LAPORAN OBSERVASI ELECTROPLATING CHROME
Disusun guna melengkapi tugas mata kuliah Teknologi Pelapisan Logam Dosen pengampu : Dr. Hadromi, MT
Disusun oleh: Nama
: Fahma Ilmian Syah
NIM
: (5212413039)
Prodi
: Teknik Mesin S1
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2015
1
KATA PENGANTAR
Segala puji hanya milik Allah SWT. Shalawat dan salam selalu tercurahkan kepada Rasulullah SAW. Berkat limpahan dan rahmat-Nya penyusun mampu menyelesaikan tugas laporan guna memenuhi tugas mata kuliah Teknologi Pelapisan Logam. Dalam penyusunan tugas atau materi ini, terdapat hambatan yang penulis hadapi. Namun penulis menyadari bahwa kelancaran dalam penyusunan materi ini tidak lain berkat bantuan, dorongan, dan bimbingan orang tua, sehingga kendalakendala yang penulis hadapi teratasi. Walaupun laporan ini masih jauh dari kesempurnaan, maka dari itu saya selaku mahasiswa berharap kepada Bapak Dosen untuk memberikan kritik dan saran untuk penyempurnaan laporan observasi elektroplating ini. Semoga makalah Pelapisan Logam khususnya Electroplating Chrome ini dapat memberikan wawasan yang lebih luas dan menjadi sumbangan pemikiran kepada pembaca khususnya para mahasiswa Teknik Mesin di Universitas Negeri Semarang.
Penulis
2
DAFTAR ISI
Kata Pengantar .............................................................................................1 Daftar Isi.......................................................................................................2 BAB I PENDAHULUAN ............................................................................3 1.1 Latar Belakang ...........................................................................3 1.2 Tujuan Observasi........................................................................4 1.3 Manfaat Observasi......................................................................4 1.4 Waktu Pelaksanaan ....................................................................4 BAB II LANDASAN TEORI ......................................................................5 2.1 Proses Electroplating..................................................................5 2.2 Larutan Elctroplating..................................................................6 2.3 Pembersihan Benda Kerja ..........................................................7 2.3 Kondisi Operasi..........................................................................8 2.5 Peralatan .....................................................................................8 2.6 Proses Pelapisan .........................................................................9 BAB III SISTEMATIKA KERJA .............................................................11 3.1 Langkah Kerja ..........................................................................11 3.2 Material yang Dilapisi ..............................................................18 3.3 Asal Pesanan ............................................................................18 3.4 Hambatan dan Kendala ............................................................18 3.5 Solusi Masalah .........................................................................18 3.6 Asal Bahan ...............................................................................19 BAB IV PENUTUP ...................................................................................20 4.1 Keselamatan Kerja ...................................................................20 4.2 Hasil Observasi dan Kesimpulan .............................................20 4.3 Lampiran Foto Observasi .........................................................21 Daftar Pustaka ............................................................................................24
3
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Industri logam di Indonesia kian mengalami kemajuan. Salah satu industri tersebut ialah pelapisan logam. Elektroplating adalah proses pelapisan logam dengan menggunakan bantuan arus listrik dan senyawa tertentu guna memindahkan partikel logam pelapis ke logam yang dilapis. Prodi Teknik Mesin S1 UNNES tidak hanya dibekali penguasaan materi atau teori, tetapi juga dibekali penguasaan praktikum. Dengan alasan tersebut, setiap mahasiswa diharuskan mengikuti praktikum, dalam hal ini adalah praktikum teknik pelapisan logam. Dengan adanya praktikum teknik pelapisan logam ini diharapkan mahasiswa Jurusan Teknik Mesin tidak hanya unggul dalam hal teori saja tetapi juga dalam hal praktik. Sehingga setelah lulus dapat menjadi tenaga yang terampil dan profesional dan memenuhi tuntutan dari dunia kerja. Serta tidak menutup kemungkinan bagi para
mahasiswa
untuk
mendirikan
usaha
mandiri
dalam
bidang
electroplating. Pada kesempatan ini mahasiswa dituntut untuk mengetahui keadaan sesungguhnya dilapangan mengenai proses produksi barang, pelapisan logam, perbaikan produk serta peluang pasar dalam bidang pelapisan ini. Observasi ini bertujuan untuk mengetahui secara langsung kegiatan pelapian dilapangan dan memahami secara teori serta praktiknya untuk mengetahui secara detail dan melihat langsung untuk memperdalam pengetahuan secara praktik. Pelapisan pada logam merupakan hal yang sangat penting agar logam yang akan kita gunakan tidak terkena korosi dan cepat aus dalam jangka waktu tertentu.
