karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan :...
Transcript of karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan :...
ELEKRTROPLATING DENGAN LARUTAN ELEKTROLIT
NIKEL PADA BAJA ST 37Laporan Praktek
Untuk memenuhi tugas praktik mata kuliah Teknik Pelapisan dengan Dosen
Pengempu Ir. Agus Solehudin MT.
Oleh
Dadan ahmad hidayat1000306
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN
UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA
BANDUNG
2013
KATA PENGANTAR
Bismillahirohmanirrahim
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, atas limpahan rahmat,
karunia dan lindungan-Nya dari berbagai hambatan dan rintangan sehingga pada
akhirnya penulis dapat menyelesaikan laporan praktek ini dengan judul “Elekrtroplating
Dengan Larutan Elektrolit Nikel Pada Baja St 37”. Adapun tujuan utama yang ingin
dicapai dan diperoleh penulis adalah terpenuhinya persyaratan dalam menyelesaikan
Tugas Ujian Akhir Semester di Jurusan Pendidikan Teknik Mesin FPTK Universitas
Pendidikan Indonesia.
Dalam penyusunan laporan tugas akhir ini, penulis telah berusaha semaksimal
mungkin sesuai dengan kemampuan yang dimiliki oleh penulis khususnya tentang ilmu
keteknikan. Oleh karena itu tidak menutup kemungkinan jika banyak kekurangan dan
kealpaan apalagi untuk mendekati kesempurnaan, baik dari segi penulisannya maupun
dari segi penyajiannya. Kritik dan saran yang bersifat membangun dari siapapun, penulis
tunggu dengan tangan terbuka dengan tujuan untuk menyempurnakan penulisan
selanjutnya.
Pada kesempatan ini penulis menyadari bahwa tanpa bantuan orang lain kiranya
mustahil laporan ini dapat diselesaikan. Untuk itu sudah selayaknya penulis ucapkan
terimakasih yang sebesar-besarnya kepada yang terhormat :
1. Bapak DR. Eng. Agus Setiawan M.Si selaku Dekan Fakultas Pendidikan Teknik
dan Kejuruan (FPTK).
2. Bapak DR. Wahid Munawar, Mpd selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.
3. Bapak Ir. Agus Solehudin MT. selaku Dosen mata kuliah teknik pelapisan.
Dan pada akhirnya penulis hanya dapat mengucapkan terimakasih dan
mendo’akan kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian laporan
tugas akhir tersebut. Semoga laporan ini dapat memberikan manfaat bagi penulis
khususnya dan para pembaca umumnya.
Bandung, juni 2013
Penyusun
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR………………………….……………………................. i
DAFTAR ISI…….…………………………………………….………………... ii
DAFTAR GAMBAR…….…………………………………………….……….. iii
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah…………………………………………………. 1
1.2. Batasan Masalah……………………………………....…………………. 1
1.3. Tujuan .........................…………………………………………………... 2
1.4. Manfaat…………………………………………………………………... 2
1.5. Sistematika Penulisan……………………………………………………. 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Proses Pelapisan Logam Secara Listrik (Elektroplating) .......................... 3
2.2. Nikel ........………………………………………………………….......... 3
2.3. Pelapisan Nikel (Ni plating) .....……………………………....……....…. 5
2.4. Proses Pelapisan Elektroplating Nikel ………....……………………….. 7
BAB III DATA PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
3.1. Data Percobaan ......................................................................................... 10
3.2. Pembahasan ............................................................................................... 13
BAB V PENUTUP
5.1. Kesimpulan……………………………………………………………… 16
5.2. Saran……………………………………………………………………... 16
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 skema proses pelapisan logam secara Elektroplating ............... 3
Gambar 2.2 Nikel .......................................................................................... 4
Gambar 2.3 Diagram rangkaian proses Elektroplating ................................. 7
Gambar 2.4 rangkaian proses Elektroplating ................................................ 8
Gambar 2.5 Mekanisme Pelapisan Ni ……................................................... 9
Gambar 3.1 Diagram Alir Proses Elektroplating …...................................... 11
Gambar 3.2 Proses Elektroplating Nikel ....................................................... 12
Gambar 3.3 Hasil Proses Pelapisan Nikel .....…........................................... 14
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Berbagai barang logam dibuat, dibentuk, dicetak, sehingga jadilah wujud
akhirnya seperti yang dikehendaki, baik untuk bumper mobil, paku sampai kabel.
