PENGARUH VARIASI KUAT ARUS LISTRIK PADA PROSES ANODIZING TERHADAP KEKERASAN PERMUKAAN LOGAM ALUMINIUM SERI 2XXX

TERHADAP KEKERASAN PERMUKAAN LOGAM ALUMINIUM SERI 2XXX Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan untuk Memperoleh Gelar Sarjana

Strata-1 Pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Disusun Oleh :

AHMAD YULIZAL UNTUNG 2012 013 0130

PROGRAM STUDI S-1 TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA

YOGYAKARTA 2016

TUGAS AKHIR

PENGARUH VARIASI KUAT ARUS LISTRIK PADA PROSES ANODIZING TERHADAP KEKERASAN PERMUKAAN LOGAM ALUMINIUM SERI 2XXX

Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan untuk Memperoleh Gelar Sarjana Strata-1 Pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin

Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Disusun Oleh :

AHMAD YULIZAL UNTUNG 2012 013 0130

PROGRAM STUDI S-1 TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA

YOGYAKARTA 2016

MOTTO

“Sesungguhanya sesudah kesulitan itu ada kemudahan” (Terjemahan surat Al-Insyirah ayat 6)

“Allah tidak membebani seseorang itu melainkan sesuai dengan kesanggupannya” (Terjemahan surat Al-Baqarah ayat 286)

“Maka nikmat Tuhanmu yang manakah yang kamu dustakan?” (Terjemahan Surat Ar-Rahman ayat 13)

PERNYATAAN Saya yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Ahmad Yulizal untung NIM : 20120130130

Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir yang berjudul: “Pengaruh variasi kuat arus listrik pada proses anodizing terhadap kekerasan permukaan logam aluminium seri 2XXX” adalah benar-benar hasil karya sendiri, kecuali jika disebutkan sumbernya dan belum pernah diajukan pada instansi manapun, serta bukan karya jiplakan. Saya bertanggung jawab atas keabsahan dan kebenaran isinya sesuai dengan sikap ilmiah yang harus dijunjung tinggi.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya, tanpa adanya tekanan dan paksaan dari pihak manapun serta bersedia mendapat sanksi akademik bila ternyata di kemudian hari pernyataan ini tidak benar.

Yogyakarta, 2 November 2016 Yang menyatakan,

Ahmad Yulizal Untung NIM. 20120130130

PERSEMBAHAN

Dia memberikan hikmah (ilmu yang berguna) kepada siapa yang dikehendaki-Nya. Barang siapa yang mendapat hikmah itu sesungguhnya ia telah mendapat kebajikan yang banyak. Dan tiadalah yang menerima peringatan melainkan orang-orang yang bertawakal. (Q.S. Al-Baqarah: 269)

Skripsi ini saya persembahkan untuk:

 Ibunda tercinta, Ibu. Siti Yatirah dan Ayahanda tercinta Bpk. Syaiful Rizal, adik-adik yang tersayang Wahyu Nufrizal Akbar, Ronal Farid Abqarizal Saputra, Nurul Hikmah Ramadhani, dan Nayla Ayudia Innara, terimakasih atas kasih sayang, nasehat dan dukungan yang kalian berikan selama ini.

 Ir. Aris Widyo Nugroho, M.T., Ph.D. dan Sunardi S.T., M.Eng. Selaku dosen pembimbing tugas akhir.

 Muhammad Budi Nur Rahman, S.T.,M.Eng. Selaku dosen penguji tugas akhir.  Rekan-rekan seperjuangan tim Anodizing.

 Wawan Hartanto, Abdul Rohman, Yosa Wahyu Saputra, Banu Dwi setiawan, Sumardi, Akhmad Faz Fero dan Erlangga Bagus Fiandry terimakasih atas dukungan dan bantuan kalian yang selalu memberi support dan semangat.

 Teman-teman Teknik Mesin UMY semua angkatan, terutama TM 2012 yang selalu memberi dukungan satu sama lain.

 Terima kasih kepada Universitas Muhammadiyah Yogyakarta yang telah memfasilitasi laboratorium selama penyelesaian tugas ahir ini.

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr.Wb.

Syukur Alhamdulillah kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya sehingga kami bisa menyelesaikan Tugas Akhir kami dengan judul ” Pengaruh variasi kuat arus listrik pada proses anodizing terhadap kekerasan permukaan logam alumuinium seri 2XXX”. Tugas akhir ini disusun guna memenuhi persyaratan akademis menyelesaikan Program Strata-1 pada Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Dengan terselesaikannya Tugas Akhir ini kami ucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Ir. Aris Widyo Nugroho, M.T., Ph.D. Selaku dosen pembimbing 1 yang telah banyak meluangkan waktunya untuk memberi bimbingan dan petunjuk sampai Tugas Akhir ini selesai.

2. Bapak Sunardi S.T., M.Eng. Selaku dosen pembimbing 2 yang telah banyak meluangkan waktunya untuk memberi bimbingan dan petunjuk sampai Tugas Akhir ini selesai.

3. Muhammad Budi Nur Rahman, S.T., M.Eng. Selaku dosen penguji Tugas Akhir ini.

4. Bapak Novi Caroko S.T.,M.Eng. Selaku ketua Jurusan Teknik Mesin yang juga telah membantu.

5. Ibunda tercinta, Ibu. Siti Yatirah dan Ayahanda tercinta Bpk. Syaiful Rizal, adik-adik yang tersayang Wahyu Nufrizal Akbar, Ronal Farid Abqarizal Saputra, Nurul Hikmah Ramadhani, dan Nayla Ayudia Innara, terimakasih atas kasih sayang, nasehat dan dukungan yang kalian berikan selama ini.

6. Rekan-rekan seperjuangan tim Anodizing. 7. Seluruh staf dosen Jurusan Teknik Mesin UMY.

8. Seluruh mahasiswa Teknik Mesin, “M” Solidarity Forever.

9. Seluruh pihak yang telah membantu kami, yang tak dapat kami sebutkan semua satu per satu. Karena keterbatasan dalam pengetahuan dan pengalaman, kami

Maka kritik dan saran dari anda sangat kami harapkan untuk pengembangan selanjutnya. Besar harapan kami sekecil apapun informasi yang ada di buku kami ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.

Wassalamu’alaikum Wr.Wb.

Yogyakarta, 2 November 2016

Ahmad Yulizal Untung NIM. 20120130130

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

MOTTO ... iii

LEMBAR PERNYATAAN ... iv

PERSEMBAHAN ... v

INTISARI ... vi

KATA PENGANTAR ... vii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR TABEL ... xiv

DAFTAR NOTASI ... xv

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 3

1.4 Tujuan Penelitian ... 3

1.5 Manfaat Penelitian ... 3

1.6 Metodologi Penelitian ... 4

1.7 Sistematika Penulisan ... 4

BAB II TINJUAN PUSTAKA ... 5

2.1 Kajian Pustaka ... 5

2.2 Dasar Teori ... 7

2.2.1 Pengertian Anodizing ... 7

2.2.2 Klasifikasi Anodizing ... 8

2.2.5 Proses Anodizing ... 16

2.2.6 Rapat Arus ... 20

2.2.7 Pembentukan Lapisan Oksida ... 21

2.2.8 Sifat Penerapan Anodizing ... 24

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 26

3.1 Diagram Alir Penelitian ... 26

3.2 Perencanaan Percobaan ... 27

3.2.1 Alat dan Bahan Penelitian ... 28

3.2.1.1 Alat Penelitian ... 28

3.2.1.2 Bahan Penelitian ... 36

3.3 Pelaksanaan Penelitian ... 42

3.3.1 Tahapan – Tahapan Proses Anodizing Aluminium ... 42

3.3.2 Bagan Proses Anodizing ... 46

3.3.3 Pelaksanaan Pengujian ... 47

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN ... 50

4.1 Hasil Pengujian Visual ... 50

4.2 Hasil Pengujian Foto Struktur Mikro Permukaan ... 53

4.3 Hasil Pengujian Foto Struktur Mikro ... 55

4.4 Hasil Pengujian Kekerasan/Vickers Permukaan ... 58

4.5 Perbandingan Hasil Pengujian ... 61

BAB V PENUTUP ... 63

5.1 Kesimpulan ... 63

5.2 Saran ... 64

DAFTAR PUSTAKA... 65

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Skema Elektroda Proses Anodic Oxidation ... 8

Gambar 2.2 Proses Anodzing ... 16

Gambar 2.3 Rangkaian Proses Anodic Oxidation ... 18

Gambar 2.4 Grafik Rapat Arus Terhadap Ketebalan Lapisan Oksida ... 21

Gambar 2.5 Struktur Lapisan Aluminium Oksida ... 22

Gambar 2.6 Skema Lapisan Pori Aluminium Oksida ... 22

Gambar 2.7 Tahapan Pembentukan Lapisan Oksida ... 24

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... 27

Gambar 3.2 Power Supply ... 28

Gambar 3.3 Kabel Penghubung ... 29

Gambar 3.4 Bak Plastik... 29

Gambar 3.5 Semprotan Botol ... 29

Gambar 3.6 Thermometer ... 30

Gambar 3.7 Gelas Ukur Plastik ... 30

Gambar 3.8 Stopwatch ... 31

Gambar 3.9 Timbangan Digital... 31

Gambar 3.10 Alat Uji Foto Makro ... 32

Gambar 3.11 Alat Uji Foto Mikro... 32

Gambar 3.12 Alat Uji Kekerasan ... 33

Gambar 3.13 Pinset Penjepit ... 33

Gambar 3.14 Sarung Tangan ... 34

Gambar 3.15 Masker ... 34

Gambar 3.16 Mistar Baja ... 34

Gambar 3.17 Gergaji Tangan ... 35

Gambar 3.20 Kamera ... 36

Gambar 3.21 Asam Sulfat (H2SO4) ... 36

Gambar 3.22 Phosporic Acid (H3PO4) ... 37

Gambar 3.23 Asam Cuka/Asam Asetat (CH3CO2H) ... 38

Gambar 3.24 Larutan Desmut ... 38

Gambar 3.25 Pewarna Anodizing ... 39

Gambar 3.26 Soda Api (NaOH) ... 39

Gambar 3.27 Deterjen Murni/Natrium Karbonat (Na2CO3) ... 40

Gambar 3.28 Air RO (Reverse Osmosis) ... 40

Gambar 3.29 Spesimen ... 41

Gambar 3.30 Plat Aluminium Penghantar ... 41

Gambar 3.31 Proses Pengamplasan Spesime ... 42

Gambar 3.32 (a) Proses Cleaning Spesimen, (b) Proses Rinsing ... 43

Gambar 3.33 (a) Proses Etching, (b) Proses Rinsing ... 43

Gambar 3.34 (a) Proses Desmut, (b) Proses Rinsing ... 44

Gambar 3.35 (a) Proses Anodic Oxidation, (b) Proses Rinsing ... 45

Gambar 3.36 Proses Dyeing ... 45

Gambar 3.37 (a) Proses Sealing, (b) Proses Rinsing ... 46

Gambar 3.38 Bagan Proses Anodizing ... 46

Gambar 3.39 Resin Pemegang Spesimen Uji Struktur Mikro ... 47

Gambar 3.40 Pengujian kekerasan mikroVickers serta bentuk indentor ... 49

Gambar 4.1 Spesimen aluminium 2XXX setelah proses anodizing dan dyeing ... 50

Gambar 4.2 Spesimen aluminium setelah proses anodizing dan dieying setelah dilakukan pengujian visual dengan adobe photoshop ... 51