4
1.2
Tujuan Observasi Tujuan dari Observasi mata kuliah Teknik pelapisan logam adalah: 1. Agar mahasiswa mengetahui cara pelapisan logam khususnya electroplating. 2. Agar mahasiswa mengetahui alat dan bahan yang digunakan dalam melakukan pelapisan logam. 3. Agar mahasiswa dapat mengetahui pelapisan yang tepat untuk menghindari korosi pada logam. 4. Agar mahasiswa mengetahui pasaran dan kendala yang ada pada industri pelapisan logam.
1.3
Manfaat Observasi Manfaat dari Observasi mata kuliah Teknik Pelapisan Logam adalah: 1. Memberikan pemahaman tentang teknik pelapisan logam. 2. Memberikan pengalaman tentang proses pelapisan logam. 3. Mengetahui cara mengatasi pasaran dan kendala-kendala pada industri pelapisan logam.
1.4
Waktu Pelaksanaan Waktu pelaksanaan observasi yang diberikan oleh dosen pengampu mata kuliah pelapisan logam adalah tanggal 5 – 17 Oktober 2015, observasi tersebut menggantikan jam belajar dan untuk observasi/melihat langsung apa saja yang ada pada industri pelapisan logam.
5
BAB II LANDASAN TEORI
Dalam teknologi pengerjaan logam, proses electroplating dikategorikan sebagai proses pengerjaan akhir (metal finishing). Secara sederhana, electroplating dapat diartikan sebagai proses pelapisan logam, dengan menggunakan bantuan arus listrik dan senyawa kimia tertentu guna memindahkan partikel logam pelapis ke material yang hendak dilapisi. 2.1
Proses Elektroplating Perpindahan ion logam dengan bantuan arus listrik melalui larutan elektrolit sehinnga ion logam mengendap pada benda padat yang akan dilapisi. Ion logam diperoleh dari elektrolit maupun berasal dari pelarutan anoda logam di dalam elektrolit. Pengendapan terjadi pada benda kerja yang berlaku sebagai katoda.
Gambar 2.1 Skema proses electroplating
Reaksi kimia yang terjadi pada proses electroplating seperti yang terlihat pada Gambar 2.1 dapat dijelaskan sebagai berikut: Pada Katoda
6
Pembentukan lapisan Nikel
Pembentukan gas Hidrogen
Reduksi oksigen terlarut
2.2
Larutan Elektroplating Umumnya berupa larutan garam yang logamnya akan dilapiskan dan mudah larut. Aktivitas ion logam ditentukan oleh konsentrasi garam logamnya, derajat disosiasi dan konsentrasi unsur lain. Pengaturan PH dengan penambahan bahan penggabungan (buffer) dimaksudkan untuk mendapatkan sifat lapisan yang: a. Kenampakan (Appearance) b. Keuletan (Ductility) c. Kekerasan (Hardness) Larutan elektrolit harus bersifat ; a. Covering Power Adalah kemampuan elektrolit untuk mengendapkan logam pada katoda. b. Throwing Power Adalah kemampuan elektrolit untuk menghasilkan lapisan dengan tebal yang sama. c. Levelling Adalah kemampuan elektrolit untuk menghasilkan lapisan yang lebih tebal pada lekukan.
