masing-masing variasi ............................................. 39

Lampiran 4. Foto Kegiatan ................................................................................................ 40

Lampiran 5. Kekasaran Permukaan Sebelum Coating ...................................................... 41