Gambar 4.3 Grafik hubungan antara kuat arus listrik dengan nilai kecerahan warna (RGB) ... 52

Gambar 4.4 Foto mikro permukaan aluminium arus 1 Ampere ... 53

Gambar 4.6 Foto mikro permukaan aluminium arus 3 Ampere ... 54 Gambar 4.7 Foto mikro variasi kuat arus 1 Ampere, (1) Setelah proses anodizing, (2)

Setelah proses anodizing dan dieying ... 55 Gambar 4.8 Foto mikro variasi kuat arus 2 Ampere, (1) Setelah proses anodizing, (2)

Setelah proses anodizing dan dieying ... 56 Gambar 4.9 Foto mikro variasi kuat arus 3 Ampere, (1) Setelah proses anodizing, (2)

Setelah proses anodizing dan dieying ... 56 Gambar 4.10 Grafik hubungan antara Arus (A) dengan ketebalan lapisan oksida (μm)

setelah proses anodizing dan dyeing ... 57 Gambar 4.11 Grafik hubungan antara kuat arus listrik dengan nilai kekerasan (VHN)

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Hasiluji Kecerahan Warna (RGB) Pada Variasi Kuat Arus 1 Ampere, 2 Ampere, 3 Ampere Setelah Proses Anodizing dan Dyeing ... 51 Tabel 4.2 Hasil pengujian Kekerasan permukaan aluminium Setelah Proses Anodizing dan Dyeing ... 58

DAFTAR NOTASI A = Arus listrik (ampere)

AR = Massa atom

d = Panjang diagonal rata-rata (μm)

F = Tetapan Faraday (1 Faraday = 96485 coulomb/mol) m = Massa zat atom (g)

n = Jumlah zat (mol)

P = Beban yang digunakan (kgf) t = Waktu (detik)

VHN = Vickers Hardness Number (kg/mm2₎

z = Jumlah elektron yang ditransfer per ion i = Arus yang mengalir (A)

P = Panjang (dm) L = Lebar (dm)

A = Luas permukaan specimen (dm2) CD = Current Density (A/dm2₎

LEMBAR PENGESAIIAN TUGAS AKIIIR

PENGARUH YARIASI KUAT ARUS LISTRIK PADA PROSES

ANODIZING TERIIADAP KEKERASAI\ PERMUKAAII LOGAM ALT}MINIUM SERI2XXX

Disusun Oleh :

AIIMAD YT}LIZAL TINTLIITG 20120130130

Telah Di Pertahankan Di Depan Tim Penguji Pada Tanggal 2 November 2016

Susunan Tim Penguji :

Dosen Pembimbing II

---=-'---'

-'

Nrrc 19700301 199509 123022

Sunardi. ST..l![.Eue. NrK. r 9770210201 410 123068

Penguji ^

fPhtl-

u-=%-*

M. Budi Nui Rahman. S.T.. M.Ens.

'moioiTool

Tugas Akhir Ini Telah Dinyatakan Sah Sebagai Salah Satu Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar S-l Sarjana Teknik

Dopen Pembimbing

I

Tanggal

,

^7u

Anodizing merupakan proses pelapisan logam dengan cara membentuk lapisan oksida yang diambil dari larutan elektrolit asam sulfat (H₂SO4). Keunggulan logam yang

diproses anodizing antara lain, lebih tahan terhadap korosi, tahan terhadap gesekkan permukaan, meningkatkan kekerasan logam dan tampilan lebih menarik. Logam yang dapat diproses anodizing diantaranya, magnesium, titanium, dan aluminium. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui bagaimana pengaruh variasi kuat arus listrik pada proses anodizing terhadap struktur mikro pada permukaan, stuktur mikro ketebalan lapisan oksida dan kekerasan pada permukaan aluminium.

Plat aluminium dangan ukuran 50 mm x 30 mm diamplas secara bertahap menggunakan amplas seri P500, P800, P1000, P2000, C5000 dilanjutkan ke proses cleaning (Na2CO3 50 gram + 1 liter RO), etching (NaOH 100 gram + 1 liter RO), desmut

(H3PO4 75% +H2SO4 15% +CH3CO2H 10%), anodizing (H2SO4 40% + RO 1 liter),

dyeing (Pewarna 15 gram + RO 1 liter), sealing (CH3CO2H 20 ml + RO 1 liter), dan

dilakukan rinsing pada setiap prosesnya. Proses anodizing menggunakan variasi kuat arus listrik 1 Ampere, 2 Ampere, 3 Ampere, tegangan arus listrik 18 Volt, waktu pencelupan 20 menit. Pengujian yang dilakukan yaitu kecerahan warna menggunakan software adobe photoshop CS6, struktur mikro pada permukaan, mikro ketebalan lapisan oksida, dan kekerasan Vickers.

Hasil pengujian menunjukan kecerahan warna (RGB) setelah proses anodizing dan dyeing pada kuat arus 1 Ampere sebesar R 178 %, 32.6 %, B 50 %, untuk kuat arus 2 Ampere sebesar R 179.3 %, G 30.3 %, B 53.6 %, dan kuat arus 3 Ampere sebesar R 145 %, G 40.3 %, B 73.6 %. Foto struktur mikro yang menghasilkan pori-pori paling dominan pada kuat arus 2 Ampere. Ketebalan lapisan oksida tertinggi setelah proses anodizing pada kuat arus 3 Ampere sebesar 50 μm, dan kekerasan vickers pada raw material 79.16 VHN, paling tinggi terdapat pada kuat arus 3 Ampere sebesar 125,27 VHN.

1.1.Latar Belakang

Semakin berkembangnya teknologi di dunia industri, khususnya di bidang manufacturing, maka semakin berkembang pula inovasi-inovasi maupun metode baru guna meningkatkan kualitas produk yang di pabrikasikanya. Bahan logam sering digunakan untuk pabrikasi, karena logam memiliki kualitas yang tinggi dibandingkan dengan material lain. Untuk segi dekoratif, logam juga mudah di treatmen dengan menggunakan berbagai metode agar dapat memunculkan tampilan yang lebih baik. Logam yang pada dasarnya memiliki sifat tidak tembus cahaya dan mengkilap, juga memiliki sifat khusus seperti ketangguhan, akan tetapi dari kelebihan-kelebihan yang dimiliki, logam juga memiliki kekurangan seperti, mudah tergores, lemah terhadap benturan, kekerasan yang rendah, pada material tertentu logam tidak bisa menahan laju korosi yang disebabkan karena pengaruh cuaca, akibat dari korosi tersebut nilai ketangguhan dan kekuatan dari logam akan menurun.

Melihat kerugian yang kemungkinan terjadi akibat pengaruh distruktif lingkungan maka berbagai usaha dilakukan agar dapat melindungi logam dari korosi, salah satunya yaitu dengan menggunaka metode anodizing(surface treatment).

Tujuan dari anodizing yaitu untuk mengoksidasi permukaan logam agar terlindungi dari pengaruh destruktif lingkungan yang menyebabkan korosi, disamping itu metode anodizing juga menghasilkan tampilan logam yang lebih menarik, lebih halus, bertekstur dan berwarna, serta tahan terhadap gesekan permukaan. Pada rekayasa material, proses anodizing sering diaplikasikan pada bahan aluminium. Maka aluminium anodizing yaitu proses pelapisan aluminium secara elektrokimia dengan cara mengkonversikan aluminium menjadi alumunium oxide (Al2O3) pada permukaan material yang akan di

anodizing.

Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi proses anodizing, salah satunya adalah kuat arus listrik. Hasil dari penelitian yang dilakukan oleh Prastya, (2016) menunjukkan proses anodizing pada aluminium seri 1XXX menghasilkan kekerasan dan

ketebalan lapisan oksida tertinggi sebesar 45.3 VHN dan 80 μm dengan kuat arus 2 Ampere. Untuk hasil penelitian yang lain yaitu oleh Priyanto, (2012) menunjukan bahwa proses anodizing pada aluminium seri 5XXX dengan kuat arus 1 Ampere menghasilkan kekerasan rata-rata permukaan tertinggi sebesar 66.1 VHN. Sedangkan sedangkan untuk ketebalan lapisan oksida tertinggi sebesar 70 μm pada kuat arus listrik 3 Ampere. Hasil penelitian dari Santhiarsa, (2009) menunjukkan bahwa proses anodizing pada aluminium 2024-T3 menghasilkan kekerasan rata-rata dan ketebalan lapisan tertinggi sebesar 112.23 VHN dan 4.16 μm dengan kuat arus 3 Ampere.

Dari hasil penelitian yang dilakukan tersebut, menunjukkan bahwa hasil dari pengaruh arus listrik terhadap ketebalan lapisan oksida dan kekerasan rata-rata permukaan aluminium berbeda-beda. Hal itu diduga karena komposisi paduan aluminiumnya tidak sama, yang kemungkinan besar berpengaruh terhadap perbedaan hasil penelitian tersebut.

