SKRIPSI

PENGARUH VARIASI SUDUT NOSEL TERHADAP PERMUKAAN

MATERIAL COATING PADA PROSES PELAPISAN Ni-Cr DENGAN

METODE POWDER FLAME SPRAY COATING

Oleh :

I NYOMAN AGUS SURYAWIRANATA

1104305037

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 : I Nyoman Agus Suryawiranata

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

: I Made Pawarta ST.,MT

ABSTRAK

Saat ini banyak komponen mesin mendapatkan perlakuan pelapisan yang bertujuan untuk

melindungi, agar tahan terhadap korosi dan keausan. Salah satunya dengan cara pelapisan powder flame

spray coating untuk meningkatkan kekerasan pada permukaan logam dan dapat memperpanjang umur

pemakaian. Pada penelitian ini, bahan uji menggunakan baja St 60 dengan ukuran 2 x 1,5 x 0,8 cm dan

dengan material pelapis NiCr. Permukaan material yang akan di coating di tingkatkan kekasarannya

sebelum proses pelapisan. Proses pelapisan sudut nosel divariasikan yaitu 45°,70°,90°, dimana dengan

menggunakan tekanan oksigen 4 bar dan tekanan asitilin 0,9 bar. Hasil yang didapat dari penelitian

tersebut, pelapisan terbaik diperoleh pada sudut 90° dimana menghasilkan lapisan dengan permukaan

lapisan yang merata dan tidak adanya jarak antara material induk dengan lapisan. Serta dengan ketebalan

lapisan 349.10 μm.

Kata Kunci : sudut nosel, tekanan oksigen dan asitilin.

EFFECT OF VARIATION OF THE DISTANCE NOZZLE SURFACE MATERIAL

COATING PROCESS Ni- Cr COATING POWDER USING FLAME SPRAY COATING

Author :I Nyoman Agus Suryawiranata

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

: I Made Pawarta ST.,MT

ABSTRACT

Recently, many engine components obtain coating treatment that aims to protect, to be resistant to

corrosion and wear. One of the coating treatments is powder flame spray coating which is increasing the

hardness of the metal surface and extending service life of the component. In this study , the test material

is steel St 60 with the size of 2 x 1,5 x 0,8 cm and with the coating material is NiCr. Before the coating

process, the surface roughnees of the parent material was increased and the coating process was conducted

in varying the angle of the nozle coating of 45°,70° and 90°, with oxygen pressure of 4 bar and acetylene

pressure of 0.9 bar. The results of study show that the best coating is obtained for the angle of the nozle of

90 ° in which resulting uniform coating surface and there is no distance between the parent material and

coating material, and with the thichnes of coating of about 349.10 μm.

Keywords : angle nozzle , oxygen pressure and asitilin.

KATA PENGANTAR

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

Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pengaruh Variasi Sudut 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

skripsi ini.

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

ini.

4. Bapak I Ketut Astawa, ST.,MT., 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 skripsi.

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, 14 Maret 2016

Penulis

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

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

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

LEMBAR PERNYATAAN .................................................................................. iii

ABSTRAK ............................................................................................................. iv

ABSTRACT ........................................................................................................... v

KATA PENGANTAR .......................................................................................... vi

DAFTAR ISI.......................................................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ x

