ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan...

64
PENGARUH TEGANGAN LISTRIK PROSES ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUM ALLOY 1100 TERHADAP KETEBALAN DAN KEKERASAN LAPISAN Skripsi diajukan sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Mesin Oleh Aziz Saputro NIM.5212415028 TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2019

Transcript of ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan...

Page 1: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

PENGARUH TEGANGAN LISTRIK PROSES

ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUM

ALLOY 1100 TERHADAP KETEBALAN DAN

KEKERASAN LAPISAN

Skripsi

diajukan sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik Program Studi Teknik Mesin

Oleh

Aziz Saputro

NIM.5212415028

TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2019

Page 2: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

ii

Page 3: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

iii

Page 4: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

iv

Page 5: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

v

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

Motto:

“rajin, pantang menyerah, disiplin, inssa Allah masa depan cerah dan

terjamin”. (penulis)

“orang yang tidak pernah melakukan kesalahan biasanya tidak pernah berbuat

apa-apa”. (william connor magee)

“sebaik-baik kalian adalah yang bermanfaat dan berguna bagi orang lain”.

(HR. Tirmidzi).

Persembahan :

Dengan mengucap syukur kehadirat Allah SWT, kupersembahkan skripsi ini

untuk:

Orang tua tercinta, ibu (Lis Subekti) dan bapak Alm. (Moh. Agus) atas

segala doa, dukungan moral dan moril yang tak pernah lelah terhenti.

Kakak kandungku, mbak Selly Al Jannah dan adek M. Harun Al Rosyid yang

selalu memberi motivasi dan semangat.

Teman-teman Teknik Mesin 2015.

Sahabat dan teman yang selalu ada setiap saat.

Page 6: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

vi

RINGKASAN

Saputro, A. 2019. Pengaruh Tegangan Listrik Proses Electroplating Nikel Pada

Aluminium Alloy 1100 Terhadap Ketebalan dan Kekerasan Lapisan. Skripsi.

Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang.

Pembimbing Drs. Sunyoto, M.Si.

Ketebalan dan kekerasan berpengaruh terhadap masa pakai logam

aluminium. Tegangan listrik pada proses pelapisan mempengaruhi tingkat

ketebalan dan kekerasan lapisan electroplating nikel. Tujuan penelitian ini adalah

untuk mengetahui pengaruh tegangan listrik pada proses pelapisan electroplating

nikel pada aluminium alloy 1100 terhadap ketebalan dan kekerasan lapisan.

Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimen. Pada

penelitian ini, perlakuan yang diberikan adalah tegangan listrik pada proses

pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2

Volt, 4 Volt, 6 Volt, 8 Volt, 10 Volt. Setelah proses pelapisan electroplating nikel,

selanjutnya dilanjutkan uji ketebalan dan kekerasan lapisan pada masing-masing

spesimen. Analisis data yang digunakan pada penelitian ini adalah analisis

deskriptif.

Hasil uji ketebalan dan kekerasan lapisan yang tertinggi terjadi pada

variasi tegangan listrik 10 Volt. Variasi tegangan listrik 10 Volt memperoleh rata-

rata nilai ketebalan 13,75 µm dengan memperoleh rata-rata nilai kekerasan 402,69

VHN. Semakin tinggi tegangan listrik pada proses pelapisan electroplating maka

ketebalan dan kekerasan lapisan akan semakin bertambah.

Kata kunci: Tegangan Listrik, Electroplating Nikel, Aluminium Alloy 1100.

Page 7: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

vii

PRAKATA

Segala puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat dan karunia – Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

Skripsi yang berjudul Pengaruh Tegangan Listrik Proses Electroplating Nikel

Pada Aluminium Alloy 1100 Terhadap Ketebalan dan Kekerasan Lapisan. Skripsi

ini disusun sebagai salah satu persyaratan meraih gelar Sarjana Teknik Program

Studi Teknik Mesin S1 Universitas Negeri Semarang. Shalawat serta Salam

senantiasa tercurah kepada junjungan Nabi Muhammad SAW, mudah-mudahan

kita semua mendapatkan safaat Nya di yaumil akhir nanti, Amin.

Penulisan ini tidak dapat terselesaikan tanpa dukungan dari berbagai pihak

baik moril maupun materil. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan

terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan skripsi

ini terutama kepada:

1. Bapak Prof. Dr. Fathur Rokhman, M. Hum, Rektor Universitas Negeri

Semarang atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk

menempuh studi di Universitas Negeri Semarang.

2. Bapak Dr. Nur Qudus, M.T, Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri

Semarang.

3. Bapak Rusiyanto S.Pd., M.T, Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas

Negeri Semarang atas fasilitas yang disediakan bagi mahasiswa.

4. Bapak Drs. Sunyoto, M.Si., Dosen Pembimbing yang penuh perhatian dan

yang telah memberikan petunjuk, arahan serta bimbingan dalam

penyusunan skripsi ini.

5. Bapak Dr. Ir. Rahmat Doni Widodo, S.T., M.T., IPP., dan Dr. Hadromi,

S.Pd., M.T., Dosen penguji I dan penguji II.

6. Ibunda Lis Subekti, Ayahanda Moh. Agus (alm), serta kakak tersayang

Selly Al Jannah dan Adik tersayang M. Harun Al Rosyid yang selalu

memberikan perhatian, do’a dan pengorbanan yang luar biasa.

7. Teman – teman Program Studi Teknik Mesin 2015 yang sudah membantu

penulis selama masa kuliah.

Page 8: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

viii

Page 9: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL...............................................................................................i

LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING .... Error! Bookmark not defined.

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. ii

LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN ........... Error! Bookmark not defined.

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ........................................................................ v

RINGKASAN ....................................................................................................... vi

PRAKATA ........................................................................................................... vii

DAFTAR ISI ......................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang Masalah ................................................................................ 1

1.2 Identifikasi Masalah ...................................................................................... 5

1.3 Pembatasan Masalah ..................................................................................... 5

1.4 Rumusan Masalah ......................................................................................... 6

1.5 Tujuan Penelitian ........................................................................................... 6

1.6 Manfaat Penelitian ......................................................................................... 7

BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ................................. 9

2.1 Kajian Pustaka ............................................................................................... 9

2.2 Landasan Teori ............................................................................................ 16

2.2.1 Logam ................................................................................................... 16

2.2.2 Aluminium ............................................................................................ 18

Page 10: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

x

2.2.3 Nikel ...................................................................................................... 29

2.2.4 Pelapisan Logam ................................................................................... 29

2.2.5 Electroplating ....................................................................................... 30

2.2.6 Pelapisan Nikel ..................................................................................... 36

2.2.7 Ketebalan Lapisan ................................................................................. 38

2.2.8 Kekerasan Lapisan ................................................................................ 39

2.3 Kerangka Berpikir ....................................................................................... 41

2.4 Hipotesis ...................................................................................................... 43

BAB III METODE PENELITIAN .................................................................... 44

3.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan .................................................................. 44

3.1.1 Waktu Pelaksanaan ............................................................................... 44

3.1.2 Tempat Pelaksanaan .............................................................................. 44

3.2 Desain Penelitian ......................................................................................... 45

3.3 Alat dan Bahan Penelitian ........................................................................... 46

3.3.1 Alat ........................................................................................................ 46

3.3.2 Bahan .................................................................................................... 51

3.4 Parameter Penelitian .................................................................................... 51

3.5 Teknik Pengumpulan Data .......................................................................... 53

3.5.1 Metode Dokumentasi ............................................................................ 53

3.5.2 Metode Observasi ................................................................................. 53

3.5.3 Diagram Alir Penelitian ........................................................................ 56

3.5.4 Prosedur Penelitian ............................................................................... 57

3.6 Kalibrasi Instrumen ..................................................................................... 63

3.7 Teknik Analisis Data ................................................................................... 65

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 67

Page 11: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

xi

4.1 Deskripsi Data ............................................................................................. 67

4.1.1 Hasil Uji Ketebalan Lapisan ................................................................. 67

4.1.2 Hasil Uji Kekerasan Lapisan ................................................................ 69

4.2 Analisis Data ............................................................................................... 77

4.2.1 Pengaruh Tegangan Listrik Proses Electroplating Nikel Pada

Aluminium Alloy 1100 Terhadap Ketebalan Lapisan .......................... 77

4.2.2 Pengaruh Tegangan Listrik Proses Electroplating Nikel Pada

Aluminium Alloy 1100 Terhadap Kekerasan Lapisan .......................... 79

4.3 Pembahasan ................................................................................................. 82

4.3.1 Uji Ketebalan Lapisan ........................................................................... 82

4.3.2 Uji Kekerasan Lapisan .......................................................................... 84

BAB V PENUTUP ............................................................................................... 89

5.1 Simpulan ...................................................................................................... 89

5.2 Saran ............................................................................................................ 89

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 91

LAMPIRAN ......................................................................................................... 95

Page 12: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 3. 1 Pengamatan Ketebalan Lapisan ........................................................... 54

Tabel 3. 2 Pengamatan Kekerasan Lapisan........................................................... 55

Tabel 4. 1 Hasil Uji Ketebalan Lapisan................................................................ 67

Tabel 4. 2 Hasil Uji Kekerasan Lapisan Pada Bagian Depan Spesimen. ............. 70

Tabel 4. 3 Hasil Uji Kekerasan Lapisan Pada Bagian Belakang Spesimen. ......... 71

Tabel 4. 4 Hasil Nilai Rata-rata Kekerasan Lapisan Pada Bagian Depan

Spesimen dan Pada Bagian Belakang Spesimen. ................................. 75

Page 13: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Proses Electroplating ....................................................................... 31

Gambar 2. 2 Uji Kekerasan Vikers ........................................................................ 40

Gambar 3. 1 Desain Penelitian One-Shot Case Study........................................... 45

Gambar 3. 2 Rectifier ............................................................................................ 46

Gambar 3. 3 Stopwatch ......................................................................................... 46

Gambar 3. 4 Termometer ...................................................................................... 47

Gambar 3. 5 Thermostat ........................................................................................ 47

Gambar 3. 6 Ampelas ............................................................................................ 47

Gambar 3. 7 Kain Poles ........................................................................................ 48

Gambar 3. 8 Bak Plating ....................................................................................... 48

Gambar 3. 9 Bak Pembersih ................................................................................. 49

Gambar 3. 10 Baterai Aki ..................................................................................... 49

Gambar 3. 11 Autosol ........................................................................................... 50

Gambar 3. 12 Alat Coating Thickness Gauge DUALSCOPE MPOR ................... 50

Gambar 3. 13 Alat Vickers Hardness Test TH 710 ............................................... 50

Gambar 3. 14 Diagram Alir Penelitian. ................................................................ 56

Gambar 3. 15 Spesimen Uji Tampilan Depan ...................................................... 58

Gambar 3. 16 Spesimen Uji Tampilan Belakang .................................................. 58

Gambar 3. 17 Ukuran Spesimen Uji ..................................................................... 58

Gambar 3. 18 Titik Spesimen Uji Ketebalan ........................................................ 60

Gambar 3. 19 Tampilan Depan Titik Spesimen Uji Kekerasan ............................ 62