Dengan proses anodizing ini diharapkan karakteristik lapisan kekerasan yang dihasilkan pada permukaan aluminium seri 2XXX akan meningkat. Sehingga, dalam waktu dekat akan menjadi lebih bermanfaat dan dapat menjadi ilmu dalam kemajuan didalam teknologi pelapisan logam.

1.2.Rumusan Masalah

Dari permasalahan yang timbul pada latar belakang maka dapat di rumuskan permasalahan yang akan di bahas sebagai berikut :

1. Bagaimana pengaruh variasi kuat arus listrik pada proses anodizing dan dyeing terhadap kecerahan warna aluminium seri 2XXX.

2. Bagaimana pengaruh variasi kuat arus listrik pada proses anodizing dan dyeing terhadap struktur mikro permukaan aluminium seri 2XXX.

3. Bagaimana pengaruh variasi kuat arus listrik pada proses anodizing dan dyeing terhadap ketebalan lapisan oksida aluminium seri 2XXX.

4. Bagaimana pengaruh variasi kuat arus listrik pada proses anodizing dan dyeing terhadap kekerasan permukaan aluminium seri 2XXX.

1.3.Batasan Masalah

Penelitian ini terfokus pada pengaruh variasi kuat arus listrik terhadap ketebalan lapisan oksida, struktur mikro, dan kekerasan permukaan setelah proses anodizing dan dyeing. AdapunBeberapa batasan-batasan masalah diuraikan sebagai berikut:

1. Suhu yang digunakan pada proses cleaning, etching, desmut, dyeing dan sealing adalah suhu ruangan, dianggap konstan.

2. Proses anodizing kuat arus listrik dan tegangan listrik dianggap konstan.

3. Proses anodizing pengaruh ukuran logam katoda dan jarak antara logam katoda dengan logam anoda dianggap konstan atau tidak diperhitungkan.

4. Bahan kimia yang digunakan pada proses anodizing adalah bahan kimia teknis, dan pengaruh ketidak murnian bahan kimia diabaikan.

5. Konsentrasi cairan kimia akibat proses anodizing dianggap konstan. 1.4.Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini untuk :

1. Mengetahui pengaruh variasi kuat arus listrik, terhadap kecerahan warna pada logam aluminium 2XXX setelah proses pencelupan anodizing dan dyeing.

2. Mengetahui pengaruh variasi kuat arus listrik, terhadap struktur mikro permukaan pada logam aluminium 2XXX setelah proses pencelupan anodizing dan dyeing. 3. Mengetahui pengaruh variasi kuat arus listrik, terhadap struktur mikro ketebalan

lapisan oksida pada logam aluminium 2XXX setelah proses pencelupan anodizing dan dyeing.

4. Mengetahui pengaruh variasi kuat arus listrik, terhadap kekerasan permukaan pada logam aluminium 2XXX setelah proses pencelupan anodizing dan dyeing. 1.5.Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah :

1. Penelitian ini diharapkan dapat menemukan perlakuan anodizing yang tepat pada bahan aluminium seri 2XXX sehingga dapat diterapkan dalam proses fabrikasi yang lebih baik dan sesuai dengan standar yang dibutuhkan.

2. Dari data-data ini dapat menjadi referensi bagi peneliti selanjutnya tentang proses anodizing.

1.6. Metodologi Penelitian

Metodologi penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Studi literatur

Dengan cara mengumpulkan data-data yang diperoleh melalui buku referensi sebagai acuan, sehingga dapat digunakan untuk keperluan data yang berhubungn dengan masalah yang dihadapi.

2. Eksperimen

Dilakukan dengann cara pengujian dan melakukan observasi lapangan untuk mendapatkan data yang diperoleh.

1.7.Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah dalam penulisan tugas akhir ini, maka dibuat sistematika penulisan menjadi lima bab, yaitu :

1. BAB I PENDAHULUAN, pada bab ini menjelaskan mengenai latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, serta manfaat penelitian, metode penelitian dan sistematika penulisan.

2. BAB II TINJAUAN PUSTAKA, pada bab ini menjelaskan teori-teori yang berhubungan dengan tugas akhir mengenai anodizing.

3. BAB III METODE PENELITIAN, pada bab ini tentang diagram alir penelitian, persiapan peralatan dan pembahasan masalah tentang proses anodizing aluminium 2XXX.

4. BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN, pada bab ini menjelaskan mengenai hasil proses anodizing, analisis foto mikro ketebalan lapisan oksida, kecerahan warna, foto mikro permukaan dan pengujian kekerasan (Vickers).

5. BAB V PENUTUP, pada bab ini menjelaskan kesimpulan dari semua uraian yang telah dijabarkan pada bab-bab sebelumnya dan dilengkapi saran untuk pengembangan penelitian selanjutnya.

2.1. Kajian Pustaka

Aluminium merupakan salah satu material logam yang banyak digunakan dan dikembangkan pada berbagai macam aplikasi. Untuk meningkatkan kualitas fisik maupun mekanis aluminium, maka dilakukan proses anodizing. Proses anodizing adalah sebuah proses elektrokimia yang bertujuan untuk mempertebal lapisan protektif alami pada logam aluminium. Lapisan oksida adalah bagian dari logam aluminium yang dilapisi, namun memiliki struktur berpori yang memberikan reaksi untuk pewarnaan. Proses anodizing dapat mengubah permukaan aluminium menjadi lebih dekoratif, tahan terhadap korosi. Aluminium adalah logam yang paling sesuai untuk proses anodizing. Logam non ferrous lainnya yang dapat dipergunakan untuk anodizing adalah magnesium dan titanium (Taufiq, 2011).

Proses anodizing prinsipnya hampir sama dengan proses pelapisan listrik (elektroplatting), tetapi bedanya logam yang akan dilapisi ditempatkan sebagai anoda didalam larutan elektrolit. Perbedaan lain larutan elektrolit yang digunakan bersifat asam dan arus yang digunakan searah (DC) direct current. Proses utama, dalam anodizing aluminium memerlukan larutan asam sulfat, asam kromat atau campuran asam sulfat dan asam oksalat (Santhiarsa, 2010).

Asam sulfat yang digunakan harus asam pekat, serta asam tersebut menjadi oksidator. Beberapa manfaat dari oksidasi anoda aluminium adalah meningkatkan ketahanan korosi, memperbaiki penampilan dan meningkatkan ketahanan abrasi. Biasanya oksidasi anodik menggunakan asam sulfat, karena selain murah dan mudah untuk didapatkan, dan hasil pelapisannya mempunyai sifat estetika dan fungsional yang luas (Santhiarsa, 2010).

Penelitian ini sudah pernah dilakukan oleh Prastya, Y.A., (2016) dengan pembahasan tentang Pengaruh Variasi Arus Listrik Terhadap Sifat Fisik dan Mekanik Hasil Proses Anodizing Pada Aluminium Seri 1XXX, dengan ukuran panjang aluminium 50 mm, lebar 30 mm, tebal 2,8 mm. Dengan varisai arus, 1 Ampere, 2 Ampere, dan 3

Ampere memakai tegangan 18 volt, waktu yang dipakai cleaning 1 menit, etching 1 menit, desmut 2 menit, anodizing 10 menit, dyeing 10 detik, sealing 10 detik, pewarna yang digunakan seberat (20 gr/liter) air RO (Reverse Osmosis). Setelah proses anodizing maka mendapatkan hasil penelitian dengan variasi kuat arus 1 Ampere, 2 Ampere, 3 Ampere dengan ketebalan lapisan oksida rata-rata sebesar 20 μm, 80 μm, 5 μm, secara berurutan. Sedangkan untuk kekerasan variasi kuat arus sama sebesar 44.36 VHN, 44.16 VHN, 45.3 VHN, secara berurutan. Setelah proses dyeing maka variasi kuat arus menghasilkan ketebalan lapisan oksida rata-rata 40 μm, 120 μm, 10 μm, secara berurutan. Untuk kekerasan setelah proses dyeing rata-rata 44.43 VHN, 52.1 VHN, 48.73 VHN, secara berurutan. Perbedaannya hanya pada waktu proses pencelupan cleaning 5 menit, etching 5 menit, desmut 5 menit, anodizing 20 menit, dyeing 5 menit, sealing 5 menit.

Priyanto, A., (2012) juga membahas tentang Pengaruh Variasi Arus Listrik Terhadap Kekerasan Permukaan Logam Aluminium 5XXX Pada Proses Anodizing. Dengan dimensi panjang aluminium 100 mm, lebar 30 mm dan tebal 4 mm. Variasi arus yang digunakan adalah 1 Ampere, 2 Ampere, 3 Ampere, dengan lama waktu pencelupan selama 30 menit. Pengujian yang dilakukan yaitu dengan melakukan pengujian kekerasan (Vikers) dan pengujian foto mikro. Hasil penelitian yang didapat pada ketebalan lapisan oksida dengan variasi kuat arus 1 Ampere, 2 Ampere, 3 Ampere sebesar 40 μm, 60 μm, 70 μm, secara berurutan. Sedangkan nilai kekerasan rata-rata permukaan sebesar 66.1 VHN, 64.8 VHN, 64 VHN, secara berurutan.

Santhiarsa, N.N., (2009) membahas tentang Pengaruh Variasi Kuat Arus Proses Hard Anodizing Pada Alumunium Terhadap Kekerasan dan Ketebalan Lapisan. Bahan aluminium yang digunakan 2024-T3 dengan variasi arus listrik 1 Ampere, 2 Ampere, dan 3 Ampere. Hasil penelitian yang didapatkan pada ketebalan lapisan rata-rata sebesar 2.47 μm, 3.5 μm, 4.16 μm, secara berurutan. Hasil kekerasan rata-rata sebesar 87.35 VHN, 100.54 VHN, 112.23 VHN, secara berurutan.

