pengaruh variasi arus 0,25-1,25a pada proses anodizing

i

PENGARUH VARIASI ARUS 0,25-1,25A PADA PROSES

ANODIZING TERHADAP KEKERASAN ALUMINIUM

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagai persyaratan

mencapai derajat sarjana S - 1

Diajukan oleh:

Handoko Restu Nugroho

NIM: 135214072

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2018

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

http://2.bp.blogspot.com/-xOSra48Psmc/T6p6et567mI/AAAAAAAAAv0/AXsb43o-Ex8/s1600/SADHAR.JPG

ii

EFFECT OF STRONG CURRENT VARIATION 0,25A-1,25A IN

ANODIZING PROCESS TO ALUMINIUM HARDNESS

FINAL PROJECT

As partial fulfillment of the requirement

to obtain the Sarjana Teknik Degree

in Mechanical Engineering

By:

Handoko Restu Nugroho

Student Number: 135214072

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2018


http://2.bp.blogspot.com/-xOSra48Psmc/T6p6et567mI/AAAAAAAAAv0/AXsb43o-Ex8/s1600/SADHAR.JPG

iii


iv


v


vi


vii

INTISARI

Anodizing atau yang dikenal dengan nama pelapisan logam adalah suatu

perlakuan permukaan untuk melapisi permukaan logam dengan lapisan oksida

protektif hingga ketebalan tertentu agar terlindungi dari pengaruh destruktif

lingkungan yang menyebabkan korosi, keausan, dan meningkatkan daya tahan

abrasi. Metode anodizing juga menghasilkan tampilan logam yang lebih menarik,

bertekstur, dan berwarna. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui

bagaimana pengaruh variasi kuat arus pada proses anodizing bahan aluminium

terhadap ketebalan lapisan oksida dan kekerasan pada permukaan aluminium.

Plat aluminium diamplas secara bertahap hingga permukaan aluminium

bersih dan tidak terdapat goresan goresan yang dapat mengganggu hasil

anodizing. Proses anodizing dilakukan denganmenggunakan Trafo slide regulator

dengan arus 0,25A, 0,50A, 0,75A, 1A, 1,25A, kemudian dilakukan proses

cleaning,etching, desmut, anodizing dan rinsing pada setiap prosesnya. Proses

anodizing dilakukan menggunakan variasi konsentrasi larutan asam sulfat 15%

dengan waktu pencelupan 15 menit. Pengujian yang dilakukan meliputi foto

mikro ketebalan lapisan oksida dan kekerasan permukaan aluminium (Vickers).

Hasil pengujian menunjukkan bahwa variasi kuat arus selama proses

anodizing berpengaruh terhadap ketebalan lapisan oksida dan kekerasan

permukaan aluminium. Ketebalan lapisan oksida tertinggi sebesar 11μm terjadi

pada anodizing pada kuat arus 1,25A dengan rapat arus 0,000083A/mm²dan nilai

kekerasan yang paling tinggi terjadi pada kuat arus 1A dengan rapat arus

0,000066A/mm²dengan nilai kekerasan sebesar 71,23 VHN.

Kata kunci: anodizing, aluminium, ketebalan, kekerasan, H2SO4, kuat arus, rapat

arus.


viii

ABSTRACT

Anodizing or known as metal coating is a surface treatment for coating

metal surfaces with protective oxide layers up to a certain thickness to be

protected from environmental destructive effects that cause corrosion, wear and

increase abrasion resistance. The anodizing method also produces a more

attractive, texture, and colored metal look. The purpose of the research is to know

the reaction of current on the proses anodizing which alumunium material to

thickness of oxide tayer and hardness on the surface of alumunium.

The aluminum plate is gradually sanded up to a clean aluminum surface and

no scratch streaks can interfere with anodizing results. The anodizing to done with

trafo slide regulators was current 0,25A, 0,50A, 0,75A, 1A and 1,25A, then

cleaning, etching, desmut, anodizing and rinsing process in each process.

Anodizing to done with 15% variation of sulfuric acid consentration for strapping

15 minutes. Tests carried out including a micro photograph of the thickness of the

oxide layer and the hardness of the aluminum surface (Vickers).

The resulted of anodizing was current on proses it could done influence of

thickness of oxide layer and hardness on alumunium surface. The maximum oxide

thickness of 11 μm occured at anodizing of strong current 1,25A with solid

current 0,00083A/ mm² and the maximum hardness occured at srong current 1A

with solid current 0,00066A/ mm² with hardness of 71,23VHN

keywords: anodizing, aluminium, thickness, hardness, H2SO4, strong current, solid

current.


ix

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas

selesainya skripsi yang berjudul “ Pengaruh Variasi Arus 0,25-1,25A pada Proses

Anodizing Terhadap ”.

Skripi ini penulis susun sebagai salah satu syarat bagi setiap mahasiswa

program studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata

Dharma Yogyakarta untuk mendapatkan Gelar Sarjana S-1 Teknik Mesin.

Selama melakukan penelitian, penulis telah menerima banyak bantuan

dalam bentuk materi maupun dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada

kesempatan kali ini penulis akan menyampaikan rasa terimakasih yang amat

dalam kepada:

1. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D, selaku Dekan Fakultas Sains dan

TeknologiUniversitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik

Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

3. Budi Setyahandana, S.T., M.T., selaku Dosen pembimbing tugas akhir,

terimakasih untuk bimbingan dan saran yang sudah diberikan selama ini.

4. Doddy Purwadianto, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing akademik.

5. Wakidjo Hadi Santoso dan Veronika Sugiyem S.pd., selaku orang tua

penulis.

6. Maria Merdiana S.kep., Hestu Riski Mahanani, Agung Dwi Jayanto, Adrian

Haris Kristanto, Samuel Wildan Setyawan dan Andreas Hermawan selaku

kekasih, adik dan teman sekelompok yang senantiasa menemani, memberi

semangat dan membantu dalam penulisan skripsi ini.

7. Teman-temanTeknik Mesin USD Angkatan 2013 yang tidak dapat penulis

sebutkan satu persatu.

8. Seluruh teman-teman Waton Seneng dan Gang-bung Mission yang telah

menemani dan memberi semangat kepada penulis.


x


xi

DAFTAR ISI

BAB I

PENDAHULUAN ............................................................................................... 1

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

1.2. Rumusan masalah ................................................................................ 2

1.3. Tujuan Penelitian ................................................................................ 2

1.4. Batasan masalah ................................................................................... 2

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

1.6. Metode Penelitian ............................................................................... 3

1.7. Sistematika Penulisan .......................................................................... 4

BAB II

DASAR TEORI .................................................................................................. 6

2.1.Definisi Anodizing ............................................................................... 6

2.2.Klasifikasi Anodizing ............................................................................ 7

2.3.Aluminium .......................................................................................... 10

2.4.Aluminium Murni ............................................................................... 12

2.5.Proses Anodizing ................................................................................. 14

2.6.Konsentrasi Elektrolit Pada Proses Anodizing...................................... 18

2.7.Pembentukan Lapisan Oksida ............................................................. 19

2.8.Sifat Penerapan Anodizing ................................................................... 23

2.9.Rapat Arus .......................................................................................... 24

2.10.Pengujian Struktur Mikro .................................................................. 24


xii

2.11.Pengujian Kekerasan Mikro Vickers .................................................. 26

2.12.Tinjauan Pustaka ............................................................................... 27

BAB III

METODE PENELITIAN .................................................................................. 31

3.1. Diagram Alir Penelitian Anodizing ..................................................... 31

3.2. Perencanaan Percobaan ...................................................................... 32

3.3. Alat dan Bahan Penelitian ................................................................... 32

1. Alat Penelitian ............................................................................ 32

2. Bahan Penelitian .......................................................................... 40

3.3.Pelaksanaan Penelitian ........................................................................ 45

1.Tahapan-tahapan Proses Anodizing Aluminium ............................ 45

3.4.Pelaksanaan Pengujian ........................................................................ 50

1. Pengujian Foto Struktur Mikro ..................................................... 50

2. Pengujian Kekerasan Mikro Vickers ............................................. 52

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .................................................. 54

4.1.Perhitungan Rapat Arus yang mengalir .............................................. 54

4.2.Hasil Pengujian Kekerasan Vickers pada Permukaan Aluminium ....... 55

4.2.Hasil Pengamatan Struktur Mikro ....................................................... 59


xiii

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................................ 63

5.1.Kesimpulan ........................................................................................ 63

5.2.Saran .................................................................................................. 63

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 65


xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 : Komposisi Aluminium seri 1XXX ............................................... 13

Tabel 4.1 : Hasil Penghitungan Rapat Arus Yang Mengalir ........................... 55

Tabel 4.2 : Hasil Pengujian Kekerasan Raw Material .................................... 56

Tabel 4.3 : Hasil pengujian dan perhitungan kekerasan permukaan

alumunium setelah proses anodizing dengan variasi arus

0,25A, 0,50A, 0,75A, 1A, 1,25A. .................................................. 57


xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 : Elektroda pada proses anodic oxidation ......................................... 7

Gambar 2.2 : Diagram porbeix aluminium ........................................................ 11

Gambar 2.3 : Tahapan proses anodizing ............................................................ 14

Gambar 2.4 : Grafik waktu pencelupan anodizing terhadap berat

lapisan oksida yang terbentuk dengan variasi konsentrasi

elektrolit ........................................................................................ 19

Gambar 2.5 : Struktur pori pada lapisan hasil anodizing (a),

Penampang lapisan oksida (b)........................................................ 20

Gambar 2.6 : Skema lapisan pori hasil anodisasi ............................................... 21

Gambar 2.7 : Tegangan dan arus yang terjadi pada pembentukan

lapisan oksida anodizing ................................................................ 23

Gambar 2.8 : Pengujian Vickers ......................................................................... 27

Gambar 3.1 : Diagram Alir Penelitian ................................................................ 31

Gambar 3.2 : DC Power Supply ........................................................................ 33

Gambar 3.3 : Kabel Penghubung ....................................................................... 33

Gambar 3.4 : Bak Plastik ................................................................................... 34

Gambar 3.5 : Thermometer ................................................................................ 34

Gambar 3.6 : Gelas Ukur Plastik ....................................................................... 35

Gambar 3.7 : Stopwatch .................................................................................... 35

Gambar 3.8 : Timbangan Digital ........................................................................ 36

Gambar 3.9 : Alat Uji Foto Mikro ...................................................................... 36

Gambar 3.10 : Alat Uji Kekerasan ..................................................................... 37

Gambar 3.11 : Tang .......................................................................................... 37

Gambar 3.12 : Sarung Tangan ............................................................................ 38


xvi

Gambar 3.13 : Amplas ....................................................................................... 38

Gambar 3.14 : Alat Tulis .................................................................................... 39

