karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan :...

31
ELEKRTROPLATING DENGAN LARUTAN ELEKTROLIT NIKEL PADA BAJA ST 37 Lapora n Praktek Untuk memenuhi tugas praktik mata kuliah Teknik Pelapisan dengan Dosen Pengempu Ir. Agus Solehudin MT. Oleh Dadan ahmad hidayat 1000306 JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

Transcript of karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan :...

Page 1: karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan : Anoda (bahan pelapis); Katoda (benda kerja); Elektrolit; dan Sumber arus searah Gambar

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

Page 2: karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan : Anoda (bahan pelapis); Katoda (benda kerja); Elektrolit; dan Sumber arus searah Gambar

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

Page 3: karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan : Anoda (bahan pelapis); Katoda (benda kerja); Elektrolit; dan Sumber arus searah Gambar

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

Page 4: karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan : Anoda (bahan pelapis); Katoda (benda kerja); Elektrolit; dan Sumber arus searah Gambar

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

Page 5: karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan : Anoda (bahan pelapis); Katoda (benda kerja); Elektrolit; dan Sumber arus searah Gambar

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.

Page 6: karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan : Anoda (bahan pelapis); Katoda (benda kerja); Elektrolit; dan Sumber arus searah Gambar

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.

Page 7: karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan : Anoda (bahan pelapis); Katoda (benda kerja); Elektrolit; dan Sumber arus searah Gambar

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

Page 8: karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan : Anoda (bahan pelapis); Katoda (benda kerja); Elektrolit; dan Sumber arus searah Gambar

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.

Page 9: karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan : Anoda (bahan pelapis); Katoda (benda kerja); Elektrolit; dan Sumber arus searah Gambar

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

Page 10: karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan : Anoda (bahan pelapis); Katoda (benda kerja); Elektrolit; dan Sumber arus searah Gambar

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

Page 11: karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan : Anoda (bahan pelapis); Katoda (benda kerja); Elektrolit; dan Sumber arus searah Gambar

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

Page 12: karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan : Anoda (bahan pelapis); Katoda (benda kerja); Elektrolit; dan Sumber arus searah Gambar

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

Page 13: karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan : Anoda (bahan pelapis); Katoda (benda kerja); Elektrolit; dan Sumber arus searah Gambar

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

Page 14: karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan : Anoda (bahan pelapis); Katoda (benda kerja); Elektrolit; dan Sumber arus searah Gambar

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

Page 15: karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan : Anoda (bahan pelapis); Katoda (benda kerja); Elektrolit; dan Sumber arus searah Gambar

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

Page 16: karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan : Anoda (bahan pelapis); Katoda (benda kerja); Elektrolit; dan Sumber arus searah Gambar

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

Page 17: karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan : Anoda (bahan pelapis); Katoda (benda kerja); Elektrolit; dan Sumber arus searah Gambar

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)

Page 18: karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan : Anoda (bahan pelapis); Katoda (benda kerja); Elektrolit; dan Sumber arus searah Gambar

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) =

Page 19: karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan : Anoda (bahan pelapis); Katoda (benda kerja); Elektrolit; dan Sumber arus searah Gambar

= 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

Page 20: karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan : Anoda (bahan pelapis); Katoda (benda kerja); Elektrolit; dan Sumber arus searah Gambar

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

Page 21: karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan : Anoda (bahan pelapis); Katoda (benda kerja); Elektrolit; dan Sumber arus searah Gambar

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/

Page 22: karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan : Anoda (bahan pelapis); Katoda (benda kerja); Elektrolit; dan Sumber arus searah Gambar

LAMPIRAN

Page 23: karyatulisilmiah.com · Web viewSkema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik , Keterangan : Anoda (bahan pelapis); Katoda (benda kerja); Elektrolit; dan Sumber arus searah Gambar

Nikel Sulfat (NiCl2 )

Acid Boric Granul (HBO3 ) Nikel Chloride (NiSO4 )

Anoda Nikel Rinshing & pickling