Setelah itu, diperlukan tahap perampungan, penyelesaian (finishing). Finishing itu
bermacam-macam. Ada yang sekedar dipoles agar halus dan mengkilap, dapat
pula dilapisi logam lain agar sifatnya berubah, dapat juga dicat atau dipernis,
dilapisi keramik atau enamel, ada pula yang pelapisanya dari turunan substratnya
sendiri misalnya dalam bentuk oksidanya, penghitaman baja, anodisasi dsb.
Elektroplating logam nikel berfungsi sebagai dekoratif untuk membuat
permukaan logam menjadi rata dan mengkilat. Proses elektropalating nikel dapat
dilakukan dengan bebrapa cara yaitu menggunakan tembaga sebagi lapisan dasar
selanjutnya dilapisi nikel. Cara kedua itu langsung dilapisi nikel dan cara ketiga
adalah elektroplating dengan Cu-Ni-Cr. Elektroplating Cr bertujuan untuk
mengurangi sifat yang terlalu mengkilat sebagai ciri khas dari lapisan nikel.
Elektroplating nikel banyak diaplikasikan pada peralatan rumah tangga,
automotif, dan interior diperkantoran dengan tujuan dekoratif dan mencgah korosi
logam. Pelapisan menggunakan krom terdapat dua jenis yaitu soft chrom dan hard
chrom. Soft chrom merupakan proses pelapisan logam lain terlebih dahulu
selanjutnya dilapisi oleh chrom contohnya logam dilapisi oleh Cu atau Ni atau Zn
setelah itu dilapisi oleh Cr, sedangkan hard chrom logam langsung dilapisi oleh
chrom.
1.2. Batasan Masalah
Agar kajian ini dapat lebih terfokus maka penulis membatasi permasalahan
sebagai berikut:
1. Parameter yang akan diamati adalah ketebalan dan berat hasil lapisan
elektroplating nikel.
2. Material yang digunakan adalah baja st37 dengan.
3. Larutan elektrolit yang dipakai adalah nikel.
1.4. Tujuan Praktek
- Merancang, dan membuat rangkaian alat pelapisan logam dengan teknik
elektroplating.
- Mengetahui pengaruh besar arus listrik dan lama waktu pelapisan terhadap
berat logam yang terlapis pada proses pelapisan nikel.
- Mengetahui pengaruh dari rapat arus terhadap ketebalan lapisan logam yang
terlapis serta akselerasi laju ketebalan pada proses pelapisan nikel.
1.5. Manfaat
1. Memperoleh gambaran umum mengenai penerapan proses pelapisan
logam.
2. Mengaplikasikan teori-teori keilmuan yang diperoleh dalam teori ke dalam
praktek.
3. Mengetahui proses elektroplating menggunakan nikel.
1.6. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan yang digunakan dalam penyusunan laporan praktik
industri ini adalah sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi latar belakang yang menjadi dasar dalam pengambilan
judul laporan praktik, rumusan masalah, tujuan, manfaat, dan
sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi tentang tinjauan umum dan teori-teori yang relevan dan
mendukung penulis dalam melakukan praktek elektroplating khususnya
elektroplating nikel.
BAB III DATA PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi mengenai data percobaan praktek, mulai dari langkah
kerja, hingga pembahasan.
BAB IV PENUTUP
Bab ini berisi tentang kesimpulan yang diperoleh, serta saran-saran
sehubungan dengan praktek yang telah dilakukan.