Gambar 3. 20 Tampilan Belakang Titik Spesimen Uji Kekerasan ....................... 62

Gambar 4. 1 Grafik Presentase Ketebalan Lapisan............................................... 68

Gambar 4. 2 Grafik Rata-rata Presentase Ketebalan Lapisan ............................... 69

Gambar 4. 3 Grafik Presentase Kekerasan Lapisan Pada Bagian Depan

Spesimen .......................................................................................... 72

Gambar 4. 4 Grafik Presentase Kekerasan Lapisan Pada Bagian Belakang

Spesimen .......................................................................................... 72

Page 14: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

xiv

Gambar 4. 5 Grafik Presentase Rata-rata Kekerasan Lapisan Pada Bagian

Depan Spesimen .............................................................................. 74

Gambar 4. 6 Grafik Presentase Rata-rata Kekerasan Lapisan Pada Bagian

Belakang Spesimen .......................................................................... 74

Gambar 4. 7 Grafik Presentase Rata-rata Kekerasan Lapisan Pada Bagian

Depan Spesimen dan Pada Bagian Belakang Spesimen .................. 76

Page 15: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Foto Proses Pelapisan Electroplating Nikel ................................. 96

Lampiran 2. Foto Hasil Proses Pelapisan Electroplating Nikel ........................... 98

Lampiran 3. Sertifikat Aluminium Alloy 1100 .................................................. 102

Lampiran 4. Hasil Pengujian Ketebalan Lapisan ............................................... 103

Lampiran 5. Hasil Pengujian Kekerasan Aluminium Alloy 1100 Sebelum

Dilapisi Nikel ................................................................................. 104

Lampiran 6. Hasil Pengujian Kekerasan Lapisan Pada Bagian Depan

Spesimen ........................................................................................ 105

Lampiran 7. Hasil Pengujian Kekerasan Lapisan Pada Bagian Belakang

Spesimen ........................................................................................ 106

Lampiran 8. Usulan Topik Skripsi ..................................................................... 107

Lampiran 9. Usulan Pembimbing ...................................................................... 108

Lampiran 10. Surat Penetapan Dosen Pembimbing Skripsi .............................. 109

Lampiran 11. Surat Tugas Penguji Seminar Proposal ....................................... 110

Lampiran 12. Daftar Hadir Seminar Proposal Skripsi ....................................... 111

Lampiran 13. Presensi Seminar Proposal Skripsi .............................................. 112

Lampiran 14. Berita Acara Seminar Proposal Skripsi ....................................... 113

Lampiran 15. Surat Izin Penelitian..................................................................... 114

Page 16: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Dalam dunia moderen, logam aluminium yang memiliki banyak kegunaan

dan aplikasi dalam berbagai bidang aluminium digunakan secara luas memiliki

penampilan berwarna putih keperakan dan menampilkan banyak sifat yang tidak

biasa. Logam aluminium menjadi salah satu material yang banyak digunakan

masyarakat seperti transportasi, bangunan dan konstruksi serta aksesoris dan

dekorasi rumah karena sifatnya lunak dan penampilan bergaya, warnanya

keperakan dan mengkilap. Harga cukup terjangkau serta mudah didapatkan,

berbeda pemanfaatan logam aluminium pada bidang keteknikan, pada bidang

keteknikan penggunaan logam aluminium karena logam aluminium mudah

dibentuk, sebuah konduktor panas yang baik, tahan terhadap suhu dingin,

aluminium juga dapat terkorosi. Logam aluminium dalam bidang keteknikan

berbentuk pipa, pelat, lembaran, silinder dan balok.

Selain ancaman korosi yang disebabkan reaksi antara logam aluminium

dengan lingkungan, pada bidang keteknikan penggunaan logam aluminium sering

kali mengalami gesekan sehingga mengakibatkan terjadinya keausan sebelum

waktu yang telah diperhitungkan. Penggunaan logam aluminium pada bidang

keteknikan khususnya pada sparepart sepeda motor, sangat banyak penerapannya.

Contohnya pada piston, piston menggunakan bahan aluminium karena bahan

aluminium mudah untuk dibentuk, tahan terhadap suhu dingin dan lebih tahan

Page 17: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

2

terhadap korosi dari pada besi, akan tetapi aluminium memiliki kelemahan yaitu

aluminium memiliki struktur yang kurang keras sehingga menyebabkan

aluminium mudah aus dan cacat karena gesekan. Karena itu dibutuhkan metode

yang sesuai untuk menahan terjadinya keausan dan gesekan sejak dini yakni

dengan cara memberi lapisan pada permukaan aluminium dengan metode

pelapisan logam electroplating. Pelapisan logam mulai banyak digunakan sebagai

cara untuk mencegah logam dari korosi. Selain mecegah korosi, pelapisan logam

mulai dikembangkan untuk mempertebal logam, meningkatkan kekerasan,

ketahanan aus, dan ketahanan korosi (Sukrawan, 2016).

Pelapisan logam terdapat banyak metode, salah satunya adalah metode

pelapisan electroplating. Metode pelapisan electroplating sering digunakan pada

proses pelapisan, banyak jenis logam yang dapat dilapisi antara lain: besi, baja,

tembaga, aluminium, dan material logam lainnya. Pelapisan logam dengan metode

electroplating saat ini sudah banyak berkembang industri electroplating yang

mengerjakan pelapisan bagian-bagian mesin kendaraan seperti piston, tromol,

poros dan bagian mesin-mesin lainnya (Suarsana, 2008:48).

Salah satu tujuan pelapisan electroplating adalah meningkatkan ketahanan

logam terhadap korosi, melapisi permukaan logam agar lebih keras, lebih tahan

terhadap goresan dan memperlicin permukaan. Penyebab terjadinya goresan dan

keausan pada permukaan logam adalah rusaknya permukaan logam, umumnya

melibatkan kehilangan material yang signifikan akibat adanya gesekan antar

permukaan logam (Setyahandana dan Cristianto, 2017).

Page 18: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

3

Pelapisan electroplating dilakukan untuk memanfaatkan kelebihan sifat

yang dimiliki unsur pelapis untuk mendapatkan keuntungan. Keuntungan tersebut

berupa sifat tahan terhadap panas, memiliki koefisien gesek yang rendah,

menghindari korosi dan erosi. Banyak faktor yang mempengaruhi untuk

mendapatakan hasil keuntungan tersebut diantaranya adalah komposisi bahan,

komposisi larutan, suhu larutan, kuat arus larutan, durasi pencelupan dan tegangan

listrik larutan. Proses electroplating telah lama dikenal untuk pelapisan logam

seperti nikel, krom, emas, dan perak.

Nikel merupakan logam keras, ulet, dan memiliki ciri khas warna

mengkilap, mempunyai titik lebur cukup tinggi kurang lebih 1.455 OC. Nikel

merupakan konduktor panas dan listrik yang cukup baik, sehingga unsur ini

sangat cocok untuk proses pelapisan terhadap logam karena sifat daya hantar

listriknya. Pelapisan menggunakan nikel ditujukan untuk perlindungan terhadap

korosi, meningkatkan nilai kekerasan permukaan, dan memperbaiki penampilan

agar terlihat menarik (mengkilap). “Pelapisan logam nikel banyak diaplikasikan di

otomotif, berbagai alat perkantoran, alat-alat pertanian, aksesori rumah tangga,

dan berbagai alat-alat industry” (Hadi dan Sakti, 2017:54). Pelapisan logam nikel

jika dipadukan dengan besi, aluminium, krom, dan logam lainnya, dapat

membentuk baja tahan karat yang keras.

Penelitian tentang lapisan electroplating pada logam baja karbon rendah

sudah pernah dilakukan oleh Raharjo (2010), dengan memvariasi tegangan listrik

(4 Volt, 6 Volt, 8 Volt, 10 Volt dan 12 Volt) serta waktu 5 menit, 10 menit dan 15

menit. Diperoleh hasil pengamatan yang berupa semakin tinggi tegangan yang

Page 19: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

4

diberikan dapat menyebabkan lapisan yang dihasilkan semakin keras. Penelitian

tersebut yang melalui proses electroplating dengan tegangan listrik 12 volt dan

waktu proses 15 menit memiliki kekerasan paling tinggi.

Hasil penelitian yang dilakukan Topayung (2011), pada penelitiannya

tentang pengaruh arus listrik dan waktu pada pelat baja, dengan variasi waktu

proses yang digunakan 30 menit, 45 menit, dan 60 menit. Variasi yang kedua

adalah variasi arus listrik yang digunakan 4 Ampere, 6 Ampere, dan 8 Ampere.

Semakin besar arus listrik dan waktu proses yang digunakan, maka semakin besar

pula ketebalan. Nilai ketebalan maksimum lapisan diperoleh pada penggunaan

arus listrik sebesar 8 Ampere dan waktu proses selama 60 menit, sedangkan

ketebalan minimum lapisan diperoleh pada penggunaan arus listrik sebesar 4

Ampere dengan waktu proses selama 30 menit. Pelapisan yang baik adalah

pelapisan yang menggunakan durasi kurang dari 60 menit (Saleh, 2014).

Sedangkan tegangan optimum pada proses electroplating perak tehadap besi

ditinjau dari hasil deposit dan efisiensi arus adalah 6 volt (Kurniasari, 2011).

Hasil penelitian yang dilakukan oleh Hadi (2017), tentang pengaruh

variasi tegangan dan arus pada proses pelapisan nikel baja ST-41. Penelitian

tersebut disimpulkan bahwa semakin besar arus dan tegangan yang digunakan

belum menjamin hasil pelapisan dapat menempel dengan baik dan merata di

dalam proses pelapisan nikel. Penelitian lain yang dilakukan oleh Subayu dan

Sakti (2018), tentang pengaruh variasi kuat arus dan tegangan pada proses

electroplating nikel terhadap baja AISI 1010 pada ketebalan dan mampu bending

lapisan. Penelitian tersebut disimpulkan bahwa semakin besar arus dan tegangan

Page 20: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

5

yang digunakan belum menjamin hasil pelapisan dapat menempel dengan baik

dan merata di dalam proses pelapisan nikel.

Berdasarkan pernyataan di atas maka penulis memutuskan untuk

mempelajari atau menganalisis tegangan listrik terhadap ketebalan dan kekerasan

dengan menggunakan spesimen yang berbeda yaitu tentang “Pengaruh

Tegangan Listrik Proses Electroplating Nikel Pada Aluminium Alloy 1100

Terhadap Ketebalan dan Kekerasan Lapisan”.

1.2 Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, penulis mengindentifikasikan beberapa

masalah yang menjadi dasar bahan dilakukannya penelitian, yaitu:

1. Terjadinya keausan pada logam aluminium yang disebabkan gesekan antar

permukaan logam.

2. Adanya pengaruh komposisi larutan, suhu larutan, kuat arus larutan, durasi

pencelupan dan tegangan listrik larutan pada proses electroplating.

3. Pada proses pelapisan electroplating nikel jika semakin besar tegangan yang

digunakan belum tentu hasil pelapisan dapat menempel dengan baik dan

merata di dalam proses pelapisan nikel.