7
2.3
Pembersihan Benda Kerja Sebelum dilakukan proses pelapisan krom, logam dibersihkan atau dilakukan pengerjaan polishing ( amril, selep, polish ) yang mana tujuan dari pekerjaan itu adalah: 1. Menghilangkan kerak yang terjadi pada saat proses pengecoran logam. 2. Menghilangkan lapisan oksidasi yang ada dipermukaan logam. 3. Mempersiapkan logam untuk proses pelapisan agar hasilnya lebih halus dan mengkilap. Proses pembersihan logam sebelum dilakukan pengerjaan, yaitu: 1. Pemolesan ( buffing ) dengan menggunakan batu amril emery dari yang paling kasar sampai paling halus. Selanjutnya proses selep, dilakukan
untuk memperhalus
permukaan logam menggunakan
polesh compound. Tahap terakhir adalah polishing, dilakukan agar logam mengkilap seperti kaca. 2. Setelah proses polishing selanjutnya dilakukan degreasing, adalah suatu proses untuk menghilangkan lemak dan lilin atau parafin yang terjadi selama proses polishing. 3. Teknik degreasing ada beberapa macam, yaitu soak cleaning menggunakan larutan alkali. Logam yang dimasukkan
dalam larutan
selama
5
akan
menit
agar
dibersihkan diperoleh
persinggungan yang lebih merata gerakan penggoncangan dipilih yang paling efektif. 4. Logam yang akan diplating harus bebas dari lemak dan permukaannya harus aktif, tidak tertutup oleh oksidan. pengaktifan permukaan dilakukan dengan proses leaching, yaitu dengan memasukkan logam kedalam larutan alkali dan asam secara bergantian. • Masukkan kedalam larutan sod cyanide 5% • Bilas dua kali dalam air bersih • Masukkan kealam larutan asam sulfat 5% • Bilas dua kali dalam air bersih.
8
2.4
Kondisi Operasi Dalam operasi pelapisan, kondisi operasi penting untuk diperhatikan, karena kondisi tersebut akan menentukan berhasil atau tidaknya proses pelapisan serta mutu lapisan yang dihasilkan. Kondisi pelapisan yang perlu diperhatikan antara lain : a. Rapat Arus ( Current Density) Makin tinggi rapat arus, makin tinggi kecepatan pelapisan dan memperkecil ukuran benda kerja. Bila rapat arus terlalu tinggi maka lapisannya akan kasar dan nampak hitam. b. Tegangan Arus (Voltage) Digunakan umumnya 3 - 9 Volt. Untuk pelapisan nikel digunakan 6 - 9 Volt. Sebaiknya arus yang digunakan adalah setabil karena dapat mempengaruhi mutu dari hasil pelapisan. c. Suhu Larutan Kenaikan suhu larutan menyebabkan bertambahnya ukuran kristal. Keuntungannya :
- pengurangan garam logam - mengurangi terserapnya H2
Kerugiannya
:
- viskositas larutan menurun - lapisan menjadi kasar
d.
PH larutan Tujuan menentukkan derajat keasaman adalah untuk mengecek kemampuan larutan dalam menghasilkan larutan yang baik. Larutan bersifat basa bila PHnya = 11 - 14 dan bersifat asam bila PHnya = 4,5 - 5,6.