Dari beberapa penelitian diatas, dapat disimpulkan bahwa proses anodizing sangat dipengaruhi pada kuat arus listrik. Semakin besar kuat arus, maka kekerasan permukaan dan ketebalan lapisan oksida akan semakin meningkat. Pengaruh kuat arus listrik terhadap kekerasan rata-rata permukaan dan ketebalan lapisan oksida aluminium

menunjukkan hasil yang berbeda-beda. Hal itu disebabkan karena variable dan komposisi paduan aluminiumnya tidak sama.

Maka penulis melakukan penelitian tentang kuat arus, untuk mengetahui pengaruh variasi arus terhadap kecerahan warna, ketabalan lapisan oksida dan nilai kekerasan pada proses anodizing. Dengan menggunakan variasi arus listrik 1 Ampere, 2 Ampere dan 3 Ampere, mengikuti tinjauan yang sebelumnya Karena belum mendapatkan titik maksimum pada nilai kekerasan pada aluminium tersebut. Material yang digunakan aluminium 2XXX dengan dimensi panjang 50 mm, lebar 30 mm, tebal 3,5 mm. Waktu yang digunakan pada proses pencelupan cleaning 5 menit, etcing 5 menit, desmut 5 menit, anodizing 20 menit, dyeing 5 menit, dan sealing 5 menit dengan waktu yang berbeda dapat memungkinkan akan meningkatkan kekerasan yang lebih tinggi.

2.2. Dasar Teori

2.2.1. Pengertian Anodizing

Anodizing adalah sebuah proses elektrokimia yang digunakan untuk mempertebal lapisan aluminium atau logam. Lapisan anodik adalah suatu logam yang dilapisi, namun memiliki struktur berpori yang memberikan reaksi sekunder seperti pewarnaan. Proses ini juga dapat mengubah permukaan logam menjadi lebih dekoratif, andal, tahan terhadap korosi. Aluminium adalah logam yang paling mudah untuk anodizing. Selain aluminium adapun logam yang dapat digunakan untuk anodizing yaitu logam non-ferous magnesium dan titanium.

Dari definisi tersebut dapat diketahui bahwa prinsip dasar proses anodizing adalah elektrolisis. Proses elektrolisis merupakan berlangsungnya peristiwa reaksi kimia oleh arus listrik. Komponen paling penting dari proses elektrolisis adalah elektroda dan elektrolit, karena katoda merupakan kutub negatif (-) dan anoda merupakan kutub positif (+).

Karakteristik anodizing menghasilkan suatu lapisan tipis oksida yang baik terhadap logam dasarnya. Lapisan tersebut memiliki sifat- sifat sebagai berikut:

1. Transparan, dengan warna yang bervariasi.

2. Terintegrasi dengan baik pada logam dasar, dan tidak mudah mengelupas.

2.2.2. Klasifikasi Anodizing 1. Elektroda

Elektroda adalah sebuah konduktor yang digunakan untuk bersentuhan dengan bagian sebuah non-logam dari sebuah sirkuit. Pada percobaan anodizing digunakan elektron aluminium sebagai anoda dan katodanya adalah logam timbal (Pb). Sebuah elektron dalam sel elektrolisis ditunjuk sebagai anoda atau sebuah katoda. Anoda didefinisikan sebagai elektroda dimana elektron memasuki sel dan reduksi terjadi. Setiap elektroda dapat menjadi sebuah anoda atau katoda tergantung tegangan yang diberikan ke sel elektrolit. Sebuah Elektroda bipolar adalah elektroda yang berfungsi sebagai anoda dari sebuah sel elektrokimia dan katoda bagi sel elektrokimia lainnya. Skema elektroda proses anodizing, dapat ditunjukan pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Skema elektroda proses anodic oxidation (Sidharta, 2014)

2. Elektrolit

Elektrolit adalah suatu senyawa yang dapat menghantarkan arus listrik apabila dilarutkan kedalam larutan pelarut air revers osmosis (RO).

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 (2.1) berikut :

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 (2.2) berikut:

=_�.��.� ... (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 persamaan dapat di kembangkan seperti ditunjukan pada persamaan (2.3), (2.4) dan (2.5) berikut :

. �� =_�.��.� . ��...(2.3)

= �.�.��_�.� ...(2.4)

� � =

�.��

Sedangkan persamaan untuk aluminium, dijelaskan pada persamaan (2.6) dan (2.7) berikut :

� � =

� . ,

. ...(2.6) �

� = 9, x − 5. � ...(2.7)

Dimana m : massa (g/dm2₎

t : waktu (menit) i : kuat arus (Ampere) 2.2.3. Material Aluminium

Dalam penggunaan logam dibidang industri, aluminium merupakan logam yang paling banyak digunakan setelah baja. Hal ini berarti dalam klasifikasi logam non ferrous, aluminium merupakan logam yang paling sering digunakan dalam industri. 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 :

1. Memiliki ketahanan yang baik terhadap larutan kimia, cuaca/udara, dan berbagai gas, sehingga membantu ketahanan terhadap korosi.

2. Dapat ditingkatkan kekuatan mekanis dan fisiknya dengan penambahan unsur-unsur paduan.

3. Memiliki sifat reflektivitas yang sangat baik. 4. Konduktivitas panas dan listrik tinggi.

5. Memiliki sifat eleastisitas yang tinggi, sehingga materil ini sering digunakan dalam aplikasi yang melibatkan kondisi pembebanan kejut.

6. Biaya fabrikasi rendah. 7. Mudah ditempa dan dibentuk.

Aluminium sangat reaktif terhadap oksigen, dengan membentuk lapisan oksida dipermukaannya. Hal ini terjadi secara alami karena pengaruh reaksi energi bebas yang cukup tinggi untuk mengoksidasi permukaan aluminium. Lapisan oksida yang terbentuk memiliki 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.

Salah satu produk aluminium yang banyak diproduksi dan digunakan dalam proses anodizing belakangan ini adalah aluminium foil. Aluminium foil biasanya 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 dapat menjadi template material untuk diaplikasikan pada bidang nano teknologi, dan pada akhirnya dapat dimanfaatkan pada industri pesawat terbang, semikonduktor, dan mikro elektronik (Hutasoit, 2008). 2.2.4. Klasifikasi Aluminium

a. 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 aluminium dengan kemurnian 99,99%. Ketahanan korosi berubah menurut kemurnian, pada umumnya untuk kemurnian 99,0% atau diatasnya dapat dipergunakan di udara tahan dalam 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 dengan kemurnian 99,0%. Untuk reflector yang memerlukan reflektifitas yang tinggi juga untuk kodensor elektrolitik dipergunakan Al 99,99% (Rasyid dkk. 2009).

b. AluminiumPaduan

Aluminium paduan dikelompokkan dalam berbagai standard oleh berbagai negara di dunia. Namun pengklasifikasian yang paling terkenal dan sempurna adalah standard (AA) Alumunium Association di Amerika yang didasarkan pada standard sebelumnya dari ALCOA ( Alumunium Company of America).

1. Aluminium copper alloy (seri 2xxx)

Paduan ini dapat di heat treatment terutama yang mengandung (2,5-5%) Cu. Dari seri ini yang terkenal seri 2017 dikenal dengan nama “duralumin” mengandung 4%Cu, 0,5%Mg, 0,5%Mn pada komposisi standard. Paduan ini Mg ditingkatkan pada komposisi standard dari Al, 4,5%Cu, 1,5%Mg, 0,5%Mn, dinamakan paduan 2024 yang bernama duralumin super. Paduan yang memiliki Cu mempunyai ketahanan korosi yang jelek, jadi apabila ketahanan korosi khusus diperlukan permukaannya dilapisi dengan Al murni atau paduan Al yang tahan korosi yang disebut pelat alkad. Paduan ini banyak digunakan untuk alat-alat yang bekerja pada temperatur tinggi misalnya pada piston dan silinder head motor bakar.

2. Aluminium magnese alloy (seri 3xxx)

Mn adalah unsur yang memperkuat Al tanpa mengurangi ketahanan korosi dan dipakai untuk membuat paduan yang tahan korosi. Dalam diagram fasa, Al-Mn yang ada dalam keseimbangan dengan larutan padat Al adalah Al6Mn(25,3%). Sebenarnya paduan Al-1,2%Mn dan Al-1,2%Mn-1,0%Mg dinamakan paduan 3003 dan 3004 yang dipergunakan sebagai paduan tanpa perlakuan panas. Paduan dalam seri ini tidak dapat dikeraskan dengan heat treatment. Seri 3003 dengan 1,2%Mn mudah dibentuk, tahan korosi, dan (weldability) baik. Banyak digunakan untuk pipa dan tangki minyak.

3. Aluminium silikon alloy (seri 4xxx)

Paduan Al-Si sangat baik kecairannya, yang mempunyai permukaan yang sangat bagus, tanpa kegetasan panas, dan sangat baik untuk paduan coran. Sebagai tambahan, paduan ini memiliki ketahanan korosi yang baik, sangat ringan, koefisien pemuaian yang sangat kecil, dan sebagai penghantar panas

sangat banyak dipakai. Tetapi dalam hal ini modifikasi tidak perlu dilakukan. Sifat-sifat silumin sangat diperbaiki oleh perlakuan panas dan sedikit diperbaiki oleh unsur paduan. Umumnya dilakukan paduan dengan 0,15-0,4%Mn dan 0,5%Mg. Paduan yang diberi perlakuan pelarutan dan dituakan dinamakan silumin gamma dan yang hanya ditemper dinamakan silumin beta. Paduan yang memerlukan perlakuan panas ditambah dengan Mg juga Cu serta Ni untuk memberikan kekerasan pada saat panas, bahan ini biasa digunakan untuk torak motor.

Koefisien pemuaian termal Si yang sangat rendah membuat koefisien termal paduannya juga rendah apabila ditambah Si lebih banyak. Telah dikembangkan paduan hypereutektik Al-Si sampai 29% Si untuk memperhalus butir primer Si. Proses penghalusan akan lebih efektif dengan penambahan P oleh paduan Cu-P atau penambahan fosfor klorida (PCl5)

untuk mencapai presentasi 0,001%P, dapat tercapai penghalusan primer dan homogenisasi. Paduan Al-Si banyak dipakai sebagai elektroda untuk pengelasan yaitu terutama mengandung 5%Si. Paduan seri ini non heat treatable. Paduan seri 4032 yang mengandung 12,5%Si mudah ditempa dan memiliki koefisien muai panas sangat rendah digunakan untuk piston yang ditempa.