Gambar 3.15 : Kamera ....................................................................................... 39

Gambar 3.16 : Gerenda Tangan .......................................................................... 40

Gambar 3.17 : Asam Sulfat (H2SO4) .................................................................. 40

Gambar 3.18 : Phosporic Acid (H3PO4) ............................................................ 41

Gambar 3.19 : Asam Cuka/Asam Asetat (CH3CO2H) ......................................... 42

Gambar 3.20 : Larutan Desmut .......................................................................... 42

Gambar 3.21 : Soda Api (NaOH) ....................................................................... 43

Gambar 3.22 : Diterjen Murni/Natrium Karbonat (Na2CO3) .............................. 43

Gambar 3.23 : Air RO ........................................................................................ 44

Gambar 3.24 : Spesimen .................................................................................... 44

Gambar 3.25 : Plat Aluminium Penghantar ........................................................ 45

Gambar 3.26 : Proses Pengamplasan Spesimen .................................................. 46

Gambar 3.27 : Proses Cleaning Spesimen ......................................................... 47

Gambar 3.28 : Proses Etching ............................................................................ 47

Gambar 3.29 : Proses Desmut .......................................................................... 48

Gambar 3.30 : Proses Anodic Oxidation ............................................................ 49

Gambar 3.31 : Pengujian Vickers ....................................................................... 53

Gambar 4.1 : Grafik perbandingan antara nilai kekerasan (VHN) rata

rata dengan rapat arus setelah proses anodizing ........................... 58

Gambar 4.2: Foto mikro kabel kalibrasi, (1). Foto mikro variasi arus

0,25A, (2). Resin (a). Material awal (b). Ketebalan

lapisan oksida (c). .......................................................................... 59


xvii

Gambar 4.3: Foto mikro variasi arus 0,50A, (3). Foto mikro variasi

arus 0,75A, (4). Foto mikro variasi arus 1A, (5). Foto

mikro variasi arus 1,25A, (6). Resin (a). Material awal

(b). Ketebalan lapisan oksida (c) .................................................... 60

Gambar 4.4: Grafik hubungan antara variasi arus dengan ketebalan

lapisan oksida (µm) setelah proses anodizing ................................. 61


xviii

DAFTAR SIMBOL

Simbol Keterangan Satuan

n Jumlah zat mol

Arus listrik ampere

Faraday coulomb/mol

Waktu menit

Massa g/dm2

VHN Vickers hardness number kg/mm2

P Beban yang digunakan kgf

d2

Panjang diagonal rata-rata µm

J Rapat Arus A/mm2

A Luas Permukaan mm2


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Logam aluminium merupakan salah satu logam yang sangat sering digunakan

dalam kehidupan sehari-hari. Logam ini sering dimanfaatkan sebagai

perlengkapan dapur, industri otomotif, hingga bahan pembuatan pesawat terbang.

Hal ini sangat dimungkinkan mengingat karakteristik logam aluminium yang

memiliki berat jenis cukup ringan (2,70 gr/cm³), mudah dibentuk dan tahan

terhadap korosi (Hutasoit, 2008). Namun dari banyaknya penggunaan aluminium

terbebas dari kekurangan, sifat aluminium yang memiliki kekerasan permukaan

yang rendah serta warna aluminium yang cenderung kusam dan tidak menarik

sehingga perlu adanya perlakuan khusus untuk mengurangi kekurangan

aluminium ini. Salah satu proses pelapisan bahan aluminium adalah anodizing.

Anodizing merupakan suatu proses elektrolisis dengan prinsip dasar pembentukan

lapisan oksida aluminium secara terkontrol melalui proses areasi sehingga

terbentuk lapisan oksida yang berpori (Presto & Fainstein, 2003).

Proses anodizing secara garis besar dapat dibagi menjadi dua macam kegunaan

yaitu untuk keperluan protektif dan dekoratif. Biasanya untuk keperluan protektif

harus tahan korosi dan abrasi, sedangkan untuk dekoratif harus tahan warna dan

cuaca.


2

1.2.Rumusan Masalah

Dari permasalahan yang timbul dari latar belakang maka dapat

dirumuskan permasalahan yang akan dibahas sebagai berikut:

a. Bagaimana pengaruh variasi kuat arus pada proses anodizing

terhadap kekerasan lapian oksida pada permukaan aluminium?

b. Bagaimana pengaruh variasi arus pada proses anodizing

terhadap struktur permukaan pada permukaan aluminium?

1.3. Tujuan Penelitian

a. Mengetahui nilai kekerasan logam aluminium setelah dilakukan

proses anodizing.

b. Mengetahui ketebalan lapisan oksida hasil proses anodizing

aluminium dengan variasi kuat arus.

1.4.Batasan Masalah

Penelitian ini dibatasi oleh hal-hal berikut:

a. Proses anodizing terjadi pada suhu ruangan yang konstan atau

stabil.

b. Suhu yang terjadi saat proses anodizing berkisar 27-40°C.

c. Penelitian ini hanya menganalis pengaruh proses anodizing

terhadap kekerasan permukaan logam aluminium.

d. Penelitian ini dibatasi pada pengujian struktur permukaan dan

kekerasan permukaan lapisan aluminium oksida.


3

e. Variasi arus pada proses anodizing adalah (0,25A), (0,50A),

(0,75A), (1A), (1,25A).

f. Lamanya proses anodizing pada setiap variasi arus adalah 15

menit.

g. Konsentrasi larutan asam sulfat yang digunakan sebesar 15%.

h. Jarak pelapisan spesimen 30cm.

1.5.Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian aluminium anodizing ini adalah:

a. Penelitian ini diharapkan dapat menemukan perlakuan

anodizing yang tepat pada bahan aluminium sehingga dapat

diterapkan dalam proses fabrikasi yang lebih baik dan sesuai

standar yang dibutuhkan.

b. Memberikan refrensi tambahan bagi penelitian dan

pengembangan untuk metode anodizing selanjutnya.

1.6. Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

a. Studi Literatur

Studi literatur adalah suatu cara pengumpulan data yang

diperoleh melalui buku-buku refrensi sebagai acuan, sehingga

dapat digunakan untuk menuju keperluan data yang

berhubungan dengan masalah yang dihadapi.


4

b. Metode Observasi Lapangan

Metode ini dilakukan dengan mencari informasi langsung

dilapangan tentang bagaimana alat, cara dan proses alumunium

anodizing.

c. Metode eksperimen

Metode eksperimen merupakan metode yang digunakan untuk

mendapatkan data dengan cara melakukan percobaan-

percobaan dan pengujian.

d. Metode Perakitan

Langkah ini meliputi perancangan-perancangan komponen alat

dan perakitan alat.

e. Metode Trial/ Penyimpulan

Metode ini merupakan pengecekan akhir dan uji coba dari hasil

analisis kemudian diambil keputusan dari keseluruhan proses.

1.7. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan tugas akhir ini secara garis besar terdiri dari

lima bab, yaitu:

BAB I : PENDAHULUAN

Dalam bab ini menguraikan tentang pokok-pokok dalam

penulisan tugas akhir yang meliputi: latar belakang, tujuan

penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian, metode

penelitian dan sistematika penulisan.


5

BAB II: DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

Dasar teori diawali dengan teori sebelumnya yang

mengemukaan penjelasan tentang alumunium dan

tahapan-tahapan pada proses anodizing yang menunjang

penelitian ini, landasan teori tentang alumunium, serta

penjelasan tentang anodizing alumunium.

BAB III: METODE PENELITIAN

Metode penelitian berisi tentang diagram alir penelitian,

persiapan peralatan dan pembahasan masalah tentang

proses alumunium anodizing.

BAB IV: HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Hasil penelitian dan pembahasan berisi tentang hasil

penelitian dan analisis hasil penelitian dari proses

anodizing pada alumunium.

BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan dan saran berisi kesimpulan yang didapat dari

hasil penelitian dan masukan-masukan yang ingin

disampaikan dalam penelitian ini.


6


6

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Definisi Anodizing

Anodizing adalah proses pelapisan elektrokimia yang digunakan untuk

mempertebal atau memperkuat lapisan protektif alami pada logam. Proses ini

bertujuan untuk meningkatkan kekerasan permukaan, ketahanan arus ataupun

sifat mekanis pada logam. Prinsip dasar proses anodizing adalah elektrolisis.

Pada proses elektrolisis komponen yang terpenting adalah elektroda dan

elektrolit. Pada proses elektrolisis katoda merupakan kutub negatif(sebagai

penghantar benda kerja) dan anoda merupakan kutub positif (benda kerja).

Proses elektrolisis yang merupakan peristiwa berlangsungnya reaksi

kimia oleh arus listrik. Pada proses anodizing komponen yang terpenting dari

proses elektrolisis ini adalah elektroda dan elektrolit. Pada proses elektrolisis,

katoda merupakan kutub negatif (-) dan anoda merupakan kutub positif (+).

Karakter dalam lapisan anodizing menghasilkan suatu lapisan tipis

oksida yang baik terhadap logam dasarnya. Lapisan tersebut memiliki sifat-

sifat sebagai berikut:

1. Transparan, dengan berbagai macam warna.

2. Terintegrasi dengan baik pada logam dasarnya, dan tidak dapat

mengelupas.

3. Keras mendekati kekerasan shappir.


7

4. Meningkatkan ketahanan korosi.

Sifat-sifat di atas merupakan keunggulan dari lapisan oksida pada proses

anodizing.

2.2.Klasifikasi Anodizing

Adapun klasifikasi yang ada dalam proses anodizing adalah sebagai berikut:

1. Elektroda

Elektroda adalah sebuah konduktor yang digunakan untuk bersentuhan

dengan bagian non-logam dari sebuah rangkaian listrik, ditemukan oleh

Michael Faraday dari bahasa yunani elektron. Pada percobaan anodizing ini,

bagian anoda dan katoda menggunakan jenis logam yang sama yaitu plat

aluminium. Sebuah elektron dalam sebuah sel elektrolis ditunjukan sebagai

anoda atau katoda. Anoda ini didefinisikan sebagai elektroda dimana elektron

memasuki sel kemudian menimbulkan reduksi. Setiap elektroda dapat menjadi

sebuah anoda atau katoda tergantung voltase yang diberikan kedalam sel

tersebut. Sebuah elektroda bipolar adalah elektroda yang berfungsi sebagai

anoda dari sebuah sel elektrokimia dan katoda, bagi sel elektrokimia lainnya.

