elektroplating tembaga-nikel

Upload: priska-saraswati

Post on 06-Mar-2016

84 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

Journal

TRANSCRIPT

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user i

    PENGARUH WAKTU TERHADAP KETEBALAN DAN ADHESIVITAS LAPISAN PADA PROSES ELEKTROPLATING

    KHROM DEKORATIF TANPA LAPISAN DASAR, DENGAN LAPISAN DASAR TEMBAGA DAN TEMBAGA-NIKEL

    SKRIPSI

    Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

    Sarjana Teknik

    Disusun Oleh :

    YOGIK DWI MUSTOPO NIM. I 1404033

    JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

    SURAKARTA 2011

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user ii

    PENGARUH WAKTU TERHADAP KETEBALAN DAN ADHESIVITAS LAPISAN PADA PROSES ELEKTROPLATING

    KHROM DEKORATIF TANPA LAPISAN DASAR, DENGAN LAPISAN DASAR TEMBAGA DAN TEMBAGA-NIKEL

    Disusun oleh

    Yogik Dwi Mustopo NIM. I 1404033

    Dosen Pembimbing I

    Eko Surojo, ST., MT. NIP. 196904112000031006

    Dosen Pembimbing II

    Wahyu Purwo Raharjo, ST., MT. NIP. 197202292000121001

    Telah dipertahankan di hadapan Tim Dosen Penguji pada hari senin tanggal 05 April 2011

    1. Dody Ariawan, ST., MT. ............................................... NIP. 197308041999031003

    2. Prof. Dr. Kuncoro Diharjo, ST., MT ... NIP. 197101031997021001

    Mengetahui

    Ketua Jurusan Teknik Mesin

    Dody Ariawan, ST., MT. NIP. 197308041999031003

    Koordinator Tugas Akhir

    Wahyu Purwo Raharjo, ST., MT NIP. 197202292000121001

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user iii

    ABSTRAK

    Elektroplating merupakan suatu proses pengendapan zat atau ion-ion logam pada katoda dengan cara elektrolisis yang bertujuan membentuk permukaan dengan sifat atau dimensi yang berbeda dengan logam dasarnya, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu pelapisan khrom terhadap ketebalan dan adhesivitas lapisan pada proses elektroplating khrom dekoratif tanpa lapisan dasar, dengan lapisan dasar tembaga dan tembaga-nikel.

    Pada penelitian ini digunakan bahan pelapis (anoda) adalah tembaga murni, nikel murni dan timbal, bahan yang dilapisi (katoda) adalah baja karbon rendah AISI 1023. Cairan elektrolit yang digunakan pada pelapisan tembaga adalah larutan tembaga sianida (CuCN), pelapisan nikel adalah nikel sulfat (NiSO4) dan pelapisan khrom adalah khrom oksida (CrO3). Spesimen yang digunakan berbentuk plat strip dengan panjang 100 mm, lebar 30 mm dan tebal 0.7 mm. Pelaksanaan pelapisan untuk tembaga, nikel menggunakan arus 1 Ampere dan khrom 4.5 Ampere, jarak anoda-katoda 100 mm, dan lamanya pelapisan tembaga, nikel 2 menit. Variasi waktu pelapisan khrom yaitu 5, 10 dan 15 menit. Untuk setiap variasi terdiri dari 3 spesimen.

    Berdasarkan hasil penelitian dapat dilihat bahwa peningkatan waktu akan menaikkan ketebalan lapisan khrom. Sedangkan adhesivitas lapisan yang paling baik adalah pada spesimen khrom dekoratif tanpa lapisan dasar. Dan untuk tingkat adhesivitas lapisan yang paling buruk adalah pada spesimen khrom dekoratif dengan lapisan dasar tembaga-nikel. Dari hasil percobaan didapatkan rata-rata ketebalan paling besar untuk waktu 15 menit yaitu 9.40 m pada khrom dekoratif dengan lapisan dasar tembaga-nikel. Kata kunci : Elektroplating khrom dekoratif, variasi waktu, ketebalan lapisan, adhesivitas

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user iv

    ABSTRACT

    The aim of this research in to investigate the effect of time on chrome plating thickness and coating adhesives on decorative chromium electroplating process without base coating, with copper and copper-nickel base coating.

    Coating material (anode) is pure copper, pure nickel and lead, the coated material (cathode) is low carbon steel AISI 1023. The electrolyte used in the copper plating is copper cyanide (CuCN), nickel plating used nickel sulfate (NiSO4), chromium plating used chrome oxide (CrO3). The specimens is strip-shaped plate with 100 mm length, 30 mm width, and 0,7 mm thick. The current used in copper and nickel is 1 Ampere, 4,5 Ampere for chromium. Anode-cathode distance is 100 mm, and duration of copper and nickel 2 minutes the variation of time were 5, 10, and 15 minutes.

    The results of this research show that the thickness of chromium coating increased along increasing plating time. The best adhesives coating reached at without based coating chrome specimen. The worst occurred at copper-nickel based coating chrome specimen. The average of thickness is 9,40 m on copper-nickel based coating. Keywords: Electroplating chrome decorative, time variation, the thickness of the coating, adhesives

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user v

    MOTTO;

    v Aku memang bukan yang terbaik, tapi aku kan berusaha melakukan dan

    memberikan yang terbaik dari hidupku.

    v Tiada yang sia-sia dalam hidup ini jika tetap berada di Jalan Alloh SWT.

    v Kesombongan adalah awal kematian kehidupan.

    v Ridho ILLahi karena ridho ibu, doa ayah adalah berkah-NYA.

    v "Janganlah kamu bersikap lemah, dan janganlah (pula) kamu bersedih hati,

    padahal kamulah orang-orang yang paling tinggi (derajatnya), jika kamu

    orang-orang yang beriman".

    (QS. Ali Imran:139)

    v Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan. Maka apabila kamu

    telah selesai (dari suatu urusan), kerjakanlah urusan yang lain, dan hanya

    kepada Tuhan-mulah hendaknya kamu berharap.

    (QS. A Lam Nasyrah, 94)

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user vi

    Persembahan;

    Sebuah karya sederhana ini kupersembahkan;

    v Pada Mu Ya Allah, ini adalah bagian dari setitik buih di lautan

    ilmuMu, Ridhoilah jalan hamba.

    v Untuk Ibu setiap tetes keringat, hembusan nafas dan air matamu serta

    doamu hanya untuk anakmu, terimakasih atas segalanya.

    v Untuk Bapak yang selalu mendoakan dan melimpahkan kasih sayang

    untukku, terimakasih atas segalanya.

    v Inung terimakasih atas doa, semangat, dukungan untuk menyelesaikan

    kuliahku.

    v Keluargaku yang telah mengukir jiwa raga ini.

    v Semua teman-temanku yang memberikan warna tersendiri dalam

    episode hidupku.

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user vii

    KATA PENGANTAR

    Puji syukur kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat, karunia dan

    hidayah-Nya serta menetapkan hati sehingga penulis dapat berhasil menyelesaikan

    skripsi ini. Adapun tujuan penulisan skripsi ini adalah untuk memenuhi

    persyaratan guna mencapai gelar sarjana teknik di Teknik Mesin Fakultas Teknik

    Universitas Sebelas Maret Surakarta.

    Dibalik keberhasilan penulis dalam menyusun skripsi ini tidak lepas dari

    bantuan dari berbagai pihak, maka sudah sepantasnya penulis menghaturkan terima

    kasih yang sangat mendalam kepada semua pihak yang telah berpartisipasi

    dalam penelitian dan penulisan skripsi ini, khususnya kepada:

    1. Bapak Eko Surojo, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing skripsi I yang

    telah membimbing dan membantu dalam penyusunan skripsi.

    2. Bapak Wahyu Purwo R, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing skripsi II yang

    telah membantu dan membimbing dalam penyusunan skripsi.

    3. Bapak Dodi Ariawan, ST., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin dan

    Dosen Penguji yang telah memberikan saran-saran.

    4. Bapak Prof. Dr. Kuncoro Diharjo, M.,T., selaku Dosen Penguji yang telah

    memberikan saran-saran.

    5. Bapak Didik Djoko Susilo, S.T., M.T., selaku Dosen Penguji yang telah

    memberikan saran-saran.

    6. Bapak-bapak dosen yang telah berkenan menyampaikan ilmunya.

    7. Keluarga tercinta yang telah memberikan sumbangan besar baik moral

    maupun material.

    8. To My Friend Blink, Boly, Danang, Yepe, Ngadiman, Wawan, Doni, Agus,

    Didin, Marlon, Ndariyono, mr Pandu, Carolina, Jhimbung dan semuanya

    semoga sukses selalu.