4. Aluminium magnesium alloy (seri 5xxx)

Aluminium Seri 5xxx adalah paduan dengan magnesium. Terdiri dari paduan dengan nomor 5050 hingga 5086. Dalam paduan biner Al-Mg satu fasa yang ada dalam keseimbangan dengan larutan padat Al adalah larutan padat yang merupakan senyawa antar logam Al3Mg2. Sel satuannya merupakan

hexagonal susunan rapat (eph) tetapi ada juga yang sel satuannya kubus berpusat muka (fcc) rumit. Titik eutetiknya adalah 450ºC, 35%Mg dan batas kelarutan padatnya pada temperature eutektik adalah 17,4% yang menurun pada temperature biasa sampai kira-kira 1,9%Mg, jadi kemampuan penuaan dapat diharapkan.Paduan Al-Mg umumnya digunakan sebagai bahan pembuat badan kapal. Paduan lainnya akan mudah mengalami korosi ketika berhadapan dengan larutan alkali seperti air laut. Paduan Al-Mg

mempunyai ketahanan korosi yang sangat baik disebut hidrinalium. Paduan dengan 2-3%Mg dapat mudah ditempa, dirol dan diekstrusi. Paduan Al-Mg umumnya non heat tretable. Seri 5052 dengan 2,5%Mg banyak digunakan untuk campuran minyak dan bahan bakar pesawat terbang. Seri 5052 biasa digunakan sebagai bahan tempaan. Paduan 5056 adalah paduan paling kuat setelah dikeraskan oleh pengerasan regangan apabila diperlakukan kekerasan tinggi. Paduan 5083 yang dianil adalah paduan antara (4,5%Mg) yang kuat dan mudah dilas sehingga banyak digunakan sebagai bahan untuk tangki LNG. Seri 5005 dengan 0,8%Mg banyak digunakan sebagai batang profil extrusi. Seri 5050 dengan 1,2%Mg dipakai sebagai pipa saluran minyak dan gas pada kendaraan.

5. Aluminium magnesium silicon alloy (seri 6xxx)

Penambahan sedikit Mg pada Al akan menyebabkan pengerasan penuaan sangat jarang terjadi, namun apabila secara simultan mengandung Si, maka dapat diperkeras dengan penuaan panas setelah perlakuan pelarutan. Hal ini dikarenakan senyawa M2Si berkelakuan sebagai komponen murni dan

membuat keseimbangan dari sistem biner semu dengan Al. Paduan dalam sistem ini memiliki kekuatan yang lebih kecil dibanding paduan lainnya yang digunakan sebagai bahan tempaan, tetapi sangat liat, sangat baik kemampuan bentuknya untuk penempaan, ekstrusi dan sebagai tambahan dapat diperkuat dengan perlakuan panas setelah pengerjaan. Paduan 6063 banyak digunakan sebagai rangka konstruksi. Karena paduannya memiliki kekuatan yang cukup baik tanpa mengurangi hantaran listrik maka dipergunakan untuk kabel tenaga. Dalam hal ini percampuran dengan Cu, Fe, dan Mn perlu dihindari karena unsur-unsur tersebut menyebabkan tahanan listrik menjadi tinggi. Magnesium dan Silikon membentuk senyawa Mg2Si (Magnesium Silisida)

yang memberikan kekuatan tinggi pada paduan ini setelah proses heat treatment. Seri 6053, 6061, 6063 memiliki sifat tahan korosi sangat baik dari pada heat treatable aluminium lainnya. Penggunaan aluminium seri 6xxx banyak digunakan untuk piston motor dan silinder head motor bakar.

6. Aluminium Zink alloy (seri 7xxx)

Aluminium menyebabkan keseimbangan biner semu dengan senyawa antar logam MgZn2 dan kelarutannya menurun apabila temperaturnya turun. Telah

diketahui sejak lama bahwa paduan sistem ini dapat dibuat keras sekali dengan penuaian setelah perlakuan pelarutan. Tetapi sejak lama, tidak dipakai sebab mempunyai sifat patah getas oleh retakan korosi tegangan. Di Jepang pada permulaan tahun 1940, Iragashi dkk mengadakan studi dan berhasil dalam pengembangan suatu paduan dengan penambahan kira-kira 0,3%Mn atau Cr, dimana bitur Kristal padat diperhalus, dan mengubah bentuk presipitasi serta retakan korosi tegangan tidak terjadi. Pada saat itu paduan tersebut dinamakan ESD, Duralumin, superekstra. Selama perang dunia ke II di Amerika Serikat dengan maksud yang hampir sama telah dikembangkan pula suatu paduan, yaitu suatu paduan yang terdiri dari Al-5, 5%Zn-2,5%Mn-1,5%Cu-0,3%Cr-0,2%Mn, sekarang dinamakan paduan 7075. Paduan ini mempunyai kekuatan tertinggi diantara paduan-paduan lainnya.Penggunaan paduan ini paling besar adalah untuk konstruksi pesawat udara. Di samping itu penggunaannya menjadi lebih penting sebagai bahan konstruksi.

Dimana unsur – unsur paduan dalam aluminium berfungsi antara lain:

a. Copper (Cu), menaikkan kekuatan dan kekerasan, namun menurunkan elongasi (pertambahan panjang saat ditarik). Kandungan Cu dalam aluminium yang paling optimal adalah antara 4-6%.

b. Zink atau Seng (Zn), menaikkan nilai tensile.

c. Mangan (Mn), menaikkan kekuatan dalam temperature tinggi.

d. Magnesium (Mg), menaikkan kekuatan aluminium dan menurunkan nilai ductility-nya (Keuletan).

e. Silikon (Si), menyebabkan paduan aluminium tersebut bisa diperlakukan panas untuk menaikkan kekerasannya.

Jenis aluminium dibedakan berdasarkan kemurnian atau persentase aluminium murni dalam komposisi kimia materialnya. Pengelompokan ini diatur oleh Alumunium Association (AA). Kode aluminium terdiri dari 4 digit dari 1XXX, 2XXX, 3XXX, …, 8XXX. Digit pertama menandakan tingkat kemurnian atau unsur paduan yg terkandung:

a) Untuk aluminium dengan kemurnian di atas 99%. b) Untuk paduan Coper.

c) Untuk paduan Mangan. d) Untuk paduan Silikon. e) Untuk paduan Magnesium.

f) Untuk paduan Magnesium Silikon. g) Untuk paduan zinc.

2.2.5. Proses Anodizing

Anodizing atau oksida anodik merupakan proses elektrolisasi yang dilakukan untuk menghasilkan lapsian oksida yang lebih tebal dari pada 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 2.2.

Gambar 2.2 Proses Anodizing (Taufiq, 2011)

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 50 gr/liter.

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 di lakukan proses etching, sehingga tidak mengganggu proses berikutnya.

3. Etching

Etching (etsa) adalah proses menghilangkan lapisan oksida pada permukaan aluminium 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 rinsingetching adalah proses pembersihan benda kerja aluminium setelah proses etching dengan menggunakan air RO dari bahan kimia yang menempel pada permukaan aluminium sebelum di lakukan 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 (H PO ) 75% ditambah asam sulfat (H SO ) 15% dan asam nitrat (HNO ) 10%.

6. Rinsing Desmut

Proses rinsingdesmut adalah proses pembersihan benda kerja aluminium setelah proses desmut dengan menggunakan air RO dari bahan kimia yang menempel pada permukaan aluminium sebelum di lakukan 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. Rangkaian pada proses anodic oxidation yang ditunjukan pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Rangkaian proses anodic oxidation ( Priyanto, 2012)

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 (2.8) :

Al(s) → Al3+ (aq) + 3e....(2.8)

Atom-atom yang terdapat pada aluminium akan teroksidasi menjadi ion-ion yang larut dalam larutan asam sulfat (H2SO4). Hal ini membuat permukaan logam aluminium

menjadi berlubang membentuk pori-pori. Sedangkan reaksi yang terjadi pada katoda seperti ditunjukan pada persamaan (2.9) berikut :

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 di lakukan proses coloring, sehingga tidak mengganggu proses berikutnya.

9. Coloring/dyeing

Proses pewarnaan berfungsi sebagai pemberian warna pada pori-pori lapisan oksida yang terbentuk setelah anodic oxidation, sehingga dihasilkan tampilan warna yang menarik pada lapisan oksida aluminium. Pewarna yang di gunakan adalah pewarna khusus anodizing dengan konsentrasi larutan 15 gr/liter.

10.Sealing

Proses sealing berfungsi menutup pori-pori lapisan oksida yang dihasilkan dari proses anodic oxidation yang masih terbuka. Lapisan yang telah ditutup dengan proses sealing untuk mencegah pewarna keluar dari pori-pori lapisan oksida atau pudar, pada proses sealing larutan yang digunakan adalah asam asetat dengan konsentrasi 5 gr/liter. Setelah dilakukan proses sealing, maka struktur permukaan lapisan akan menjadi lebih halus dan rata.

11.Rinsing sealing

Proses rinsingsealing adalah proses pembersihan benda kerja aluminium setelah proses sealing dengan menggunakan air RO dari bahan kimia yang menempel pada permukaan aluminium, sehingga tidak ada sisa bahan kimia yang menempel pada permukaan aliminium.

Proses anodizing memiliki beberapa tujuan, antara lain : 1. Meningkatkan ketahanan korosi.

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 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, asam yang digungakan apabila ingin melakukan pelapisan lanjutan adalah asam phosfor. 6. Aplikasi dekorasi.

Pada permukaan logam, lapisan oksida yang terbentuk mimiliki tampilan yang mengkilat, 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.

2.2.6. . Rapat Arus

Rapat arus (current density) adalah aliran muatan pada suatu luas penampang tertentu di suatu titik penghantar, rapat arus memiliki satuan A/m2_{. Besarnya rapat arus}

dapat mempengaruhi hasil anodizing. Rapat arus memiliki pengaruh terhadap tampilan dari lapisan oksida yang dihasilkan. Rapat arus yang lebih rendah akan menghasilkan lapisan oksida yang lebih terang dibandingkan dengan yang mengunakan rapat arus yang lebih tinggi untuk ketebalan lapisan oksida yang sama.