1.3 Pembatasan Masalah

Untuk memenuhi arah penelitian yang baik dan lebih terfokus terhadap

pelapisan electroplating, maka ditentukan batasan masalah sebagai berikut:

1. Benda kerja yang digunakan adalah pelat aluminium alloy 1100.

2. Benda kerja berbentuk pelat dengan ukuran panjang 100 mm, lebar 80 mm,

tebal 2 mm dengan volume 16.000 mm3 dan luas penampang 16.720 mm

2.

Page 21: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

6

3. Waktu pencelupan yang digunakan 30 menit.

4. Tegangan listrik yang digunakan dalam penelitian ini yaitu 2 Volt, 4 Volt, 6

Volt, 8 Volt, 10 Volt.

5. Kuat arus yang digunakan dalam penelitian ini yaitu 4 Ampere; 4,5 Ampere; 5

Ampere; 5,5 Ampere; 6 Ampere.

6. Tidak memperhitungkan rapat arus setelah dilapisi nikel.

7. Tidak membahas laju korosi pada pelat aluminium alloy 1100 setelah dilapisi

nikel.

8. Tidak membahas tentang efisiensi waktu, elektrolit, temperature dan jarak

anoda katoda pada pelat yang telah dilapisi nikel.

1.4 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian diatas, maka permasalahan yang timbul dalam proses

pelapisan electroplating nikel adalah:

1. Bagaimana pengaruh tegangan listik pada pelapisan pelat aluminium alloy

1100 dengan menggunakan metode pelapisan electroplating nikel terhadap

ketebalan lapisan?

2. Bagaimana pengaruh tegangan listrik pada pelapisan pelat aluminium alloy

1100 dengan menggunakan metode pelapisan electroplating nikel terhadap

kekerasan lapisan?

1.5 Tujuan Penelitian

Berdasarkan uraian diatas, maka tujuan penelitian pelapisan elektroplating

nikel sebagai berikut:

Page 22: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

7

1. Mengetahui pengaruh tegangan listrik pada pelapisan pelat aluminium alloy

1100 dengan menggunakan metode pelapisan electroplating nikel terhadap

ketebalan lapisan.

2. Mengetahui pengaruh tegangan listrik pada pelapisan pelat aluminium alloy

1100 dengan menggunakan metode pelapisan electroplating nikel terhadap

kekerasan lapisan.

1.6 Manfaat Penelitian

Adanya penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat kepada

beberapa pihak, diantaranya:

1. Bagi Akademik

a. Sebagai referensi untuk perkembangan dan penelitian selanjutnya

mengenai electroplating nikel.

b. Merupakan pustaka tambahan untuk menunjang proses perkuliahan.

c. Memberikan gambaran kepada mahasiswa variabel-variabel yang

berpengaruh terhadap hasil pelapisan pada proses electroplating nikel

dengan menggunakan material yang dilapisi yaitu aluminium alloy

1100.

2. Bagi Industri

a. Menjadi bahan perbandingan, untuk diperhatikan dalam proses

produksi, sehingga dapat memperoleh hasil pelapisan yang lebih baik.

b. Sebagai bahan informasi untuk mengetahui variabel-variabel yang

berpengaruh pada pelapisan nikel pada aluminium alloy 1100.

Page 23: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

8

c. Menambah pengetahuan bagi industri yang bergerak dibidang pelapisan

electroplating nikel tentang perbedaan ketebalan dan kekerasan lapisan

dengan variasi kuat arus dan tegangan yang digunakan pada proses

pelapisan nikel menggunakan metode electroplating.

Page 24: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

9

BAB II

KAJIAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1 Kajian Pustaka

Suatu penelitian tidak selalu dimulai dari nol, akan tetapi bisa dimulai dari

yang sudah ada seperti acuan-acuan yang mendasari dalam ruang penelitian yang

sejenis. Oleh sebab itu perlu mengenalkan penelitian yang terdahulu sebagai

bahan referensi yang relevan dalam penelitian yang akan dilakukan. Referensi

penelitian terdahulu adalah sebagai berikut:

Raharjo (2010) menyatakan bahwa pengaruh variasi tegangan listrik dan

waktu proses electroplating terhadap sifat mekanis dan struktur mikro baja karbon

rendah dengan memvariasi tegangan listrik (4 Volt, 6 Volt, 8 Volt, 10 Volt dan 12

Volt) serta waktu 5 menit, 10 menit, dan 15 menit. Diperoleh hasil pengamatan

yang berupa semakin tinggi tegangan yang diberikan menjadikan lapisan yang

dihasilkan semakin keras. Penelitian tersebut yang melalui proses elektroplating

dengan tegangan listrik 12 Volt dan waktu proses 15 menit memiliki kekerasan

paling tinggi.

Hasil penelitian Santosa dan Syamsya (2007), terkait tentang parameter

proses pelapisan nikel terhadap ketebalan lapisan. Disimpulkan bahwa tebal

lapisan nikel pada mendali akan dipengaruhi oleh parameter rapat arus,

temperatur, dan waktu pelapisan. Semakin lama dan besar arus yang digunakan

maka lapisan yang dihasilkan semakin tebal. Suarsana (2008) menyimpulkan

waktu pelapisan nikel pada tembaga terhadap tingkat kecerahan dan ketebalan

Page 25: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

10

lapisan, disimpulkan bahwa semakin lama waktu pelapisan maka kecerahan dan

ketebalan lapisan meningkat.

Rahman dan Nugroho (2013) menjelaskan bahwa pengaruh tegangan

listrik terhadap ketebalan lapisan, kekerasan dan laju korosi baja karbon sedang

HQ (High Quality) 760 di lingkungan air memperoleh data sebagai berikut,

dengan menggunakan variasi tegangan 5 Volt; 7,5 Volt; 10 Volt dan 12,5 Volt,

menggunakan rapat arus 2,5 Ampere dan waktu celup selama 6 detik. Hasil

penelitian menunjukkan peningkatan tegangan listrik pada proses electroplating

krom dapat meningkatkan ketebalan lapisan, pada tegangan 5 Volt dan 7,5 Volt

ketebalan lapisan sebesar 12,5 μm dan 20 μm, untuk tegangan lebih besar

cenderung konstan. Namun jika terlalu besar tegangan diberikan mengakibatkan

terbakar. Semakin tebal lapisan nilai kekerasan semakin meningkat. Nilai

kekerasan permukaan pada tegangan 5 Volt dan 7,5 Volt kekerasannya 307,4

kg/mm2 dan 434,8 kg/mm

2 sedangkan untuk tegangan lebih besar peningkatannya

relatif kecil. Data tersebut dapat disimpulkan bahwa variasi tegangan listrik sangat

berpengaruh terhadap ketebalan dan kekerasan, penelitian ini juga membuktikan

bahwa ketebalan hasil lapisan tidak selalu berbanding lurus dengan kekerasan

lapisan.

Dari penelitian Bayuseno dan Nugroho (2012) mengenai pengaruh

konsentrasi larutan dan kuat arus terhadap ketebalan pada proses pelapisan nikel

untuk baja karbon rendah dengan menggunakan variasi arus listrik 50 Ampere, 55

Ampere, dan 60 Ampere. Konsentrasi larutan divariasikan menjadi 3 yaitu

konsentrasi 1 (NiSO4 300 gr, NiCl2 40 gr, H3BO3 40 gr, H2O 1000 ml),

Page 26: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

11

konsentrasi 2 (NiSO4 325 gr, NiCl2 45 gr, H3BO3 40 gr, H2O 1000 ml) dan

konsentrasi 3 (NiSO4 350 gr, NiCl2 50 gr, H3BO3 40 gr, H2O 1000 ml).

Konsentrasi 1, besar arus listrik tidak berpengaruh terhadap ketebalan nikel.

Konsentrasi 2 dan 3, semakin besar arus listrik akan diperoleh hasil lapisan yang

makin tebal. Semakin tinggi konsentrasi NiSO4 dan NiCl2 maka lapisan nikel akan

semakin tebal. Ketebalan minimum diperoleh pada konsentrasi 1 pada arus 55

Ampere yaitu 5,06 μm dan hasil pengukuran tertinggi pada konsentrasi 3 dengan

arus 60 Ampere ketebalan 23,26 μm. Data berikut dapat disimpulkan bahwa

adanya pengaruh kuat arus pada proses pelapisan electroplating nikel yang

divariasikan dengan konsentrasi larutan hal tersebut dibuktikan dengan adanya

perubahan ketebalan pada proses pelapisan kosentrasi larutan 2 dan 3 dengan

variasi arus listrik 50 Ampere, 55 Ampere, dan 60 Ampere. Sedangkan pada

konsentrasi 1 besar arus listrik tidak berpengaruh terhadap ketebalan nikel.

Penelitian ini membuktikan bahwa tidak tentu dengan kuat arus yang semakin

tinggi akan berpengaruh dan menghasilkan proses pelapisan semakin tebal pada

konsentrasi larutan.

Pada penelitian Pratama dan Sakti (2018), membahas tentang analisis

pelapisan nikel-krom terhadap laju korosi pada knalpot sepeda motor berbahan

baja karbon AISI 1010 dengan menggunakan variasi tegangan pelapisan 2 Volt, 3

Volt, dan variasi kuat arus 3 Ampere, 4 Ampere, 5 Ampere. Data perhitungan laju

korosi lapisan nikel-krom dengan variasi 2 Volt, 3 Volt, dan 3 Ampere, 4 Ampere,

5 Ampere pada knalpot sepeda motor berbahan baja karbon AISI 1010 didapatkan

hasil laju korosi paling lambat pada variasi tegangan 3 Volt dengan kuat arus 5

Page 27: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

12

Ampere didapat hasil 118,904 mmpy (millimeter per year) pada media air hujan.

Sedangkan laju korosi paling cepat terjadi pada variasi tegangan 2 Volt dengan

kuat arus 3 Ampere didapat hasil 424,047 mmpy pada media air laut. Karena

semakin tinggi tegangan maka pelepasan ion pada anoda semakin cepat, serta

pengendapan ion logam pelapis pada spesimen pun lebih cepat, ini terjadi karena

kenaikan tegangan mempercepat proses pelepasan ion logam pelapis pada anoda

dan pengendapan ion logam pelapis pada katoda. Adapun juga dengan kenaikan

kuat arus listrik dalam pelapisan yang mengalir maka akan menyebabkan jumlah

ion-ion semakin banyak, sehingga ion logam pelapis yang terlepas dari larutan

semakin banyak dan mengendap di katoda. Data tersebut dapat diketahui bahwa

adanya pengaruh tegangan dan kuat arus pada proses pelapisan nikel-krom

terhadap laju korosi benda.

Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan Ananta dan Sakti (2016),

tentang pengaruh variasi waktu celup dan kuat arus terhadap ketebalan permukaan

dan struktur mikro baja ST-41 pada proses pelapisan nikel dengan menggunakan

variasi waktu diantaranya 15 menit, 20 menit, dan 25 menit. Variasi yang kedua

adalah variasi kuat arus diantaranya 40 Ampere, 60 Ampere, dan 80 Ampere.