Gambar 2.1 Elektroda pada proses anodic oxidation.

anode

(the job)

cathode

Katoda Anoda


8

2. Elektrolit

Elektrolit adalah suatu senyawa yang dapat menghantarkan arus listrik apabila

dilarutkan kedalam larutan pelarut air. Elektrolit diklasifikasikan berdasarkan

kandungan ion H+. Elektrolit yang dapat menghantarkan arus listrik dengan baik

digolongkan kedalam elektrolit kuat, salah satunya adalah asam klorida (HCL),

asam sulfat (H2SO4), dan asam nitrat, (HNO3). Selain elektrolit kuat ada pula

golongan elektrolit lemah seperti asam cuka encer (CH3COOH), aluminium

hidroksida, kalium karbonat (CaCO3).

3. Elektrolisasi aluminium

Elektrolisa benda kerja yang berupa aluminium pada proses anodizing berlaku

sebagai anoda dengan dihubungkan pada kutub positif satu daya. Logam

aluminium akan berubah menjadi ion aluminium yang larut dalam larutan asam

sesuai dengan rumus :

Al (s) → Al3+

(aq) +3e-......................................................................

(2.1)

Jumlah zat yang bereaksi pada elektroda sel elektrolis berbanding lurus dengan

jumlah arus yang melalui sel tersebut, jika jumlah arus tertentu yang mengalir

melalui beberapa elektrolisis. Maka akan dihasilkan jumlah ekuivalen masing-

masing zat. Hukum Faraday ini dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan

berikut:


9

zF

tin

.

. ...............................................................................................................(2.2)

Dimana : n : jumlah zat (mol)

i : arus listrik (ampere)

F: tetapan Faraday (1 Faraday = 96485 coulomb/mol)

z : jumlah elektron yang ditransfer per ion

t : waktu (menit)

Mengingat, massa zat adalah perkalian massa atom (AR) dengan mol atom maka

dari persamaan diatas bisa dimodifikasi menjadi :

ARzF

tiARn .

.

.. ...............................................................................................(2.3)

zF

ARtim

.

.. ........................................................................................................(2.4)

zF

ARi

t

m

.

. ..........................................................................................................(2.5)

Untuk aluminium,

3.96485

98,26.i

t

m ....................................................................................................(2.6)

it

m.510.32,9 ..............................................................................................(2.7)


10

Dimana m : massa (g/dm²)

t : waktu (menit)

i : kuat arus (ampere)

2.3. Aluminium

Dalam penggunaan logam dibidang industri, aluminium merupakan logam yang

paling banyak digunakan setelah baja. Hal ini berarti dalam klasifikasi logam non

ferrous. Aluminium logam yang sangat ringan, dengan berat jenis kurang lebih

sepertiga berat jenis baja atau paduan tembaga, yaitu 2.70 gr/cm.

Berbagai sifat aluminium antara lain :

a. Memiliki sifat elastisitas yang tinggi, sehingga material ini sering

digunakan dalam aplikasi yang melibatkan kondisi pembebanan kejut.

b. Memiliki ketahanan yang baik terhadap larutan kimia, cuaca/udara, dan

berbagai gas, sehingga membantu ketahanan terhadap korosi.

c. Konduktivitas panas dan listrik tinggi.

d. Memiliki sifat reflektivitas yang sangat baik.

e. Memiliki ketahanan yang baik terhadap larutan kimia, cuaca/udara, dan

berbagai gas, sehingga membantu ketahanan terhadap korosi.

f. Mudah ditempa dan dibentuk.

g. Biaya fabrikasi rendah.


11

Aluminium sangat reaktif terhadap oksigen, dengan membentuk lapisan

oksida dipermukaannya. Proses oksidasi aluminium dapat dilihat pada Gambar

2.2

Gambar 2.2 Diagram porbeix aluminium

Sumber : Bubbico (2015).

Hal ini terjadi secara alami karena pengaruh reaksi energi bebas yang cukup

tinggi untuk mengoksidasi permukaan aluminium. Lapisan oksida yang

terbentukmemiliki sifat yang lebih keras dari logam induk, dengan ketebalan

antara 1-30 x 10-6 Inci sampai dengan 3 mikron. Selain dapat terbentuk secara

alami, laipsan oksida pada permukaan aluminium ini dapat juga dibentuk dengan

proses elektrokimia yaitu proses anodizing. Lapisan oksida yang dihasilkan

melalui proses ini memiliki ketebalan yang jauh lebih tinggi, lapisan oksida yang

terbentuk dengan proses anodizing akan memiliki nilai kekerasan yang lebih

tinggi.


12

Salah satu produk aluminium yang banyak diproduksi dan digunakan dalam

proses anodizing belakangan ini adalah aluminium foil. Aluminium foil adalah

hampir murni aluminium, yaitu sekitar 92%-99.99% Al. Produk aluminium foil

dibuat dengan proses pengecoran yang dilanjutkan dengan rolling maupun

melalui proses continuous casting. Bila pada awalnya proses anodizing lebih

banyak diarahkan pada peningkatan nilai estetika dan nilai kekerasan dari

material, maka pada perkembangannya saat ini proses anodizing telah

dikembangkan untuk aplikasi pada bidang nanoteknologi. Penggunaan logam

aluminium, terutama aluminium foil yang memiliki komposisi hampir 100% Al,

diupayakan untuk dapatmenjadi template material untuk diaplikasikan pada

bidang nano teknologi, dan pada akhirnya dapat dimanfaatkan pada industri

pesawat terbang, semikonduktor, dan mikro elektronik (Hutasoit, 2008).

2.4. Aluminium Murni

Aluminium murni didapat dalam keadaan cair melalui proses elektrolisa,

yang umumnya mencapai kemurnian 99,85% berat. Namun, bila dilakukan proses

elektrolisa lebih lanjut, maka akan didapatkan alumunium dengan kemurnian

99,99% yaitu dicapai bahan dengan angka sembilannya empat. Ketahanan korosi

berubah menurut kemurnian, pada umumnya untuk kemurnian 99.0% atau

diatasnya dapat dipergunakan di udara dalam jangka waktu bertahun- tahun.

Hantaran listrik Al, kira-kira 65% dari hantaran listrik tembaga, tetapi massa jenisnya

kurang lebih sepertiga dari tembaga sehingga memungkinkan untuk memperluas

penampangnya. Oleh karena itu, dapat dipergunakan untuk kabel dan dalam berbagai

bentuk. Misalnya sebagai lembaran tipis (foil). Dalam hal ini dapat dipergunakan Al


13

dengan kemurnian 99,0%. Untuk reflector yang memerlukan reflektifitas yang

tinggi juga untuk kodensor elektrolitik dipergunakan Al dengan angka sembilan

empat. (Udayana, 2012).

Tabel 2.1Komposisi aluminium seri 1XXX.

Sumber: The Alumunium Association. (2015).

Designati Si,

Fe,

Mn, Mg, Zn, Ti, Others,

Al,

Cu, % %

On %

% % % % % %

min

1050 0,25

0,4 0,05 0,05 0,05

0,05

0,03 0,03 99,5

1060 0,25

0,35 0,05 0,03 0,03

0,05

0,03 0,03 99,6

1100

0.95 Si + Fe 0.05-

0,05 - 0,1 - 0,15 99

0.2

1145

0.55 Si +Fe

0,05 0,05 0,05

0,05

0,03 0,03 99,45

1200

1.00 Si + Fe

0,05 0,05 - 0,1 0,05 0,15 99

1230

0.70 Si + Fe

0,1 0,05 0,05 0,1 0,03 0,03 99,3

1350 0,1

0,4 0,05 0,01 -

0,05

- 0,11 99,5


14

2.5. Proses Anodizing

Anodizing atau oksida anodik merupakan proses elektrolisasi yang

dilakukanuntuk menghasilkan lapisan oksida yang lebih tebal daripada lapisan

oksida yang terbentuk secara alami. Ketahanan terhadap korosi pada lingkungan

akan diperoleh jika proses anodisasi berhasil dilakukan dengan tepat. Secara

umum, anodisasi merupakan proses konversi coating pada permukaan logam

aluminium dan paduannya untuk menjadi lapisan porous aluminium oksida

(Al2O3). Langkah-langkah proses anodizing pada aluminium dapat ditunjukkan

Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Tahapan proses anodizing

Keterangan gambar 2.3:

1. Cleaning

Proses cleaning adalah proses pembersihan benda kerja aluminium dengan

menggunakan larutan detergen murni untuk menghilangkan kotoran-kotaran

yang menempel pada aluminium sebelum dilakukan proses etching. Detergen

murni natrium carbonat (Na2CO3) dengan konsentrasi larutan yang digunakan

5 gr/liter.

Anodizing Cleaning Desmut Etching

Rinsing Rinsing Rinsing Rinsing


15

2. Rinsing cleaning

Proses rinsing cleaning adalah proses pembersihan benda kerja aluminium

setelah proses cleaning dengan menggunakan air RO dari bahan kimia yang

menempel pada permukaan aluminium sebelum dilakukan proses etching,

sehingga tidak mengganggu proses berikutnya.

3. Etching

Etching (etsa) adalah proses menghilangkan lapisan oksida pada

permukaanaluminium yang tidak dapat dihilangkan dengan proses

sebelumnya baik itu proses cleaning atau rinsing. Selain itu, proses ini untuk

memperoleh permukaan benda kerja yang lebih rata dan halus dengan

menggunakan bahan soda api (NaOH) konsentrasi 100 gr/liter.

4. Rinsing Etching

Proses rinsing Etching adalah proses pembersihan benda kerja aluminium

setelah proses Etching dengan menggunakan air RO dari bahan kimia yang

menempel pada permukaan aluminium sebelum dilakukan proses desmut,

sehingga tidak mengganggu proses berikutnya.

5. Desmut

Proses desmut adalah suatu proses yang berfungsi sebagai pembersihan

bercak-bercak hitam yang diakibatkan oleh proses etching. Larutan yang

dipakai adalah Campuran dari asam phospat (H₃PO₄) 75% ditambah asam

sulfat (H₂SO₄) 15% dan asam nitrat (HNO₃)10%.


16

6. Rinsing Desmut

Proses rinsing Desmut adalah proses pembersihan benda kerja

aluminiumsetelah proses Desmut dengan menggunakan air RO dari bahan

kimia yangmenempel pada permukaan aluminium sebelum dilakukan proses

anodizing, sehingga tidak mengganggu proses berikutnya.

7. Anodizing

Proses anodidic oxidation adalah proses pelapisan secara elektrokimia

yang merubah aluminium menjadi aluminium oksida dengan proses

elektrolisis, larutan yang digunakan asam sulfat dengan konsentrasi 400

ml/liter. Logam atau benda kerja dipasang pada anoda (+) dan sebagai katoda

(-) dapat menggunakan lembaran Pb atau aluminium dan karbon.

Logam aluminium atau benda kerja pada larutan elektrolit anodic

oxidation sebagai anoda sehingga logam inilah yang akan teroksidasi.