Adapun penggunaan rapat arus yang lebih tinggi diaplikasikan untuk mengimbangi proses anodizing yang menggunakan elektrolit pekat. Pada rapat arus yang sangat tinggi, cenderung akan terjadi burning (gosong), hal ini merupakan pengembangan dari aliran rapat arus yang berlebihan pada area tertentu sehingga terjadi pemanasan lokal pada area tersebut. Grafik rapat arus terhadap ketebalan lapisan oksida dapat ditunjukan pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4 Grafik rapat arus terhadap ketebalan lapisan oksida (Hutasoit, 2008)

2.2.7. 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 anodisasi memiliki karakteristik yang keras dan memiliki kekerasan sebanding dengan batu sapphire, insulatif dan tahan terhadap beban, transparan, tidak ada serpihan.

Lapisan oksida yang terbentuk dari proses ini akan meningkatkan katahanan abrasive, kemampuan insulator elektrik logam, serta kemampuan untuk menyerap zat pewarna untuk menghasilkan variasi tampilan warna pada permukaan hasil anodizing. 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 0,1-0,4x10-6 inch atau 0,25-1x10-2 mikron. Struktur lapisan aluminium oksida ditunjukkan pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5 Struktur lapisan aluminium oksida (Hutasoit, 2008)

Terbentuknya lapisan oksida pada permukaan logam yang di anodisasi bergantung pada jenis elektrolit yang digunakan, lapisan dasar oksida (barriertype 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.

Gambar 2.6 Skema lapisan pori aluminium oksida (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 (Sipayung, 2008).

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 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.

Gambar 2.7 Tahapan pembentukan lapisan oksida (a) Pembentukan barrier layer (b) Awal pembentukan pori-pori, (c) Pori mulai terbentuk dan berkembang, (d) Pori yang terbentuk semakin stabil.

(Sipayung, 2008) 2.2.8. 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:

1. Meningkatkan ketahanan korosi. 2. Meningkatkan adhesi cat.

4. Memperbaiki penampilan dekoratif.

5. Menghasilkan isolasi listrik/non konduktor. 6. Meningkatkan ketahanan abrasi.

Dengan anodizing lapisan pelindung dipertebal sehingga dapat digunakan di luar rumah misalnya untuk pemakaian di laut, mobil, keperluan arsitektur, jendela, gerbang toko,dan sebagainya. Aluminium yang di anodizing juga mempermudah dan memperkuat pengecatan, termasuk untuk penggunaan-penggunaan kritis dalam kedirgantaraan, misalnya baling-baling helikopter, torpedo dan sebagainya.

Aluminium di-anodizing dalam elektrolit sulfat menghasilkan lapisan konduktif yang memperkuat rekatan plating berikutnya. Bila pemilihan alloy, sistem 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 40 volt tiap mikron serta tahan suhu tinggi tanpa hangus, maka baik untuk trafo dan keperluan alat-alat listrik lainnya. Industri otomotif dan konstruksi merupakan pengguna terbesar teknologi anodizing, juga di Indonesia ini (Priyanto, 2012).

3.1. Diagram Alir Penelitian

Diagram alir penelitian dapat ditunjukkan seperti gambar 3.1 berikut : Mulai

Identifikasi Masalah Kajian Pustaka

Persiapan Alat dan Bahan Aluminium Seri 2XXX

Etching

NaOH 100 gram + 1 liter RO

Waktu Etching 5 menit Cleaning

Na2CO3 50 gram + 1 liter RO Waktu cleaning 5 menit

Desmut

H3PO4 75% + H2SO4 15 %

+ CH3CO2H 10% Waktu desmut 5 menit

Proses Anodizing Aluminium:

Variasi Kuat Arus 1 A, 2 A, 3 A, Tegangan 18 volt

Kosentrasi Larutan 40% H2SO4 + Air RO (Reverse Osmosis)

60% ml, Suhunya Tercatat 29°C Sampai 47°C

Waktu Anodizing Aluminium 20 menit

A B

Jika permukaan doff

Tidak

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

Pada gambar 3.1 di atas, menunjukan proses tahapan awal sampai dengan proses tahapan akhir dari proses anodizing.

3.2. Perencanaan Percobaan

Jumlah sampel untuk uji ketebalan lapisan oksida, struktur makro permukaan dan kekerasan mikro vickers permukaan adalah 9 buah spesimen. Jumlah sampel bahan untuk pengujian tersebut adalah dengan mengambil masing–masing satu spesimen dari proses anodizing dengan variasi kuat arus listrik.

Pengujian Foto Mikro Sruktur Permukaan

Pembahasan Hasil Pengujian

selesai Pengujian Foto Mikro

StrukturKetebalan Lapisan Oksida

Kesimpulan dan Saran

Pengujian kecerahan warna

(RGB)

Tidak

Sealing

CH3CO2H 20 ml + RO 1 liter Waktu sealing 5 menit

Jika warna terang

Pengujian Kekerasan Mikro

Vickers

Ya

A B

Dyeing

Pewarna 15 gram + RO 1 liter

3.2.1. Alat dan Bahan Penelitian 3.2.1.1. 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. Jenis power supply DC yang digunakan adalah merk ZHIAOXIN, seri RXN-305D dengan kapasitas 0-5 Ampere dan 0-32 Volt. Dapatditunjukan pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2 DC 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 dapatditunjukkan pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3 Kabel Penghubung 3. Bak Plastik

Bak plastik digunakan sebagai tempat larutan bahan kimia yang digunakan untuk proses cleaning, etching, desmut, anodizing, dieying, sealing. Bak plastic memiliki 2 ukuran yang berukuran besar dengan volume 6550 ml berjulmah 6 buah dan yang kecil dengan volume 1900 ml berjumlah 1 buah. Dapat ditunjukkan pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4 Bak Plastik 4. Semprotan botol

Alat semprotan botol ini digunakan untuk mencuci bahan spesimen aluminium setelah tahapan masing-masing proses (Rinsing). Yang ditunjukkan pada Gambar 3.5.

5. Thermometer

Alat ini digunakan untuk mengukur suhu ruangan yang berada di dalam bak plastik larutan elektrolit pada proses desmut, anodizing, dieying dan sealing selama berlangsungnya proses. Pada termometer ini mempunyai ukuran -10°C – 110°C. Yang ditunjukan pada Gambar 3.6.

Gambar 3.6 Thermometer 6. Gelas Ukur Plastik

Digunakan untuk mengukur konsentrasi dan takaran campuran larutan elektrolit pada proses cleaning, etching, desmut,anodizing, dieying dan sealing. Gelas ukur yang digunakan dalam penelitian ini yaitu berkapasitas 1000 ml, dan dapat ditunjukan pada Gambar 3.7.

Gambar 3.7 Gelas Ukur Plastik 7. Stopwatch

Stopwatch berfungsi untuk menghitung waktu proses cleaning, etching, desmut, anodizing, dieying dan sealing. Adapun stopwatch yang digunakan dapat ditunjukan pada Gambar 3.8.

Gambar 3.8Stopwatch 8. Timbangan Digital

Timbangan digital digunakan untuk menimbang berat bahan kimia soda api (NaOH) dan bahan pewarna yang akan digunakan dalam proses anodizing. Merek HENHERR. Kapasitas 1000g/0. 1g : 3000g/0. 5g : 5000g/1g, dan ditunjukan pada Gambar 3.9.

Gambar 3.9 Timbangan Digital 9. Alat Uji Foto Makro

Alat uji foto makro berfungsi untuk mengetahui struktur makro pada aluminium 2XXX setelah proses dyeing. Terletak dilaboraturium Bahan Teknik Program Diploma UGM dengan merek OLYMPUS mikroskop dengan pembesaran seimbang SZ404STR-SZ6045TR-SZ1145TR Yang ditunjukan pada Gambar 3.10.

Gambar 3.10 Alat Uji Foto Makro 10. Alat Uji Foto Mikro

Alat uji foto mikro berfungsi untuk mengetahui struktur mikro ketebalan lapisan oksida pada aluminium setelah proses dyeing. Terletak dilaboraturium Bahan Teknik Program Diploma UGM dengan merek OLYMPUS model PME3-111B/-312B. Yang ditunjukan pada Gambar 3.11.

Gambar 3.11 Alat Uji Foto Mikro 11. Alat Uji Kekerasan Mikro Vickers

Alat uji kekerasan mikro vickers berfungsi untuk mengetahui kekerasan mikro pada aluminium 2XXX setelah proses anodizing. Terletak di laboraturium bahan teknik S1 teknik mesin UGM, merek buehler Higt Quality Micro Hardness Tester model MM 0054. Adapun alat tersebut dapat ditunjukan pada Gambar 3.12

Gambar 3.12 Alat Uji Kekerasan 12. Alat Bantu Lainnya

a. Pinset Penjepit

Pinset penjepit digunakan agar mempermudah meletakkan dan mengambil spesimen yang dimasukkan kedalam larutan elektrolit pada setiap proses. Yang ditunjukan pada Gambar 3.13.

Gambar 3.13 Pinset Penjepit

b. Sarung Tangan

Sarung tangan digunakan untuk melindungi tangan dari kandungan bahan kimia pada setiap proses. Dan dapat ditunjukan pada Gambar 3.14.

Gambar 3.14 Sarung Tangan c. Masker

Masker digunakan untuk melindungi pernapasan dari gas-gas yang ditimbulkan oleh bahan-bahan kimia pada saat proses berlangsung. Yang ditunjukan pada Gambar 3.15.

Gambar 3.15 Masker d. Mistar Baja

Mistar baja digunakan untuk mengukur lembaran plat aluminium sebelum dipotong menjadi spesimen. Penggaris yang digunakan dapat ditunjukan pada Gambar 3.16.

e. Gergaji Tangan

Gergaji tangan digunakan untuk memotong lembaran plat aluminium menjadi spesimen yang sudah diukur dengan mistar baja. Gergaji tangan yang digunakan dapat tunjukan pada Gambar 3.17.