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
2.1. Proses Pelapisan Logam Secara Listrik (Elektroplating)
Prinsip dasar dari pelapisan logam secara listrik adalah penempatan ion
logam yang ditambah elektron pada logam yang dilapisi, yang mana ion-ion
logam tersebut didapat dari anoda dan eletrolit yang digunakan. Secara
elektrokimia prosesnya dapat dilihat sebagai berikut :
Skema Pelaksanaan Pelapisan Logam
Secara Listrik , Keterangan :
1. Anoda (bahan pelapis);
2. Katoda (benda kerja);
3. Elektrolit; dan
4. Sumber arus searah
Gambar 2.1. skema proses pelapisan logam secara Elektroplating
Prinsip kerja dasar pelapisan logam adalah penempatan ionion logam
pelapis diatas substrat yang akan dilapisi melalui metode elektrolisis yakni dengan
adanya arus searah maka senyawa kimia akan terurai dalam larutan elektrolit. Ion-
ion positif akan bergerak ke katoda dan ion-ion negatif akan bergerak menuju
anoda sehingga terjadi pelapisan pada substrat atau benda yang akan dilapisi.
Anoda merupakan elektroda yang menghasilkan elektron sedangkan katoda
adalah elektroda yang menerima elektron yang merupakan tempat pengendapan
pada saat elektroplating. Sebagai anoda digunakan platina karena bersifat inert
sedangkan katodanya merupakan substrat yang dipakai untuk membuat lapisan
tipis, misalnya jika ingin melapisi bahan dengan Cr maka larutan elektrolitnya
asam kromat dan sebagai anodanya adalah Cr ( Herman Ramada, 2012: 3).
Reaksi yang terjadi pada katoda adalah sebagai berikut :
Mn+ + ne M0
Reaksi yang terjadi pada anoda adalah sebagai berikut :
M0 Mn+ + ne
2.2. Nikel
Nikel adalah logam putih perak yang keras. Nikel bersifat liat, dapat
ditempa dan sangat kukuh logam ini melebur pada 14550C, dan bersifat sedikit
magnetis (Vogel, 1990: 280). Bereaksi lambat dengan larutan HCl atau H2SO4
encer/pekat, segera larut dalam HNO3 encer, tetapi dalam larutan yang pekat
menjadi pasif (Abdul Karim Zulkarnain, 1991:55). Berat molekul Nikel adalah
58,71. Garam-garam Ni (II) yang stabil berasal dari Ni (II) oksida, dan berwarna
hijau yang disebabkan oleh warna dari kompleks heksakuonikelat (II)
[Ni(H2O)6]2+. Nikel(III) oksida, Ni2O3 yang hitam kecoklatan juga ada, tetapi zat
ini melarut dalam asam dengan membentuk ion nikel (II).
Gambar 2.2. Nikel
Asam klorida (encer maupun pekat) dan asam sulfat encer, melarutkan nikel
dengan membentuk hidrogen (Vogel, 1990: 281):
Ni (s) + 2H+ (aq)→Ni2+ (aq) + H2 (s)
Ni (s) + 2HCl (aq) →Ni2+ (aq) + 2Cl- (aq) + H2 (g)
Reaksi dipercepat jika larutan dipanaskan. Asam sulfat encer, panas melarutkan
nikel dengan membentuk belerang dioksida (Vogel, 1990: 281):
Ni (s) + H2SO4 (aq) + 2H+ (aq)→Ni2+ (aq) + SO2 (g) + 2H2O (l)
Asam nitrat encer dan pekat melarutkan nikel dengan mudah dalam keadaan
dingin (Vogel, 1990: 281):
3Ni (s) + 2HNO3 (aq) + 6H+ (aq)→ 3Ni2+ + 2NO(g) + 4H2O (l)
Dengan adanya ligan Cl- dalam larutan nikel(II) akan membentuk ion kompleks
tetrakloronikelat(II), persamaan reaksinya sebagai berikut :
Ni2+ (aq) + 4Cl- (aq)→[NiCl4]2+ (aq)
Garam-garam nikel (II) yang stabil diturunkan dari nikel (II) oksida, NiO yang
berwarna hijau. Penggunaan nikel yang paling banyak adalah pada industri
pelapisan logam.
