NAMA : AL AMIN MUSTOFA

NIM : 1221301015

JURUSAN : TEKNIK MESIN

PRODI : D-IV PRODUKSI DAN PERAWATAN

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kerusakan suatu sistem rancangan atau intalasi memerlukan suatu investigasi dalam

rangka menelusuri penyebab dan mekanisme kerusakannya; dan hal ini menjadi isue yang

serius bagi peradaban manusia saat ini sehubungan dengan meningkatnya teknology.

Pelaksanaan investigasi terhadap suatu kegagalan produk atau intalasi mesin melibatkan

banyak disiplin ilmu dalam rangka mendapatkan menelusuri mekanisme kegagalan sebagai

landasan untuk melakukan proses perbaikan dimasa yang akan datang. Rekomendasi

perbaikan merupakan aspek yang sangat penting dari sebuah analisa kerusakan/intalasi.

Demikian juga dengan suatu kegagalan produk akibat korosi. Beragam jenis

kerusakan akan dijumpai pada suatu material yang mengalami korosi. Pemetaan jenis

kerusakan akibat korosi dan kemungkinan penyebabnya akan menjadikan desainer lebih

mudah dalam mendesain suatu rancangan yang lebih tahan terhadap korosi.

Oleh karena itu diperlukan berbagai macam cara agar suatu bahan yang telah

dikerjakan dan digunakan yaitu komponen-komponen mesin/material mentah tersebut tidak

mudah mengalami korosi.

Para ahli melakukan bermacam-macam penelitian dan percobaan yang salah satunya

adalah Elektroplating yang berperan sebagai pencegah korosi, menambah kekerasan

permukaan serta memperindah benda tersebut.

Disini penulis mencoba menguraikan hal – hal yang menyangkut tentang

Elektroplating yang telah dilakukan percobaan di laboratorium metrologi dan fluida.

1.2 Tujuan Percobaan

1. Melindungi logam yang mudah rusak (mencegah korosi)

1

2. Meningkatkan ketahanan terhadap gesekan

3. Memberikan penampilan yang lebih baik dari pada logam aslinya

4. Memperbaiki sifat permukaan logam dasar, diantaranya adalah:

Untuk menaikkan daya hantar listrik (dengan melapisi Cu)

Untuk mempertinggi kekasaran (dengan melapisi Cr)

Untuk memperindah permukaan logam (dengan melapisi Cu, Ni dan Cr)

BAB II

2

TEORI DASAR

2.1 Prinsip Dasar

Gambar 1 : skema Elektroplating

Proses Elektroplating dilaksanakan dalam sebuah bak yang berisi larutan elektrolit.

Anoda dan Katoda,yang bertindak sebagai anoda adalah elktroda yang berupa logam pelapis

dan sebagai ketoda adalah benda kerja ST37. Dimana kedua anoda dan katoda di hubungkan

dengan power suplay, arus yang mengalir ke kedua eloktroda dan anoda adalah arus searah,

sedangkan ke power suply adalah dari sumber listrik (arus bolak balik).

Didalam bak ini berisi larutan elektrolit yang sesuai dengan logam yang akan dilapisi.

Yang bertindak sebagai anoda berupa kutub positif dan katoda kutub negatif, pada anoda

terjadi reaksi reduksi sedangkan pada katoda terjadi reaksi oksidasi. Pada anoda yang mana

mekanisme berfungsi untuk menggantikan ion logam yang telah menempelpada katoda. Pada

katoda reaksi berubahnya ion logam menjadi logam yang kemudian menempel pada

permukaan benda kerja.

3

2.2 Menentukan Tebal Lapisan

Hukum Faraday

Michael Faraday menyatakan jumlah logam yang terbentuk pada elektroda satu sel

sebanding dengan arus yang mengalir. Jumlah logam yang dihasilkan oleh arus listrik yang

sama didalam sel yang berbeda sebanding dengan berat equivalen. Bila efesiensi arus 100%,

maka berat logam yang diendapkan adalah berbanding lurus dengan arus yang mengalir

melalui larutan yang sebanding dengan berat equivalen logam pada waktu elektroplating.