Persamaan reaksi yang terjadi pada anoda sebagai berikut:

Al(s) → Al3+ (aq) + 3e-………………………………………..................(2.8)

Atom atom yang terdapat pada aluminium akan teroksidasi menjadi ion-

ion yang larut larutan asam sulfat (H2SO4). Hal ini membuat permukaan

logam aluminium menjadi berlubang membentuk pori-pori. (Groves, G.)

Sedangkan katoda terjadi reaksi sebagai berikut:

2H + (aq) + 2e- → H2 (g)……………………………………….......…... (2.9)


17

8. Rinsing anodizing

Proses rinsing anodizing adalah proses pembersihan benda kerja

aluminium setelah proses anodizing dengan menggunakan air RO dari bahan

kimia yang menempel pada permukaan aluminium sebelum dilakukan proses

coloring, sehingga tidak mengganggu proses berikutnya.

Proses anodizing memiliki beberapa tujuan, antara lain :


Dari proses anodisasi, lapisan oksida yang terbentuk pada permukaan

logam tahan terhadap korosi dan mampu menahan serangan atmosfer serta air

garam. Lapisan oksida melindungi logam yang ada dibawahnya dengan

bertindak sebagai penghalang (barrier) dari serangan lingkungan yang

korosif.

2. Meningkatkan sifat asdhesif.

Lapisan ini hasil proses anodisasi yang menggunakan asam phosfor dan

kromat dapat meningkatkan kekuatan ikatan dan ketangguhan, biasanya

digunakan pada industri pesawat terbang.

3. Meningkatkan ketahanan aus (wear resistanct).

Proses hard anodizing dapat menghasilkan lapisan setebal 25-100 mikron.

Lapisan tersebut, dengan kekerasan inheren aluminium oksida yang

sedemikian cukup tebal dapat digunakan untuk aplikasi dibawah kondisi


18

ketahanan abrasi. Dimana lapisan oksida (Al2O₃) ini memiliki nilai kekerasan

yang cukup tinggi (sebanding dengan sapphire) atau paling keras setelah

intan.

4. Isolator listrik

Lapisan oksida memiliki resistivitas yang tinggi khususnya lapisan oksida

yang porinya tertutup.

5. Dapat menempel pada proses plating selanjutnya.

Pori dari lapisan anodik oksida mendukung proses elektroplatting,

kebanyakan asam yang digunakan apabila ingin melakukan pelapisan

lanjutan adalah asam phosfor.

6. Aplikasi dekorasi.

Pada permukaan logam, lapisan oksida yang terbentuk mimiliki tampilan

yang mengkilau, dimana pada aluminuim tampilan oksida yang alami sangat

diinginkan. Selain itu, lapisan oksida yang dihasilkan dapat diberi warna

dengan metode yang berbeda. Pewarnaan organik akan diserap pada lapisan

pori untuk menghasilkan warna tertentu dan pigmen mineral yang mengendap

di dalam pori akan menghasilkan warna yang stabil.

2.6. Konsentrasi Larutan Elektrolit pada Proses Anodizing

Umumnya larutan elektrolit yang digunakan dalam proses anodizing adalah

asam sulfat dan asam kromat, namun beberapa jenis asam lain seperti asam

oksalat, asam phospat, dan sulphosalicylic acid juga dapat digunakan untuk proses

anodizing. Peningkatan konsentrasi dalam hubungannya dengan karakteristik


19

lapisan, mempengaruhi kehilangan logam (metal loss) yang terjadi pada proses

anodizing. Peningkatan konsentrasi yang lebih akan mengakibatkan terjadinya

pelarutan lapisan film, untuk itu konsentrasi perlu diatur dengan tepat agar

menghasilkan lapisan film yang optimal. Grafik konsentrasi elektrolit terhadap

ketebalan lapisan oksida dapat ditunjukan pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4 Grafik waktu pencelupan anodizing terhadap berat lapisan oksida yang

terbentuk dengan variasi konsentrasi elektrolit. Sumber: Gazapo & Gea. (2009).

2.7. Pembentukan Lapisan Oksida

Lapisan hasil anodizing memiliki struktur yang berbeda dari lapisan oksida

yang terbentuk secara alami, dimana lapisannya memiliki struktur pilar hexagonal

berpori yang memiliki karakteristik yang unik sehingga meningkatkan sifat

mekanis permukaan aluminium. Secara umum lapisan oksida hasil dari proses

Anodizing memiliki karakteristik sebagai berikut:

1. Keras, Aluminium (Al2O3) memiliki kekerasan sebanding dengan sapphire

2. Insulatif dan tahan terhadap beban

3. Transparan


20

4. Tidak ada serpihan

Lapisan oksida yang terbentuk dari proses ini akan meningkatkan

katahanan abrasif, kemampuan insolator electric logam, serta kemampuan untuk

menyerap zat pewarna untuk menghasilkan variasi tampilan warna pada

permukaan hasil anodisasi. Aluminium serta paduan-paduannya mempunyai sifat

tahan terhadap korosi karena adanya lapisan oksida protektif. Tebal dari lapisan

oksida sekitar 0,005-0,01 μm, atau 0,1-0,4x10-6inch atau 0,25-1x10-2 mikron.

Struktur lapisan aluminium oksida ditunjukkan pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5 a) Struktur lapisan pori hasil proses anodizing. b) penampang lapisan oksida Sumber: Juhl (2005)

Terbentuknya lapisan oksida pada permukaan logam yang dianodisasi

bergantung pada jenis elektrolit yang digunakan, lapisan dasar oksida (barrier

type oxide film) dan lapisan pori oksida (porous oxide film) dapat terbentuk

selama proses anodisasi. Lapisan oksida yang dihasilkan mempunyai struktur

yang porous atau berpori dengan bentuk strukturnya heksagonal, dengan pori

yang terdapat di tengah. Seperti ditunjukkan pada Gambar 2.6.


21

Gambar 2.6 Skema lapisan pori hasil anodasi

Sumber: Sipayung (2008)

Lapisan dasar merupakan lapisan yang tipis dan padat, yang berfungsi

sebagai lapisan antara lapisan pori dan logam dasar (base metal). Lapisan tersebut

memiliki sifat yang melindungi dari korosi lebih lanjut dan tahan terhadap arus

listrik. Struktur berpori yang timbul pada lapisan oksida merupakan hasil dari

kesetimbangan antara reaksi pembentukan dari pelarutan lapisan oksida. Pada

awalnya lapisan pori yang terbentuk selinder memanjang namun karena kemudian

bersinggungan dengan oksida-oksida lainnya yang berada disisi-sisinya, maka

lapisan oksida tersebut bertransformasi menjadi bentuk saluran heksagonal yang

memanjang.

Proses pembentukan lapisan oksida dapat dipelajari dengan memperhatikan

dan mengamati perubahan arus pada tegangan anodisasi yang tetap atau

perubahan tegangan pada arus tetap. Proses pembentukan lapisan oksida dapat

dibagi dalam 4 tahapan, antara lain:

1. Penambahan barrier layer yang ditandai dengan penurunan arus yang

mengalir. Barrier layer ini merupakan lapisan oksida aluminium yang


22

menebal akibat adanya reaksi oksidasi pada permukaan logam. Akibat

adanya penebalan maka hambatan yang ditimbulkan menjadi lebih besar.

Hal itulah yang menimbulkan penurunan arus selama pembentukan

barrier layer.

2. Setelah barrier layer menebal, mulai muncul benih-benih pori dekat batas

antara oksida dan larutan. Pada tahapan ini terjadi penurunan arus pada

sistem dan akan mencapai titik minimum saat tahapan ini berhenti.

3. Inisiasi pori yang terbentuk menjadi awal pembentukan struktur oksida

berpori. Bentuk pori pada tahapan ini tidak sempurna dan terjadi

peningkatan arus yang mengalir pada sistem.

4. Arus yang mengalir pada sistem akan terus meningkat dengan semakin

sempurnanya morfologi lapisan oksida. Peningkatan ini terjadi hingga

pada suatu saat arus yang mengalir akan konstan saat struktur berpori telah

terbentuk sempurna. Seperti ditunjukkan pada Gambar 2.7.

Keterangan gambar

1. Pembentukan barrier layer.

2. Awal pembentukan pori-pori.

3. Pori terbentuk dan berkembang.

4. Pori yang terbentuk semakin stabil.

Gambar 2.7Tegangan dan arus yang terjadi pada pembentukan lapisan oksida anodizing

Sumber: Yerokhin (2010).


23

2.8. Sifat Penerapan Anodizing

Anodizing dilaksanakan dengan berbagai alasan serta tujuan tertentu, dimana

untuk menyesuaikan dengan kebutuhan yang diinginkan. Adapun dengan

pemakaian anodizing mempunyai maksud untuk memperbaiki sifat ataupun

penerapan, yaitu diantaranya:


2. Meningkatkan adhesi cat.

3. Memperbaiki penampilan dekoratif.

4. Menghasilkan isolasi listrik/non konduktor.

5. Meningkatkan ketahanan abrasi.

Dengan anodizing lapisan pelindung dipertebal sehingga dapat digunakan di

luar rumah misalnya untuk pemakaian di laut, mobil, keperluan arsitektur, jendela,

gerbang, dan sebagainya. Aluminium yang di anodizing juga mempermudah dan

memperkuat pengecatan, termasuk untuk penggunaan-penggunaan kritis dalam

kedirgantaraan, misalnya baling-baling, torpedo dan sebagainya.

Aluminium di-anodizing dalam elektrolit sulfat menghasilkan lapisan

konduktif yang memperkuat rekatan plating berikutnya. Bila pemilihan alloy,

serta prosedur anodizingnya tepat, produk aluminium dapat beraneka penampilan

permukaan, cerah atau buram, berarah atau tidak teksturnya, kombinasi warnanya.

Perhiasan alat olahraga, komponen bangunan, keperluan dapur dan rumah tangga

sampai papan nama dapat memanfaatkannya.

Untuk pengisolasi listrik, anodizing aluminium dapat menahan tegangan

40volt tiap mikron serta tahan suhu tinggi tanpa hangus, maka baik untuk trafo


24

dan keperluan alat-alat listrik lainnya. Industri otomotif dan konstruksi merupakan

pengguna terbesar teknologi anodizing, juga di Indonesia ini. (Priyanto, 2012).

2.9. Rapat arus

Rapat arus adalah besarnya arus listrik tiap-tiap mm2

luas permukaan.

Kerapatan arus berpengaruh pada kenaikan temperatur. Adapun rumus

perhitungan rapat arusyaitu sebagai berikut:

𝐽=

𝐼

𝐴……………………………………………………………………………(2.10)

Dengan:

𝐽 : Rapat arus (A/mm2)

𝐼 : Kuat arus (Ampere)

𝐴 : Luas permukaan (mm2)

2.10. Pengujian Struktur Mikro

Pengujian struktur mikro ini bertujuan untuk melihat struktur mikro

ketebalan lapisan oksida aluminium setelah proses anodizing. Setelah spesimen

aluminium potong menjadi 2 bagian, kemudian diambil 1 bagian pada setiap

spesimen untuk dimounting. Fungsi dari mounting adalah untuk memudahkan

melakukan pengamatan foto struktur mikro pada saat pengujian berlangsung.