2.3. Pelapisan Nikel (Ni plating)
Adalah proses pelapisan yang menggunakan logam Ni sebagai pelapisnya.
Pada proses Ni plating digunakan beberapa zat kimia yang berupa larutan sebagai
sumber pelapis
- (Nikel klorida)
- (Nikel sulfat) watts solutions
- (Asam borik)
Selain dari bahan diatas ada juga bahan tambahan misalnya untuk
pengkilat kita gunakan “Nisol”.
Reaksi dari ketiga larutan diatas adalah sebagai berikut:
Fungsi dari Ni2+ ini adalah sebagai sumber pelapis. Disini yang jadi pertanyaan adalah Ni2+ adalah ion sedangkan yang dibutuhkan untuk menjadi pelapis haruslah jadi padatan. Ni
Ni2+ berfungsi sebagai pelapis
H+ penstabil pH, kira-kira pH nya 3 – 5.
Karena waktu proses dikondisikan asam, ini bertujuan untuk mengurangi
oksigen sehingga efeknya akan terjadi hidrogen dipermukaaan
2.3.1. kompisisi larutan
A. Larutan untuk Pelapis Biasa
Komposisi untuk tiap liter air pH rendah pH tinggi
Nikel Sulfat Nikel Chlorida Asam Borat Kondisi operasi pH Suhu Rapat Arus
340 gram/l 45 gram/l 35 gram/l 1,5 - 4,5 45 - 60o C 3 - 12 A/dm2
240 gram/l 45 gram/l 30 gram/l 45 - 6,0 45 - 70o C 2 - 12 A/dm2
Larutan elektrolit yang digunakan dalam pelapisan dalam jumlah banyak (barrel)
ada beberapa diantaranya
B. Larutan Untuk Pelapisan Hitam
C. Larutan untuk pelapisan keras
1. Nikel sulfat : 180- 200gram/I Nikel chlorida : 45-55 gram/I Asam borat : 25-35 gram/I Magnesium sulfat : 200-240 gram/I Kondisi operasi pH : 5-6 suhu : 20-28dc Voltage : 6-8
2. Nikel sulfat : 140-180 gram/I Ammonium chlorida : 30-40 gram/I Asam borat : 30-40 gram/I Kondisi operasi pH : 5-5,5 Suhu : 30-40 dc Voltage : 9-12
3. Nikel sulfat : 150-200 gram/I Nikel chlorida : 150-200 gram/I Asam borat : 22,5-25 gram/I Kondisi operasi : pH : 4,5-5 Suhu : 50-55 dc
Komposisi untuk tiap liter air : Nikel Sulfat : 65-75 gram/I Nikel Ammonium Sulfat : 40-45 gram/I Seng Sulfat (kristal) : 35-40 gram/I Sodium Thiosianat : 15-20 gram/I Kondisi operasi : pH : 5 Suhu : ruangan Rapat arus : 1-2 A/dm2
Sifat mekanik dari lapisan nike keras dapat ditunjukan sebagai berikut: Kekerasan ( vickers VHN-10) : 425 Kekuatan tarik : 152.000 psi Perpanjangan : 2% dalam 2 inch Larutan yang digunakan adalah sebagai berikut : Komposisi untuk tiap liter air : Nikel Sulfat : 175-185 gram/I Ammonium Chlorida : 20-25 gram/I Asam Borat : 27 -32 gram/I Kondisi operasi : pH : 5,6-5,9 Suhu : 40-50 dc Rapat arus : 3-6 A/dm2
D. Larutan Untuk Pelapisan Mengkilap
Larutan yang digunakan dalam pelapisan nikel mengkilap ada beberapa, diantaranya :
2.4.Proses Pelapisan Elektroplating Nikel
Larutan 1 ( tipe watt) Total nikel : 75-115 gram/I Nikel sulfat : 260-450 gram/I Nikel chlorida : 42-115 gram/I Asam borat : 37,5-47,5 gram/I Brightener : 5-15 ml/I Kondisi operasi : pH : 2,8-4,5 Suhu : 40-70 dc Rapat arus : 1-12 A/dm2
Larutan 2 (tipe fluoborat) Total nikel : 80-115 gram /I Nikel fluoborat : 300-440 gram/I Asam fluoborat bebas : 10-25 gram/I Asam borat : 25-30 gram/I Brightener : 5-15 ml/I Kondisi operasi : pH : 2,7-3.5 Suhu : 50-60 dc Rapat arus : 2-18 A/dm2