Cara perhitungan dengan menggunakan hukum Faraday:

w= I . A .tZ . F

Keterangan : W = Berat logam yang diendapkan ( gram)

I = Kuat arus ( Amp)

Z = Valensi logam

A = Berat atom logam

F = Tetapan Faraday (96500 coulomb)

Aplikasi Hukum Faraday

o Perhitungan tebal lapisan

¿ (μ )= i x t x A x 100000density x Z x F

x efisiensi

# = Tebal lapisan (µm)

I = Rapat arus (Amp/dm2)

T = Waktu (detik)

Density

Z = Valensi logam

F = Tetapan faraday

o Perhitungan waktu lapisan

t= ¿ x density x Z x Fi x A x efesiensi x60 x100000

T = Waktu (menit)

# = Tebal lapisan

Z = Valensi logam

4

F = Tetapan faraday

A = Berat atom logam

I = Rapat arus ( Amp/dm2)

2.3 Proses Dalam Pengerjaan Elektroplating

Tahap Pendahuluan

Tahap pendahuluan yaitu tahap pembersihan. Tujuan dilakukan tahap pendahuluan

adalah agar permukaan logam dasar bersih dari kotoran lemak, oli dan oksida logam

dan siap untuk dilapisi. Tahap ini merupakan tahap yang paling penting dan

mempengaruhi pembersihan dalam proses elektroplating oleh karena itu tahap ini

harus dilaksanakan dengan baik agar tidak timbul kegagalan. Beberapa kegagalan

yang diakibatkan karena tidak melakukan tahap ini dengan baik adalah lapisan yang

dihasilkan tidak akan menempel dengan baik. Pada permukaan logam dasar kondisi

ini dijtunjukkan dengan adanya blestering, selain itu lapisan yang dihasilkan akan

mudah mengelupas pada daerah tertentu pada permukaan logan dasar. Hal lain nyang

akan juga ditemui jika penerapan tahap ini tidak dilakukan dengan benar dan

konsisten adalah dihasilkan lapisan yang kasar sebagai akibat adanya partikel-partikel

yang menempel dipermukaan logam dasar.

Tahap pendahuluan untuk baja karbon rendah adalah sebagai berikut:

a) Pembersihan dengan cara mekanis yaitu dengan mengamplas menggunakan

kertas pasir agar permukaan baja tidak mengandung korosi.

b) Rinsc dengan menggunakan aquades

c) Soal alteling klening yaitu membersihkan permukaan logam gasar dari

oksida-oksida logam dengan menggunakan alkalin cleaning.

d) Prekling yaitu proses pembersihan logam dasar dengan asam.

e) Rinse dengan menggunakan aquades setelah benda kerja bersih baru

dilakukan proses pelapisan.

2.4 Prinsip Dasar Lapis Listrik (Elektroplating)

Elektroplating termasuk kedalam proses yang secara umum disebut proses elektrolisa. Proses ini dilakukan dalam satu bejana yang disebut sel eloktrolisa dan berisi cairan elektrolit. Pada cairan ini minimal dicelupkan dua buah elktroda dengan masing-masing elektroda dihubungkan kesumber listrik. Kutub positif dinamakan anoda dan kutup negatif dinamakan katoda. Jika arus listrik dialirkan, maka daerah elektrolit atau daerah elektroda bereaksi kimia baik reaksi reduksi maupun oksidasi.

5

Hal yang paling penting dalam proses ini yaitu mengoperasikan proses ini dengan menggunakan arus searah. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar rangkaian sederhana proses lapis listrik dibawah ini.

