commit to user 8
dengan alkalin digolongkan dalam dua cara yaitu dengan cara biasa alkaline degreasing dan dengan cara elektro elektrolitic degreasing. Pembersihan
secara biasa adalah merendamkan benda kerja ke dalam larutan alkalin dalam keadaan panas selama 5-10 menit. Lamanya perendaman harus disesuaikan
dengan kondisi permukaan benda kerja. Seandainya lemak atau minyak yang menempel lebih banyak, maka dianjurkan lamanya perendaman ditambah
hingga permukaan bersih dari noda-noda tersebut. d. Pencucian dengan asam Pickling
Pencucian dengan asam adalah bertujuan untuk membersihkan permukaan benda kerja dari oksida atau karat dan sejenisnya secara kimia melalui
peredaman. Larutan asam ini terbuat dari pencampuran air bersih dengan asam antara lain :
- Asam klorida HCl - Asam sulfat H
2
SO
4
- Asam sulfat dan asam fluorida HF Reaksi proses pickling sebetulnya adalah proses elektrokimia dalam sel
galvanis antara logam dasar anoda dan oksida katoda. Gas H
2
yang timbul dapat mereduksi ferrioksida menjadi ferrooksida yang mudah larut. Dalam
reaksi ini biasanya diberikan inhibitor agar reaksi tidak terlalu cepat dan menghasilkan pembersihan yang merata. Untuk benda kerja dari besibaja cor
yang masih mengandung sisa-sisa pasir dapat digunakan larutan campuran dari asam sulfat dan asam fluorida, sebab larutan tersebut dapat berfungsi selain
untuk menghilangkan oksidaserpih juga dapat membersihkan sisa-sisa pasir yang menempel pada benda kerja Saleh, A.A., 1995.
2.4. Prinsip Kerja Lapis Listrik
Pada prinsipnya pelapisan logam dengan cara lapis listrik atau elektroplating adalah merupakan rangkaian dari arus listrik, anoda, larutan
elektrolit dan katoda benda kerja. Keempat gugusan ini disusun sedemikian rupa, sehingga membentuk suatu sistem lapis listrik dengan rangkaian sebagai
berikut:
commit to user 9
- Anoda dihubungkan pada kutub positif dari sumber listrik - Katoda dihubungkan pada kutub negatif dari sumber listrik
- Anoda dan katoda direndamkan dalam larutan elektrolitnya Untuk lebih jelasnya rangkaian dan prinsip kerja proses lapis listrik dapat dilihat
pada gambar 2.1.
Gambar 2.1. Mekanisme proses pelapisan Suarsana, I.K., 2008 Keterangan :
1 Anoda bahan pelapis 2 Katoda benda yang dilapisi
3 Elektrolit 4 Sumber arus searah
Bila arus listik potensial searah dialirkan antara anoda dan katoda dalam larutan elektrolit, maka muatan ion positif ditarik oleh katoda. Sementara ion
bermuatan negatif berpindah ke arah anoda ion-ion tersebut dinetralisir oleh kedua elektroda dan larutan elektrolit yang hasilnya diendapkan pada elektroda katoda.
Hasil yang terbentuk adalah lapisan logam dan gas hidrogen. a. Larutan Elektrolit
Suatu proses lapis listrik memerlukan larutan elektrolit yang merupakan media proses berlangsung. Larutan elektrolit dapat dibuat dari larutan asam dan
garam logam yang dapat membentuk ion-ion positif. Tiap jenis pelapisan larutan elektrolitnya berbeda-beda tergantung pada sifat-sifat elektrolit yang diinginkan.
komposisi larutan elektrolit yang dipakai pada proses pelapisan tembaga, nikel dan khrom adalah sebagai berikut Saleh, A.A., 1995:
- Komposisi pembuatan larutan untuk pelapisan tembaga : CuCN 26,25 gr1
NaK C
4
H
4
O
6
45 gr1 NaCN 34,50 gr1
Bright Gl-3 5 ml1
commit to user 10
Na
2
CO
3
30 gr1 Bright Gl-4
8 ml1 - Komposisi pembuatan larutan untuk pelapisan nikel :
NiSO
4
250 gr1 Carbon act
2 gr1 NiCL
2
50 gr1 Bright I-06
5 ml1 H
3
BO
3
40 gr1 Bright M-07 2 ml1
- Komposisi pembuatan larutan untuk pelapisan khrom : CrO
3
250 gr1 H
2
SO
4
2,5 ml1 Larutan elektrolit selalu mengandung garam dari logam yang akan dilapis.
Garam-garam tersebut sebaiknya dipilih yang mudah larut tetapi anionnya tidak mudah tereduksi. Walaupun anion tidak ikut langsung dalam proses terbentuknya
lapisan, tetapi jika menempel pada permukaan katoda benda kerja akan menimbulkan gangguan akan terbentuknya struktur mikro lapisan.
Kemampuan atau aktivitas dari ion-ion logam ditentukan oleh konsentrasi dari garam logamnya, bila konsentrasi logamnya tidak mencukupi untuk
diendapkan, akan terjadi endapanlapisan yang terbakar pada rapat arus yang relatif rendah.
Beberapa bahanzat kimia sengaja ditambahkan ke dalam larutan elektrolit bertujuan untuk mendapatkan sifat-sifat lapisan tertentu. Sifat-sifat tersebut
antara lain tampak rupa appearance, kegetasan lapisan brittleness, keuletan ductility dan kekerasan hardness.
b. Anoda elektroda positif Pada proses pelapisan secara listrik, peranan anoda sangat penting dalam
menghasilkan kualitas lapisan yang baik. Pengaruh kemurniankebersihan anoda terhadap elektrolit dan penentuan optimalisasi ukuran serta bentuk anoda perlu
diperhatikan. Anoda yang digunakan pada pelapisan tembaga adalah anoda terlarut
soluble anode, untuk pelapisan nikel menggunakan anoda terlarut, sedangkan untuk pelapisan khrom menggunakan anoda tidak terlarut unsoluble anode.