    9. Nur Salim Nasyiroh (Inung) terima kasih atas bantuan dan dorongannya.

    10. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu yang telah

    membantu dalam terselesaikannya skripsi ini.

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user viii

    11. Teman-teman S1 Extension yang telah memberikan bantuan dan dukungan

    sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

    Tiada gading yang tak retak, penulis menyadari bahwa dalam skripsi ini

    masih terdapat banyak kekurangan dan jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu,

    penulis berharap masukan dan saran dari para pembaca sehingga

    skripsi ini menjadi lebih baik. Dengan segala keterbatasan yang ada, penulis

    berharap skripsi ini dapat memberikan manfaat kepada penulis pribadi dan pembaca

    pada umumnya.

    Penyusun

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user ix

    DAFTAR ISI

    Halaman

    Halaman Judul.................................................................................................. i

    Halaman Pengesahan ....................................................................................... ii

    Halaman Abstrak.............................................................................................. iii

    Halaman Motto ................................................................................................ v

    Halaman Persembahan ..................................................................................... vi

    Kata Pengantar ................................................................................................. vii

    Daftar Isi .......................................................................................................... ix

    Daftar Tabel. .................................................................................................... xi

    Daftar Gambar .................................................................................................. xii

    Daftar Lampiran ............................................................................................... xiii

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

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

    1.2 Perumusan Masalah ................................................................................ 2

    1.3 Batasan Masalah ..................................................................................... 2

    1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian ............................................................... 2

    1.5 Sistematika Penulisan ............................................................................. 3

    BAB II. LANDASAN TEORI ........................................................................ 4

    2.1 Dasar Teori .............................................................................................. 4

    2.2.1 Pelapisan Logam ......................................................................... 4

    2.2.2 Bahan Pelapis .............................................................................. 5

    2.2.3 Proses Pengerjaan Pendahuluan .................................................. 5

    2.2.4 Prinsip Kerja Lapis Listrik .......................................................... 7

    2.2 Kajian Yang Telah Dilakukan ................................................................. 11

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user x

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

    3.1 Diagram Alir Penelitian .......................................................................... 12

    3.2 Bahan Penelitian ..................................................................................... 13

    3.3 Mesin Dan Alat Yang Digunakan ........................................................... 16

    3.4 Pelaksanaan Penelitian ........................................................................... 18

    3.4.1 Persiapan Spesimen Uji .............................................................. 18

    3.4.2 Pengerjaan Awal ......................................................................... 18

    3.4.3 Proses Pelapisan .......................................................................... 18

    3.5 Pengujian ................................................................................................. 20

    3.5.1 Pengujian Tampak Fisik.............................................................. 20

    3.5.2 Pengukuran Ketebalan ................................................................ 21

    3.5.3 Pengujian Adhesivitas Lapisan ................................................... 21

    BAB IV. DATA DAN ANALISA ................................................................... 22

    4.1 Bahan (Substrat) Katoda ......................................................................... 22

    4.2 Tampak Fisik........................................................................................... 22

    4.3 Ketebalan Lapisan ................................................................................... 23

    4.4 Pengujian Adhesivitas Lapisan ............................................................... 28

    BAB V. PENUTUP.......................................................................................... 29

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

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

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

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

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user xi

    DAFTAR TABEL

    Halaman

    Tabel 4.1. Komposisi kimia baja karbon rendah .......................................... 22

    Tabel 4.2. Hasil perhitungan pelapisan khrom dekoratif tanpa lapisan

    dasar dengan variasi waktu pelapisan khrom............................... 26

    Tabel 4.3. Hasil perhitungan pelapisan khrom dekoratif dengan lapisan

    dasar tembaga dengan variasi waktu pelapisan khrom ................ 26

    Tabel 4.4. Hasil perhitungan pelapisan khrom dekoratif dengan lapisan

    dasar tembaga-nikel dengan variasi waktu pelapisan khrom ....... 26

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user xii

    DAFTAR GAMBAR

    Halaman

    Gambar 1.1. Mekanisme proses pelapisan .................................................... 7

    Gambar 3.1. Diagram alir penelitian ............................................................. 12

    Gambar 3.2. Anoda tembaga......................................................................... 13

    Gambar 3.3. Anoda nikel .............................................................................. 13

    Gambar 3.4. Anoda khrom ............................................................................ 13

    Gambar 3.5. Larutan tembaga ....................................................................... 14

    Gambar 3.6. Larutan nikel ............................................................................ 15

    Gambar 3.7. Larutan khrom .......................................................................... 16

    Gambar 3.8. Rectifier .................................................................................... 16

    Gambar 3.9. Coating thickness measuring instrument dualscope mpor .. 17

    Gambar 3.10. Hasil pelapisan tembaga ......................................................... 19

    Gambar 3.11. Hasil pelapisan tembaga-nikel ............................................... 19

    Gambar 3.12. Hasil pelapisan tembaga-nikel-khrom.................................... 20

    Gambar 3.13. Metode bend test .................................................................... 21

    Gambar 4.1. Hasil pelapisan khrom dekoratif .............................................. 23

    Gambar 4.2. Pengukuran ketebalan lapisan .................................................. 24

    Gambar 4.3. Grafik perbandingan ketebalan lapisan khrom dengan variasi

    waktu pelapisan khrom ............................................................ 25

    Gambar 4.4. Grafik perbandingan berat lapisan khrom dengan variasi

    waktu pelapisan khrom ............................................................ 27

    Gambar 4.5. Grafik perbandingan efisiensi katoda dengan variasi waktu

    pelapisan khrom ....................................................................... 27

    Gambar 4.6. Hasil pengujian adhesivitas ...................................................... 28

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user xiii

    DAFTAR LAMPIRAN

    Halaman

    Lampiran 1 Data Hasil Penimbangan Berat lapisan khrom ........................ 32

    Lampiran 2 Data Hasil Pengujian Ketebalan .............................................. 33

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    1

    BAB I

    PENDAHULUAN

    1.1. Latar Belakang

    Seiring dengan perkembangan teknologi dewasa ini yang semakin pesat

    banyak barang yang diciptakan oleh manusia, dimana semua barang tersebut

    banyak yang terbuat dari logam. Barang-barang dari logam ini memerlukan

    sentuhan akhir atau finishing agar dapat terlihat lebih menarik dan tahan lama.

    Baja karbon rendah mempunyai sifat yang mudah ditempa dan mudah

    dimesin. Pemanfaatan baja dengan kandungan karbon yang rendah dalam

    industri pengolahan logam sangat banyak. Contohnya adalah pipa, gear, paku,

    dan bahan konstruksi, baik dalam bentuk profil atau batangan. Baja karbon

    rendah memiliki kadar unsur paduan terbatas umumnya di bawah 2%.

    Penggunaannya yang berinteraksi langsung dengan lingkungan menyebabkan

    logam tersebut sangat rentan terhadap korosi. Bahan dari logam ini memerlukan

    pengerjaan akhir atau finishing agar dapat terlihat lebih menarik dan

    meningkatkan ketahanan terhadap korosi.

    Finishing logam merupakan bidang yang sangat luas, salah satu cara dari

    finishing logam yang banyak diterapkan adalah elektroplating. Saat ini sudah

    banyak berkembang industri elektroplating yang mengerjakan pelapisan bagian-

    bagian mesin kendaraan seperti swing arm, tromol dan bagian-bagian mesin

    lainnya.

    Di daerah Solo khususnya, juga sudah berkembang industri kecil

    elektroplating yang mengerjakan barang-barang yang menggunakan pelapisan

    tembaga-nikel-khrom dimana biasanya pelapisan tersebut bertujuan sebagai

    pelapis protektif-dekoratif. Pelapisan ini biasanya digunakan pada benda-benda

    kerajinan dari logam dan beberapa bagian dari kendaraan. Maksud dari

    protektif-dekoratif ini adalah untuk melindungi benda-benda tersebut dari korosi

    dan untuk mendapatkan benda-benda yang memiliki tingkat kecerahan/kilap

    yang bagus sehingga dapat menampilkan keindahan.

    Menurut Suarsana (2008) tembaga banyak digunakan sebagai perhiasan,

    dimana untuk memperindah penampilan dari tembaga tersebut maka

    1

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    2

    permukaannya dilapisi dengan logam lain seperti emas, perak, nikel ataupun

    khrom. Di udara tembaga memiliki ketahanan korosi yang cukup baik. Akan

    tetapi di dalam larutan yang korosif maka tembaga akan teroksidasi membentuk

    oksida tembaga yang sangat beracun dan penampilannya akan menjadi kebiru-

    biruan sehingga terlihat kurang menarik. Untuk mengatasi masalah tersebut

    maka salah satu cara yang dapat digunakan adalah dengan elektroplating atau

    pelapisan dengan khrom dekoratif, karena masih minimnya informasi tentang

    ketebalan lapisan dan adhesivitas lapisan yang dipengaruhi oleh lamanya waktu

    pelapisan khrom dekoratif tanpa lapisan dasar dan dengan lapisan dasar

    tembaga, tembaga-nikel.