Ketebalan lapisan nikel pada baja ST-41 ini memiliki variasi yang paling tipis

tingkat ketebalannya yaitu pada variasi 25 menit dan 40 Ampere dengan ketebalan

lapisan rata-rata yaitu 54,3 ʮm dan memiliki hasil dengan ketebalan lapisan paling

tinggi yaitu pada variasi 15 menit dan 80 Ampere dengan nilai ketebalan lapisan

nikel 59,7 ʮm. Hal tersebut membuktikan bahwa, tidak hanya waktu yang

Page 28: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

13

mempengaruhi proses pelapisan melainkan kuat arus juga berpengaruh pada

proses pelapisan.

Kurniasari (2011) menjelaskan tentang penentuan tegangan optimum dan

variasi campuran larutan AgNO3, NaCN, (NH4)2SO4 dan H2C2O4 yang efektif

untuk electroplating perak pada besi. Dengan variasi tegangan yang digunakan 2

Volt, 4 Volt, 6 Volt dan 8 Volt. Larutan elektrolit yang digunakan adalah larutan

perak nitrat 0,02 M dan natrium sianida 0,06 M yang dicampur menjadi satu

dengan perbandingan 1:1 dan divariasikan dengan penambahan masing – masing

larutan ammonium sulfat dan larutan asam oksalat pada bak electroplating.

Electroplating dilakukan dengan jarak antar elektroda 2 cm dan temperatur 75 oC

selama 4 menit. Hasil penelitian menunjukan bahwa tegangan optimum pada

proses electroplating perak terhadap besi ditinjau dari hasil deposit dan efisiensi

arus adalah 6 Volt. Penelitian tersebut disimpulkan bahwa nilai tegangan yang

semakin tinggi tidak menjamin hasil pelapisan yang optimum berada di tegangan

yang paling tinggi.

Adapun penelitian yang dilakukan oleh Purgiyanto dan Malau (2011),

yang membahas pengaruh variasi voltase, waktu dengan temperatur proses

pelapisan krom 50 0C terhadap karakteristik logam aluminium dengan

menggunakan variasi 4 Volt, 4,5 Volt, dan 5 Volt, temperatur 50 0C dan waktu 40

menit, 50 menit, dan 60 menit. Hasil penelitian menunjukan tebal aluminium

setelah dilapisi krom mengalami perubahan dimensi, sehingga dapat disimpulkan

bahwa semakin bertambahnya voltase dan waktu logam aluminium mengalami

perubahan semakin tebal setelah dilapisi krom. Pengujian kekerasan dapat

Page 29: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

14

disimpulkan ada peningkatan kekerasan permukan logam aluminium, kekerasan

aluminium tanpa pelapisan 59,03 HVN sedangkan aluminium yang dilapisi

dengan krom pada tegangan 4 Volt dan waktu 40 menit kekerasannya 207,4 VHN.

Nilai kekerasan pada 4 Volt dan waktu 40 menit mengalami kekerasan yang

paling tinggi sedangkan nilai kekerasan pada 4,5 Volt dan waktu 40 menit

mengalami penurunan kemudian nilai kekerasan pada 5 Volt dan waktu 40 menit

mengalami kenaikan kembali tetapi nilai kekerasan yang paling tinggi berada

pada 4 Volt dan waktu 40 menit. Waktu 50 menit dan 60 menit dengan 4 Volt; 4,5

Volt, dan 5 Volt menghasilkan nilai kekerasan yang cenderung sama. Data

tersebut dapat disimpulkan bahwa besarnya kekerasan tidak tergantung besarnya

tegangan, nilai kekerasan yang baik mempunyai nilai kekerasan yang tinggi, nilai

kekerasan yang tinggi dicapai pada 4 Volt dan waktu 40 menit.

Penelitian Mulyaningsih (2017), apabila tegangan pada proses pelapisan

dinaikkan dan menyebabkan kekerasan mengalami penurunan pada proses

pelapisan electroplating nikel, hal ini disebabkan karena ion-ion nikel yang

menempel pada permukaan spesimen mempunyai sifat jenuh, sehingga dapat

merusak ikatan lapisan spesimen yang mengakibatkan penurunan kekerasan

permukaan spesimen. Proses electroplating jika pemakaian tegangan yang

semakin tinggi mengurangi efektifitas electroplating.

Pemakaian arus yang terlalu besar menyebabkan partikel-partikel ion nikel

yang akan menempel pada spesimen terjadi lebih banyak, ini akan mengakibatkan

endapan yang terbentuk tidak sempurna sehingga ketebalan yang terbentuk pada

permukaan spesimen akan mempengaruhi kekerasan pada lapisan nikel yang

Page 30: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

15

terbentuk itu sendiri yang mengakibatkan penurunan nilai uji karena lapisan nikel

yang terbentuk tidak lagi melindungi permukaan spesimen yang diuji (Hadi dan

Sakti, 2017).

Afriany (2013) melakukan penelitian tentang pengaruh kuat arus, waktu

pelapisan dan jenis larutan terhadap kekerasan, laju korosi dan ketebalan lapisan

hasil electroplating nikel pada aluminium. Penelitian ini menggunakan variasi

arus (0,2 Ampere; 0,3 Ampere; dan 0,4 Ampere), variasi waktu pelapisan (10

menit, 15 menit, dan 20 menit) dan variasi jenis larutan (larutan Watts dan larutan

Chloride Sulfate). Nilai tertinggi kekerasan permukaan dan ketebalan lapisan di

dapat pada spesimen Al/Ni pada larutan Chloride Sulfate dengan kuat arus 0,4

Ampere dan waktu pelapisan 20 menit. Nilai terendah laju korosi di dapat pada

spesimen Al/Ni pada larutan Watts dengan kuat arus 0,4 Ampere dan waktu

pelapisan 20 menit. Hasil penelitian tersebut disimpulkan bahwa peningkatan kuat

arus dan waktu pelapisan dapat meningkatkan ketahanan korosi dan kekerasan

permukaan spesimen. Ketebalan lapisan pada penampang melintang spesimen

menunjukkan lapisan tipis yang rapat pada permukaan spesimen. Lapisan ini

dapat menghambat laju korosi serta meningkatkan kekerasan permukaan

spesimen.

Pada penelitian Nasution dan Sakti (2018), mengenai pengaruh jarak

anoda katoda dan waktu pencelupan pada proses pelapisan nikel–krom terhadap

ketebalan dan kekerasan lapisan permukaan knalpot sepeda motor. Proses

electroplating dengan menggunakan variasi jarak anoda katoda 20 cm, 25 cm, dan

30 cm, dengan waktu pencelupan 20 menit, 30 menit, dan 40 menit. Hasil

Page 31: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

16

penelitian ketebalan lapisan menunjukkan bahwa terdapat pengaruh yang sangat

kuat pada variasi jarak anoda katoda dan waktu pelapisan nikel-krom terhadap

ketebalan lapisan permukaan knalpot sepeda motor. Hal ini disebabkan karena

semakin dekat jarak anoda katoda maka semakin cepat proses oksidasi

reduksinya. Waktu pencelupan juga mempengaruhi ketebalan lapisan, semakin

lama waktu yang dipakai maka deposit logam yang menempel pada spesimen

semakin banyak. Nilai ketebalan lapisan terendah sebesar 16,2 µm pada jarak

anoda katoda 30 cm dengan waktu pencelupan 20 menit. Nilai ketebalan lapisan

tertinggi sebesar 20,5 µm pada jarak anoda katoda 20 cm dengan waktu

pencelupan 40 menit. Hasil penelitian kekerasan lapisan menunjukkan bahwa

terdapat pengaruh yang sedang dan rendah untuk penggunaan variasi jarak anoda

katoda dan waktu pelapisan nikel-krom terhadap kekerasan lapisan permukaan

knalpot sepeda motor. Nilai kekerasan permukaan terendah sebesar 82,9 HRB

pada jarak anoda katoda 30 cm dengan waktu pencelupan 20 menit. Nilai

kekerasan permukaan tertinggi sebesar 87,1 HRB pada jarak anoda katoda 20 cm

dengan waktu pencelupan 40 menit.

2.2 Landasan Teori

2.2.1 Logam

Logam merupakan unsur kimia yang siap membentuk ion (kation) dan

memiliki ikatan logam. Logam memiliki sifat keras, mengkilap, penghantar panas

serta penghantar listrik yang baik. Unsur-unsur logam umumnya berwujud padat

pada saat suhu dan tekanan logam tersebut normal. Ada banyak macam-macam

Page 32: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

17

logam, berikut contohnya: alumunium, tembaga, emas, besi, perak, titanium,

uranium, seng dan krom.

Selain logam murni ada pula yang disebut logam paduan. Logam paduan

adalah campuran logam dengan logam lain sehingga menghasilkan paduan yang

mempunyai karakteristik lebih kuat. Logam paduan antara lain paduan baja,

solder, timah, duralumin, perunggu, amalgam, dan aluminium. Sifat logam

cenderung dikaitkan ke elektron negatif, yaitu cenderung melepaskan elektron

yang membentuk ion positif. Sehingga menyebabkan sifat logam tergantung pada

energi ionisasi. Ditinjau dari konfigurasi elektron, unsur-unsur logam cenderung

melepaskan elektron, sedangkan unsur-unsur nonlogam cenderung menangkap

elektron. Sesuai dengan kecenderungan energi ionisasi dan keelektronegatifannya

maka sifat logam-nonlogam dalam periodik unsur adalah dari atas kebawah dalam

satu golongan, sifat logam bertambah sedangkan sifat nonlogam berkurang dan

dari kiri ke kanan dalam satu periode, sifat logam berkurang sedangkan sifat

nonlogam bertambah.

Pada umumnya logam memiliki sifat istimewa sebagai berikut:

1. Kuat kecuali raksa

Kekerasan dan kekuatan logam dapat ditingkatkan sesuai dengan

kebutuhannya, misalnya mencampur logam dengan logam lain atau

mencampur logam dengan nonlogam.

2. Dapat ditempa dan dapat direnggangkan

Semakin simetris pada susunan atom suatu logam, akan semakin

mudah untuk ditempa dan direnggangkan.

Page 33: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

18

3. Konduktor listrik yang baik

Muatan negatif yang berasal dari luar akan mendorong larutan

elektron. Sehingga membuat listrik bisa mengalir pada logam.

4. Penghantar panas yang baik

Elektron pada logam akan menerima sejumlah energi kinetik. Sehingga

menimbulkan gerakan yang semakin lama semakin cepat, elektron

yang bergerak cepat akan membagi energi ke elektron lainnya,

sehingga pada bagian logam akan menghasilkan panas.

5. Mengkilap jika terkena cahaya

Kilap logam terjadi karena permukaan pada logam dapat memantulkan

cahaya. Elektron pada logam akan naik pada tingkat energi yang lebih

tinggi. Kemudian memancarkan kembali energi yang telah diserap.