2.5
Peralatan a. Rectifier Adalah sumber arus searah DC dan penurun tegangan b. Bak larutan Syarat :
- bahan lebih tahan korosi - tahan suhu tinggi
- tidak mencemarkan larutan
9
2.6
Proses Pelapisan a. Copper plating ( pelapisan tembaga ) Aplikasi yang paling penting dari pelapisan tembaga adalah sebagai suatu lapisan dasar pada pelapisan logam sebelum dilapisi tembaga dari larutan asam yang biasanya di ikuti dengan pelapisan nikel dan krom. Kondisi operasi: temperatur
: 55 - 60°C
Rapat arus
:2,16 4,32A/dm2
pH
: 12 – 12,6
b. Nickel plating (pelapisan nikel) Proses pelapisan nikel dengan menggunakan arus listrik (electroplating) merupakan salah satu pelapisan yang paling banyak digunakan pada industri sebagai hasil akhir atau lapisan dasar untuk proses selanjutnya. Proses pelapisan nikel dapat diaplikasikan untuk produk seperti pada medali yang bertujuan untuk melindungi logam dasar (tembaga) dari korosi dan permukaannya mempunyai warna yang mengkilap selama masa pakainya. Warna benda setelah dilapisi dengan nikel akan lebih mengkilat tapi tidak semengkilat krom. Bahan pelapisan nikel:
10
Kondisi operasi:
c. Chrome plating Pelapisan krom adalah suatu perlakuan akhir menggunakan elektroplating oleh kromium. Pelapisan dengan krom dapat dilakukan pada berbagai jenis logam seperti besi, baja, atau tembaga. Pelapisan krom menggunakan bahan dasar asam kromat, dan asam sulfat sebagai bahan pemicu arus, dengan perbandingan campuran yang tertentu. Komposisi dan kondisi kerja : Chromic Acid
: 140-180 gr/l
Sulphuric Acid
: 0,4-1 gr/l
WR-1 (catalyst) : 1-2 gr/l Trivalensi Chrom : (Cr+3) < 4 gr/l Kondisi operasi: Temperatur 25-70 derajad celcius Arus listrik 5-60 A/dm2 Anode timah hitam campur timah putih 8-15%
11
BAB III SISTEMATIKA KERJA
3.1
Langkah Kerja 1.
Mempersiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam proses pelapisan (seting alat, bahan dan tempat)
2.
Menghilangkan dari bahan yang melekat. Dengan mengamplas sampai halus atau dengan partikel korundum yang dibungkus dengan kain poles.
Gambar 3.1 Proses penggerindaan di Kanigoro Juwana
3.
Pre – Treatment atau Pembersihan Awal. a. Degreasing Membersihkan kotoran (lemak, debu, dan lain-lain) Mencelupkan benda kerja kedalam air sabun (alkali) Mencelupkan benda kerja kedalam air b. Pickling Membersihkan korosi yang ada pada benda kerja. Mencelupkan benda kerja kedalam larutan asam Hcl Mencelupkan benda kerja kedalam kedalam air (sambil digosokgosok) c. Mengeringkan benda kerja dengan udara bebas.
12
Gambar 3.2 Pencelupan logam ke dalam larutan alkali di Kanigoro Juwana
4.
Treatment atau Pelapisan Tembaga a.
Menghubungkan benda kerja dengan kutub negatif / katoda rectifier.
b.
Menghubungkan logam anoda (Cu) dengan kutub positif / anoda pada rectifier.
c.
Mencelupkan kedua elektroda kedalam larutan elektrolit dengan komposisi Copper Cyanide 15 gr/ltr, Sodium Cyanide 23 gr/ltr, Natrium Carbonate 15 gr/ltr.
d.
Jarak antara anoda dan katoda tidak boleh terlalu dekat gunakan jarak 10 – 15 cm
e.
Menghidupkan rectifier dengan memperhatikan Current density atau arusnya serkitaar 1 – 4 ampere
f.
Setelah sekitar 10 – 15 menit benda kerja diangkat dari bak electroplating dan dicelupkan kedalam air.
13
anoda
katoda
Larutan elktrolit (ZnSO4) Cu
Benda
_
+
rectifier Rectifier Rectifier rr
Gambar 1.Proses Elektroplating Cu
Keterangan gambar , peralatan terdiri dari :
Rectifier
Batang tembaga pada katoda yang dihubungkan dengan kutub negatif rectifier.
Batang tembaga pada anoda yang dihubungkan dengan kutub positif rectifier
logam anoda Cu
Benda kerja
Larutan elektrolit
Bak electroplating
Gambar 3.3 proses pelapisan tembaga di Kanigoro Juwana 5.