    1.2. Perumusan Masalah

    Berdasarkan uraian diatas, maka dapat dirumuskan suatu masalah yaitu

    Bagaimana pengaruh waktu terhadap ketebalan dan adhesivitas lapisan pada

    proses elektroplating khrom dekoratif tanpa lapisan dasar, dengan lapisan dasar

    tembaga dan tembaga-nikel ?

    1.3. Batasan Masalah

    Untuk memenuhi arah penelitian yang baik dan lebih terfokus, ditentukan

    batasan masalah sebagai berikut:

    1. Benda uji yang digunakan dalam penelitian ini adalah plat baja AISI 1023.

    2. Larutan elektrolit yang digunakan pada pelapisan tembaga adalah larutan

    tembaga sianida (CuCN), pelapisan nikel adalah nikel sulfat (NiSO4) dan

    pelapisan khrom adalah khrom oksida (CrO3).

    3. Kondisi larutan elektrolit dianggap sama.

    4. Jarak anoda katoda 100 mm.

    5. Temperatur larutan dianggap konstan 50C.

    1.4. Tujuan dan Manfaat Penelitian

    Tujuan dari penelitian ini adalah :

    1. Mengetahui pengaruh waktu pelapisan khrom tanpa lapisan dasar dan

    pelapisan khrom dengan lapisan dasar tembaga dan tembaga-nikel pada

    pelapisan khrom dekoratif terhadap tingkat ketebalan lapisan.

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    3

    2. Mengetahui sifat adhesivitas lapisan mana yang paling baik dari variasi

    penelitian yang dilakukan.

    Manfaat dari penelitian ini adalah :

    1. Menambah referensi sebagai pengembangan ilmu di bidang elektroplating,

    khususnya pelapisan khrom dekoratif.

    2. Dapat dijadikan acuan bagi penelitian selanjutnya.

    3. Dapat mengetahui mekanisme pelapisan logam dengan cara elektroplating

    terutama pada elektroplating khrom dekoratif, sehingga dapat menerapkan

    mekanisme elektroplating dalam kehidupan sehari-hari.

    4. Dapat mengetahui kombinasi pelapisan yang tepat dengan ketebalan lapisan

    yang maksimal.

    1.5. Sistematika Penulisan

    Sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

    1. Bab I Pendahuluan, berisi latar belakang penelitian, rumusan masalah,

    maksud dan tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah dan

    sistematika penulisan.

    2. Bab II Landasan Teori, berisi dasar teori, tinjauan pustaka dan teori

    mengenai pelapisan logam secara listrik, komponen-komponennya maupun

    jenis pengerjaan pendahuluan pada benda kerjanya.

    3. Bab III Metode Penelitian, berisi diagram alir, bahan yang digunakan, mesin

    dan alat yang digunakan, tempat penelitian, serta prosedur pelaksanaan

    penelitian, dan pengujian.

    4. Bab IV Data dan Analisis, berisi data hasil pengujian dan analisis hasil

    pengukuran ketebalan lapisan dari proses pelapisan yang dilakukan.

    5. Bab V Penutup, berisi kesimpulan dan saran yang diambil dari penelitian

    yang dilakukan.

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    4

    BAB II

    LANDASAN TEORI

    2.1. Dasar Teori

    2.2.1. Pelapisan Logam

    Pelapisan secara celup panas (hot dip galvanis) adalah suatu proses

    pelapisan dimana logam pelapis dipanaskan hingga mencair, kemudian logam

    yang akan dilapisi yang disebut logam dasar dicelupkan ke dalam logam cair

    tersebut, sehingga pada permukaan logam dasar akan terbentuk lapisan berupa

    paduan antara logam pelapis dan logam dasar.

    Pelapisan logam dengan semprot adalah suatu proses pelapisan dengan

    cara penyemprotan partikel-pertikel halus dari logam cair dengan disertai gas

    bertekanan tinggi dan panas pada logam yang akan dilapisi/logam dasar.

    Pelapisan secara listrik merupakan proses pelapisan suatu logam atau

    non logam secara elektrolisis melalui penggunaan arus listrik searah (direct

    current/DC) dan larutan kimia (elektrolit). Pelapisan bertujuan membentuk

    permukaan dengan sifat atau dimensi yang berbeda dengan logam dasarnya.

    Terjadinya endapan pada proses disebabkan adanya ion-ion bermuatan listrik

    melalui elektrolit. Ion-ion pada elektrolit tersebut akan mengendap pada katoda.

    Endapan yang terjadi bersifat adhesif terhadap logam dasar. Selama proses

    pengendapan berlangsung terjadi reaksi kimia pada elektroda dan elektrolit yaitu

    reaksi reduksi dan oksidasi yang diharapkan berlangsung terus menerus menuju

    arah tertentu secara tetap. Untuk itu diperlukan arus listrik searah dan tegangan

    yang konstan (Saleh, 1995).

    Prinsip dasar dari proses lapis listrik adalah berdasarkan pada Hukum

    Faraday yang menyatakan bahwa jumlah zat-zat yang terbentuk dan terbebas

    pada elektroda selama elektrolisis sebanding dengan jumlah arus listrik yang

    mengalir dalam larutan elektrolit. Di samping itu jumlah zat yang dihasilkan

    oleh arus listrik yang sama selama elektrolisis adalah sebanding dengan berat

    ekivalen masing-masing zat tersebut.

    Dalam pelaksanaan proses pelapisan listrik ada beberapa hal yang perlu

    diperhatikan yaitu arus yang dibutuhkan untuk melapis (rapat arus), temperatur

    4

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    5

    larutan, waktu pelapisan dan kosentrasi larutan. Plating termasuk salah satu cara

    menanggulangi korosi pada logam dan juga berfungsi sebagai ketahanan bahan.

    Di samping itu plating juga memberikan nilai estetika pada logam yang dilapisi.

    2.2.2. Bahan Pelapis

    Tembaga (copper) adalah salah satu logam yang termasuk dalam

    kelompok logam bukan besi (non ferro) yang banyak digunakan di industri,

    karena sifat daya hantar listrik dan panasnya yang sangat baik. Sehingga dengan

    mudah dapat dibentuk seperti ditempa, dirol, ditarik menjadi kawat, dan

    sebagainya dalam keadaan panas maupun dingin. Pada industri pelapisan,

    tembaga banyak digunakan sebagai pelapis baik dalam bentuk tembaga murni

    maupun paduannya seperti kuningan dan perunggu (Saleh, 1995).

    Nikel (nickel) adalah logam yang banyak digunakan pada industri kimia,

    akumulator dan pelapisan logam, karena sifatnya yang tahan korosi dan lunak.

    Nikel berwarna putih keperak-perakan, berkristal halus, sehingga bila dipoles

    dan sebagai lapis lindung akan kelihatan tampak rupa yang indah dan

    mengkilap. Nikel memiliki kekerasan dan kekuatan sedang, keuletannya dan

    daya hantar listrik baik (Saleh, 1995).

    Khrom (chromium) adalah suatu logam yang mempunyai kekerasan

    yang tinggi, sehingga memberikan tampak rupa yang indah. Chromium banyak

    digunakan untuk lapis lindung alat-alat kecepatan tinggi (high speed tool),

    cetakan (die) dan bahan pemadu dalam pembuatan stainless steel. Chromium

    dapat diendapkan/dilapisi dengan cara lapis listrik (electroplating) dan semprot

    logam (metal spraying) (Hartomo dan Kaneko, 1995).

    2.2.3. Proses Pengerjaan Pendahuluan (Pre Treatment)

    Sebelum dilakukan pelapisan pada logam, permukaan logam harus

    disiapkan untuk menerima adanya lapisan. Persiapan ini bertujuan untuk

    meningkatkan daya ikat antara lapisan dengan bahan yang dilapisi. Permukaan

    yang ideal dari bahan dasar adalah permukaan yang seluruhnya mengandung

    atom bahan tersebut tanpa adanya bahan asing lainnya (Hartomo dan Kaneko,

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    6

    1995). Untuk mendapatkan kondisi seperti tersebut perlu dilakukan pengerjaan

    pendahuluan dengan tujuan :

    - Menghilangkan semua pengotor yang ada di permukaan benda kerja seperti

    pengotor organik, anorganik/oksida dan lain-lainnya.

    - Mendapatkan kondisi fisik permukaan yang lebih baik dan lebih aktif.