Selanjutnya spesimen diamati menggunakan mikroskop maka akan

terlihatstruktur mikro ketebalan lapisan oksida yang ada pada daerah permukaan

aluminium bagian samping setelah proses anodizing tersebut.


25

Adapun langkah kerja pembuatan specimen foto mikro:

1. Benda uji dipotong menjadi dua bagian dengan menggunakan gergaji

secara hati-hati dimaksudkan agar tidak terjadi perubahan struktur karena

panas yang timbul saat peroses pemotongan.

2. Benda uji yang sudah dipotong kemudian dimounting dalam kotak akrilik

yang dibuat menggunakan resin dan katalis.

3. Pengamplasan permukaan benda uji yang dipotong dengan menggunakan

amplas nomor 120 sampai 1500, dilakukan secara berurutan dari yang

kasar sampai yang paling halus. Dalam pengamplasan digunakan air untuk

membasahi amplas yang diputar pada mesin amplas duduk, penggunaan

air dimaksudkan agar dalam proses pengamplasan tidak timbul panas pada

permukaan yang diamplas yang bisa menimbulkan perubahan struktur

mikro.

4. Polishing dilakukan setelah mendapatkan permukaan yang halus,

polishing menggunakan autosol secukupnya. Usahakan jangan terkena

tangan karena akan mengotori permukaan yang sudah dipolish.

5. Proses pengetsaan spesimen dilakukan setelah melakukan proses

polishing.

a) Bahan etsa yang dipakai yaitu nital dan alkohol.

b) Membuat bahan etsa yaitu nital.

Menyiapkan larutan HNO3 65% dari prosentase keseluruhan nital

yang akan digunakan.


26

Menyiapkan alkohol sebagai campuran larutan HNO3 65%

sebanyak 97%.

Mencampur larutan tersebut dan digunakan untuk etsa.

c) Proses pengetsaan specimen

Membersihkan spesimen atau dilap dengan tisu setelah

spesimen dipoles celupkan kedalam larutan nital selama 10

detik.

Mencuci spesimen dengan aquades.

Membersihkan spesimen dengan mengusap spesimen dengan

kapas yang telah dibahasi dengan alkohol.

Mengeringkan spesimen.

Melihat struktur mikro spesimen pada mikroskop metalografi.

6. Foto mikro dilakukan setelah proses etsa dengan 200 kali pembesaran

2.11. Uji kekerasan Vickers.

Uji kekerasan vickers menggunakan penumbuk piramida intan yang

dasarnya berbentuk bujursangkar. Besarnya sudut antara permukaan-permukaan

piramida yang saling berhadapan adalah 136°. Karena bentuk penumbuknya

piramida, maka pengujian ini sering dinamakan uji kekerasan piramida intan.

Angka kekerasan vickers (VHN) didefinisikan sebagai beban dibagi luas

permukaan lekukan. Pada prakteknya luas ini dihitung dari pengukuran

mikroskopik panjang diagonal jejak.VHN dapat ditentukan dari persamaan

berikut:


27

VHN =1.854 .𝐹

𝑑2 ..................................................................................................................(2.11)

Dimana,

VHN= Vickers Hardness Number (kg/mm²)

F = beban yang diterapkan Kgf

d= Panjang diagonal rata-rata (µm), dengan drata-rata = ( 𝑑1+𝑑2

2 )

Gambar 2.8 futurexgame.comPengujian Vickers Sumber: Kopeliovich. (2014)

2.12. Tinjauan Pustaka

Pada penelitian Wahan (2009), hasil penelitian menunjukkan bahwa

semakin tinggi tegangan listrik yang diberikan selama proses anodizing akan

menyebabkan terjadinya perbesaran ukuran pori yang lebih besar dan merata yang

terjadi di permukaan spesimen yang menyebabkan meningkatnya nilai kekasaran

permukaannya.


28

Sementara itu Wisnu (2012) meneliti bahwa waktu perendaman dan

semakin besar tegangan listrik yang digunakan maka nilai kekasarannya

meningkat.

Wang, et al. (2009) menyebutkan bahwa penambahan konsentrasi asam

sulfat dari 1%-20% menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi asam sulfat

maka akan memengaruhi keseragaman ketebalan film oksida dan kekerasan pada

aluminium 6061 hasil hard anodizing.

Zhao, et al. (2008) menyebutkan bahwa rapat arus memberikan dampak

yang besar pada ketebalan film oksida yang dapat mengakibatkan semakin

meningkatnya kekerasan permukaan. Adapun tujuan yang ingin dicapai adalah

untuk mengetahui pengaruh penggunaan titanium sebagai katoda pada proses hard

anodizing aluminium 6061 dengan variasi arus dan tegangan terhadap ketebalan

lapisan oksida.

Shulgov dkk. (2007) melakukan penelelitian tentang hubungan kondisi

pembentukan lapisan aluminium oksida dengan tegangan breakdown. Hasil dari

peneletian ini menunjukan bahwa besarnya tegangan breakdown tergantung pada

larutan elektrolit pada saat proses anodizing.

Apachitei dkk.(2006) meneliti pengaruh komposisi subtrat, rapat arus,

perubahan tegangan dan temperaturselama proses anodizing hasil dari penelitian

ini menunjukan bahwa temperatur elektrolit meningkat dengan meningkatnya

rapat arus yang digunakan, sedang ketebalan lapisan yang dihasilkan lebih

dipengaruhi oleh besarnya tegangan anodizing dan tidak tergantung pada substrat.


29

Vrublevsky dkk. (2007) melakukan penelitian tentang mekanisme

pertumbuhan lapisan oksida aluminium yang porous dengan larutan elekrolit asam

sulfat. Hasil dari penelitian ini menunjukan bahwa porositas yang dihasilkan

dalam lapisan tidak dipengaruhi oleh besarnya tegangananodizing. Tetapi lebih

dipengaruhi oleh jenis material dari substrat.

Mukhurov dkk. (2008) menyelidiki pengaruh komposisi larutan elektrolit

pada proses anodizing aluminium. Hasil dari penelitian ini menunjukan bahwa

ketebalan lapisan aluminium oksida yang dihasilkan sangat bervariasi tergantung

pada jenis dan komposisi elektrolit yang digunakan. Dalam penelitian ini juga

disebuatkan bahwa ketebalan yang dihasilkan juga disebabkan oleh adanya

perbedaan temperatur elektrolit.

Saeler dkk. (2009)Meneliti perilaku dari Fretting pada paduan Al 2014T6

setelah dilakukan prosesanodizing hasil dari penelitian ini menunjukan bahwa

setelah prosesAnodizing kekerasannya pengaruh rapat arus anodizing terhadap

nilai kekerasan pada plat aluminium paduan AA Seri 2024T3 meningkat secara

signifikan dari 175 VHN menjadi 380 VHN dan ketahanan terhadap Frettting juga

meningkat.

Pooladi dKk. (2009) meneliti proses anodizing aluminium seri 1100

dengan variabel tegangan anodizing dan waktu anodizing. Hasil dari penelitian ini

menunjukan bahwa lapisan aluminium oksida yang dihasilkan tergantung pada

temperature elektrolit, rapat arus, dan proses polishing dari permukaan substrat.

Masruri(2010) menyelidiki pengaruh variasi konsentrasi elektrolit dan

rapat arus pada prosesanodizing aluminium seri 1xxx. Hasil dari penelitian ini


30

menunjukan bahwa kekerasan meningkat secara signifikan sebesar ± 20 % pada

larutan elektrolit 10% asam sulfat dengan rapat arus 3A/dm2 dan ketahanan

terhadap korosi juga meningkat.

Soekrisno (2012) Melakukan penelitian tentang proses optimalisasi

temperature hard anodizing terhadap ketahanan aus, kekerasan serta ketebalan

lapisan oksida aluminium paduan. Hasil dari penelitian ini adalah bahwa

kekerasan aluminium paduan akan meningkat dengan meningkatnya suhu

elektrolit dengan ketebalan lapisan oksida yang semakin tebal.

Nugroho(2014) melakukan penelitian tentang pengaruh variasi rapat arus

dan waktu anodizing Terhadap ketebalan lapisan aluminium oksida pada AA 2024

T3. Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa ketebalan lapisan aluminium

oksida akan meningkat dengan meningkatnya rapat arus dan lama waktu

pencelupan dalam larutan elektrolit. Ketebalan lapisan aluminium oksida

mencapai nilai optimun berkisar 10 μm-15 μm.

Dari beberapa penelitian di atas dapat disimpulkan bahwa kuat arus pada

proses anodizing berpengaruh terhadap ketebalan lapisan oksida dan kekerasan

permukaan alumunium.


31

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Diagram Alir Penelitian Anodizing

Untuk memperjelas tahapan-tahapan penelitian anodizing yang akan

dilakukan dibuat diagram alir proses anodizing, yang ditunjukkan pada Gambar

3.1.

Gambar 3.1Diagram Alir Penelitian

Mulai

Identifikasi Masalah

Kajian Pustaka

Persiapan Alat dan BahanAlumunium Seri 1xxx

Proses Anodizing Alumunium

- Kuat arus 0,25A, 0,50A, 0,75A, 1A, 1,25A, Tegangan 20V

- Konsentrasi larutan H₂SO₄ 15%

- Lama proses anodizing 15menit

Pengujian

Pengujian Kekerasan Vickers Pengujian Foto Mikro Ketebalan oksida

Pembahasan Hasil Pengujian

Kesimpulan dan Saran

Selesai


32

3.2. Perencanaan Percobaan

Jumlah sempel yang akan diuji foto mikro ketebalan oksida dan kekerasan

Vickers berjumlah 5 buah spesimen dimana pada setiap spesimen dilakukan 3

kali pengujian Vickers dan 1 kali pengujian foto mikro untuk mengetahui

ketebalan lapisan oksida.

3.3. Alat dan Bahan Penelitian

1. Alat Penelitian

Adapun peralatan yang digunakan pada penelitian ini, yaitu:

1. Power Supply

Power supply DC adalah alat yang digunakan untuk menghasilkan arus dan

tegangan searah. Besarnya arus DC yang dialirkan dapat diukur dengan

menggunakan Amperemeter sedangkan untuk mengukur besarnya tegangan DC

digunakan Voltmeter. Pada penelitian ini menggunakan power supply yang arus

dan tegangannya dapat diatur secara manual. Besarnya arus dan tegangan DC

yang dialirkan sesuaikan dengan kondisi operasi yang dibutuhkan agar proses

anodizing dapat berlangsung dengan baik. Power supply yang digunakan dapat

ditunjukan pada Gambar 3.2.