Larutan 3 (tipe sulfamat)Total nikel : 60-175 gram/INikel sulfamat : 25-500 gram/INikel chlorida : 15-42 gram/IAsam borat : 30-40 gram/IBrightener : 5-15 A/dm2
Kondisi operasi :pH : 3-3,5Suhu : 50-60 dcRapat arus : 2-18 A/dm2
Bahan yang akan diproses (pembesihan mekanis)
Degreasing /
Pencucian
lemak
Pembilasan dengan air
Pickling/Pencucian asam
Platting proses Proses Pelapisan
Finishing
Pembilasan dengan air
Pembilasan dengan air
Gambar 2.3. Diagram Rangkaian Proses
Ni Platting
1) Alat-alat yang digunakan untuk Pelapisan logam Ni
a. Rectifier (alat elektronik yang mengubah arus AC menjadi DC) (Prinsip
Transformator).
Tegangan sekunder 6-12 volt
Arus tergantung luas permukaan yang dilapisi. Semakin besar luas permukaan
yang dilapisi maka akan semakin besar arus yang diperlukan.
b. Bak pelapis
Bak pencucian: pada intinya bak terbuat dari bahan tahan korosi atau tahan
degradasi asam. Bahan yang biasa digunakan biasanya jenis fiber dan untuk
ukuran disesuaikan dengan benda kerja yang akan diplating.
2) Proses Pencucian pada Pelapisan Ni
Proses pencucian ini merupakan tahapan yang harus dilalui sebelum
melapis benda kerja yang akan diplatting atau dilapis. Proses-proses tersebut di
antaranya:
a. Degresing, adalah suatu cara pencucian logam yang mau dilapis dengan
menggunakan larutan basa, biasanya NaOH. Tujuannya untuk
menghilangkan lemak dari permukaan yang akan dilapis. Lemak harus
dibersihkan dari permukaan benda kerja yang akan diplating karena akan
mempengaruhi proses plating (kurang optimal) dan bahkan bisa
menyebabkan tidak terjadi penempelan/pelapisan.
Untuk degresing ada dua jenis :
Degresing elektrik : Menggunakan rectifier arus DC yang dihubungkan
dengan benda kerja pada kutub positifnya dan kutub negatifnya pada
logam peyeimbang arus (bisa digunakan logam baja atau Pb). Lamanya
proses degresing ini kurang lebih 10–15 menit tergantung banyaknya
lemak. Kalau lemaknya banyak tentu bisa lebih lama lagi.
RECTIFIER
+ _
NaOH
BAJA/PBGambar 2.4. Rangkaian proses
Degresing non elektrik : Pada degresing non elektrik ini tidak
menggunakan alat elektrik. Pada prosesnya digunakan pembersih lain
misalnya detergent bisa juga dengan dicelupkan pada larutan alkali.
b. Pikling, adalah suatu metode pencucian yang digunakan untuk menghilangkan karat dengan larutan asam (HCl, H2SO4, atau campuran HCl + H2SO4). Prose pikling tidak jauh beda dengan degresing. Kenapa memakai larutan asam, karena asam bisa melarutkan. HCl adalah asam kuat, digunakan untuk karat yang bandel atau banyak dan mempunyai daya larut lebih baik. H2SO4, untuk karat yang sedikit dan lebih ekonomis. Untuk benda-benda hasil coran cetakan pasir biasanya ada bekas cetakan pada hasil corannya. Maka digunakan campuran asam (HCl + H2SO4) dan juga ongkos kerja untuk pelapisan pada benda coran ini boleh dibilang lebih mahal.