    Teknik pengerjaan pendahuluan ini tergantung dari pengotornya, tetapi secara

    umum dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

    a. Pembersihan Secara Mekanik

    Pekerjaan ini bertujuan untuk menghaluskan permukaan dan

    menghilangkan goresan-goresan serta geram-geram yang masih melekat pada

    benda kerja. Biasanya untuk menghilangkan goresan-goresan dan geram-geram

    tersebut dilakukan dengan mesin gerinda, sedangkan untuk menghaluskan

    permukaannya dilakukan dengan proses buffing. Prinsipnya sama seperti proses

    gerinda, tetapi roda polesnya yang berbeda yaitu terbuat dari bahan katun, kulit,

    laken dan sebagainya.

    b. Pembersihan dengan Pelarut (Solvent)

    Proses pembersihan dengan pelarut bertujuan untuk membersihkan lemak,

    minyak, garam dan kotoran-kotoran lainnya dengan pelarut organik, Proses

    pembersihan pada temperatur kamar yaitu dengan menggunakan pelarut

    organik, tetapi dilakukan pada temperatur kamar dengan cara diusap/dioles.

    c. Pembersihan dengan Alkalin (Degreasing)

    Pekerjaan ini bertujuan untuk membersihkan benda kerja dari lemak atau

    minyak-minyak yang menempel, karena lemak maupun minyak tersebut akan

    mengganggu pada proses pelapisan. Pencucian dengan alkalin digolongkan

    dalam dua cara yaitu dengan cara biasa (alkalin degreasing) dan dengan cara

    elektro (elektro degreasing). Pembersihan secara biasa adalah merendamkan

    benda kerja ke dalam larutan alkalin dalam keadaan panas selama 5-10 menit.

    Lamanya perendaman harus disesuaikan dengan kondisi permukaan benda

    kerja. Seandainya lemak atau minyak yang menempel lebih banyak, maka

    dianjurkan lamanya perendaman ditambah hingga permukaan bersih dari noda-

    noda tersebut.

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    7

    d. Pencucian dengan Asam (Pickling)

    Pencucian dengan asam adalah bertujuan untuk membersihkan permukaan

    benda kerja dari oksida atau karat dan sejenisnya secara kimia melalui

    perendaman. Larutan asam ini terbuat dari pencampuran air bersih dengan asam

    antara lain :

    - Asam klorida (HCl)

    - Asam sulfat ( H2SO4)

    - Asam sulfat dan asam fluorid (HF)

    Untuk benda kerja dari besi/baja cor yang masih mengandung sisa-sisa

    pasir dapat digunakan larutan campuran dari asam sulfat dan asam fluorid, sebab

    larutan tersebut dapat berfungsi untuk menghilangkan serpih juga dapat

    membersihkan sisa-sisa pasir yang menempel pada benda kerja (Saleh, 1995).

    2.2.4. Prinsip Kerja Lapis Listrik

    Pada prinsipnya pelapisan logam dengan cara lapis listrik atau

    elektroplating merupakan rangkaian dari arus listrik, anoda, larutan elektrolit

    dan katoda (benda kerja). Keempat gugusan ini disusun sedemikian rupa,

    sehingga membentuk suatu sistem lapis listrik dengan rangkaian sebagai

    berikut:

    - Anoda dihubungkan pada kutub positif dari sumber listrik

    - Katoda dihubungkan pada kutub negatif dari sumber listrik

    - Larutan elektrolit ditampung dalam bak

    - Anoda dan katoda direndamkan dalam larutan elektrolit

    Untuk lebih jelasnya rangkaian dan prinsip kerja proses lapis listrik

    dapat dilihat pada gambar 1.1.

    Gambar 1.1. Mekanisme proses pelapisan (Suarsana, 2008)

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    8

    Keterangan :

    (1) Anoda (bahan pelapis)

    (2) Katoda (benda yang dilapisi)

    (3) Elektrolit

    (4) Sumber arus searah

    Bila arus listrik (potensial) searah dialirkan antara kedua elektroda anoda

    dan katoda dalam larutan elektrolit, maka muatan ion positif ditarik oleh katoda.

    Sementara ion bermuatan negatif berpindah ke arah anoda ion-ion tersebut

    dinetralisir oleh kedua elektroda dan larutan elektrolit yang hasilnya diendapkan

    pada elektroda katoda.

    a. Larutan Elektrolit

    Suatu proses lapis listrik memerlukan larutan elektrolit yang merupakan

    media proses berlangsung. Larutan elektrolit dapat dibuat dari larutan asam dan

    garam logam yang dapat membentuk ion-ion positif. Tiap jenis pelapisan larutan

    elektrolitnya berbeda-beda tergantung pada sifat-sifat elektrolit yang diinginkan.

    Komposisi larutan elektrolit yang dipakai pada proses pelapisan tembaga, nikel

    dan khrom adalah sebagai berikut (Azhar, 1995):

    - Komposisi pembuatan larutan tembaga :

    - CuCN 26,25 gr/1 - NaK (C4H 4O 6) 45 gr/1

    - NaCN 34,50 gr/1 - Bright Gl-3 5 ml/1

    - Na2CO3 30 gr/1 - Bright Gl-4 8 ml/1

    - Komposisi pembuatan larutan nikel :

    - NiSO4 250 gr/1 - Bright I-06 5 ml/1

    - NiCL2 50 gr/1 - Bright M-07 2 ml/1

    - H3BO3 40 gr/1

    - Komposisi pembuatan larutan khrom :

    - CrO3 250 gr/1

    - H2SO4 2,5 ml/1

    Larutan elektrolit selalu mengandung garam dari logam yang akan

    dilapis. Garam-garam tersebut sebaiknya dipilih yang mudah larut tetapi

    anionnya tidak mudah tereduksi.

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    9

    Kemampuan atau aktivitas dari ion-ion logam ditentukan oleh

    konsentrasi dari garam logamnya, bila konsentrasi logamnya tidak mencukupi

    untuk diendapkan, akan terjadi endapan/lapisan yang terbakar pada rapat arus

    yang relatif rendah.

    Beberapa bahan/zat kimia sengaja ditambahkan kedalam larutan

    elektrolit bertujuan untuk mendapatkan sifat-sifat lapisan tertentu. Sifat-sifat

    tersebut antara lain penampilan (appearance), kegetasan lapisan (brittleness),

    keuletan (ductility), kekerasan (hardness).

    b. Anoda (elektroda positif)

    Pada proses pelapisan secara listrik, peranan anoda sangat penting dalam

    menghasilkan kualitas lapisan. Pengaruh kemurnian/kebersihan anoda terhadap

    elektrolit dan penentuan optimalisasi ukuran serta bentuk anoda perlu

    diperhatikan.

    Anoda yang digunakan pada pelapisan tembaga adalah anoda terlarut

    (soluble anode) yaitu tembaga murni, untuk pelapisan nikel menggunakan anoda

    terlarut yaitu anoda nikel murni, sedangkan untuk pelapisan khrom

    menggunakan anoda tidak terlarut (unsoluble anode) yaitu dengan anoda timbal

    (Pb).

    Adanya arus listrik yang mengalir melalui larutan elektrolit di antara

    kedua elektroda, maka pada anoda akan terjadi pelepasan ion logam dan oksigen

    (reduksi), selanjutnya ion logam tersebut dan gas hidrogen diendapkan pada

    elektroda katoda. Peristiwa ini dikenal sebagai proses pelapisan dengan anoda

    terlarut (soluble anode). Tetapi bila anoda tersebut hanya dipakai sebagai

    penghantar arus, anoda ini disebut anoda tak larut (unsoluble anoda).

    Anoda tidak larut adalah paduan dari bahan-bahan seperti baja nickel,

    paduan timbal-tin, karbon, platina-titanium dan lain sebagainya. Anoda ini

    diutamakan selain sebagai penghantar yang baik juga tidak mudah terkikis oleh

    larutan dengan atau tanpa aliran listrik. Tujuan dipakainya anoda tidak larut

    adalah untuk:

    - Mencegah terbentuknya logam yang berlebihan dalam larutan

    - Mengurangi nilai investasi peralatan

    - Memelihara keseragaman jarak anoda dan katoda

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    10

    Kerugian penggunaan anoda tidak larut adalah cenderung teroksidasi

    unsur-unsur tertentu dari anoda tersebut ke dalam larutan. Beberapa kriteria

    yang perlu diperhatikan dalam memilih anoda terlarut antara lain adalah :

    - Efisiensi anoda yang akan dipakai

    - Jenis larutan elektrolit

    - Kemurnian bahan anoda

    - Bentuk anoda

    - Rapat dan kepasitas arus yang disuplai

    - Cara pembuatan anoda

    c. Air

    Pada industri pelapisan secara listrik, air merupakan salah satu unsur

    pokok yang selalu harus tersedia. Biasanya pengunaan air pada proses lapis

    listrik dikelompokkan dalam empat macam yaitu :

    - Air untuk pembuatan larutan elektrolit

    - Air untuk menambah larutan elektrolit yang menguap

    - Air untuk pembilasan dan

    - Air untuk proses pendingin

    Dari fungsi air tersebut dapat ditentukan kualitas air yang dibutuhkan

    untuk suatu proses. Air ledeng dipakai untuk proses pembilasan, pencucian,

    proses etsa dan pendingin. Sedangkan air bebas mineral (aquadest) dipakai

    khusus untuk pembuatan larutan.