33

Gambar 3.2 power supply

2. Kabel Penghubung

Kabel penghubung ini berfungsi untuk menghubungkan arus pada proses

anodizing, kabel penghubung arus terdiri dari 2 bagian, yaitu kabel penghubung

arus positif sebagai anoda dan kabel penghubung arus negatif sebagai katoda.

Kabel penghubung arus proses anodizing dapat ditunjukkan pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3 Kabel penghubung


34

3. Bak Plastik

Bak plastik yang digunakan adalah berfungsi sebagai tempat larutan bahan

kimia yang digunakan dalam proses cleaning, etching, desmut, anodizing, sealing

dan sebagai tempat pencucian atau pembilasan spesimen aluminium setelah

tahapan masing-masing proses. Bak plastik yang digunakan dapat ditunjukan pada

Gambar 3.4.

Gambar 3.4 Bak Plastik

4. Thermometer

Alat ini digunakan untuk mengukur suhu larutan saat proses anodizing.

Thermometer yang digunakan dapat ditunjukan pada Gambar 3.5.

Gambar 3.5 Thermometer


35

5. Gelas Ukur Plastik

Digunakan untuk mengukur takaran campuran larutan elektrolit pada proses

cleaning, eatching, desmut, anodizing. Gelas ukur yang digunakan berkapasitas

1000 ml, dan dapat dilihat pada gambar 3.6.

Gambar 3.6 Gelas Ukur Plastik

6. Stopwatch

Berfungsi untuk mengukur waktu lamanya proses cleaning, eatching, desmut,

anodizing. Stopwatch yang digunakan dapat dilihat pada gambar 3.7.

Gambar 3.7 Stopwatch


36

7. Timbangan Digital

Digunakan untuk menimbang berat bahan kimia yang akan digunakan dalam

proses anodizing. Timbangan yang digunakan dapat ditunjukan pada Gambar 3.8.

Gambar 3.8 Timbangan Digial

8. Alat Uji Foto Mikro

Digunakan untuk mengetahui ketebalan lapisan oksida pada bahan

alumunium. Alat uji foto mikro yang digunakan dapat ditunjukan pada Gambar

3.9.

Gambar 3.9 Alat Uji Foto Mikro


37

9. Alat Uji Kekerasan Vickers

Alat ini berfungsi untuk mengetahui kekerasan mikro setelahproses

anodizing. Pengujian dilakukan dilaboraturium metalurgi Teknik Mesin

Universitas Gadjah Mada. Alat uji Vickers yang digunakan dapat ditunjukan pada

Gambar 3.10.

Gambar 3.10 Alat Uji Kekerasan

10. Alat bantu lain

a. Tang

Digunakan untuk memegang dan menjepit plat alumunium serta alat bantu

lainnya. Tang yang digunakan dapat ditunjukan pada Gambar 3.11.

Gambar 3.11 Tang


38

b. Sarung Tangan

Sarung tangan digunakan untuk melindungi tangan dari larutan bahan kimia

pada setiap proses. Sarung tangan yang digunakan dapat di lihat pada Gambar

3.12.

Gambar 3.12 Sarung Tangan

c. Amplas

Amplas digunakan untuk meratakan dan menghaluskan permukaan benda

kerja sebelum dianodizing. Amplas yang digunakan adalah merk SIKERS seri

P1000, P2000.Amplas yang digunakan dapat ditunjukkan pada Gambar 3.13.

Gambar 3.13 Amplas


39

d. Alat Tulis

Alat tulis digunakan untuk mencatat data yang diperoleh selama proses

anodizing berlangsung.Alat tulis yang digunakan dapat dilihat pada Gambar

3.14.

Gambar 3.14 Alat Tulis

e. Kamera

Kamera berfungsi sebagai dokumentasi untuk pengambilan gambar pada saat

proses berlangsung. Kamera dapat dilihat pada Gambar 3.15.

Gambar 3.15 Kamera

f. Gerinda

Gerinda tangan digunakan untuk memotong lembaran plat

aluminium menjadi spesimen yang sebelumnya sudah ditandai dengan


40

mistar baja dan memolish permukaan spesimen. Gerinda yang

digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.16.

Gambar 3.16 Gerinda

2. Bahan Penelitian

Adapun bahan yang digunakan adalah:

a. Asam Sulfat (H₂SO₄)

Fungsi dari cairan asam sulfat (H₂SO₄) ini adalah sebagai larutan elektrolit

pada proses anodizing yang mengubah permukaan aluminium menjadi

aluminium oksida. Asam sulfat yang digunakan adalah asam sulfat teknis

dengan konsentrasi kemurniannya sekitar 15 % seperti yang di tunjukan pada

Gambar 3.17.

Gambar 3.17 asam sulfat (H₂SO₄)


41

b. Phosporic Acid (H₃PO₄)

Phosporic acid digunakan sebagai larutan elektrolit pada campuran

larutan desmut dan phosphoric acid yang digunakan pada proses desmut ini

adalah phosphoric acid teknis seperti yang di tunjukan pada Gambar 3.18.

Gambar 3.18 Phosporic Acid (H₃PO₄)

c. Asam Cuka/ Asam Asetat (CH3CO2H)

Larutan bahan ini sebagai larutan desmut dan sealing, pada proses

sealing ini dilakukan setelah proses pewarnaan anodic oxidation selesai.

Proses sealing merupakan tahap paling akhir dalam anodizing, yang

bertujuan untuk meningkatkan ketahanan korosi lapisan oksida yang

terbentuk pada permukaan aluminium dan menahan pewarna agar tetap

berada dalam pori-pori. Larutan asam cuka yang digunakan dengan

konsentrasi (50 gr/liter) air RO (Reverse Osmosis). Dan bahan ini adalah

produk dari PT. BRATACO, seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.19.


42

Gambar 3.19 Asam Cuka/Asam Asetat (CH3CO2H)

d. Larutan Desmut

Larutan ini berfungsi sebagai larutan pengkilap (Bright deep). Komposisi

pada larutan desmut adalah campuran dari larutan phosphoric acid (H₃PO₄)

75% ditambah asam sulfat (H₂SO₄) 15% dan ditambah asam cuka

(CH₃CO₂H) 10% seperti yang di tunjukan pada Gambar 3.20.

Gambar 3.20 Larutan Desmut

e. Soda Api (NaOH)

Fungsi dari soda api (NaOH) ini digunakan sebagai larutan etching, bahan

ini berbentuk padat dengan konsentrasi (100 gr/liter) air RO (Reverse


43

Osmosis).Soda Api (NaOH) yang digunakan dapat ditunjukkan pada

Gambar 3.21.

Gambar 3. 21 Soda Api (NaOH)

f. Deterjen Murni/Natrium Karbonat (Na₂CO₃)

Detergen murni atau nama lainnya adalah natrium karbonat (Na₂CO₃)

yang berbentuk serbuk putih, dengan konsentrasi (10 gr/liter) air RO (Reverse

Osmosis). Detergen murni digunakan sebagai cairan cleaning, sebagai

penghilang minyak dan kotoran yang menempel pada permukaan aluminium,

serta meningkatkan daya bersih.Deterjen Murni/Natrium Karbonat (Na₂CO3)

yang digunakan bisa ditunjukan pada gambar 3.22

Gambar 3. 22 Deterjen Murni/Natrium Karbonat (Na₂CO3)


44

g. Air RO (Reverse Osmosis)

Air RO (Reverse Osmosis) berfungsi untuk menurunkan kadar kadungan

elektrolit dari asam sulfat pada proses anodizing. Selain berfungsi sebagai

munurunkan kandungan elektrolit dari asam sulfat, Air RO (Reverse Osmosis)

juga berfungsi sebagai campuran larutan seperti pada larutan cleaning dan

etching.

Gambar 3. 23 Air RO

h. Spesimen

Spesimen yang dipakai pada penelitian ini adalah logam plat aluminium

seri 1XXX dengan dimensi panjang 50 mm, lebar 30 mm, tebal 2,8 mm.

Gambar 3.24 Spesimen


45

i. Plat alumunium penghantar

Plat aluminium penghantar ini dipakai sebagai katoda (-) pada proses anodic

oxidation. Dimensi dari plat aluminium penghantar yaitu panjang 130 mm,

lebar 130 mm, tebal 2,8 mm.

Gambar 3.25 Plat Alumunium Penghantar

3.3. Pelaksanaan Penelitian

1. Tahapan-tahapan proses anodizing aluminium.

Tahapan-tahapan yang dilakukan pada proses anodizing aluminium

diantaranya adalah:

a) Proses Pengamplasan

Proses pengamplasan ini bertujuan untuk menhilangkan kotoran-kotoran

yang menempel pada permukaan logam aluminium. Proses pengamplasan ini

yaitu menggunakan amplas logam seri P1000, P2000. Proses ini dilakukan

secara manual, dengan mengurutkan pengamplasan dari seri P1000, P2000.

Setelah proses pengamplasan selesai kemudian spesimen dirinsing dalam bak air


46

RO (Reverse Osmosis). Proses pengamplasan dapat ditunjukan pada Gambar

3.26.

Gambar 3.26Proses Pengamplasan Spesimen

b) Proses Cleaning

Pada proses cleaning adalah proses pencucian spesimen dengan

menggunakan natrium karbonat (Na₂CO₃) yaitu sebuah bahan utama dalam

pembuatan detergen yang berfungsi untuk meningkatkan daya bersih pada

proses pencucian. Fungsi dari proses ini untuk membersihkan spesimen dari

kotoran sisa proses pengamplasan dan polishing, selain itu juga membersihkan

dari lemak dari pori-pori tangan telanjang dan debu yang menempel pada

permukaan spesimen. Proses ini sangat penting sekali dalam proses anodizing,

dikarenakan pencucian yang tidak bersih akan mengakibatkan hasil anodizing

yang tidak optimum. Proses cleaning ditunjukkan pada Gambar 3.27.


47

Gambar 3.27 Proses Cleaning

c) Proses Etching

Proses etching (etsa) adalah proses menghilangkan lapisan oksida pada

permukaan aluminium yang tidak dapat dihilangkan dengan proses sebelumnya

baik itu proses cleaning dan rinsing. Selain itu, proses ini untuk memperoleh

permukaan benda kerja yang lebih rata dan halus. Proses etching ditunjukkan

pada Gambar 3.28.

Gambar 3.28 Proses Etching


48

d) Proses Desmut

Setelah proses cleaning dan etching, langkah selanjutnya proses desmut.

Proses Desmut adalah suatu proses untuk menghilangkan smut pada aluminium.