2. Mekanisme Ni Platting
Benda kerja di hubungkan dengan kutub negatif rectifier dan logam
penyeimbang Ni. Alasan digunakan logam Ni ini karena nantinya Ni ini akan
mensuplay Ni yang ada di larutan. Logam Ni ini dihubungkan dengan kutub
positif rectifier. Arus akan mengalir logam yang memiliki potensial tinggi ke
logam yang memiliki potensial rendah dan elektron akan bergerak sebaliknya.
Katoda
Terjadi proses reduksi
Anoda Terjadi proses oksidasi
temperatur yang cocok untuk Ni sekitar 50-60oC.
Rectifier
- +
Ni2+,Cl-,SO42-,HBO3
Nikel
katoda
anoda
Benda Kerja
Gambar 2.5. Mekanisme Pelapisan Ni
BAB III
DATA PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
3.1. Data Percobaan
Keselamatan dan Kesehatan Kerja
1. Menggunakan pakaian kerja.
2. Menggunakan peralatan sesuai dengan cara dan fungsinya.
3. Bekerjalah secara sistematis dan sesuai dengan aturan.
4. Bersihkan dan rapikan peralatan sebelum dan sesudah digunakan.
Alat Dan Bahan
B.1. Alat-alat yang digunakan pada proses pelapisan ini adalah:
Bak reaksi
Rectifier 50 A, 12 V dan konduktor
Pemanas dan Thermomter
Magnet pengaduk dan pemanas
Desikator
Multitester / avo meter
Thermometer untuk mengukur suhu
Anoda logam dan nikel
B.2. bahan bahan yang digunakan pada proses pelapisan ini adalah :
Nikel Klorida (NiCl2)
Nikel Sulfat (NiSO4)
Asama Borit (H2BO3)
Bahan Pengikat (Nisol)
Logam Baja (St-37) ukuran P: 53,7 mm L:25,5 mm T:2,9 mm dan berat
awal : 31,67 gram
Langkah Proses Pelapisan
C.1.Langkah pembuatan larutan
a) Pembuatan larutan degresing
Timbang larutan NaOH sampai ± 20.022 gr. NaOH di larutkan dengan air
200 ml dan di masukkan magnet pada alat (magnetic stirrer with heater)
proses ini terjadi pelarutan NaOH dengan air menggunakan magnet
sebagai pengaduk selama ± 3 menit. Larutan tersebut untuk proses
Degresing. Gambar terlampir .
b) Pembuatan larutan pickling
Pickling menggunakan cairan HCL 20 ml + air sehingga menjadi 200 ml
Larutan. Gambar terlampir.
c) Pembuatan larutan elektroplating Ni (nikel)
1. NiSO4 di timbang ± 240.07 gr
2. Dilarutkan pada bak reaksi dengan mesin kompor pelarut/magnet
pengaduk dengan pemanas air maksimal 1000 ml.
3. NiCL2 ditimbang ± 45.049 gr
4. Lalu di larutkan pada larutan NiSO4 + air.
5. H2O3 di timbang ± 30.0667 gr
6. Lalu di larutkan pada NiSO4 + air.
Larutkan NiSO4 + NiCL2 + air + H3BO3 selama ± 18 menit dengan
volume air 1000 ml. eralut, magnet pengaduk dengan pemanasa
dengan air maksimal 1000 ml, Gambar Terlampir.