2.2.2 Aluminium

Aluminium memiliki simbol (Al) pada tabel periodik dan mempunyai

nomor atom 13, berat atom 26,981, kepadatan 2,70 gram per cm3, titik

leleh 660,32 °C, 1220,58 °F, titik didih 2519 °C, 4566 ° F. Aluminium adalah

logam yang memiliki kekuatan yang relatif rendah dan lunak. Aluminium

merupakan logam yang ringan dan memiliki hantaran listrik yang baik dan sifat -

sifat lainnya. Umumnya aluminium dicampur dengan logam lainnya sehingga

membentuk aluminium paduan. Material ini dimanfaatkan bukan saja untuk

peralatan rumah tangga, tetapi juga dipakai untuk keperluan industri, kontsruksi,

dan lain sebagainya (Surdia,1992).

Page 34: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

19

Aluminium ditemukan pada tahun 1825 oleh Hans Christian Oersted.

Baru diakui secara pasti oleh F. Wohler pada tahun 1827. Sumber unsur ini tidak

terdapat bebas, bijih utamanya adalah Bauksit. Penggunaan aluminium antara lain

untuk pembuatan kabel, kerangka kapal terbang, mobil dan berbagai produk

peralatan rumah tangga. Senyawanya dapat digunakan sebagai obat, penjernih air,

fotografi serta sebagai ramuan cat, bahan pewarna, ampelas dan permata sintesis

(Surdia dan Saito,1992).

Terdapat beberapa sifat penting yang dimiliki aluminium sehingga banyak

digunakan sebagai material teknik, diantaranya:

1. Ringan : memiliki bobot sekitar 1/3 dari bobot besi dan baja, atau tembaga

dan karenanya banyak digunakan dalam industri transportasi seperti angkutan

udara.

2. Kuat : terutama bila dipadu dengan logam lain. Digunakan untuk pembuatan

produk yang memerlukan kekuatan tinggi seperti : pesawat terbang, kapal

laut, bejana tekan, kendaraan dan lain-lain.

3. Mudah dibentuk dengan semua proses pengerjaan logam. Mudah dirakit

karena dapat disambung dengan logam atau material lainnya melalui

pengelasan, brazing, solder, adhesi mekanis, atau dengan teknik

penyambungan lainnya.

4. Konduktor listrik : setiap satu kilogram aluminium dapat menghantarkan arus

listrik dua kali lebih besar jika dibandingkan dengan tembaga. Karena

aluminium relatif tidak mahal dan ringan, maka aluminium sangat baik untuk

kabel-kabel listrik overhead maupun bawah tanah.

Page 35: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

20

5. Konduktor panas : sifat ini sangat baik untuk penggunaan pada mesin-mesin

atau alat-alat pemindah panas sehingga dapat memberikan penghematan

energi.

6. Memantulkan sinar dan panas : Dapat dibuat sedemikian rupa sehingga

memiliki kemampuan memantul yang tinggi yaitu sekitar 95% dibandingkan

dengan kekuatan memantul sebuah cermin. Sifat memantul ini menjadikan

aluminium sangat baik untuk peralatan penahan radiasi panas.

7. Non magnetik : dan karenanya sangat baik untuk penggunaan pada peralatan

listrik dan alat elektronik, pemancar radio dan TV, dimana diperlukan faktor

magnetisasi negatif.

8. Tak beracun : dan karenanya sangat baik untuk penggunaan pada industri

makanan, minuman, dan obat-obatan, yaitu untuk peti kemas dan

pembungkus.

9. Memiliki ketangguhan yang baik : dalam keadaan dingin dan tidak seperti

logam lainnya yang menjadi getas bila didinginkan. Sifat ini sangat baik

untuk penggunaan transportasi truk yang mengangkut LNG (Liquefied

Natural Gas) atau gas bumi (gas alam) yang dicairkan dimana suhu gas cair

LNG ini dapat mencapai dibawah -150 oC.

10. Menarik : dan karena itu aluminium sering digunakan tanpa diberi proses

pengerjaan akhir. Tampak permukaan aluminium sangat menarik dan karena

itu cocok untuk perabot rumah (hiasan), bahan bangunan dan mobil.

Disamping itu aluminium dapat diberi surface treatment atau perlakuan

permukaan, dapat dikilapkan, disikat atau dicat dengan berbagai warna, dan

Page 36: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

21

juga diberi proses anodisasi. Proses ini menghasilkan lapisan yang juga dapat

melindungi logam dari goresan dan jenis abrasi lainnya.

11. Mampu diproses ulang guna yaitu dengan mengolahnya kembali melalui

proses peleburan dan selanjutnya dibentuk menjadi produk seperti yang

diinginkan proses ulang-guna ini dapat menghemat energi, modal dan bahan

baku yang berharga.

Aluminium banyak digunakan sebagai peralatan dapur, bahan konstruksi

bangunan dan ribuan aplikasi lainnya dimana logam yang mudah dibuat dan kuat.

Walau konduktivitas listriknya hanya 60% dari tembaga, tetapi Aluminium bisa

digunakan sebagai bahan transmisi karena ringan. Aluminium murni sangat lunak

dan tidak kuat, tetapi dapat dicampur dengan Tembaga, Magnesium, Silikon,

Mangan, dan unsur-unsur lainnya untuk membentuk sifat-sifat yang

menguntungkan. Campuran logam ini penting kegunaannya dalam konstruksi

mesin, komponen pesawat moderen dan roket. Logam ini jika diuapkan di vakum

membentuk lapisan yang memiliki reflektivitas tinggi untuk cahaya yang tampak

dan radiasi panas. Lapisan ini menjaga logam dibawahnya dari proses oksidasi

sehingga tidak menurunkan nilai logam yang dilapisi. Lapisan ini digunakan

untuk melindungi kaca teleskop dan masih banyak kegunaan lainnya. Secara

umum aluminium diklasifikasikan berdasarkan:

a. Aluminium Murni

Aluminium 99% tanpa tambahan logam paduan apapun dan dicetak dalam

keadaan biasa, hanya memiliki kekuatan tensil sebesar 90 MPa, terlalu lunak

Page 37: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

22

untuk penggunaan yang luas sehingga seringkali aluminium dipadukan dengan

logam lain.

b. Aluminium Paduan

Elemen paduan yang umum digunakan pada aluminium adalah silikon,

magnesium, tembaga, seng, mangan, dan juga lithium sebelum tahun 1970. Secara

umum, penambahan logam paduan hingga konsentrasi tertentu akan

meningkatkan kekuatan tensil dan kekerasan, serta menurunkan titik lebur. Jika

melebihi konsentrasi tersebut, umumnya titik lebur akan naik disertai

meningkatnya kerapuhan akibat terbentuknya senyawa, kristal, atau granula dalam

logam. Namun, kekuatan bahan paduan aluminium tidak hanya bergantung pada

konsentrasi logam paduannya saja, tetapi juga bagaimana proses perlakuannya

hingga aluminium siap digunakan, apakah dengan penempaan, perlakuan panas,

penyimpanan, dan sebagainya.

c. Aluminium Alloy

Aluminium alloy adalah bahan campuran yang mempunyai sifat-sifat

logam, terdiri dari dua atau lebih unsur-unsur, dan sebagai unsur utama campuran

adalah logam, sebagai tambahan terhadap kekuatan mekaniknya yang sangat

meningkat dengan penambahan Tembaga (Cu), Magnesium (Mg), Silikon (Si),

Mangan (Mn), Seng (Zn), Nikel (Ni) dan sebagainya, secara satu persatu atau

bersama-sama. Paduan aluminium dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu

aluminium wronglt alloy (lembaran) dan aluminium costing alloy (batang cor).

Aluminium memiliki strength to weight ratio yang lebih tinggi dari baja.

Aluminium yang kuat diperoleh dari terbentuknya lapisan oksida aluminium dari

Page 38: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

23

permukaan aluminium. Lapisan oksida ini melekat kuat dan rapat pada

permukaan, serta stabil (tidak bereaksi dengan lingkungan sekitarnya) sehingga

melindungi bagian dalam.

Unsur- unsure paduan dalam aluminium antara lain:

1. Tembaga (Cu), menaikkan kekuatan dan kekerasan, namun menurunkan

elongasi (pertambahan panjang saat ditarik). Kandungan Cu dalam aluminium

yang paling optimal adalah antara 4-6%.

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

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

4. Magnesium (Mg), menaikkan kekuatan aluminium dan menurunkan

nilai ductility-nya. Ketahanan korosi dan kemampuan las yang baik.

5. Silikon (Si), menyebabkan paduan aluminium tersebut bisa diperlakukan

panas untuk menaikkan kekerasannya.

6. Lithium (Li), ditambahkan untuk memperbaiki sifat tahan oksidasinya.

Menurut jenis dan serinya, aluminium alloy terbagi menjadi beberapa

spesifikasi antara lain:

a) Aluminium alloy (seri 2000)

Seri ini yang terkenal seri 2017 dikenal dengan nama “duralimin”

mengandung 4% Tembaga (Cu), 0,5% Magnesium (Mg), 0,5% Mangan (Mn)

pada komposisi standard. Paduan ini Magnesium (Mg) ditingkatkan pada

komposisi standard dari Al, 4,5% Tembaga (Cu), 1,5% Magnesium (Mg), 0,5%

Mangan (Mn), dinamakan paduan 2024 yang bernama “Duralumin Super”.

Paduan yang memiliki Tembaga (Cu) mempunyai ketahanan korosi yang jelek,

Page 39: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

24

jadi apabila ketahanan korosi khusus diperlukan permukaannya dilapisi dengan Al

murni atau paduan Al yang tahan korosi. Paduan ini banyak digunakan untuk alat-

alat yang bekerja pada temperatur tinggi misalnya pada piston dan silinder head

motor bakar.

b) Aluminium alloy (seri 3000)

Mangan (Mn) adalah unsur yang memperkuat Al tanpa mengurangi

ketahanan korosi dan dipakai untuk membuat paduan yang tahan korosi. Dalam

diagram fase, Al-Mn yang ada dalam keseimbangan dengan larutan padat Al

adalah Al 25,3% Mangan (Mn). Sebenarnya paduan Al 1,2% Mangan (Mn) dan

Al 1,0% Magnesium (Mg) dinamakan paduan 3003 dan 3004 yang dipergunakan

sebagai paduan tanpa perlakuan panas. Paduan dalam seri ini tidak dapat

dikeraskan dengan perlakuan panas (heat treatment). Seri 3003 dengan Al 1,2%

Mangan (Mn) mudah dibentuk, tahan korosi, dan kemampuan las yang baik.