2.5 Langkah-Langkah Proses Pekerjaan Elektroplating

a) Proses persiapan permukaan (pengerjaan pendahulaan)

Pengerjaan pendahuluan adalah sangat penting pada pelapisan. Kualitas lapisan sangat ditentukan oleh pengerjaan pendahuluan. Secara umum tujuan pengerjaan pendahuluan adalah untuk mendapatkan bentuk permukaan yang baik dan menghilang segala jenis pengetor yang ada pada permukaan benda kerja. Pengerjaan pendahuluan ini permukaan yang diinginkan serta jenis pengotor pada permukaan benda kerja.

Pengerjaan pendahuluan dapat dilakukan antara lain:

Proses Dengreasing Proses Pickling

b) Proses PelapisanPengerjaan pelapisan setelah benda kerja betul-betul bersih dari semua kotoran dan

permukaannya sudah sesuai dengan yang dikehendaki, maka benda kerja sudah siap untuk dilapisi. Pada proses pelapisan adalah proses penempelan logam pelapis pada permukaan benda kerja.

Untuk pelapisan ini benda kerja dihubungkan kekutub negatif dan digantungkan, kemudian dicelupkan kedalam larutan electrolit dengan mengatur lamanya proses yang akan diperoleh lapisan logam pada permukaan benda kerja.

c) Proses Pengolahan akhir Proses pengolahan akhir adalah proses pengeringan benda kerja dan proses pengolesan

untuk menentukan tebal lapisan logam yang mengendap pada permukaan benda kerja, dapat dilihat dengan memotong penampang benda yang dilapisi dan kemudoian dipoles dan dilihat dengan menggunakan mikroskop.

2.6 Proses Terbentuknya Lapisan

a). Pelapisan Katodik

Pelapisan katodik dalam hal ini paling banyak dilakukan, karena benda kerja disini berfungsi sebagai katoda ( yang akan dilapisi). Secara umum reaksi pengendapan pada katoda ditul;is sebagai berikut:

Mn+ + n e Mo (menempel pada logam dasar)

b). Pelapisan Anodik

Pelapisan anodik dikenal dengan suatu proses yang dinamakan anodisasi. Tujuan anodisasi adalah untuk mendapatkan oksida pada permukaan logam tersebut. Dengan terbentuknya lapisan ini logam akan terlindung dan sekaligus berfungsi sebagai dekoratif. Pada proses anodisasi in9i benda kreja dihubungkan dengan kutup positif atau dijadikan anoda.

6

2.8 Mekanisme Proses Pelapisan

1. Mekanisme pelapisan NikelDalam proses elektroda nikel terjadi reaksi pada katoda, proses-proses reduksi dari

ion-ion nikel denbgan bantuan elektron-elekjtron yang berasal dari sumber arus searah.Reaksinya adalah :

Ni2+ + 2 e- Nio

2H+ + 2 e H2

Sedangkan pada anoda terjadi reeaksi oksidasi, reaksinya adalah:Ni Ni2+ + 2e-

4OH O2 + H2O + 4 e-

2. Mekanisme Pelapisan Chrom

Dalam pelapisan chrum, mekanisme perpindahan ion-ion dan proses terjadinya pemnbentukan senyawa Chrom yangb bervalensi 3 bterjadi perpindahan. Ion dari larutan ke katoda tidaklah mudah, karena chrrom yang ada dalam larutan merupakan senyawa asam kompleks.

7

BAB III

METODE PENGERJAAN

3.1 Alat – alat yang digunakan

1. Rectifire (pengarah Arus) 9. Pengaduk larutan

2. Beker Glass 10. Anoda (elektroda)

3. Thermometer 11. Kawat penggatung

4. StopWatch

5. Pemanas Listrik

6. Labu Ukur

7. Penyaring Larutan

8. Kertas PH

3.2 Bahan – bahan yang digunakan

1. Aquadest

2. NaOH (Cleaner)

3. Kertas Amplas

4. HCl

5. NiSO4 . 6H2O

6. NiCl2 . 6H2O

7. H3BO3

8. Zat Aditive

3.3 Cara Kerja

1. Mechanical Cleaning, Pembersihan permukaan benda kerja dari cat, kotoran, dll

dengan amplas.