    Pada proses pelapisan air yang digunakan harus berkualitas baik. Air

    ledeng yang masih mengandung kation dan anion, jika bercampur dengan ion-

    ion dalam larutan akan menyebabkan turunnya efisiensi lapisan. Unsur-unsur

    yang tidak diinginkan dalam larutan adalah unsur kalsium dan magnesium,

    karena mudah bereaksi dengan cadmium sianida, tembaga sianida, perak sianida

    dan senyawa-senyawa lainnya, sehingga akan mempercepat kejenuhan larutan.

    Umumnya unsur-unsur yang terdapat dalam air adalah kandungan dari

    garam-garam seperti, bikarbonat, sulfat, klorida dan nitrat. Unsur-unsur garam

    logam alkali (sodium/potassium) tidak begitu mempengaruhi konsentrasi larutan

    sewaktu operasi pelapisan berlangsung, adanya logam-logam berat seperti besi

    dan mangan sebagai pengotor menimbulkan cacat-cacat antara lain kekasaran

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    11

    (roughness), gores (streakness), noda-noda hitam (staining), warna yang suram

    (iridensceat) atau mengkristal (Saleh, 1995).

    2.2. Kajian Yang Telah Dilakukan

    Adyani (2009) menyatakan bahwa ketebalan lapisan akan semakin

    meningkat seiring dengan naiknya kuat arus dan bertambahnya titik distribusi

    arus, hasil kekerasan permukaan berdasarkan hasil uji kekerasan vickers akan

    semakin meningkat dengan naiknya kuat arus dan bertambahnya titik distribusi

    arus.

    Huang dkk (2007) melakukan penelitian karakterisasi nikel-krom

    multilayers pada suhu 30C dengan memvariasikan arus. Hasilnya menunjukkan

    bahwa dengan meningkatnya arus pada pelapisan maka ketebalan lapisan akan

    semakin bertambah.

    Kuai dkk (2007) melakukan studi eksperimental pelapisan khrom dengan

    menggunakan larutan kromium trivalent dengan bahan substrat tembaga. Jarak

    antara anoda dan katoda adalah 50 mm, dengan memvariasikan suhu pada 20,

    25, 30, 35, 40, 45 dan 55C. Studi ini menunjukan bahwa hasil lapisan yang

    tebal dan halus dapat diperoleh pada suhu yang tinggi.

    Napitupulu (2005) melakukan penelitian pengaruh temperatur dan waktu

    pelapisan terhadap laju pelapisan nikel pada baja melalui proses elektroplating

    dengan memvariasikan waktu pelapisan 120, 180 dan 240 menit. Sedangkan

    temperatur yang dipakai adalah 60-70C. Dengan naiknya temperatur dan waktu

    pelapisan, maka kekerasan permukaan juga semakin meningkat pada permukaan

    baja. Hasil menunjukkan bahwa laju pelapisan pada temperatur 60C lebih

    tinggi dibanding pada temperatur 70C.

    Suarsana (2008) menunjukkan bahwa dengan meningkatnya variasi waktu

    pencelupan maka ketebalan hasil pelapisan akan meningkat, demikian juga

    tingkat kecerahannya, dengan ketebalan lapisan yang meningkat disebabkan

    karena waktu pelapisan nikel yang cukup lama, variasi waktu pencelupan yang

    lama juga menyebabkan meningkatnya iluminasi cahaya atau tingkat

    kecerahannya.

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    12

    BAB III

    METODE PENELITIAN

    3.1. Diagram Alir Penelitian

    Tahapan penelitian dilaksanakan sesuai dengan diagram alir penelitian

    yang ditunjukkan pada gambar 3.1

    Gambar 3.1. Diagram alir penelitian

    Mulai

    Pengerjaan awal Pre Treatment

    Selesai

    Analisis

    Kesimpulan

    Pengujian ketebalan lapisan

    Pelapisan tembaga

    Persiapan spesimen uji P : 100 mm, L : 30 mm, T : 0.7 mm

    Pelapisan nikel

    Pelapisan khrom variasi waktu pelapisan khrom

    5, 10, 15 menit

    Pengujian adhesivitas lapisan

    Pembilasan

    12

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    13

    3.2. Bahan Penelitian

    Bahan yang digunakan dalam penelitian ini :

    a. Logam yang dilapisi adalah plat baja

    Plat dengan ukuran panjang 100 mm, lebar 30 mm dan tebal 0.7 mm.

    b. Anoda pelapis

    - Tembaga

    Gambar 3.2. Anoda tembaga

    - Nikel

    Gambar 3.3. Anoda nikel

    - Khrom

    Gambar 3.4. Anoda khrom

    c. Larutan elektrolit

    - Komposisi pembuatan larutan tembaga :

    - CuCN 26,25 gr/1 - NaK (C4H 4O 6) 45 gr/1

    - NaCN 34,50 gr/1 - Bright Gl-3 5 ml/1

    - Na2CO3 30 gr/1 - Bright Gl-4 8 ml/1

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    14

    Cara pembuatan :

    - Menimbang bahanbahan sesuai dengan berat dan keperluannya.

    - Menyediakan air bersih sebanyak 6 liter.

    - 4,5 liter air tersebut dimasukkan ke dalam bak.

    - Memasukkan bahan-bahan yang telah tersedia seperti komposisi diatas

    secara berurutan sebagai berikut :

    a) Memasukkan sodium sianida dan mengaduknya hingga larut.

    b) Kemudian memasukkan tembaga sianida dan mengaduknya hingga

    larut.

    c) Setelah itu memasukkan sodium karbonat dan mengaduknya

    hingga larut.

    d) Kemudian memasukkan rochelle dan mengaduknya hingga larut.

    e) Setelah semuanya larut, air yang sisa 1,5 liter dimasukkan sambil

    mengaduknya hingga homogen, lalu disaring.

    f) Setelah itu memasukkan brightener gl-3 dan gl-4 sambil diaduk

    hingga homogen.

    Gambar 3.5. Larutan tembaga

    - Komposisi pembuatan larutan nikel :

    - NiSO4 250 gr/1 - Bright I-06 5 ml/1

    - NiCL2 50 gr/1 - Bright M-07 2 ml/1

    - H3BO3 40 gr/1

    Cara pembuatan :

    - Menimbang bahanbahan sesuai dengan berat dan keperluannya.

    - Menyediakan air bersih sebanyak 6 liter.

    - 4,5 liter air dimasukkan ke dalam bak.

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    15

    - Memasukkan bahan-bahan yang telah tersedia seperti komposisi diatas

    secara berurutan sebagai berikut :

    a) Memasukkan nickel sulfat dan aduk hingga larut.

    b) Kemudian memasukkan nickel chlorid dan mengaduknya hingga

    larut.

    c) Memasukkan boric acid dan mengaduknya hingga larut.

    d) Mengaduk larutan hingga homogen, kemudian air yang sisa 1,5

    liter dimasukkan sambil mengaduknya hingga homogen.

    e) Setelah disaring, brightener i-06 dan m-07 dimasukkan ke dalam

    larutan.

    f) Setelah itu larutan siap untuk digunakan.

    Gambar 3.6. Larutan nikel

    - Komposisi pembuatan larutan khrom :

    - CrO3 250 gr/1

    - H2SO4 2,5 ml/1

    Cara pembuatan :

    - Menimbang bahanbahan sesuai dengan berat dan keperluannya.

    - Menyediakan air bersih sebanyak 6 liter.

    - 4,5 liter air dimasukkan ke dalam bak.

    - Memasukkan bahan-bahan yang telah tersedia seperti komposisi diatas

    secara berurutan sebagai berikut :

    a) Memasukkan chromic oxide dan mengaduknya hingga larut.

    b) Kemudian memasukkan asam sulfat secara perlahan-lahan sambil

    mengaduknya hingga larut.

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    16

    c) Setelah itu, air yang sisa 1,5 liter dimasukkan juga sambil diaduk

    hingga larut.

    d) Larutan yang telah mengalami penyaringan sudah bisa digunakan.