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xi

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

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

1.2 Rumusan Masalah ........................................................................... 2

1.3 TujuanPenelitian .............................................................................. 2

1.4 Batasan Penelitian ........................................................................... 2

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

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

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

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

2.3 Baja Karbon ..................................................................................... 5

2.4 Baja St 60 ........................................................................................ 6

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

2.6 Kekasaran Permukaan ..................................................................... 7

2.7 Sand Blasting ................................................................................... 8

2.8 Teknologi Pelapisan ........................................................................ 8

2.9 Thermal Spray ................................................................................. 8

2.10 Powder Flame Spray ....................................................................... 9

BAB III METODE PENELITIAN ..................................................................... 10

3.1 MetodePenelitian ............................................................................. 10

3.2 Diagram Alir Penelitian .................................................................. 10

3.3 Alat dan Bahan Penelitian ............................................................... 11

3.4 Variabel Penelitian .......................................................................... 12

3.5 Prosedur Penelitian .......................................................................... 12

3.5.1 Pembuatan Spesimen Uji ....................................................... 12

3.5.2 Preparasi Permukaan Spesimen Uji ....................................... 13

3.5.3 Proses Sand Blasting .............................................................. 13

3.5.4 Proses Pelapisan Powder Flame Spray ................................... 14

3.5.5 Pengujian Metalorgrafi ........................................................... 17

3.5.6 Scanning Electronic Microscope (SEM) ................................ 18

3.5.7 Pengujian Kekerasan .............................................................. 18

3.6 Pengambilan Data ............................................................................. 19

3.7 Analisa Data .................................................................................... 19

3.8 Waktu dan Tempat Penelitian ......................................................... 20

BAB IV METODE PENELITIAN ...................................................................... 21

4.1 Data Hasil Penelitian ....................................................................... 21

4.2 Mikrostruktur Permukaan Material Coating ..................................... 21

4.3 Data Ketebalan Lapisan .................................................................... 21

4.4 Hasil Pengujian SEM ........................................................................ 24

4.4.1 Variasi Sudut 45° Dan Jarak 3 Cm....................................... 24

4.4.2 Variasi Sudut 70° Dan Jarak 3 Cm....................................... 25

4.4.3 Variasi Sudut 90° Dan Jarak 3 Cm....................................... 26

4.5 Data Hasil Uji Vicker ....................................................................... 27

4.5.1 Hasil Vicker Baja St 60 ........................................................ 27

4.5.2 Hasil Vicker Permukaan Coating ......................................... 28

BAB V METODE PENELITIAN ........................................................................ 29

5.1 Kesimpulan ....................................................................................... 29

5.2 Saran ................................................................................................. 29

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 30

LAMPIRAN........................................................................................................... 31

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Contoh keausan pada poros as roda ................................................................ 1

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian .................................................................................... 10

Gambar 3.2 Ukuran pemotongan spesimen uji ................................................................... 13

Gambar 3.3 Proses Sand blasting........................................................................................ 14

Gambar 3.4 Skematik powder flame spray ........................................................................ 15

Gambar 3.5 Dudukan brander dan spesimen ...................................................................... 16

Gambar 3.6 Posisi sudut nosel terhadap permukaan spesimen........................................... 17

Gambar 3.7 Skema identasi piramida intan pada pengujian Hardnes Vickers ................... 19

Gambar 4.1 Foto Mikro Permukaan Baja St 60 .................................................................. 21

Gambar 4.2 Foto Ukuran Ketebalan Coating Pada Variasi Sudut 45° dan Jarak 3 cm ...... 22

Gambar 4.3 Foto Ukuran Ketebalan Coating Pada Variasi Sudut 70° dan Jarak 3 cm ...... 22

Gambar 4.4 Foto Ukuran Ketebalan Coating Pada Variasi Sudut 90° dan Jarak 3 cm ...... 23

Gambar 4.5 Hasil SEM Variasi Sudut 45° dan Jarak 3 Cm ............................................... 24

Gambar 4.6 Hasil SEM Variasi Sudut 70° dan Jarak 3 Cm ............................................... 25

Gambar 4.7 Hasil SEM Variasi Sudut 90° dan Jarak 3 Cm ............................................... 26

Gambar 4.8 Hasil Foto Uji Vicker Baja St 60, (A) Titik 1, (B) Titik 2, (C) Titik 3 ........... 27

Gambar 4.7 Hasil Foto Uji Vickers Permukaan Coating, (A) Titik 1, (B) Titik 2, (C) Titik 3

............................................................................................................................................. 28

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Komposisi Kimia Baja Karbon ........................................................................... 6

Tabel 3.1 Alat Penelitian..................................................................................................... 11

Tabel 3.2 Bahan Penelitian ................................................................................................. 12

Tabel 3.3 Parameter Sand Blasting ..................................................................................... 13

Tabel 3.4 Parameter Pelapisan Powder Flame Spray ......................................................... 15

Tabel 4.1 Data Ketebalan Coating Dari Masing-Masing Variasi ....................................... 23

Tabel 4.2 Data Uji Vickers Baja St 60 ................................................................................ 27

Tabel 4.3 Data Uji Vickers Permukaan Coating ................................................................. 28