C.2. Langkah Pelapisan Nikel
Diagram Alir Proses Elektroplating
Gambar 3.1. Diagram Alir Proses Elektroplating
Pelapisan dengan anoda Ni.Pada proses pelapisan anoda yang digunakan adalah Ni dalam bentuk lempengan dan larutan yang digunakan adalah :
- NiCl2 : 45 gr/ltr
- NiSO4 : 240 gr/ltr
- H3BO3 : 30 gr/ltr
Benda Kerja Degresing Rinshing
Pelapisan nikel PicklingRinshing
Kondisi untuk platting yaitu :
1. Suhu larutan 39oC.
2. Campuran larutan mempunyai = 4,5 – 6,5 oC.
3. Waktu proses pelapisan 10 menit.
4. Arus yang digunakan pada waktu proses pelapisan Ni adalah sekitar 5 Ampere.
5. Besar tegangan yang digunakan/terukur sebesar 5 volt.
Tahapan Proses pelapisan :
1. Benda kerja di celupkan Pada degreshing pada larutan NaOH langsung di
rinshing ±2 celupan , selanjutnya di celupkan pada larutan pickling dan di
rinshing lagi.
2. setelah proses pelepasan lemak dilanjutkan dengan perendaman pada
larutan nikel dengan 5 volt dan 5 ampere pada bak proses selama 10
menit.terilhat pada gambar.
Gambar 3.2. Proses Elektroplating Nikel
3. Selama proses dilakukan penggoyangan untuk menghilangkan atom-atom
hydrogen yang terjebak.
4. Proses Pembilasan Setelah Proses Pelapisan Proses pembilasan
menggunakan media air Rinshing.
5. Finishing Dalam proses finishing benda kerja dikeringkan.
3.2 PEMBAHASAN
1. Temuan Praktek
Pada proses electroplating terutama pada pelapisan nikel, untuk
mendapatkan hasil pelapisan yang baik memerlukan kondisi yang sesuai seperti
waktu proses pelapisan, besar arus yang digunakan ataupun penggunaan suatu
lapisan dasar seperti logam Fe. Cacat yang dapat timbul pada hasil pelapisan
antara lain permukaan berwarna, timbul bintik-bintik, dan permukaan kasar. Cacat
yang ditimbulkan seperti bintik hitam dapat dikarenakan oleh adanya asam yang
terkandung dalam larutan elektrolit, Asam tersebut berasal dari aquadest yang
sudah tidak murni dan terkontaminasi zat lain. Dengan reaksi sebagi berikut:
H2O H+ + OH-
2H+ + 2e- H2 (menimbulkan asam)
Proses elektroplating terjadi apabila arus listrik searah (DC) dialirkan
antara kedua elektroda anoda dan katoda dalam larutan elektrolit dengan waktu
proses pelapisan yang telah ditentukan. Pada anoda yakni logam Nikel terjadi
oksidasi sehingga akan terbentuk ion-ion positif, pada larutan elektrolit terjadi
elektrolisis garam-garam logam. Logam Ni yang telah mengalami oksidasi akan
melepaskan elektron-elektron dan larut dalam larutan elektrolit. Logam Ni yang
teroksidasi akan menggantikan ion logam dalam larutan elektrolit yang ditarik
oleh elektroda negatif (katoda) yaitu besi. Dengan adanya hal tersebut akan
terbentuk endapan pada katoda yang berupa berat lapisan. Larutan elektrolit yang
digunakan merupakan garam logam nikel sulfat (NiSO4). Karena pada anoda dan
katoda terjadi perbedaan potensial setelah dialiri listrik, maka logam nikel akan
teroksidasi menjadi ion logam bermuatan positif (Ni2+), ion logam nikel (Ni2+) dari
anoda larut dalam larutan untuk menggantikan ion logam nikel (Ni2+) dari garam
logam NiSO4 yang telah terelektrolisis menjadi Ni2+ dan SO42- dan tertarik ke
katoda untuk membentuk lapisan nikel.