Treatment atau Pelapisan Tembaga II (Cu)
14
a. Menghubungkan benda kerja dengan kutub negatif / katoda rectifier. b. Menghubungkan logam anoda (Cu) dengan kutub positif / anoda pada rectifier. c. Mencelupkan kedua elektroda kedalam larutan elektrolit dengan komposisi Copper Cyanide 20 gr/ltr, Sulfurid acid 60 gr/ltr d. Jarak antara anoda dan katoda tidak boleh terlalu dekat gunakan jarak 10 – 15 cm e. Menghidupkan rectifier dengan memperhatikan Current density atau arusnya serkitaar 2 – 4 ampere f. Setelah sekitar 25 – 30 menit benda kerja diangkat dari bak electroplating dan dicelupkan kedalam air. g. Tujuan utamanya adalah memberikan lapisan tembaga yang lebih kuat.
6.
Treatment atau Pelapisan Nikel a. Menghubungkan benda kerja dengan kutub negatif / kathoda rectifier. b. Menghubungkan logam anoda (Ni) dengan kutub positif / anoda pada rectifier. c. Mencelupkan
kedua
elektroda
kedalam
larutan
elektrolit
NiSO4(Nickel sulfate, Nickel Cloride, boric acid) dalam bak electroplating. d. Jarak antara anoda dan katoda tidak boleh terlalu dekat gunakan jarak 10 – 15 cm. e. Menghidupkan rectifier dengan memperhatikan Current density atau arusnya serkitar 2 – 5 ampere. f. Setelah sekitar 25 – 30 menit benda kerja diangkat dari bak electroplating dan dicelupkan kedalam air.
15
anoda
katoda
Larutan elktrolit (NiSO4) B
Ni
_
+
rectifier Rectifier
Gambar 2. Proses electroplating Ni Keterangan gambar , peralatan terdiri dari :
Rectifier
Batang tembaga pada katoda yang dihubungkan dengan kutub negatif rectifier.
Batang tembaga pada anoda yang dihubungkan dengan kutubkutub positif rectifier
logam anoda Ni
Benda kerja (B)
Larutan elektrolit NiSO4
Bak electroplating
Gambar 3.4 benda yang telah dilapisi dengan nikel (belum mengkilat seperti krom)
16
7. Pelapisan Chrome a. Menghubungkan benda kerja dengan kutub negatif / kathoda rectifier. b. Menghubungkan logam anoda (Cr) dengan kutub positif / anoda pada rectifier. c. Mencelupkan kedua elektroda kedalam larutan elektrolit CrSO4 (Chrome acid, Sulfiric Acid) dalam bak electroplating. d. Jarak antara anoda dan katoda tidak boleh terlalu dekat gunakan jarak 10 – 15 cm. e. Menghidupkan rectifier dengan memperhatikan Current density atau arusnya serkitaar 10 – 30 ampere. f. Waktu pencelupan Chrome ini hanya sebentar sekitar ± 1 menit. g. Kemudian benda kerja diangkat dan dikeringkan.
anoda
katoda
Larutan elktrolit (NiSO4) B
Cr
_
+
rectifier Rectifier
Gambar 3.Proses electroplating Cr Keterangan gambar , peralatan terdiri dari :
Rectifier
Batang tembaga pada katoda yang dihubungkan dengan kutub negatif rectifier.
Batang tembaga pada anoda yang dihubungkan dengan kutubkutub positif rectifier
logam anoda Cr
Benda kerja (B)
Larutan elektrolit CrSO4
Bak electroplating
17
8. Post Treatment / Pengerjaan Akhir
Pengeringan baik dijemur atau dilap.
Mencelupkan benda kerja kedalam larutan Brightiner agar benda kerja lebih baik penampilannya.
Proses Buffing (pengkilapan) yaitu dengan cara mengasah benda kerja yang telah dilapisi dengan kain yang telah dirol kemudian dilapisi langsel (metal cleaner).
Gambar 2.6 proses pembersihan setelah dichromeoleh karyawan Kanigoro Juwana
Gambar 2.7 spare part motor setelah proses chrome
18
3.2
Material yang Dilapisi KANIGORO TUKANG CHROME merupakan home industri yang bergerak dalam jasa elektroplating / pelapisan pada logam seperti pelapisan chromium, nickel, gold plate, copper dan logam lain khususnya part otomotif.