Istilah smut sendiri adalah lapisan tipis yang berwarna abu-abu hingga hitam

yang berasal dari bahan-bahan paduan pembentuk logam aluminium yang tidak

dapat larut dalam larutan etching. Selain itu juga berfungsi untuk pengkilapan

(Bright deep) pada permukaan logam aluminium. Pada proses ini spesimen

dicelupkan kedalam larutan desmut dengan komposisi phosporic acid

(H₃PO₄)75% dan asam sulfat (H₂SO₄) 15% serta asam cuka (CH₃CO₂H)

10%,setelah dilakukan proses desmut kemudian spesimen dirinsing dalam bak

air RO (Reverse Osmosis). Proses desmut ditunjukkan pada Gambar 3.29.

Gambar 3.29 Proses Desmut


49

e) Proses Anodizing

Selanjutnya pada proses ini spesimen dicelupkan kedalam bak plastik yang

berisi larutan asam sulfat (H₂SO₄) yang sudah dicampur dengan air RO (Reverse

Osmosis), dengan variasi konsentrasi larutan sebesar 150 ml asam sulfat

(H₂SO₄) dan 850 ml air RO (Reverse Osmosis). Pada proses anodic oxidation

benda kerja sebagai anoda (+) dan aluminium penghantar sebagi katoda (-).

Sebelum mencelupkan spesimen larutan, terlebih dahulu mengatur besar

tegangan yang digunakan. Tegangan yang dipakai pada proses ini yaitu sebesar

20 Volt, Selanjutnya arus listrik pada power supply diatur setelah spesimen

dicelupkan kedalam larutan dengan arus 0,25A, 0,50A, 0,75A, 1A, 1,25A.

Waktu proses pencelupan selama 15 menit.Setelah proses anodic oxidation

selesai selanjutnya dirinsing dalam bak air RO (Reverse Osmosis). Proses

anodizing ditunjukkan pada Gambar 3.30.

Gambar 3.30 Proses Anodic Oxidation


50

3.4 . Pelaksanaan Pengujian

1. Pengujian Foto Struktur Mikro

Pengujian struktur mikro ini bertujuan untuk melihat struktur mikro ketebalan

lapisan oksida aluminium setelah proses anodizing. Setelah spesimen aluminium

potong menjadi 2 bagian, kemudian diambil 1 bagian pada setiap spesimen untuk

dimounting. Fungsi dari mounting adalah untuk memudahkan melakukan

pengamatan foto struktur mikro pada saat pengujian berlangsung. Selanjutnya

spesimen diamati menggunakan mikroskop maka akan terlihat struktur mikro

ketebalan lapisan oksida yang ada pada daerah permukaan aluminium bagian

samping setelah proses anodizing tersebut.

Adapun langkah kerja pembuatan spesimen foto mikro:

a) Benda uji dipotong menjadi dua bagian dengan menggunakan gergaji

secara hati-hati dimaksudkan agar tidak terjadi perubahan struktur

karena panas yang timbul saat peroses pemotongan.

b) Benda uji yang sudah dipotong kemudian dimounting dalam kotak

akrilik yang dibuat menggunakan resin dan katalis.

c) Pengamplasan permukaan benda uji yang dipotong dengan

menggunakan amplas nomor 600 sampai2000, dilakukan secara

berurutan dari yang kasar sampai yang paling halus. Dalam

pengamplasan digunakan air untuk membasahi amplas. Penggunaan air

dimaksudkan agar dalam proses pengamplasan tidak timbul panas pada

permukaan yang diamplas yang bisa menimbulkan perubahan struktur

mikro


51

d) Polishing dilakukan setelah mendapatkan permukaan yang halus,

polishing menggunakan autosol secukupnya. Usahakan jangan terkena

tangan karena akan mengotori permukaan yang sudah dipolish.

e) Proses pengetsaan spesimen dilakukan setelah melakukan proses

polishing.

1) Bahan etsa yang dipakai yaitu nital dan alkohol.

2) Membuat bahan etsa yaitu nital.

- Larutan HNO₃ 65% disiapkan dari prosentase

keseluruhan nital yang akan digunakan.

- Alkohol disiapkan sebagai campuran larutan HNO₃

65% sebanyak 97%.

- Larutan tersebut dicampur dan digunakan untuk etsa.

3) Proses pengetsaan spesimen

- Spesimen dibersihkan atau dilap dengan tisu setelah

spesimen dipoles celupkan kedalam larutan nital selama

10 detik.

- Spesimen dicuci dengan aquades.

- Spesimen diberihkan dengan mengusap spesimen

dengan kapas yang telah dibahasi dengan alkohol.

- Spesimen dikeringkan.

- Struktur mikro spesimen dilihat pada mikroskop

metalografi.

f) Foto mikro dilakukan setelah proses etsa dengan 200 kali perbesaran.


52

2. Pengujian Kekerasan Vickers

Pengujian kekerasan vickers ini bertujuan untuk mengukur seberapa besar

kekerasan permukaan aluminium setelah proses anodizing. Prosedur dan

pembacaan hasil pada pengujian kekerasan mikro vickers adalah sebagai berikut:

Piramida intan yang memiliki sudut bidang berhadapan (1360), ditekankan

kepermukaan bagian yang akan diukur dengan pembebanan sebesar 100 gf,

kemudian diambil panjang diagonal-diagonalnya dan dari perbandingan antara

beban dengan luas tapak penekan. Maka akan didapat hasil kekerasan mikro

vickers pada bagian permukaan aluminium setelah proses anodizing tersebut.

Adapun rumus perhitungan dari kekerasan mikro Vickers yaitu sebagai berikut:

𝑉𝐻𝑁 =1,854 .𝐹

𝑑2

Dimana:

VHN : Vickers Hardness Number (kg/ 𝑚𝑚2)

F : Beban yang digunakan (kgf)

𝑑 : Panjang diagonal rata-rata (μm), dengan d rata-rata ( 𝑑1+𝑑

2)


53

Gambar 3.31 Pengujian Vikers

Sumber : Kopeliovich. (2014)


54

BAB IV

ANALISIS DAN PEMBAHASAN

Setelah dilakukan pengujian anodizing alumunium seri 1xxx, maka diperoleh

data-data pengujian yang kemudian dijabarkan melalui beberapa sub pembahasan

dari masing-masing pengujian.

4.1 Perhitungan Rapat Arus yang Mengalir

Rapat arus = 𝐼

𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑝𝑒𝑟𝑚𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛

Diketahui P = 50mm

L = 30mm

I = 0,25 Ampere

Luas permukaan = 𝑃𝑋𝐿

= 50 x 30

= 1500mm2

Rapat arus = 0,25

1500

= 0,000166 A/mm2

Berikut ini adalah hasil perhitungan rapat arus yang mengalir pada saat

proses anodizing. (tabel 4.1).


55

Tabel 4.1 hasil penghitungan rapat arus yang mengalir.

NO Kuat Arus

(A)

Luas

Permukaan

(mm²)

Rapat Arus

(A/ mm2)

1 0,25A 1500mm² 0,00016A/mm²

2 0,50A 1500mm² 0,00033A/mm²

3 0,75A 1500mm² 0,0005A/mm²

4 1A 1500mm² 0,00066A/mm²

5 1,25A 1500mm² 0,00083A/mm²

4.2 Hasil Pengujian Kekerasan Vickers pada Permukaan Alumunium

Pengujian kekerasan permukaan bertujuan untuk membandingkan nilai

kekerasan raw material, ketebalan lapisan oksida setelah anodizing pada

alumunium 1xxx. Pengujian ini dilakukan dengan pembebanan 100 gf. Hasil

pengujian tersebut kemudian dihitung untuk mengetahui tingkat kekerasan pada

permukaan alumunium yang telah di anodizing.

Berikut adalah contoh perhitungan nilai kekerasan rata-rata (VHN) ketebalan

lapisan oksida pada raw material.

kekerasan rata − rata =1,854 . P

(d2)

Diketahui :

P= 100 (gf)

P= 100 gf . 10 X 10−3

P= 0,1 kgf


56

d rata-rata= titik uji 1 =60+61

2 µ𝑚 = 60,5 𝑋10−3 = 0,0605 mm

titik uji 2 = 59,5+59,5

2 µ𝑚 = 59,5 𝑋10−3 = 0,0595 mm

titik uji 3 = 62+60

2 µ𝑚 = 61 𝑋10−3 = 0,061 mm

Kekerasan rata-rata=

Titik uji 1= 1,854 ×0,1

0,0605 2 = 50,65 VHN

Titik uji 2 = 1,854 ×0,1

0,0595 2 = 52,37 VHN

Titik uji 3 = 1,854 ×0,1

0,0612 2 = 49,82 VHN

(Perhitungan lebih lengkap disajikan pada lampiran)

Berikut ini adalah hasil pengujian dan perhitungan yang telah dilakukan

pada alumunium seri 1xxx sebelum dan sesudah proses anodizing dengan

variasi arus pada proses anodizing. (Tabel 4.2 dan Tabel 4.3).

Tabel 4.2 Hasil pengujian kekerasan raw material

No Posisi

titik uji

d 1

(µ𝑚)

d 2

(µ𝑚)

d rata-

rata

(µ𝑚)

Kekerasan

(VHN)

Kekerasan

Rata-rata

(VHN)

Acak 60 61 60,5 50,56

50,91 59,5 59,5 59,5 52,37

62 60 61 49,82


57

Tabel 4.3 Hasil pengujian dan perhitungan kekerasan permukaan alumunium setelah

proses anodizing dengan variasi arus 0,25A, 0,50A, 0,75A, 1A, 1,25A.

Kuat

Arus

(A)

Rapat

Arus

(A)

Posisi titik

uji

d 1

(µ𝑚) d 2

(µ𝑚) d rata-

rata

(µ𝑚)

Kekerasan

(VHN) Kekerasan

Rata-rata

(VHN)

0,25A 0,00016

A/ mm²

Acak 56 56 56 59,1

59,8 56 56 56 59,1

56 55 55,5 61,2

0,50A 0,00033

A/ mm²

53 52,5 52,75 68,5

68,06 52 53,5 52,75 68,5

53 52 52,5 67,2

0,75A 0,0005

A/ mm²

54 51 52,5 67,2

70,16 50,5 50,5 50,5 72,6

51,5 51,25 51,25 70,7

1A 0,00066

A/ mm²

51 50,5 50,5 72,6

71,23 51 51,5 51,5 69,9

50,5 51 51 71,2

1,25A 0,00083

A/ mm²

52 52 52 68,5

71,07 50,5 50,5 50,5 72,6

51 50,5 50,75 72,12


58

Dariperhitungan diatas, maka dapat dianalisis dan disimpulkan menggunakan

grafik yang ditunjukkan pada Gambar 4.5.

Gambar 4.1 Grafik perbandingan antara nilai kekerasan (VHN) rata-rata dengan rapat arus setelah proses anodizing pada tegangan 20V.