    Gambar 3.7. Larutan khrom

    3.3. Mesin dan Alat Yang Digunakan

    Proses pelapisan dan pengujian logam dilakukan di Laboratorium Bahan

    Jurusan Teknik Mesin UNS. Adapun alat yang digunakan sebagai berikut :

    a. Rectifier

    Rectifier adalah alat yang digunakan untuk mengubah sumber arus

    bolak-balik (AC) menjadi sumber arus searah (DC). Dengan rectifier tegangan

    dan arus yang akan digunakan dalam penelitian dapat diatur.

    Gambar 3.8. Rectifier

    b. Bak plating

    Bak plating berfungsi sebagai tempat untuk menampung larutan

    elektrolit yang akan digunakan di dalam penelitian Bak plating atau bak

    penampung diupayakan tidak terbuat dari logam, karena larutan elektrolit

    yang digunakan dalam proses pelapisan elektroplating bersifat korosif

    terhadap logam.

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    17

    c. Bak pembersih

    Setelah spesimen diplating, spesimen dibilas dengan air bersih pada bak

    pembersih yang telah disiapkan. Bak pembersih ini berfungsi untuk

    membersihkan spesimen dari sisa larutan plating.

    d. Thermometer

    Thermometer digunakan untuk mengukur temperatur larutan.

    e. Heater

    Digunakan untuk memanaskan larutan sampai dengan temperatur yang

    diinginkan.

    g. Stop watch

    Digunakan untuk menghitung waktu pencelupan.

    h. Gerinda listrik

    Mesin ini digunakan untuk menghaluskan permukaan benda kerja dan

    untuk menghilangkan lapisan oksida yang melapisi permukaan logam.

    i. Jangka sorong

    Alat ini dipakai untuk mengukur dimensi spesimen. Pembacaan skala

    pengukuran dimensi spesimen sampai ketelitian 0.1 mm.

    j. Timbangan digital

    Timbangan digital digunakan untuk menimbang berat spesimen sebelum

    dan sesudah pencelupan.

    k. Coating thickness measuring instrumen

    Alat ini berfungsi untuk mengukur ketebalan lapisan logam yang melapisi

    logam induk pada proses elektroplating. alat yang dipakai adalah Dualscope

    MPOR

    Gambar 3.9. Coating thickness measuring instrument dualscope mpor

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    18

    3.4. Pelaksanaan Penelitian

    3.4.1. Persiapan Spesimen Uji

    Penelitian ini untuk mengkaji bagaimana pengaruh waktu terhadap

    ketebalan dan adhesivitas lapisan pada proses elektroplating khrom dekoratif

    tanpa lapisan dasar, dengan lapisan dasar tembaga dan tembaga-nikel. Bahan

    substrat yang digunakan dalam penelitian adalah plat baja, dengan ukuran

    panjang 100 mm, lebar 30 mm dan tebal 0.7 mm. Kemudian permukaan benda

    uji dihaluskan dengan menggunakan kertas amplas.

    3.4.2. Pengerjaan Awal

    Setelah spesimen benda uji halus dan rata, maka dilakukan proses

    degreasing, yaitu pencucian spesimen benda uji dengan detergen agar kotoran

    dan lemak-lemak pada saat proses permesinan hilang dan bersih. Kemudian

    setelah itu dilakukan proses rinsing atau pembilasan dengan air bersih

    terhadap benda uji.

    3.4.3. Proses Pelapisan

    Langkah-langkah dalam proses pelapisan :

    1. Spesimen yang akan dilapisi dibersihkan terlebih dahulu.

    2. Spesimen yang telah bersih dicuci dengan pencuci lemak selama 5 menit.

    3. Setelah pencucian lemak dibilas dengan air bersih.

    4. Pelaksanaan pelapisan tembaga :

    a. Menimbang berat spesimen sebelum dilapisi.

    b. Memanaskan larutan dengan heater sampai temperatur 50C.

    c. Memasukkan benda kerja ke dalam larutan tembaga tersebut.

    d. Menghubungkan rectifier ke sumber arus listrik, benda kerja ke kutub

    negatif, sedangkan anoda ke kutub positif.

    e. Setelah semuanya siap, tombol on di rectifier dihidupkan.

    f. Setelah 2 menit benda kerja diangkat dan langsung dibilas dengan air

    bersih.

    g. Kemudian dilanjutkan dengan pelapisan selanjutnya.

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    19

    Gambar 3.10. Hasil pelapisan tembaga

    5. Pelaksanaan pelapisan nikel :

    a. Menimbang berat spesimen sebelum dilapisi.

    b. Memanaskan larutan dengan heater sampai temperatur 50C.

    c. Setelah benda kerja dilapisi tembaga dan dibilas lalu dimasukkan ke

    dalam larutan nikel.

    d. Menghubungkan rectifier ke sumber arus listrik, benda kerja ke kutub

    negatif, sedangkan anoda ke kutub positif.

    e. Setelah semuanya siap, tombol on di rectifier dihidupkan.

    f. Setelah 2 menit benda kerja diangkat dan langsung dibilas dengan air

    bersih.

    g. Kemudian dilanjutkan dengan pelapisan selanjutnya.

    Gambar 3.11. Hasil pelapisan tembaga-nikel

    6. Pelaksanaan pelapisan khrom :

    a. Menimbang berat spesimen sebelum dilapisi.

    b. Memanaskan larutan dengan heater sampai temperatur 50C.

    c. Benda kerja yang telah dilapisi tembaga dan tembaga-nikel dibilas,

    kemudian dimasukkan ke dalam larutan khrom.

    d. Menghubungkan rectifier ke sumber arus listrik, benda kerja ke kutub

    negatif, sedangkan anoda ke kutub positif.

    e. Setelah semuanya siap, tombol on di rectifier dihidupkan.

    f. Setelah 2 menit benda kerja diangkat dan langsung dibilas dengan air

    bersih.

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    20

    g. Pencelupan dilakukan dengan memvariasikan waktu :

    - waktu pencelupan = 5 menit

    - waktu pencelupan = 10 menit

    - waktu pencelupan = 15 menit

    h. Setelah selesai pencelupan, benda kerja diangkat dan langsung dibilas

    dengan air bersih.

    Gambar 3.12. Hasil pelapisan tembaga-nikel-khrom

    7. Pelaksanaan proses akhir :

    a. Setelah benda kerja dilapisi khrom, kemudian dilakukan pengeringan.

    b. Melakukan pengujian tampak fisik.

    c. Melakukan pengujian pengukuran ketebalan.

    d. Melakukan pengujian adhesivitas.

    e. Pengolahan data hasil penelitian.

    3.5. Pengujian

    3.5.1. Pengujian tampak fisik

    Pengujian ini untuk mengetahui perubahan secara fisik yang terjadi

    terhadap masingmasing benda uji setelah mendapat proses elektroplating

    dengan cara melihat dan memfoto setiap benda uji. Setelah proses pelapisan

    selesai, spesimen dibilas dan dibersihkan dengan air lalu dikeringkan. Setelah

    permukaan benar-benar sudah bersih dan kering, maka dapat dilakukan

    pengamatan tampak fisik hasil pelapisan dengan cara sebagai berikut :

    1. Masing-masing spesimen diletakkan bersebelahan satu sama lain.

    2. Melihat spesimen mana yang lebih mengkilap dan lebih baik pelapisannya.

    3. Memfoto semua spesimen secara bersebelahan dengan spesimen lainnya,

    dan melihat spesimen mana yang lebih mengkilap lapisannya.

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    21

    3.5.2. Pengujian ketebalan lapisan

    Pengujian ini bertujuan mengetahui ketebalan yang melapisi

    permukaan spesimen uji dengan alat Coating Thickness Measuring Instrument

    Dualscope MPOR, dimana pengujian ini tidak akan merusak spesimen uji

    yang telah ada. Maka dapat dilakukan pengujian ketebalan lapisan dengan cara

    sebagai berikut :

    1. Mengkalibrasi Dualscope MPOR.

    2. Menguji spesimen pada 3 titik, yaitu di bagian pinggir kiri, ditengah dan di

    bagian pinggir kanan.

    3. Menguji dengan spesimen yang lainnya.

    3.5.3. Pengujian adhesivitas lapisan.

    Pengujian tingkat adhesivitas dilakukan dengan cara pengujian Bend

    Test sesuai dengan ASTM B 571-97. Pengujian ini untuk mengetahui

    adhesivitas lapisan yang terjadi pada masingmasing benda uji, langkah-

    langkah persiapan dan pengujiannya adalah sebagai berikut :

    1. Menekuk benda uji dengan benda berbentuk silinder, sampai kedua kaki

    benda uji sejajar. Diameter silinder harus empat kali ketebalan spesimen.

    Memeriksa daerah cacat visual bawah benda uji hasil tekukan tersebut.