Banyak digunakan untuk pipa dan tangki minyak.

c) Aluminium alloy (seri 4000)

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 dan listrik

yang baik. Karena memiliki kelebihan yang baik, paduan ini sangat banyak

dipakai. Tetapi dalam hal ini modifikasi tidak perlu dilakukan. Sifat-sifat silumin

atau kelompok paduan aluminium ringan dan berkekuatan tinggi yang didasarkan

pada sistem aluminium-silikon ini sangat diperbaiki oleh perlakuan panas dan

Page 40: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

25

sedikit diperbaiki oleh unsur paduan. Umumnya dilakukan paduan dengan 0,15-

0,4% Mangan (Mn) dan 0,5% Magnesium (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 Magnesium (Mg) juga Tembaga (Cu) serta Nikel (Ni) untuk memberikan

kekerasan pada saat panas, bahan ini biasa digunakan untuk torak

motor. Koefisien pemuaian termal Silikon (Si) yang sangat rendah membuat

koefisien termal paduannya juga rendah apabila ditambah Silikon (Si) lebih

banyak. Paduan Al-Si banyak dipakai sebagai elektroda untuk pengelasan yaitu

terutama mengandung 5% Silikon (Si). Paduan seri 4032 yang mengandung

12,5% Silikon (Si) mudah ditempa dan memiliki koefisien muai panas sangat

rendah digunakan untuk piston yang ditempa.

d) Aluminium alloy (seri 5000)

Paduan Al-Mg mempunyai ketahanan korosi yang sangat baik disebut

hidrinalium. Paduan dengan 2-3% Magnesium (Mg) dapat mudah ditempa, dirol

dan diekstrusi yaitu membuat benda dengan penampang tetap. Seri 5052 dengan

2,5% Magnesium (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 adalah paduan antara (4,5%

Mg) yang kuat dan mudah dilas sehingga banyak digunakan sebagai bahan untuk

tangki truk LNG (Liquefied Natural Gas). Seri 5050 dengan 1,2% Magnesium

(Mg) dipakai sebagai pipa saluran minyak dan gas pada kendaraan.

Page 41: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

26

e) Aluminium alloy (seri 6000)

Penambahan sedikit Mg pada Al akan menyebabkan pengerasan penuaan

sangat jarang terjadi, namun apabila secara simultan atau sesuatu yang terjadi

berbarengan atau pada waktu yang bersamaan mengandung Silikon (Si), maka

dapat diperkeras dengan penuaan panas setelah perlakuan pelarutan. Hal ini

dikarenakan senyawa Magnesium Silisida (Mg2Si) 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. Percampuran dengan Tembaga (Cu), Besi (Fe), dan Mangan (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 perlakuan panas (heat

treatment). Seri 6053, 6061, 6063 memiliki sifat tahan korosi sangat baik dari

pada aluminium lainnya. Penggunaan aluminium seri 6000 banyak digunakan

untuk piston motor dan silinder head motor bakar, part sepeda dan lain-lain.

f) Aluminium alloy (seri 7000)

Aluminium menyebabkan keseimbangan biner semu dengan senyawa

antar logam MgZn2 dan kelarutannya menurun apabila temperaturnya turun. Telah

Page 42: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

27

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% Mangan (Mn),

dimana bitur Kristal padat diperhalus, dan mengubah bentuk presipitasi serta

retakan korosi tegangan tidak terjadi. 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% Seng (Zn), Al 2,5% Mangan (Mn),

Al 1,5% Tembaga (Cu), Al 0,3% Kromium (Cr), Al 0,2% Mangan (Mn), sekarang

dinamakan paduan 7075. Paduan ini mempunyai kekuatan tertinggi diantara

paduan-paduan lainnya. Penggunaan paduan ini paling besar adalah untuk

konstruksi pesawat udara. Selain itu penggunaannya menjadi lebih penting

sebagai bahan konstruksi.

d. Aluminium Alloy seri 1100

Pada aluminium alloy terdapat beberapa jenis seri dari 1000 hingga seri

7000. Aluminium alloy 1100 mempunyai kandungan 0,09 Tembaga (Cu); 0,10

Silikon (Si); 0,55 Besi (Fe); 0,01 Mangan (Mn); 0,01 Seng (Zn); 0,01 Titanium

(Ti). Aluminium alloy 1100 memiliki tingkat kekerasan 44,7 VHN. AL 1100 alloy

ditemukan berbagai aplikasi untuk industri rail, industri pesawat terbang, material

bantalan, material piston, jalur transmisi (Mohanakumara, et al., 2014:934).

Aluminium alloy 1100 yang diaplikasikan pada piston merupakan komponen

kendaraan yang membutuhkan kekerasan yang tinggi terutama pada permukaan

Page 43: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

28

material piston, jika diaplikasikan pada piston mobil paduan ini harus dilindungi

setidaknya pada permukaanya (Miftakh, 2018). Peningkatan nilai kekerasan dapat

terjadi jika zat warna menggunakan atau dikombinasikan dengan unsur lain

seperti, Nikel (Ni), Krom (Cr) dan unsur lainya yang mempunyai nilai kekerasan

yang lebih baik (Ikbal, et al., 2018:71). Sehingga perlu dilakukan proses

electroplating nikel untuk memperkuat dan memperkeras aluminium alloy 1100

yang diaplikasikan pada piston. Lapisan nikel bertujuan untuk meningkatkan

kekerasan, sehingga permukaan tersebut menjadi lebih tahan terhadap keausan

dan deformasi (Sugianto, 2010:1). Dengan menggunakan metode electroplating

memberikan lapisan permukaan yang sangat merata dengan kualitas yang tinggi,

karena kontrol yang teliti dapat dilakukan pada semua tingkat. Dan tidak ada

perlakuan panas pada material yang akan dilapisi sehingga tidak ada resiko

kerusakan sifat mekanik material tersebut (Miftakh, 2018).

Paduan yang memiliki Cu mempunyai ketahanan korosi yang jelek, jadi

apabila ketahanan korosi khusus diperlukan permukaannya dilapisi nikel karena

bersifat tahan karat dan jika nikel dipadukan dengan logam lainnya seperti

aluminium dapat membentuk baja tahan karat yang keras (Bayuseno dan

Nugroho, 2012). “Lapisan ini memberikan perlindungan terhadap logam

aluminium dari korosi, dapat meningkatkan kekerasan dan daya tahan keausan

dan dapat berfungsi sebagai dasar cat” (Ikbal, et al., 2018:66). Paduan ini banyak

digunakan untuk alat-alat yang bekerja pada temperatur tinggi misalnya pada

piston dan silinder head motor bakar.

Page 44: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

29

2.2.3 Nikel

Nikel adalah unsur ke-24 terbanyak dalam batuan bumi. Nikel merupakan

unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki symbol (Ni) dan nomor

atom 28. “Nikel adalah salah satu yang paling sering digunakan untuk

meningkatkan ketahanan korosi” (Sung-Ting, et al., 2008:2614). Pada saat ini,

pelapisan nikel banyak sekali dilaksanakan baik untuk tujuan pencegahan karat

ataupun untuk menambah keindahan. Dengan hasil lapisannya yang mengkilap

maka dari segi ini nikel adalah paling banyak diinginkan untuk melapis

permukaan. Jenis lain dari pelapisan nikel adalah pelapisan yang berwarna hitam.

Warna hitam ini pun tampak menarik dan biasanya digunakan untuk melapis laras

senapan dan lainnya.

Nikel bersifat tahan karat. Dalam keadaan murni, nikel bersifat lembek,

tetapi jika dipadukan dengan besi, krom, dan logam lainnya, dapat membentuk

baja tahan karat yang keras. Nikel juga memiliki kekerasan dan kekuatan yang

sedang, keuletannya baik, daya hantar listrik dan termal juga baik. Nikel adalah

logam yang berwarna keabu-abuan mempunyai sel satuan kubus berpusat muka

(fcc). Setelah pengujian kekuatan tariknya 45-55 kgf/mm2, perpanjangannya 40-

50% dan kekerasannya mencapai 130 HVN sampai 155 HVN. “Nikel baik sekali

dalam ketahanan panas dan ketahanan korosinya, tidak rusak oleh air kali atau air

laut dan alkali” (Bayuseno dan Nugroho, 2012:24).

2.2.4 Pelapisan Logam

Pelapisan logam adalah suatu cara yang digunakan untuk memberikan sifat

tertentu pada permukaan benda kerja, dimana diharapkan benda kerja tersebut

Page 45: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

30

akan memiliki permukaan yang lebih keras, halus dan lebih tahan terhadap korosi

serta perbaikan struktur mikronya dan kemungkinan pula terjadi perbaikan pada

sifat fisiknya. “Pelapisan logam itu sendiri memiliki banyak tujuan, seperti

ketahanan korosi, penampilan mengkilap, dan daya tarik estetika” (Puspitasari, et

al., 2017:1). Pelapisan logam merupakan proses akhir (finishing) dari suatu

produk. Proses tersebut dilakukan setelah benda kerja mencapai bentuk akhir

setelah proses pengerjaan dengan mesin serta penghalusan pada permukaan benda

kerja yang dilakukan sebelum proses pelapisan.

2.2.5 Electroplating

Electroplating adalah proses pelapisan logam terhadap benda padat

dengan menggunakan bantuan arus listrik melalui media larutan elektrolit.

Menurut Iqbal dan Zaafrani (2011:204) electroplating adalah proses pelapisan

yang menggunakan arus listrik untuk mengurangi kation material yang diinginkan

dari larutan dan melapisi benda dengan menghantarkan lapisan material yang

tipis. Benda padat yang akan dilapisi harus konduktor dan dapat menghantarkan

arus listrik karena apabila benda tersebut merupakan isolator atau tidak bisa

menghantarkan listrik maka ion – ion logam yang melapisi pada proses pelapisan

tidak bisa menempel ke logam yang akan dilapisi. Umumnya electroplating

digunakan untuk melapisi logam dengan logam yang lebih baik dan bagus hal

tersebut dikarenakan selain untuk membuat benda menjadi terlihat lebih indah,

bagus, serta menawan, pelapisan logam juga berguna untuk perlindungan terhadap

karat serta korosi. Electroplating yang dimanfaatkan untuk melindungi benda dari

karat contohnya adalah pelapisan seng pada besi baja, selain itu ada pelapisan

Page 46: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

31

nikel, krom, dan lain-lain yang umumnya ditujukan untuk mencegah karat serta

menjadikan logam lebih keras dan mengkilap.

Pada proses electroplating terjadi perpindahan ion logam dengan bantuan

arus listrik melalui larutan elektrolit sehingga ion logam mengendap pada benda

padat konduktif membentuk lapisan logam. Ion logam diperoleh dari elektrolit

maupun berasal dari pelarutan anoda logam ke dalam elektrolit. Pengendapan

terjadi pada benda kerja yang berlaku sebagai katoda (Setyahandana dan

Cristianto, 2017:27).

Gambar 2. 1 Proses Electroplating (Saleh, 2014)

Anoda merupakan terminal positif yang dihubungkan dengan kutub positif

dari sumber listrik searah (Direct Current), sedangkan katoda yang merupakan

terminal negatif dihubungkan dengan elektroda negatif dari sumber listrik searah.

Pada prinsip kerja ini, anoda ada yang larut ada pula yang tidak larut, anoda yang

tidak larut dapat berfungsi sebagai penghantar arus listrik saja, sedangkan anoda

yang larut barulah berfungsi sebagai bahan baku pelapis. Material yang akan

dilapisi (katoda) harus bersifat konduktif atau dapat menghantarakan listrik.

Proses electroplating ini dilakukan pada suatu larutan elektrolit yang mengandung

senyawa logam. Dalam larutan elektrolit ini, ion logam yang bermuatan positif

Page 47: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

32

menuju material yang bermuatan negatif, kemudian ion logam akan tereduksi

menjadi logam baru dan mengendap di katoda membentuk lapisan logam

endapan. Anoda merupakan bahan baku pelapis, “anoda makin lama makin

berkurang dan terjadi pengendapan logam yang melapisi katoda sebagai benda

kerja” (Supriadi, 2010:3).