Gambar 3.17 Gergaji Tangan f. Amplas

Amplas yang digunakan adalah seri P500, P800, P1000, P2000 dan C5000. Ditunjukan pada Gambar 3.18.

Gambar 3.18 Amplas g. Alat Tulis

Alat tulis digunakan untuk mencatat hasil data yang didapat selama proses anodizing berlangsung, yang dibutuhkan untuk data penyusunan laporan. Yang ditunjukan pada Gambar 3.19.

h. Kamera

Kamera yang digunakan yaitu Nikon D5100 yang berfungsi sebagai dokumentasi untuk pengambilan gambar pada saat proses berlangsung. Dan dapat ditunjukan pada Gambar 3.20.

Gambar 3.20 Kamera 3.2.1.2. Bahan Penelitian

Bahan yang digunakan pada penelitian ini yaitu menggunakan bahan kimia, diantaranya yaitu:

1. Asam Sulfat (H2SO4)

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

proses anodizing dan desmut yang mengubah permukaan aluminium menjadi aluminium oksida. Asam sulfat yang digunakan adalah asam sulfat teknis dengan konsentrasi kemurniannya sekitar 25 %. Larutan asamsulfat (H2SO4) yang digunakan dalam proses

anodic oxidation adalah bahan kimia supliyer dari MULTI KIMIA, dapat ditunjukkan padaGambar 3.21.

3. Metode penelitian

Gambar 2. Diagram Alir Penelitian a. Proses Pengamplasan

Proses pengamplasan ini bertujuan untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang menempel pada permukaan logam aluminium. Proses pengamplasan ini yaitu menggunakan amplas logam seri P500, P800, P1000, P2000, dan C5000. Proses ini dilakukan secara manual, dengan mengurutkan pengamplasan dari seri P500, P800, P1000, P2000, sampai C5000. Setelah

proses pengamplasan selesai kemudian spesimen

dirinsing menggunakan air RO (Reverse Osmosis).

b. Proses cleaning

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, konsentrasi yang digunakan pada proses ini (10 gr/liter) air RO (Reverse

Osmosis). Proses cleaning dilakukan selama 5 menit.

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. Setelah proses cleaning selesai kemudian spesimen dirinsing menggunakan air RO

(Reverse Osmosis).

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. Pada proses etching menggunakan media soda api (NaOH) dengan konsentrasi (100 gr/liter) air RO (Reverse

Osmosis), dengan menggunakan suhu ruangan bak

plastik larutan etching ± 28-30°C, kemudian spesimen yang sudah melewati tahap proses cleaning dan

rinsing dicelupkan kedalam larutan ecthing selama ±

5 menit. Setelah proses etching selesai spesimen

dirinsing menggunakan air RO (Reverse Osmosis).

d. Prose 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%, dengan menggunakan suhu ruang bak plastik larutan

dessmut yaitu ± 28-35°C, selama 5 menit. Setelah

dilakukan proses desmut kemudian spesimen

e. Proses Anodic Oxidatiom

Pada proses ini spesimen dicelupkan kedalam bak plastik yang berisi larutan asam sulfat (H2SO4) yang sudah dicampur dengan air RO (Reverse

Osmosis), dengan konsentrasi larutan sebesar 400 ml

asam sulfat (H2SO4) dan 600 ml air RO (Reverse

Osmosis), dan suhunya tercatat 29°C - 47°C. 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 sebesar 18 Volt, Selanjutnya arus listrik pada power supply diatur setelah spesimen dicelupkan kedalam larutan dengan variasi arus 1 Ampere, 2 Ampere dan 3 Ampere. Waktu proses pencelupan selama 20 menit. Setelah proses anodic oxidation selesai selanjutnya dirinsing

menggunakan air RO (Reverse Osmosis).

f. Proses Pewarnaan (Dyeing)

Setelah lapisan oksida terbentuk melalui proses

anodic oxidation, selanjutnya adalah proses

pewarnaan (Dyeing). Pada proses ini material dicelupkan kedalam larutan pewarna (15 gr/liter) air RO (Reverse Osmosis) selama 5 menit. Proses pewarnaan ini berfungsi memberikan warna sesuai dengan warna yang diinginkan untuk menambah nilai dekoratif pada logam aluminium, selain itu juga sebagai lapisan pelindung pada lapisan oksidanya.

g. Proses Sealing

Proses sealing adalah untuk menutup kembali pori-pori lapisan oksida yang terbentuk pada proses

anodic oxidation, selain itu sebagai pengunci warna.

Pada proses ini menggunakan larutan asam cuka (50 gr/liter) air RO (Reverse Osmosis), dengan lama waktu pencelupan selama ± 5 menit.

Gambar 3. Bagan Proses Anodizing

4. Hasil dan Pembahasan

Setelah dilakukan pengujian, maka diperoleh data-data pengujian. Kemudian data-data tersebut dijabarkan dalam beberapa sub-sub pembahasan dari masing-masing setiap jenis pengujian.

a. Hasil Pengujian Visual

Setelah proses anodizing dan dyeing

dilakukan pengujian kecerahan warna (RGB) menggunakan adobe photoshop CS6, dimana akan didapat data perbandingan antara hasil visual pada kuat arus 1 Ampere, 2 Ampere, dan 3 Ampere, setelah proses anodizing dan dyeing. Pada pengujian ini adalah foto dari tangkapan kamera 13 MP (Mega

Pixel) smartphone Oppo f1 selfie. Berikut merupakan

uraian dari hasil pengujian yang sudah dilakukan.

Gambar 4. Spesimen aluminium setelah proses anodizing

dan dyeing setelah dilakukan pengujian visual dengan adobe photoshop, (a) arus 1 Ampere, (b) arus 2 Ampere

dan (c) arus 3 Ampere. (TU) Titik Uji

Tabel 1. Hasil uji kecerahan warna (RGB) pada variasi

kuat arus 1 Ampere, 2 Ampere, dan 3 Ampere setelah proses anodizing dan dyeing

N o

Varia si Arus

(A)

Warn a

Titi k uji

1 Titi

k uji

2 Titi

k uji

3

Rata-rata kecerahan

warna (RGB) (%) (%) (%) (%)

1 1

Red 212 170 152 178 86,8

6

2 Gree

n 59 22 17 32,6

3 Blue 80 38 32 50

4 2

Red 211 176 151 179, 3

87,7 3

5 Gree

n 58 23 10 30,3

6 Blue 78 41 42 53,6

7 3

Red 142 173 120 145

86,3

8 Gree

n 34 62 25 40,3

9 Blue 68 94 59 73,6

Dari hasil tabel 1. Hasil pengujian kecerahan warna diatas maka dapat disimpulkan menggunakan gambar 4. Grafik hubungan antara kuat arus listrik dengan nilai kecerahan warna (RGB) berikut :

Gambar 5. Grafik hubungan antara kuat arus listrik dengan nilai kecerahan warna (RGB)

Gambar 4. diatas menunjukan hasil kecerahan warna (RGB) pada kuat arus 1 Ampere sebesar R 178 %, G 32.6 %, B 50 %, untuk kuat arus 2 Ampere sebesar R 179.3 %, G 30.3 %, B 53.6 %, dan kuat arus 3 Ampere sebesar R 145 %, G 40.3 %, B 73.6 %. Dari grafik 4.3 diatas juga menunjukan bahwa warna yang mendominasi adalah warna red, hal itu disebabkan karena warna utama yang digunakan pada proses

dyeing adalah warna merah.

Untuk kecerahan warna (RGB) tertinggi pada kuat arus 2 Ampere sebesar R 179.3 %, G 30.3 %, B 53.6 %. Hal tersebut diduga disebabkan oleh pori-pori pada lapisan oksida lebih rata, sehingga cairan pewarna yang masuk pada lapisan oksida lebih banyak dan lebih merata. Sehingga wana (RGB) pada

kuat arus 2 Ampere lebih tinggi dibandingkan dengan kuat arus 1 Ampere dan 3 Ampere.

Dari analisa diatas, maka dapat disimpulkan bahwa kuat arus dan waktu dalam proses anodizing

sangat mempengaruhi ukuran dan bentuk pori-pori lapisan oksida yang dihasilkan sehingga dapat mempengaruhi kecerahan warna (RGB).

b. Hasil Pengujian Foto Struktur mikro Permukaan

Pengujian foto strukutur mikro ini ditujukan untuk mengetahui seberapa besar pori-pori pada permukaan aluminium setelah proses anodizing dan

dyeing pengujian ini dilakukan dengan ukuran 20 μm

setiap stripnya dimana terdapat 10 strip maka di dapat hasil 200 μm.

Gambar 6. Foto mikro permukaan

Gambar 6. menunjukkan hasil pengujian foto mikro pada arus 1 Ampere, dapat disimpulkan bahwa pori yang terdapat pada 1 Ampere terlihat bentuk pori-pori yang bulat kecil-kecil merata pada saat proses

anodizing, maka ketika pencelupan dyeing warna yang

masuk akan merata dan hasil warna menjadi tebal.

Gambar 7. Foto mikro permukaan

N

il

a

i

Kec

e

r

a

h

a

n

(

R

GB)

Arus (A)

200 μm 200 μm

Pori-pori

200 μm

Gambar 7. menunjukkan hasil pengujian foto mikro pada arus 2 Ampere, dapat disimpulkan bahwa pori yang terdapat pada 2 Ampere terlihat bentuk pori-pori yang bulat merata pada saat proses anodizing,

maka ketika pencelupan dyeing warna yang masuk akan merata dan hasil warna tidak terlalu tebal.

Gambar 8. Foto mikro permukaan

Gambar 8. menunjukkan hasil pengujian foto mikro pada arus 3 Ampere, dapat disimpulkan bahwa pori yang terdapat pada 3 Ampere terlihat bentuk pori-pori yang sangat besar dan berbeda-beda bentuknya pada saat proses anodizing, maka ketika pencelupan

dyeing warna yang masuk sangat tipis.

c. Hasil Pengujian Foto Struktur Mikro

Pengujian foto struktur mikro ini ditujukan untuk mengetahui seberapa besar ketebalan lapisan oksida pada aluminium setelah proses anodizing dan

dyeing. Pengujian ini dilakukan dengan pembesaran

200 kali, dimana ada 10 strip dan setiap strip mempunyai nilai 20 μm.