8

Pelapisan Nikel

- Turbo µm- Turbo MNT- Weting Agent

2. Rinse, pembilasan dengan aquadest.

3. Degreasing Alkali, merendam benda kerja dengan alkali cleaner + aquades pada suhu

80°C dengan jangka waktu 5 menit.

4. Rinse, pembilasan kembali dengan aquades.

5. Pickling, perendaman benda kerja ke dalam HCL+Aquades, pada suhu kamar dalam

jangka waktu maksimal 4 menit,bila sebelum 4 menit sudah keluar gelembung merata

berarti sudah bisa di angkat.

6. Rinse, pembilasan dengan aquades.

7. Elektroplating,benda kerja (ST37) sebagai katoda dan nikel sebagai anoda direndam

ke dalam campuran kimia (NiSO4.6H2O+NiCL2.6H2O+H3BO3+ADITIVE) dengan

komposisi tertentu, pada suhu 21° - 65°,dalam waktu 8, 21 menit.

8. Rinse, pembilasan dengan aquades.

9. Keringkan.

9

3.4 Langakah Aliran Proses Elektroplating

10

BAB IV

ANALISA DATA

4.1 Pengolahan Data

Dik ; P = 5 cm

L = 5 cm

T = 1 mm

Efesiensi = 99%

Rapat arus = 2,6 Ampere / dm2

Elektroda = Nikel

Benda Kerja = Baja ST37

Dit ; t ............?

Jawab ;

t= ¿ X density X 2 X F

i X A X Efesiensi X60 X100.000

t= 5 X 8907 X 2 X 96500

2,6 X 58,71X 0,99 X 60 X 100.000

t= 8,595255 x 109

5,157153 x 109

t= 5,6 Menit

Jadi waktu elektroplating baja adalah 5,6 menit

11

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Kegagalan yang di akibatkan karena tidak melakukan tahap pretreatment

dengan baik adalah lapisan yang dihasilkan tidak akan menempel dengan baik pada

permukaan logam dasar. Kondisi ini ditunjukkan dengan adanya blistering, selain itu

lapisan yang dihasilkan akan mudah mengelupas. Dan juga permukaan akan kasar

karena adanya partikel-partikel pengotor yang menempel pada permukaan logam

dasar.

5.2 Saran

Lakukan penyaringan larutan agar kebersihan larutan elektrolit tetap terjaga.

Gunakan pakaian lab dan sepatu safety pada saat bekerja serta perlengkapan

keselamatan lainnya.

Bila pada bekeja terkena cairan kimia, maka segeralah mencuci dengan air

bersih.

Penggantung Anoda dan Katoda yang digunakan harus memiliki daya hantar

listrik yang baik.

Gunakan penggantung yang tidak akan bereaksi dengan larutan elektrolit.

Pada proses Pickling Bila waktu lebih kecil dari 4 menit sudah keluar

gelembung secara merata berarti sudah bisa diangkat.

12

DAFTAR PUSTAKA

1. FREDERICK . A. LOWENHEIM “Modern Elektroplating, Edition IV, John

Wiley & Sons, Inc, hal 636-648.

2. Garlemen. Necky, dkk “Diklat Penyuluhan Lapangan Spesialis Elektroplating,

LMN-LIPI. Bandung, 1983.

3. Harini, “Makalah Dalam Kursus Elektroplating” LMN-LIPI, Bandung, 1968.

4. Hamton ST.GT; “The Canning Hand Book On Elektroplating Canning

Limited Published “ : London, 1977.

5. Sudaryangto, Pelapisan Nikel Chrom “Diklat Pengendalian Korosi

Lingkungan Industri, LMN-LIPI, Bandung, 1981.

13