Perhitungan yang cermat dalam menentukan anoda pada proses pelapisan dapat memberikan keuntungan yaitu meningkatkan distribusi endapan,
mengurangi kontaminasi larutan, menurunkan biaya bahan kimia yang dipakai,
commit to user 11
meningkatkan efisiensi produksi dan mengurangi timbulnya masalah-masalah dalam proses pelapisan.
Adanya arus listrik yang mengalir melalui larutan elektrolit diantara kedua elektroda, maka pada anoda akan terjadi pelepasan ion logam dan oksigen
reduksi, selanjutnya ion logam tersebut dan gas hidrogen diendapkan pada elektroda katoda. Peristiwa ini dikenal sebagai proses pelapisan dengan anoda
terlarut soluble anode. Tetapi bila anoda tersebut hanya dipakai sebagai penghantar arus saja conductor of current, anoda ini disebut anoda tak larut
unsoluble anoda. Anoda tidak larut adalah paduan dari bahan-bahan seperti baja nikel,
paduan timbal-timah, karbon, platina-titanium dan lain sebagainya. Anoda ini diutamakan selain sebagai penghantar yang baik juga tidak mudah terkikis oleh
larutan dengan atau tanpa aliran listrik. Tujuan dipakainya anoda tidak larut adalah untuk:
- Mencegah terbentuknya logam yang berlebihan dalam larutan - Mengurangi nilai investasi peralatan
- Memelihara keseragaman jarak anoda dan katoda Kerugian penggunaan anoda tidak larut adalah cenderung teroksidasi
unsur-unsur tertentu dari anoda tersebut ke dalam larutan. Beberapa kriteria yang perlu diperhatikan dalam memilih anoda terlarut antara lain adalah :
- Efisiensi anoda yang akan dipakai - Jenis larutan elektrolit
- Kemurnian bahan anoda - Bentuk anoda
- Rapat dan kepasitas arus yang disuplai - Cara pembuatan anoda
Efisiensi anoda akan turunberkurang akibat adanya logam pengotor metallic impirities dan kekasaran butiran yang terdapat dalam larutan.
Kemurnian anoda terlarut dapat meningkatkan efisensi anoda, tetapi rapat arus yang tinggi pada saat pelapisan berlangsung akan menyebabkan pasivasi pada
anoda, sehingga perlu diperhitungkan besarnya rapat arus terhadap luas permukaan anoda. Pada proses lapis listrik yang umum dipakai perbandingan
commit to user 12
anoda dengan katoda adalah 2:1, karena kontaminasi anoda adalah penyebabsumber utama pengotor, maka usahakan menggunakan anoda semurni
mungkin. Sedapat mungkin menggunakan anoda sesuai dengan bentuk benda yang akan dilapis. Jarak dan luas permukaan anoda diatur sedemikian rupa,
sehingga dapat menghasilkan lapisan yang seragam dan rata. Rapat arus anoda usahakan dalam range yang dikehendaki agar mudah dikendalikan. Contoh dari
bentuk-bentuk anoda dapat dilihat pada gambar 2.2.
Gambar 2.2. Bentuk–bentuk anoda larut Saleh, A.A., 1995
c. Air Pada industri pelapisan secara listrik, air merupakan salah satu unsur
pokok yang selalu harus tersedia. Biasanya penggunaan air pada proses lapis listrik dikelompokan dalam empat macam yaitu :
- Air untuk pembuatan larutan elektrolit - Air untuk menambah larutan elektrolit yang menguap
- Air untuk pembilasan - Air untuk proses pendingin
Dari fungsi air tersebut dapat ditentukan kualitas air yang dibutuhkan untuk suatu proses. Air ledengkota dipakai untuk proses pembilasan, pencucian,
proses etsa dan pendingin. Sedangkan air bebas mineral aquadest dipakai khusus untuk pembuatan larutan.
Pada proses pelapisan air yang digunakan harus berkualitas baik. Air ledengkota yang masih mengandung kation dan anion, jika bercampur dengan
commit to user 13
ion-ion dalam larutan akan menyebabkan turunnya efisiensi endapanlapisan. Unsur-unsur yang tidak diinginkan dalam larutan adalah unsur kalsium dan
magnesium, karena mudah bereaksi dengan kadmium sianida, tembaga sianida, perak sianida dan senyawa-senyawa lainnya, sehingga akan mempercepat
kejenuhan larutan. Umumnya unsur-unsur yang terdapat dalam air adalah kandungan dari
garam-garam seperti bikarbonat, sulfat, klorida dan nitrat. Unsur-unsur garam logam alkali sodiumpotassium tidak begitu mempengaruhi konsentrasi larutan
sewaktu operasi pelapisan berlangsung, kecuali pada larutan lapis nikel. Hal ini disebabkan oleh kenaikan arus listrik throwing power. Pada plat lapis nikel
dihasilkan lapisan yang getas brittle. Adanya logam-logam berat seperti besi dan mangan sebagai pengotor menimbulkan cacat-cacat antara lain kekasaran
roughness, porous, gores streakness, noda-noda hitam staining, warna yang suram iridensceat atau mengkristal dan modular. Untuk itu maka diperlukan air
murni reagent water untuk membuat larutan dan menggantikan larutan yang menguap Saleh, A.A., 1995.
2.5. Penelitian Yang Telah Dilakukan