Reaksi yang terjadi selama proses pelapisan berlangsung :
Ni Ni2+ + 2e (Oksidasi pada anoda)
NiSO4 Ni2+ + SO4 (Elektrolisis garam logam)
Ni2+ + SO42- NiSO4 (Penggantian ion pada larutan)
Ni2+ + 2e Ni (Reduksi logam)
Berikut Gambar hasil pencelupan benda kerja ke dalam larutan elektrolit
nikel pada proses pelapisan.
Gambar 3.3. Hasil Proses Pelapisan Nikel
Dari gambar di atas terlihat hasil lapisan terdapat bintik bintik hitam dan ujung
lapisan terlihat gosong, ini di akibatkan karena pada proses degreshing tidak
sempurna.
2. Perhitungan Ketebalan Hasil Pelapisan Nikel Dengan melakukan substitusi persamaan yang ada secara teoritis maka
untuk mencari ketebalan hasil pelapisan dengan persamaan :
t =Waktu/lama proses (detik)
di mana : e = Griteqivalen =
i = Arus yang diperlukan (Ampere/dm2) =
= Massa jenis atom Ni (gr/dm3)
F = Tetapan 96500 (C/mol)Dik :
Ukuran Pelat besi st37 yang dilapis Nikel
V = 53,7mm x25,5 mm x 2,9 mm
Ar Ni = 58,69 ; = 8314 gr/dm3 ; I = 5 Ampere; t = 10 menit
F = 96500 C/mol
Dit : T (tebal pelapisan) ?
Jawab :
Luas baja plat yang dilapis :
Grit Eqivalen (e)
Rapat Arus ( i )
Ketebalan hasil pelapisan Ni :
dm
Jika hasil perhitungan diubah ke dalam maka didapat sekitar 36,5 m.
3. Perubahan Berat benda kerja
Berat total = Berat Akhir – Berat Awal
= 32,283 gr – 31,67 gr
= 0,613 gr
Jadi Berat Lapisan Pada Benda Adalah 0,613 gram
BAB IV
dm2
PENUTUP
4.1. kesimpulan
1. Hasil perhitungan menggunakan konsep substitusi persamaan, tebal yang
di hasilkan pada proses lapisan ini adalah sebesar 0,000365dm atau
36,5µm.
2. Berat lapisan nikel yang menempel pada spesimen yaitu sebesar
0,613gram.
3. Hasil pengamatan dan percobaan dengan menggunakan suhu 39 oC,
lapisan menutupi, hal ini sangat menghemat dimana suhu yang seharusnya
di pakai yaitu di atas 45 oC.
4. Hasil pengamatan setelah proses pelapisan dengan menggunakan elektrolit
nikel dari spesimen bagus tetapi ujungnya sedikit gosong, hal ini di
sebabkan karena pada proses pembentukan spesimen awal tidak bebas dari
kotoran kotoran dan masih ada lemak sebelum di proses elektroplating.
5. Jarak anoda ke katoda cukup dekat.
4.2. saran
1. Pada kajian selanjutnya dapat dilakukan lagi studi kasus dan pengamatan
mengenai elektroplating dengan menggunakan material dan metode proses
yang berbeda.
2. Mahasiswa yang melakukan praktik teknik pelapisan diberi akses yang
lebih luas demi kemudahan dalam proses percobaan.
DAFTAR PUSTAKA
Agus Solehudin, Ir, MT, 2001, Diktat Kuliah Teknik Pelapisan Logam, JPTMFPTK UPI, Bandung.
Mutholib, abu.2006.laporan Skripsi” Laporan tugas akhir elektroplating dekoratifprotektif dengan kapasitas larutan elektrolit nikel 20 l dan Khrom 10 L”.Fakultas teknik Universitas Dipenogoro.
Jobsheet praktikum korosi modul elektroplating nikel
http://www.scribd.com/doc/53962294/ELEKTROPLATING-NIKEL
http://www.djagoworkshop.com/pelapisan-logam-elektroplating/
LAMPIRAN
Nikel Sulfat (NiCl2 )
Acid Boric Granul (HBO3 ) Nikel Chloride (NiSO4 )
Anoda Nikel Rinshing & pickling