Untuk mendapatkan hasil yang maksimal pada proses electroplating,

menurut Saleh (2014) kondisi operasi pelapisan yang perlu diperhatikan antara

lain :

1. Rapat arus listrik

Rapat arus listrik merupakan bilangan yang menyatakan jumlah arus

listrik yang mengalir per luas unit elektroda dengan satuan Ampere

rapat arus yang diperhitungkan ialah rapat arus katoda, yaitu

banyaknya arus listrik yang diperlukan untuk mendapatkan atom-atom

logam pada tiap satuan luas benda yang akan dilapisi dan berpengaruh

pada struktur mikro lapisan yang terbentuk (Saleh, 2014).

2. Konsentrasi larutan

Kosentrasi larutan merupakan campuran utama berupa senyawa logam

dalam bentuk garam terlarut dan asam atau basa (pH) dengan

perbandingan tertentu dan kegunaannya masing-masing. Saleh (2014)

menyatakan bahwa konsentrasi larutan erat kaitannya dengan pH yang

terkandung di dalam larutan tersebut, karena pH larutan digunakan

untuk menentukan derajat keasaman suatu larutan elektrolit dan dalam

operasi lapis listrik.

Page 48: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

33

3. Temperatur atau suhu larutan

Suhu larutan pada proses pelapisan antara 50oC – 55

oC (Saleh, 2014).

Apabila suhu terlalu rendah maka pelapisan menjadi besar dan kusam.

Sedangkan apabila suhu terlalu tinggi maka hasil pelapisan akan tidak

rata sehingga perlu menggunakan alat thermostat untuk menjaga

supaya suhu tetap stabil pada oC yang diinginkan.

4. Anoda

Anoda merupakan terminal positif dalam larutan elektrolit dan terbagi

dalam dua golongan, yaitu:

a. Anoda larut (soluble anode)

Anoda yang larut berfungsi untuk penghantar arus listrik dan juga

sebagai bahan baku lapisan. Contohnya anoda nikel dan anoda seng.

b. Anoda tak larut (unsoluble anode)

Anoda yang tidak larut berfungsi sebagai penghantar arus listrik saja

contohnya anoda Pb pada proses pelapisan kromium/ krom.

5. Katoda

Pada proses electroplating, katoda bisa diartikan sebagai benda kerja

yang akan dilapisi.

6. Jarak anoda dan katoda

Jarak anoda dan katoda adalah ukuran panjang antara katoda dan

katoda yang diukur dengan satuan baku. Nasution dan Sakti (2018)

menyatakan bahwa, “semakin dekat jarak anoda dan katoda maka

semakin tebal pelapisan”.

Page 49: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

34

7. Tegangan listrik

Tegangan yang digunakan pada proses electroplating harus selalu

konstan. Menurut Saleh (2014) dalam bukunya mengatakan bahwa

tegangan yang digunakan pada proses electroplating adalah 6 volt – 12

volt.

8. Lama pelapisan

Lama pelapisan mempengaruhi hasil dari proses pelapisan. Penentuan

lama pelapisan yang tepat akan menghasilkan pelapisan dengan tingkat

ketebalan dan kekerasan yang tinggi. Saleh (2014) menyatakan bahwa

lama proses pelapisan biasanya dibawah 60 menit.

Dalam melakukan proses electroplating, benda kerja yang akan dilapisi

harus benar-benar bersih dari kotoran sebelum dicelupkan kedalam bak pelapisan

electroplating.

Kotoran pada permukan substrat dapat berupa kotoran organik maupun

anorganik. Kotoran organik terdiri atas berbagai bahan mineral, hewani, nabati,

minyak, residu dan lain-lain termasuk sisa pengerjaan yang terdahulu pada

permukaan benda kerja, sedangkan kotoran anorganik termasuk karat, debu, kerak

dan sisa pengerjaan terdahulu atasnya.

Dalam proses pembersihan kotoran permukaan dibagi menjadi dua tahap

pengerjaan yaitu proses pembersihan mekanik dan proses pembersihan kimia.

Proses pembersihan mekanik terdiri dari pengerjaan polishing, dan buffing.

Sedangkan pembersihan kimia terdiri dari pengerjaan degreasing dan pickling.

1. Proses pembersihan mekanik

Page 50: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

35

Proses pembersihan mekanik bertujuan untuk membersihkan kerak

serta kotoran pada permukaan benda kerja.

a. Polishing

Polishing adalah suatu pengerjaan untuk menghilangkan kotoran

serta menghilangkan kecacatan yang disebabkan oleh korosi pada

permukaan benda kerja. Tujuannya agar diperoleh permukaan yang

halus dan rata. Pengerjaan ini menggunakan mesin polishing yang

menggunakan amplas dalam berbagai ukuran, mulai dari kertas

ampelas kasar, kertas ampelas sedang kemudian kertas ampelas

yang halus.

b. Buffing

Buffing merupakan bentuk pengerjaan pemolesan dengan

menggunakan kertas ampelas yang sangat halus. Dengan tujuan

untuk mengkilapkan permukaan benda kerja.

2. Proses pembersihan kimia

Proses pembersihan kimia bertujun untuk membersihkan sisa-sisa

kotoran yang berupa minyak, lemak, lilin dan bahan pemolesan

buffing.

a. Degreasing

Pembersihan degreasing ini merupakan pembersihan dengan

menggunakan metode perendaman, dilakukan dengan cara

merendam benda kerja kedalam larutan basa pada kondisi panas

dengan suhu 60-70°C selama 5-10 menit. Setelah itu benda kerja

Page 51: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

36

dicuci dengan larutan basa dengan air dingin yang mengalir.

Larutan basa yang digunakan biasanya berupa sabun cuci.

b. Pickling

Pembersihan pickling ini merupakan pembersihan menggunakan

metode perendaman, dilakukan dengan cara merendam benda kerja

dalam larutan asam supaya kerat, karat dan sejenisnya dapat hilang.

Larutan asam ini biasanya terdiri dari campuran air bersih dengan

HCL, H₂SO₄, dan HF (Hartomo dan Tomijiro, 1992).

Adapun fungsi dan tujuan dari proses electroplating adalah sebagai

berikut:

1. Memperbaiki tampak rupa (dekoratif).

2. Melindungi logam dengan logam yang lebih baik.

3. Meningkatkan ketahanan produk terhadap gesekan (abrasi).

4. Memperbaiki kehalusan atau bentuk permukaan.

2.2.6 Pelapisan Nikel

“Pelapisan nikel menjadi proses yang semakin fleksibel yang digunakan

untuk proses finishing permukaan yang memiliki spektrum penggunaan akhir

yang luas yang mencakup aplikasi dekoratif, teknik, dan pembentukan-elektro”

(Agboola, et al., 2012:349). Pelapisan nikel digunakan untuk tujuan mencegah

korosi ataupun menambah keindahan. Nikel tahan terhadap panas dan tahan

korosi, tidak rusak oleh air kali atau air laut dan alkali. Nikel bisa rusak oleh asam

nitrat dan sedikit terkorosi oleh asam khlor dan asam sulfat. Nikel juga memiliki

kekerasan dan kekuatan yang sedang, keuletannya baik, daya hantar listrik dan

Page 52: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

37

termal juga baik. Senyawa nikel digunakan terutama sebagai katalis dalam

electroplating. Pada proses electroplating, dengan pelapis nikel (anoda), perlu

ditambahkan garam ke bak plating, misalnya nikel karbonat, nikel khlorida, nikel

fluoborat, nikel sulfamat, dan nikel sulfat. Saat anoda dan katoda terjadi

perubahan potensial akibat aliran arus listrik searah maka anoda nikel terurai ke

dalam elektrolit. Reaksi pada katoda mengalami pelepasan oksigen ke elektrolit

nikel (NiSO4) sehingga ion nikel (Ni) akan menempel di permukaan benda kerja.

“Sementara itu reaksi pada anoda nikel (Ni), mengikat oksigen yang dilepaskan

oleh benda kerja dan terlarut pada elektrolit nikel (NiSO4) yang telah melapisi

pelat benda kerja sehingga larutan elektrolit nikel tetap stabil” (Basmal dkk,

2012).

Dalam penelitian Nasution dan Sakti (2018) menyatakan bahwa pelapisan

pertama dengan menggunakan logam pelapis nikel, karena logam nikel memiliki

sifat keras, kuat, liat, ulet, tahan panas, dan tahan korosi, sehingga material

mendapatkan nilai lebih dari sifat-sifat logam nikel tersebut sedangkan pelapisan

kedua dengan menggunakan logam pelapis krom, karena logam krom hanya

memiliki sifat yang tahan korosi, tahan terhadap panas, dan memiliki nilai estetika

yang baik. Sehingga pelapisan nikel biasa digunakan sebagai pelapis utama

sebelum krom dikarenakan nikel mempunyai sifat yang keras, liat, ulet, tahan

panas, dan tahan korosi. Logam nikel merupakan salah satu logam yang dapat

memberikan proteksi korosi yang sangat baik dan juga sebagai anti aus (wear

resistant) (Miftakh, 2018:2).

Page 53: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

38

2.2.7 Ketebalan Lapisan

Hasil akhir dari proses pelapisan electroplating nikel adalah meningkatnya

tebal hasil pelapisan. Suatu proses pelapisan dikatakan berhasil apabila mampu

menigkatkan sifat barang yang dilapisi serta dapat berguna dengan baik.

Ketebalan lapisan merupakan jarak yang tercipta antara permukaan

material dengan permukaan yang melapisi material. Untuk mendapatkan hasil dari

uji ketebalan lapisan, dapat dilakukan dengan dua cara yaitu:

1. Pengujian yang merusak spesimen atau benda kerja.

Pengujian ini dilakukan dengan cara memotong spesimen menjadi 2 atau lebih

bagian, setelah itu potongan tersebut di foto menggunakan pembesaran

tertentu menggunakan foto mikroskop kemudian foto tersebut digunakan

untuk menganalisis skala pengukuran.

2. Pengujian yang tidak merusak spesimen atau benda kerja.

Pengujian yang tidak merusak adalah suatu pengujian yang dilakukan pada

spesimen tanpa merusak spesimen tersebut. Pengujian ini dilakukan dengan

menggunakan metode ultrasonik dengan alat Coating Thickness Gauge

DUALSCOPE MPOR ke spesimen berguna untuk mengukur suatu ketebalan

cat yang dilakukan dengan singkat dan juga cepat. Alat Coating Thickness

Gauge DUALSCOPE MPOR berfungsi untuk mengetahui ketebalan

(thickness) cat di permukaan suatu material atau benda yang dicat.