Gambar 4.5 menunjukkan hasil pengujian mikro vickers pada permukaan

alumunium yang telah di anodizing dengan variasi kuat arus. Dari grafik di atas

dapat dianalisis bahwa nilai kekerasan permukaan alumunium mengalami

peningkatan. Nilai kekerasan permukaan tertinggi dihasilkan dari variasi arus 1A

dengan rapat arus 0,00066A/mm² yaitu 71,23 VHN dan nilai kekerasan terendah

berada pada kuat arus 0,25A dengan rapat arus 0,00016A/mm² yaitu 59,8 VHN.

Dari hasil penelitian dapat dianalisis bahwa variasi kuat arus yang

digunakan dalam proses anodizing memiliki suatu besaran yang maksimum,

dimana pada proses ini nilai kekerasan maksimum terjadi pada kuat arus 1A

dengan rapat arus 0,00016A/mm² dan bila telah melewati batas maksimum nilai

kekerasan yang dihasilkan akan mengalami penurunan. Secara umum hasil

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0,00016 0,00033 0,0005 0,00066 0,00083

Nil

ai

Kek

era

san

Ra

ta-r

ata

(VH

N)

Rapat Arus (A/mm²)

raw material

Anodizing


59

pengujian kekerasan ini dapat dianalisis bahwa variasi arus yang digunakan dalam

proses anodizing mempengaruhi nilai kekerasan material yang dihasilkan.

4.2 Hasil Pengamatan Struktur Mikro

Pengujian foto mikro ini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar

ketebalan lapisan oksida spesimen alumunium 1xxx setelah dilakukan proses

anodizing dengan 5 variasi arus yang telah dilakukan sebelumnya. Sebelum

dilakukan pengujian foto mikro, spesimen dimounting terlebih dahulu

menggunakan resin agar mempermudah proses foto mikro.

Gambar 4.2 Foto mikro kabel kalibrasi, (1). Foto mikro variasi arus 0,25A, (2).

Resin (a). Material awal (b). Ketebalan lapisan oksida (c).

2

a

b

c

110µm

1

110µm


60

Gambar 4.3 Foto mikro variasi arus 0,50A, (3). Foto mikro variasi arus 0,75A, (4). Foto mikro variasi arus 1A, (5). Foto mikro variasi arus 1,25A, (6). Resin (a). Material

awal (b). Ketebalan lapisan oksida (c).

Gambar 4.2 menunjukkan foto kabel kalibrasi dan hasil pengujian ketebalan

lapisan oksida yang dihasilkan setelah proses anodizing dengan konsentrasi

larutanH₂SO₄ 15% kuat arus 0,25A dengan rapat arus 0,00016A/mm² dengan

waktu pencelupan 15 menit sebesar 5,5 µm.

3

a

4

b

c

110µm 110µm

a

b

c

110µm

5

a

c

b

110µm

c

b

a

6


61

Gambar 4.3 menunjukkan hasil pengujian ketebalan lapisan oksida yang

dihasilkan setelah proses anodizing pada kuat arus 0,50A dengan rapat arus

0,00033A/mm², konsentrasi larutan H₂SO₄ 15% dengan waktu pencelupan 15

menit sebesar 6,6 µm. Pada arus 0,75A dengan rapat arus 0,0005A/mm²,

konsentrasi larutan H₂SO₄ 15% dengan waktu pencelupan 15 menit lapisan oksida

yang dihasilkan sebesar 7,15 µm. Pada arus 1A dengan rapat arus

0,00066A/mm²,konsentrasi larutan H₂SO₄ 15% dengan waktu pencelupan 15

menit lapisan oksida yang dihasilkan sebesar 10,45 µm. Pada arus 1,25A dengan

rapat arus 0,00083A/mm², konsentrasi larutan H₂SO₄ 15% dengan waktu

pencelupan 15 menit lapisan oksida yang dihasilkan sebesar 11 µm.

Kemudian dari semua hasil pengujian foto mikro lapisan oksida setelah

proses anodizing tersebut dapat disimpulkan menggunakan grafik berikut:

Gambar 4.4 Grafik hubungan antara rapat arus dengan ketebalan lapisan oksida

(µm) setelah proses anodizing pada tegangan 20V.

0

2

4

6

8

10

12

0,00016 0,00033 0,0005 0,00066 0,00083

Ket

ebala

n L

ap

isan

Ok

sid

a (

µm

)

Rapat Arus (A/mm²)


62

Gambar 4.4 menunjukkan variasi kuat arus pada proses anodizing

mempengaruhi ketebalan lapisan oksida yang terbentuk pada bahan alumunium

seri 1xxx. Pada variasi arus 0,25A, 0,50A, 0,75A, 1A, dan 1,25A dengan rapat

arus 0,00016A/mm², 0,00033A/mm², 0,0005A/mm², 0,00066A/mm² dan

0,00083A/mm² setelah proses anodizing menghasilkan ketebalan lapisan oksida

pada permukaan alumunium sebesar 5,5 µm, 6,6 µm, 7,15 µm, 10,45 µm, 11µm

secara berurutan. Perbedaan ketebalan lapisan ini disebabkan karena perbedaan

daya hantar yang terjadi karena perbedaan kuat arus dan rapat arus yang mengalir,

pada kuat arus 0,25A dengan rapat arus 0,00016A/mm² daya hantar yang terjadi

tidak terlalu tinggi sehingga pertumbuhan lapisan oksida pada permukaan

alumunium belum maksimal. Sedangkan pada proses anodizing dengan kuat arus

1,25A dan rapt arus 0,00083A/mm² daya hantar yang terjadi semakin tinggi

sehingga lapisan oksida yang terbentuk semakin tebal.


63

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Dari penelitian, analisis dan pembahasan dari data yang diperoleh setelah

melakukan proses anodizing dengan variasi arus, maka didapat kesimpulan

sebagai berikut:

1. Nilai kekerasan tertinggi berada pada kuat arus 1A dengan rapat arus

0,00066A/mm² menghasilkan nilai kekerasan rata-rata 71,23 VHN. Pada

variasi arus 0,25A, 0,50A, 0,75A dan 1,25A dengan rapat arus

0,00016A/mm², 0,00033A/mm², 0,0005A/mm² dan 0,00083A/mm²,

berturut-turut mempunyai nilai kekerasan rata-rata 58,9 VHN, 68,06 VHN,

70,16 VHN dan 71,07 VHN.

2. Ketebalan lapisan oksida tertinggi berada pada arus 1,25A dengan rapat

arus 0,00083A/mm² menghasilkan ketebalan lapisan oksida 11 µm. Pada

variasi arus 0,25A, 0,50A, 0,75A dan 1A dengan rapat arus

0,00016A/mm², 0,00033A/mm², 0,0005A/mm² dan 0,00066A/mm² secara

berurutan menghasilkan tebal lapisan oksida 5,5 µm, 6,6 µm, 7,15 µm dan

10,45 µm.

5.2. Saran

Mengacu pada penelitian, analisis dan pembahasan, maka ada beberapa hal

yang harus diperhatikan oleh peneliti selanjutnya, diantaranya adalah:


64

1. Utamakan keamanan dan keselamatan karena bahan yang digunakan

adalah bahan kimia yang beracun serta alat-alat yang digunakan

berhubungan dengan arus listrk.

2. Proses anodizing dilakukan ditempat yang mempunyai sirkulasi udara

yang bagus agar uap dari proses anodizing dapat langsung terurai oleh

udara.

3. Pastikan arus listrik dan waktu pencelupan dalam kondisi sesuai

persyaratan untuk hasil yang lebih baik.


65

DAFAR PUSTAKA

Apachitei, L.EF., Apachitei, I., Duszczyk, 2006, Thermal Effects Associated with

Hard Anodizing df Cast Aluminum Alloys. Journal of Aplied

Electrochemistry.

BPPT. 1998. Teknik Pelapisan Logam Secara Listrik. Program Penerapan IPTEK

di Daerah: Jakarta.

Haryono, 2013, Pengaruh variasi suhu dan waktu proses anodizing pada bahan

alumunium,Politeknik Pratama Mulia Surakarta.

Hustasoit, F.M., 2008, Pengaruh Pembebanan Konsentrasi Asam oksalat

Terhadap Ketebalan Lapisan Oksida Pada Alumunium Foil Hasil Proses

Anodisasi, Skripsi. Fakultas Teknik Uiversitas Indonesia.

Mukhurov, N.I., Zhvayi, S.P., Terekhov, S.N., 2008, “Influence of Electrolyte

Composition on Photoluminescent Properties of anodic Aluminum Oxide”,

Journal of Aplied Spectroscopy.

Pooladi, R., Rezai, H., Aezami, M., Sayyar, M.R., 2009, “Fabrication of Anodic

Aluminum Oxide Nanotemplate and Investigation of Their Anodization

Parameters”, Transaction of Indian Institute of Metals, Vol. 62.

Priyanto, 2012,Pengaruh Variasi Kuat Arus Listrik terhadap Kekerasan

Permukaan Aluminium 5XXX pada Proses Anodizing, Tugas Akhir.Jurusan

Teknik Mesin Universitas Islam Indonesia.

Santhiarsa, N.N., 2009,Pengaruh Kuat Arus Listrik dan Waktu Proses Hard

Anodizing pada Aluminium terhadap Kekerasan dan Ketebalan

Lapisan.jurnal Ilmiah, Jurusan Teknik Mesin Universitas Udayana.


66

Santhiarsa, N.N, 2010,Pengaruh Kuat Arus Listrik dan Waktu Proses Anodizing

pada Aluminium tehadap Kecerahan dan Ketebalan Lapisan, Jurnal Ilmiah.

Jurusan Teknik Mesin Universitas Udayana.

Shulgov, V., Ignasheve, E., Gurskaja, E., 2007,”Correlation Between Formation

Condition and Breakdown Voltage of Anodic Films on Aluminum”,

Michrochimica Acta, Springer-Verlag.

Sulistijono, 2006, Pengaruh Densitas Arus dan Konsentrasi Asam Sulfat terhadap

Ketebalan lapisan Oksida pada Anodizing Aluminium. Jurusan Teknik

Material FTI-ITS.

Taufik, T., 2011,Anodizing pada Logam Aluminium dan Paduanya, Makalah.

Program Studi Magister Rekayasa Fakultas Teknik Pertambangan dan

Perminyakan Institut Teknologi Bandung.

Vrublevsky, I., Parkoun, V., Sokol, V., Schreckenbach, J., Goedel, W.A., 2007, “

Dissolution Behaviour of Anodic Oxide Film Formed in Sulfanic Acid on

Aluminum”, Michrochimica Acta, Springer-Verlag, pp. 173-179.


pengaruh variasi arus 0,25-1,25a pada proses anodizing

Documents