Gambar 9. Foto mikro variasi kuat arus 1 Ampere, (a). Setelah proses anodizing, (b). Setelah proses

dyeing.

Gambar 9. (a) menunjukkan hasil pengujian ketebalan lapisan oksida setelah proses anodizing pada kuat arus 1 Ampere, tegangan 18 Volt, suhunya

tercatat 29°C sampai 35°C, waktu pencelupan 20 menit sebesar 20 μm. Gambar 8. (b) setelah proses

dyeing dengan variabel yang sama ketebalan lapisan

oksida berubah menjadi 40μm. Peningkatan tersebut diduga karena cairan pewarna yang masuk ke dalam pori-pori setelah dianodizing.

Gambar 10. Foto mikro variasi kuat arus 2 Ampere, (a). Setelah proses anodizing, (b). Setelah proses

dyeing.

Gambar 10. (a) menunjukkan hasil pengujian ketebalan lapisan oksida setelah proses anodizing pada kuat arus 2 Ampere, tegangan 18 Volt, suhunya tercatat 37°C sampai 43°C, waktu pencelupan 20 menit sebesar 40 μm. Gambar 9. (b) setelah proses

dyeing dengan variabel yang sama ketebalan lapisan

oksida 50 μm. Peningkatan ketebalan lapisan oksida setelah anodizing dan dyeing diduga karena pori-pori yang dihasilkan lebih besar dan tidak merata sehingga cairan pewarna yang masuk sedikit.

Gambar 11. Foto mikro variasi kuat arus 3 Ampere, (a). Setelah proses anodizing, (b). Setelah proses

dyeing.

Gambar 11. (a) menunjukkan hasil pengujian ketebalan lapisan oksida setelah proses anodizing pada kuat arus 3 Ampere, tegangan 18 Volt, suhunya tercatat 39°C sampai 42°C, waktu pencelupan 20 menit sebesar 30 μm. Gambar 10. (b) setelah proses

dyeing dengan variabel yang sama ketebalan lapisan

oksida 35 μm. Peningkatan tersebut diduga karena pori-pori ysng dihasilkan sangat besar dan lebar

sehingga cairan pewarna yang masuk ke dalam pori-pori setelah dianodiz keluar dan tidak meresap.

Dari hasil pengujian struktur foto mikro ketebalan lapisan oksida setelah proses anodizing dan

dyeing diatas, maka dapat disimpulkan menggunakan

grafik pada gambar 12.

Gambar 12. Grafik hubungan antara Arus (A) dengan ketebalan lapisan oksida (μm) setelah proses

anodizing dan dyeing.

Gambar 12. diatas menujukkan pada variasi kuat arus 1 Ampere, 2 Ampere, dan 3 Ampere setelah proses anodizing, menghasilkan ketebalan lapisan oksida sebesar 20 μm, 40 μm, 30 μm secara berurutan. Grafik diatas juga menunjukkan ketebalan lapisan oksida setelah proses dyeing sebesar 40 μm, 50 μm, 35 μm secara berurutan. Tidak ada perubahan ketebalan lapisan oksida secara signifikan diduga karena variasi kuat arus yang digunakan berdekatan. Ketebalan lapisan oksida setelah anodizing pada arus 2 Ampere menigkat hal ini diduga karena perpindahan ion-ion elektrolit yang baik dan temperatur elektrolit yang meningkat. Pada penelitian yang pernah dilakukan oleh

P

urnama, D. dkk, (2012) juga menyebutkan bahwa semakin meningkatnya temperatur, akibatnya akan menurunkan ketebalan lapisan oksida yang terbentuk. Hal itu terjadi karena temperatur meningkatkan kemampuan larutan elektrolit untuk melarutkan lapisan oksida.

d. Hasil Pengujian Kekerasan/Vickers Permukaan

Pengujian kekerasan permukaan dilakukan untuk mengetahui nilai kekerasan permukaan raw

material, setelah proses anodizing dan dyeing dengan variasi kuat arus listrik 1, 2, 3 Ampere. Pengujian dilakukan dengan pembebanan 200 gf. Hasil pengujian ditunjukan pada tabel dan grafik dibawah ini.

Tabel 2. Hasil pengujian kekerasan permukaan aluminium setelah proses anodizing dan dyeing

Dari tabel dan perhitungan diatas, maka dapat disimpulkan menggunakan grafik yang ditunjukkan pada Gambar 13.

Gambar 13. Grafik hubungan antara kuat arus listrik dengan nilai kekerasan (VHN) setelah proses

anodizing dan dyeing

Gambar 13. diatas menujukkan pada raw

material menghasilkan kekerasan rata-rata sebesar 79,15 VHN, 79,15 VHN, 79,15 VHN secara berurutan. Pada variasi kuat arus 1 Ampere, 2 Ampere, dan 3 Ampere setelah proses anodizing, menghasilkan kekerasan rata-rata sebesar 102,21 VHN, 92,74 VHN, 115,41 VHN secara berurutan. Setelah proses dyeing

pada variasi kuat arus yang sama menghasilkan kekerasan rata-rata sebesar 112,66 VHN, 100,82 VHN, 125,27 VHN secara berurutan. Nilai kekerasan rata-rata setelah anodizing dan dyeing mencapai titik maksimum pada kuat arus 3 Ampere sebesar 115,41 VHN dan 125,27 VHN, sedangkan nilai kekerasan paling rendah pada kuat arus 2 Ampere sebesar 92,74 VHN dan 100,82 VHN.

Dari hasil analisa diatas, nilai kekerasan rata-rata diduga disebabkan oleh pengaruh dari ketebalan 20 40 30 40 50 35 0 10 20 30 40 50 60

1 2 3

Ket e b alan L ap is an Ok sid a ( μ m) Arus (A) Setelah proses anodizing Setelah proses anodizing dan dyeing

79.15 79.15 79.15 102.21 92.74 115.41 112.66 100.82 125.27 0 20 40 60 80 100 120 140

1 Ampere 2 Ampere 3 Ampere

Nilai Kek e r as an ( VHN) Arus (A) Raw material Setelah proses anodizing Setelah proses anodizing dan dyeing

lapisan oksida, karena ketebalan lapisan oksida tertinggi yang dihasilkan setelah proses dyeing yaitu pada kuat arus 3 Ampere. Seperti yang diutarakan. Santhiarsa (2009) menyebutkan hasil penelitian menunjukkan bahwa arus listrik dan waktu pencelupan pada proses hard anodizing berpengaruh terhadap kekerasan, hal ini disebabkan oleh lapisan aluminium oksida yang terbentuk makin banyak dan rapat sejalan dengan naiknya arus listrik sehingga kekerasan lapisanpun makin meningkat.

5. Kesimpulan

Hasil data analisa dan pembahasan yang telah dilakukan pada pengaruh kuat arus listrik pada proses

anodizing maka dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Kecerahan warna (RGB) tertinggi didapat pada kuat arus 2 Ampere sebesar sebesar R 179.3 %, G 30.3 %, B 53.6 %, dan yang terendah pada kuat arus 3 Ampere sebesar R 145 %, G 40.3 %, B 73.6 %.

2. Pengujian foto struktur mikro permukaan dengan pembesaran 200 kali, pada kuat arus 1 Ampere, 2 Ampere, 3 Ampere mempunyai struktur permukaan, ukuran pori-pori yang berbeda-beda. Namun struktur mikro yang paling dominan menghasilkan pori-pori terjadi pada kuat arus 2 Ampere.

3. Pengujian foto struktur mikro didapat ketebalan lapisan oksida setelah anodizing

tertinggi pada kuat arus 2 Ampere sebesar 40 μm dan setelah sealing ketablan lapisan oksida sebesar 50 μm.

4. Nilai kekerasan tertinggi setelah proses

anodizing dan dyeing pada kuat arus 3

Ampere sebesar 115,41 VHN dan 125,27 VHN, sedangkan nilai kekerasan paling rendah pada kuat arus 2 Ampere sebesar 92,74 VHN dan 100,82 VHN.

Dafta Pustaka

a. Prastya, Y.A., (2016), Pengaruh Variasi Arus Listrik Terhadap Sifat Fisik dan Mekanik Hasil Proses Anodizing Pada Alumuinum Seri 1XXX. Skripsi tidak diterbitkan. Fakultas Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

b. Priyanto, A., (2012), Pengaruh Variasi Arus Listrik Terhadap Kekerasan Permukaan Logam Aluminium 5XXX Pada Proses

Anodizing. Skripsi, tidak diterbitkan. Fakultas

Teknologi Industri Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta.

c. Purnama, D., Rizkia, V., (2012), Pelapisan Aluminium Dengan Proses Anodisasi Multi Warna Untuk Aplikasi Komponen Dekoratif

Secara Praktis. Jurnal Ilmial, Jurusan Teknik

Mesin Politeknik Negeri Jakarta, Jakarta.

d. Santhiarsa, N.N., (2009), Pengaruh Kuat Arus Listrik dan Waktu Proses Hard Anodizing Pada Aluminium Terhadap Kekerasan dan

Ketebalan Lapisan. Jurnal Ilmiah, Teknik

Mesin Universitas Udayana, Bali.

e. Santhiarsa, N.N., (2010), Pengaruh Kuat Arus Listrik dan Waktu Proses Anodizing Dekoratif Pada Aluminium Terhadap Kecerahan dan

Ketebalan Lapisan. Jurnal Ilmiah, Teknik

Mesin Universitas Udayana, Bali.

f. Sidharta, B.W., (2014), Pengaruh Konsentrasi Elektrolit dan Waktu Anodisasi Terhadap Ketahanan Aus, Kekerasan Serta

Ketebalan Lapisan Oksida Paduan

Aluminium Pada Material Piston. Jurnal

Ilmiah, Teknik Mesin. Institut Sains dan

Teknologi AKPRIND Yogyakarta,

Yogyakarta.

g. Taufiq,T., (2011), Anodizing Pada Logam

Aluminum dan Paduannya. Makalah,

Program Studi Magister Rekayasa Fakultas Teknik Pertambangan Dan Perminyakan Institut Teknologi Bandung, Bandung.