    2. Ulangi langkah diatas dengan menggunakan benda uji yang berbeda.

    Gambar 3.13. Metode bend test

    Keterangan : A : Mandrel

    B : Spesimen uji

    100 mm

    A B

    0.7

    mm

    2.8

    mm

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    22

    BAB IV

    DATA DAN ANALISIS

    4.1. Bahan Subtrat (katoda)

    Spesimen uji yang berupa plat baja strip diuji komposisi kimianya dan

    didapatkan beberapa persentase kandungan yang terdapat di dalam logam

    tersebut. Dari hasil pengujian komposisi kimia di laboratorium logam ceper,

    spesimen yang digunakan dapat dimasukkan ke dalam golongan baja karbon

    rendah AISI 1023.

    Tabel 4.1. Komposisi kimia baja karbon rendah Unsur Kandungan (%) Unsur Kandungan (%)

    Fe 98,9 Co 0,0050

    C 0,244 Cu 0,0079

    Si 0,0347 Nb 0,0030

    Mn 0,671 Ti 0,0020

    P 0,0233 V 0,0066

    S 0,0154 W 0,0250

    Cr 0,0160 Pb 0,0100

    Mo 0,0050 Ca 0,0005

    Ni 0,0172 Zr 0,0043

    Al 0,0378

    4.2. Tampak Fisik

    Pengamatan tampak fisik dilakukan setelah proses pelapisan selesai.

    Apabila permukaan spesimen benar-benar sudah bersih dan kering, maka

    dapat dilakukan pengamatan tampak fisik hasil pelapisan. Masing-masing

    spesimen dari masing-masing variasi diamati secara visual, dibandingkan

    kemudian diambil fotonya.

    22

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    23

    Gambar 4.1. Hasil pelapisan khrom dekoratif

    Dari hasil pengamatan dapat dilihat bahwa hasil yang didapat dalam

    pelapisan khrom dekoratif terdapat perbedaan seperti terlihat pada gambar 4.1.

    Pengamatan secara visual menunjukkan pelapisan tembaga-nikel-khrom

    terlihat mengkilap dibandingkan dengan pelapisan khrom dekoratif tanpa

    lapisan dasar. Hal ini terjadi karena pada proses pelapisan khrom dekoratif

    umumnya terlebih dahulu melalui lapisan dasar (strike), fungsi dari lapisan

    dasar nikel tersebut menjadikan logam yang dilapisi tahan terhadap karat dan

    memberikan dasar yang mengkilap terhadap lapisan khrom tersebut, karena

    pada pelapisan khrom larutan elektrolitnya tidak menggunakan bahan

    pemengkilap (brightener) (Saleh, 1995).

    4.3. Ketebalan Lapisan

    Setelah dilakukan pengamatan tampak fisik, permukaan spesimen hasil

    pelapisan harus dijaga untuk tetap bersih karena akan dilakukan pengujian

    ketebalan lapisan. Pengukuran ketebalan lapisan khrom ini dilakukan dengan

    menggunakan alat coating thickness instrumen dualscope mpor. Sebelum

    Khrom langsung

    Tembaga-Nikel-Khrom

    Tembaga-Khrom

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    24

    dilakukan pengukuran, terlebih dahulu melakukan setting alat ukur untuk

    logam dasar Fe dan kalibrasi. Setelah itu baru dilakukan pengukuran ketebalan

    lapisan.

    Gambar 4.2. Pengukuran ketebalan lapisan

    Dari setiap spesimen dilakukan pengukuran pada 3 titik, yaitu di

    bagian pinggir kiri, ditengah dan di bagian pinggir kanan. Dari data

    pengukuran yang diperoleh, kemudian diambil ketebalan rata-ratanya untuk

    setiap variasi waktu. Grafik rata-rata hasil pengukuran dapat ditunjukkan pada

    gambar 4.3, ketebalan rata-rata khrom dekoratif dengan lapisan dasar

    tembaga-nikel selama 5, 10, 15 menit didapatkan ketebalan berturut-turut

    sebesar 4,76, 6,20, 9,40 m.

    Grafik rata-rata hasil pengukuran gambar 4.3 menunjukkan bahwa

    spesimen dengan variasi waktu pelapisan khrom untuk ketebalan rata-rata

    khrom dekoratif dengan lapisan dasar tembaga selama 5, 10, 15 menit

    didapatkan ketebalan berturut-turut sebesar 3,33, 4,63, 6,90 m.

    Grafik rata-rata hasil pengukuran gambar 4.3 menunjukkan bahwa

    spesimen dengan variasi waktu pelapisan khrom untuk ketebalan rata-rata

    khrom dekoratif tanpa lapisan dasar selama 5, 10, 15 menit didapatkan

    ketebalan berturut-turut sebesar 1,33, 2,05, 3,60 m. Grafik rata-rata hasil

    pengukuran gambar 4.3 menunjukkan bahwa ketebalan khrom dengan lapisan

    dasar tembaga-nikel lebih tebal dibandingkan dengan khrom tanpa lapisan

    dasar. Hal ini dikarenakan lapisan khrom tersebut tidak dilapisi dengan lapisan

    dasar tembaga. Fungsi dari lapisan dasar tembaga itu adalah sebagai lapisan

    pertama yang berfungsi untuk memberikan kekuatan rekatan pada pelapisan

    khrom tersebut, dapat ditunjukkan pada gambar 4.3.

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    25

    Gambar 4.3. Grafik perbandingan ketebalan lapisan khrom dengan variasi waktu pelapisan khrom

    Dari hasil pengukuran ketebalan rata-rata tiap variasi terjadi

    peningkatan seiring dengan bertambahnya waktu pelapisan khrom. Hal ini

    terjadi karena waktu yang semakin meningkat mengakibatkan dampak

    terhadap pengendapan ion di permukaan katoda semakin bertambah.

    Pengendapan ion yang meningkat pada permukaan katoda akan berdampak

    terhadap ketebalan katoda.

    Secara teoritis untuk pelapisan khrom dekoratif tanpa lapisan dasar dan

    variasi waktu pelapisan 5 menit dapat dilakukan perhitungan dibawah ini.

    Diketahui : Arus : 4,5 A

    Waktu pelapisan : 5 menit = 300 detik

    Berat lapisan terukur (We) : 0,10 gr

    Luas permukaan subtrat / katoda : 0,003 m

    Luas permukaan anoda : 0,006 m

    Berat lapisan teoritis (Bteori) 52,00 Bteori (Wt) = I.t.e 4,5 A. 300s. 3 0,24 gr F 96500 Efisiensi katoda ( katoda) katoda We x 100% 0,10 x 100% 42,80 % Wt 0,24 Rapat Arus katoda I 4,5 1500 A/m A katoda 0.003 Rapat Arus anoda I 4,5 750 A/m A anoda 0.006

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    26

    Dengan cara yang sama, dilakukan juga perhitungan untuk variasi

    waktu 5, 10 dan 15 menit. Maka akan didapat data hasil perhitungan efisiensi

    katoda pada proses pelapisan khrom yang dilakukan seperti pada tabel 4.2.

    Tabel 4.2. Hasil perhitungan pelapisan khrom dekoratif tanpa lapisan dasar dengan variasi waktu pelapisan khrom

    Variasi Waktu 5 menit 10 menit 15 menit Arus 4,5 A 4,5 A 4,5 A Berat lapisan terukur 0,10 gr 0,22 gr 0,39 gr Berat lapisan teoritis 0,24 gr 0,48 gr 0,72 gr Rapat Arus katoda 1,5.10-3 A/mm 1,5.10-3 A/mm 1,5.10-3 A/mm Rapat Arus anoda 7,5.10-4 A/mm 7,5.10-4 A/mm 7,5.10-4 A/mm katoda 42,80 % 45,70 % 54,10 %

    Tabel 4.3. Hasil perhitungan pelapisan khrom dekoratif dengan lapisan dasar tembaga dengan variasi waktu pelapisan khrom

    Variasi Waktu 5 menit 10 menit 15 menit Arus 4,5 A 4,5 A 4,5 A Berat lapisan terukur 0,15 gr 0,31 gr 0,55 gr Berat lapisan teoritis 0,24 gr 0,48 gr 0,72 gr Rapat Arus katoda 1,5.10-3 A/mm 1,5.10-3 A/mm 1,5.10-3 A/mm Rapat Arus anoda 7,5.10-4 A/mm 7,5.10-4 A/mm 7,5.10-4 A/mm katoda 62,50 % 64,50 % 76,20 %

    Tabel 4.4. Hasil perhitungan pelapisan khrom dekoratif dengan lapisan dasar tembaga-nikel dengan variasi waktu pelapisan khrom

    Variasi Waktu 5 menit 10 menit 15 menit Arus 4,5 A 4,5 A 4,5 A Berat lapisan terukur 0,20 gr 0,39 gr 0,65 gr Berat lapisan teoritis 0,24 gr 0,48 gr 0,72 gr Rapat Arus katoda 1,5.10-3 A/mm 1,5.10-3 A/mm 1,5.10-3 A/mm Rapat Arus anoda 7,5.10-4 A/mm 7,5.10-4 A/mm 7,5.10-4 A/mm katoda 83,30 % 84,40 % 90,70 %

    Dari tabel 4.2, 4.3 dan 4.4 dapat dibuat grafik berat lapisan khrom dengan

    waktu yang dipakai dalam proses pelapisan, dan grafik kurva antara efisiensi

    katoda dengan waktu yang dipakai dalam proses pelapisan.