3.3
Asal Pesanan KANIGORO TUKANG CHROME biasanya menerima pesanan dari pelanggan yang ingin melapisi sparepart motor maupun benda lain seperti pajangan ruangan. Pelanggan tersebut mayoritas berasal dari siswa maupun masyarakat di sekitar Pati dan kadang dari home industri lain yang membutuhkan jasa electroplating.
3.4
Hambatan dan Kendala Hambatan yang didapat yaitu adanya komplain dari pelanggan mengenai hasil pelapisan yang mungkin terdapat kesalahan kecil, seperti terkelupasnya lapisan krom dan bagian siku yang belum terlapisi secara sempurna. Kemudian banjir yang terjadi kemarin pada tahun 2013, bencana tersebut menyebabkan sebagian besar alat maupun barang yang telah diproses tergenang oleh air banjir sehingga menyebabkan korosi dan kerusakan lainnya.
3.5
Solusi Masalah Solusi yang ditawarkan oleh KANIGORO TUKANG CHROME untuk mengatasi masalah di atas yaitu dengan melakukan electroplating ulang atau dilapisi kembali hingga beberapa kali agar benda yang telah dilapis tidak mudah terkelupas. Kemudian melapisi benda dengan lapisan yang lebih tebal namun dengan konsekuensi harganya menjadi lebih mahal. Selain meningkatkan kualitas, KANIGORO TUKANG CHROME juga memberi garansi kepada pelanggan sesuai dengan barang yang akan dikerjakan.
19
3.6
Asal Bahan Bahan baku yang digunakan oleh KANIGORO TUKANG CHROME seperti larutan-larutan kimia maupun peralatan lain diperoleh di area sekitar Pati dan kadang memesan dari kota lain.
20
BAB IV PENUTUP
4.1
Keselamatan Kerja Untuk menghindari terjadiya kecelakaan akibat kelalaian karyawan maupun faktor lain, maka diwajibkan untuk: 1. Memperhatikan voltage, ampere dan suhu pada saat proses pelapisan berlangsung. 2. Gunakan larutan kimia sebaik mungkin (berhati-hati) dalam melakukan elektroplating. 3. Aduklah larutan elektrolit agar ion-ion dapat tersebar bebas. 4. Memperhatikan waktu pelapisan. 5. Memperhatikan jarak peletakan anoda dan katoda.
4.2
Hasil Observasi dan Simpulan Observasi yang kami lakukan di KANIGORO TUKANG CHROME dengan salah satu karyawan dengan teliti memberikan pengarahan – pengarahan dan materi tentang pelapisan yang sangat bermanfaat bagi kami. Dari observasi ini kami tahu bahwa pelapisan sangat berguna untuk ketahanan dan keindahan suatu komponen untuk umur pemakaian yang lebih panjang dan aspek keindahan yang ditonjolkan. Selain itu, usaha ini sangat menarik karena menyerap tenaga kerja dan keuntungan yang didapat lumayan besar serta observasi ini dapat memberikan gambaran business plan bagi kami untuk memupuk jiwa kewirausahaan kami.
21
4.3
Lampiran Foto Observasi
Gambar 4.1 Kanigoro Tukang Chrome di Juwana Pati
Gambar 4.2 Rectifier (alat untuk mengalirkan listrk pada logam)
22
Gambar 4.3 proses pengepakan dengan kertas agar tidak terjadi gesekan antar produk
Gambar 4.4 bahan yang akan dilakukan proses electroplating
23
Gambar 4.5 Papan nama Kanigoro Tukang Chrome
24
DAFTAR PUSTAKA
Anton J. H. dan Tomijiro K. 1995.Mengenal Pelapisan Logam (Electroplating). Yogyakarta : Andi Offset. Bpk. Fauzi, selaku karyawan di CV. KANIGORO TUKANG CHROME