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    27

    Gambar 4.4. Grafik perbandingan berat lapisan khrom dengan variasi waktu pelapisan khrom

    Gambar 4.5. Grafik perbandingan efisiensi katoda dengan variasi waktu pelapisan khrom

    Efisiensi katoda adalah perbandingan berat lapisan khrom yang

    menempel pada katoda dalam penelitian dengan perhitungan secara teoritis.

    Sementara berat lapisan khrom dalam penelitian diperoleh dari selisih berat

    spesimen sebelum dan sesudah dilakukan proses pelapisan.

    Efisiensi katoda dan berat lapisan akan semakin meningkat sejalan

    dengan waktu yang terpakai dalam proses pelapisan dapat ditunjukkan pada

    gambar 4.4 dan 4.5. Ini disebabkan karena semakin lama waktu terpakai pada

    proses pelapisan maka lapisan yang menempel pada katoda akan semakin

    tebal dan katoda akan bertambah berat. Efisiensi yang semakin besar

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    28

    memperlihatkan bahwa berat lapisan yang menempel pada penelitian semakin

    mendekati berat lapisan yang dapat menempel secara teoritis.

    4.4. Pengujian Adhesivitas Lapisan

    Pengujian tingkat adhesivitas dilakukan dengan cara pengujian Bend

    Test sesuai dengan ASTM B 571-97. Setelah dilakukan pengujian terhadap

    setiap spesimen. Dapat dilihat bahwa untuk khrom dekoratif tanpa lapisan

    dasar terlihat tidak terjadi retakan pada setiap spesimennya. Sedangkan untuk

    khrom dekoratif dengan lapisan dasar tembaga terlihat bahwa terjadi retakan

    sedikit di bagian pinggir spesimen tersebut. Sedangkan untuk khrom dekoratif

    dengan lapisan dasar tembaga-nikel dapat terlihat jelas bahwa setiap

    spesimennya mengalami pengelupasan di seluruh area bagian atas spesimen

    tersebut.

    Gambar 4.6. Hasil pengujian adhesivitas

    Setelah dilakukan pengujian adhesivitas terhadap setiap spesimen

    dapat ditunjukkan pada gambar 4.6. Hasil yang didapat dari pengujian ini

    adalah terjadinya retakan dan pengelupasan terhadap spesimen khrom

    dekoratif dengan lapisan dasar tembaga-nikel. Hal ini diakibatkan karena

    tebalnya lapisan khrom tersebut. Sedangkan untuk spesimen yang tidak

    mengalami retakan dan pengelupasan pada spesimen khrom dekoratif tanpa

    lapisan dasar. Dikarenakan tebal lapisan khromnya lebih tipis dibandingkan

    lapisan khrom dekoratif dengan lapisan dasar tembaga-nikel.

    Khrom langsung Tembaga-Nikel-Khrom Tembaga-Khrom

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    29

    BAB V

    PENUTUP

    5.1. Kesimpulan

    Berdasarkan hasil penelitian, pengujian dan analisa yang telah

    dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

    1. Waktu berpengaruh pada peningkatan ketebalan lapisan. Semakin lama

    waktu yang dipakai saat pelapisan maka ketebalan lapisan semakin

    bertambah. Ketebalan yang paling besar pada penelitian ini adalah hasil

    pelapisan tembaga-nikel-khrom dengan variasi waktu 15 menit yaitu 9.40

    m. Hal ini dikarenakan adanya lapisan dasar tembaga-nikel yang

    membuat lapisan khrom akan lebih cepat menempel dibandingkan lapisan

    khrom tanpa lapisan dasar.

    2. Untuk pengamatan tampak fisik hasil yang paling mengkilap adalah pada

    khrom dekoratif dengan lapisan dasar tembaga-nikel. Hal ini dikarenakan

    adanya lapisan dasar nikel yang terdapat pada lapisan khrom tersebut.

    3. Pengujian adhesivitas lapisan dengan bend test menunjukan bahwa nilai

    adhesivitas lapisan yang paling baik adalah pada spesimen khrom

    dekoratif tanpa lapisan dasar. Untuk tingkat adhesivitas lapisan yang

    paling buruk adalah pada spesimen khrom dekoratif dengan lapisan dasar

    tembaga-nikel.

    5.2. Saran

    Dalam penelitian ini yang dibahas hanya pengaruh variasi waktu

    pencelupan khrom terhadap ketebalan dan adhesivitas lapisan pada proses

    pelapisan khrom dekoratif. Selanjutnya pada penelitian berikutnya disarankan:

    1. Melakukan penelitian dengan memvariasikan parameter-parameter lain

    yang dapat mempengaruhi proses pelapisan.

    2. Spesimen yang digunakan jangan terlalu tebal karena akan kesulitan saat

    melakukan bend test untuk mengetahui adhesivitas lapisan.

    29

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    30

    DAFTAR PUSTAKA

    Adyani, I.A.S., 2009, Pengaruh Kuat Arus Terhadap Ketebalan dan Kekerasan

    Lapisan Krom Pada Stoneware dan Earthenware, Jurnal Teknologi

    Elektro Vol. 8 No. 2 Juli-Desember 2009, Mataram.

    Hartomo, A.J. dan Kaneko, T., 1995, Mengenal Pelapisan Logam

    (elektroplating), Andi Offset, Yogyakarta.

    Huang, A.C., Chen, C.Y., Hsu, C.C., dan Lin, C.S., 2007, Characterization Of

    CrNi Multilayers Electroplated From A ChromiumNickel Bath Using

    Pulse Current, Scripta Materialia 57 (2007) 61-64, National Taiwan

    University, Taiwan.

    Kuai, H.X., Zhou, Q.G., Zhen, C.B., Bo, Z.N., Ye, W.L., dan Jian, X.L, 2007,

    Process Of Pulse Electrodeposition Nanocrystalline Chromium From

    Trivalent Chromium Bath, Transactions of Nonferrous Metals Society of

    China 17 (2007) s685-s691, Hunan University of Technology, China.

    Napitupulu, R.A.M., 2005, Pengaruh Temperatur dan Waktu Pelapisan Terhadap

    Laju Pelapisan Nikel Pada Baja Karbon Rendah, Jurnal Teknik Simetrika

    Vol. 4 No. 2 Agustus 2005: 345-351, Sumatra Utara.

    Saleh, A.A., 1995, Pelapisan Logam, Buku Pegangan Industri Elektroplating,

    Balai Besar Pengembangan Industri Logam dan Mesin, Bandung.

    Suarsana, I.K., 2008. Pengaruh Waktu Pelapisan Nikel Pada Tembaga Dalam

    Pelapisan Khrom Dekoratif, Jurnal Ilmiah Teknik Mesin Cakram Vol. 2

    No. 1, Juni 2008 (48-60), Jimbaran Bali.

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    31

    LAMPIRAN

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    32

    HASIL PENIMBANGAN BERAT KHROM

    Pelapisan khrom dekoratif dengan lapisan dasar (tembaga-nikel)

    Pelapisan khrom dekoratif dengan lapisan dasar (tembaga)

    Pelapisan khrom dekoratif tanpa lapisan dasar

    Waktu pelapisan

    Sebelum dilapisi (gr)

    Sesudah dilapisi (gr)

    Berat lapisan khrom (gr)

    5 menit 13.71 13,91 0,20 10 menit 12,43 12,82 0,39 15 menit 11,16 12,61 0,65

    Waktu pelapisan

    Sebelum dilapisi (gr)

    Sesudah dilapisi (gr)

    Berat lapisan khrom (gr)

    5 menit 13,29 13,44 0,15 10 menit 13,48 13,79 0,31 15 menit 13,24 13,71 0,55

    Waktu pelapisan

    Sebelum dilapisi (gr)

    Sesudah dilapisi (gr)

    Berat lapisan khrom (gr)

    5 menit 13,61 13,71 0,10 10 menit 13,24 13,46 0,22 15 menit 13,15 13,54 0,39