Prosedur pengoperasiannya sebagai berikut:

1. Nyalakan alat uji ketebalan lapisan Coating Thickness Gauge

DUALSCOPE MPOR

Page 54: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

39

2. Tempelkan ke spesimen yang akan diukur ketebalannya

3. Tunggu beberapa saat sampai alat tersebut muncul bunyi “bip”

4. Angka hasil pengukuran akan langsung muncul dilayar

5. Catat hasil pengukuran beserta satuannya

2.2.8 Kekerasan Lapisan

Kekerasan merupakan ketahanan material untuk membatasi perubahan

bentuk plastis. Hasil akhir dari proses pelapisan electroplating nikel adalah

meningkatnya kekerasan hasil pelapisan. Suatu proses pelapisan dikatakan

berhasil apabila mampu menigkatkan sifat barang yang dilapisi serta dapat

berguna dengan baik.

Untuk mendapatkan hasil kekerasan lapisan dilakukan menggunakan alat

uji kekerasan Vickers dengan bahan yang terbuat dari intan dan berbentuk piramid

bujur sangkar. Uji kekerasan metode Vickers menggunakan penekan dari intan

untuk menekan material atau spesimen, bagian piramida berbentuk persegi di

dasarnya dan memiliki sudut 1360

di antara permukaan piramid yang lain dan

mampu memberikan beban penekanan sebesar “1 hingga 100 kg” (Sagadevan dan

Varatharajan, 2013:1893).

Pada pengujian ini spesimen akan dirusak karena pengujian ini melukai

spesimen dengan cara penekanan pada spesimen sehingga akan membentuk sudut

dengan dua bidang miring yang berhadapan. Kemudian angka-angka kekerasan

didapat dari hasil mengukur kedua panjang diagonal dari penekanan terhadap

spesimen dan hasil tersebut dihitung menggunakan rumus kekerasan (VHN).

Page 55: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

40

Pengujian ini dapat dilakukan menggunakan alat Vickers hardness test TH

710. Prosedur pengoperasiannya sebagai berikut:

1. Persiapkan spesimen yang akan diuji

2. Tekan indentor piramida intan ke spesimen uji dengan memberikan

gaya seberat 10 gr.

3. Tunggu dan tahan hingga 15 detik

4. Bebaskan gaya dan lepaskan indentor dari benda uji.

5. Ukur 2 diagonal lekukan persegi yang terbentuk menggunakan

mikroskop pengukur.

6. Ukur dengan teliti kemudian cari rata-ratanya.

7. Masukkan data tersebut kedalam rumus uji Vickers.

Gambar 2. 2 Uji Kekerasan Vikers

Rumus nilai kekerasan Vickers (Dieter, 1987).

.............................................. (2.1)

Dimana:

F = beban (kgf)

d = panjang diagonal rata-rata jejak berbentuk bujur sangkar (mm)

Page 56: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

41

2.3 Kerangka Berpikir

Kerangka berpikir merupakan model konseptual tentang bagaimana teori

berhubungan dengan berbagai faktor yang telah diidentifikasi sebagai masalah

yang paling penting (Sugiyono, 2010). Proses pelapisan electroplating nikel

merupakan proses pelapisan dengan media electroplating yang diaplikasikan pada

logam atau benda kerja guna untuk mendapatkan hasil pelapisan yang lebih keras,

tahan panas, tahan korosi, koefisien gesek rendah dan abrasi.

Aluminium memiliki kelebihan yaitu ringan dan mudah dibentuk akan

tetapi aluminium memiliki kelemahan yaitu aluminium memiliki struktur yang

kurang keras sehingga menyebabkan aluminium mudah aus dan cacat karena

gesekan. Oleh karena itu dibutuhkan metode yang diupayakan untuk menahan

terjadinya keausan dan gesekan sejak dini yakni dengan cara memberi lapisan

pada permukaan aluminium dengan metode pelapisan logam electroplating nikel.

Proses pelapisan electroplating nikel pada pelat aluminium alloy 1100

kuat arus dapat mempengaruhi nilai ketebalan semakin tinggi kuat arus hasil

lapisan nilai ketebalan akan semakin meningkat. “Ketebalan lapisan plating akan

semakin meningkat seiring dengan naiknya kuat arus” (Setyo dan Malau,

2012:22). Kenaikan tebal lapisan terjadi disebabkan jumlah ion positif akan

semakin banyak yang terlepas dari larutan dan mengendap pada katoda

(spesimen) akibat kuat arus yang meningkat. Proses pelapisan electroplating nikel

pada pelat aluminium alloy 1100 kuat arus juga mempengaruhi nilai kekerasan

dimana kenaikan nilai kekerasan disebabkan oleh kenaikan kuat arus yang

diberikan pada spesimen, semakin tinggi kuat arus diberikan maka jumlah muatan

Page 57: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

42

yang mengalir dan menempel pada katoda akan semakin banyak dan

menyebabkan lapisan yang dihasilkan semakin tebal. Tebal lapisan ini

mempengaruhi naiknya nilai kekerasan. “Kenaikan kekerasan terjadi karena

adanya proses pengendapan ion-ion elektrolit yang lebih cepat” (Rasyad dan Arto,

2018:181), sehingga semakin tinggi kuat arus hasil lapisan nilai kekerasan akan

semakin meningkat.

Adapun pengaruh tegangan proses pelapisan electroplating nikel pada

pelat aluminium alloy 1100 semakin tinggi tegangan hasil lapisan nilai ketebalan

akan semakin meningkat dimana tegangan yang tinggi berpengaruh pada

pelepasan ion pada anoda, jika tegangan semakin tinggi maka pelepasan ion pada

anoda semakin cepat, ini terjadi karena “kenaikan tegangan mempercepat proses

pelepasan ion pada anoda dan pengendapan ion nikel pada katoda” (Subayu dan

Sakti, 2018:125). Proses pelapisan electroplating nikel pada pelat aluminium

alloy 1100 tegangan juga mempengaruhi nilai kekerasan dimana kenaikan nilai

kekerasan yang disebabkan dengan seiring kenaikan tegangan listrik yang

diberikan pada spesimen, semakin tinggi tegangan yang diberikan maka jumlah

muatan yang mengalir dan menempel pada katoda akan semakin banyak dan

menyebabkan lapisan yang dihasilkan semakin tebal, tebal lapisan ini

mempengaruhi naiknya nilai kekerasan dan dapat disimpulkan bahwa “jika

tegangan listrik semakin besar maka nilai kekerasan (VHN) akan semakin besar”

(Raharjo, 2010:304).

Pada penelitian ini menggunakan spesimen aluminium alloy 1100 yang

umumnya digunakan untuk industri rail, industri pesawat terbang, material

Page 58: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

43

bantalan, material piston. Penelitian ini akan lebih ditekankan pada tegangan

listrik yang dilakukan pada proses pelapisan, dengan tegangan 2 Volt, 4 Volt, 6

Volt, 8 Volt, 10 Volt pada pelapisan electroplating nikel akan mengetahui

seberapa tinggi tingkat ketebalan dan kekerasan pada logam aluminium yang

dihasilkan.

2.4 Hipotesis

1. Ada pengaruh tegangan proses electroplating nikel pada pelat aluminium

alloy 1100 terhadap ketebalan lapisan.

4. Ada pengaruh tegangan proses elektroplating nikel pada pelat aluminium

alloy 1100 terhadap kekerasan lapisan.

Page 59: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

89

BAB V

PENUTUP

5.1 Simpulan

Berdasarkan hasil data dari metode pelapisan electroplating nikel pada

aluminium alloy 1100 yang diperoleh mengenai pengaruh tegangan listrik pada

proses pelapisan terhadap ketebalan dan kekerasan lapisan dapat diambil simpulan

sebagai berikut:

1. Tegangan listrik pada proses pelapisan electroplating nikel berpengaruh

terhadap nilai ketebalan lapisan. Semakin tinggi tegangan pada proses

pelapisan maka permukaan lapisan semakin tebal, pada penelitian ini hasil

ketebalan yang optimal terjadi pada pelapisan dengan tegangan 10 Volt yaitu

13,75 µm.

2. Tegangan listrik pada proses pelapisan electroplating nikel berpengaruh

terhadap nilai kekerasan lapisan. Semakin tinggi tegangan pada proses

pelapisan maka kekerasan lapisan akan semakin meningkat, hal ini dibuktikan

dengan nilai kekerasan yang optimal terjadi pada pelapisan dengan tegangan 10

Volt yaitu 402,69 VHN.

5.2 Saran

1. Jika ingin melakukan pelapisan electroplating nikel dengan hasil ketebalan

optimal maka disarankan untuk menggunakan tegangan 10 Volt.

2. Jika ingin melakukan pelapisan electroplating nikel dengan hasil kekerasan

optimal maka disarankan untuk menggunakan tegangan 10 Volt.

Page 60: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

90

3. Jika ingin melakukan pelapisan electroplating nikel pada pelat aluminium alloy

1100 dengan hasil ketebalan dan kekerasan yang optimal disarankan untuk

menggunakan variasi tegangan 10 Volt.

4. Pada penelitian pelapisan electroplating nikel selanjutnya tambahkan variasi

tegangan yang berbeda supaya menghasilkan tingkat ketebalan dan kekerasan

yang lebih optimal.

5. Pada penelitian pelapisan electroplating nikel selanjutnya gunakan penambahan

variabel selain tegangan seperti jarak anoda dan katoda, waktu pelapisan,

konsentrasi larutan, dan lain-lain.

6. Penelitian selanjutnya sebaiknya penggunaan larutan tidak dilakukan secara

berulang-ulang, lebih baik gunakan larutan per spesimen pada saat pelapisan.

7. Peralatan yang digunakan untuk proses pelapisan electroplating nikel sebaiknya

lebih memadai untuk mendapatkan hasil yang maksimal.

Page 61: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

91

DAFTAR PUSTAKA

Afriany, R. 2013. Pengaruh Kuat Arus, Waktu Pelapisan dan Jenis Larutan

Terhadap Kekerasan, Laju Korosi dan Ketebalan Lapisan Hasil

Elektroplating Nikel Pada Aluminium. Universitas Gadjah Mada.

etd.respository.ugm.ac.id/index.php?mod=penelitian_detail&sub=Penelitia

nDetail&act=view&typ=html&buku_id=59262. 24 maret 2019 (14:35)

Agboola, O. S., E. R. Sadiku dan O. F. Biotidara. 2012. The properties and the

effect of operating parameters on nickel plating (review). International

Journal Of The Physical Sciences 7(3): 349 – 360.

Ananta, R. H. dan A. M. Sakti. 2016. Pengaruh Variasi Waktu Celup dan Kuat

Arus Terhadap Ketebalan Permukaan Dan Struktur Mikro Baja St41 Pada

Proses Pelapisan Nikel. JTM 04(03): 479-488.

Azwar, S. 1986. Validitas dan Reabilitas. Jakarta: Rineka Cipta Budimansyah.

Basmal, Bayuseno, dan S. Nugroho. 2012. Pengaruh Suhu dan Waktu Pelapisan

Tembaga-Nikel Pada Baja Karbon Rendah Secara Elektroplating Terhadap

Nilai Ketebalan dan Kekasaran. Jurnal Teknik Mesin 14(2): 23-28.

Bayuseno, S. A. P. dan S. Nugroho. 2012. Pengaruh Konsentrasi Larutan dan

Kuat Arus Terhadap Ketebalan Pada Proses Pelapisan Nikel Untuk Baja

Karbon Rendah. Jurnal Teknik Mesin 14(4): 23-27.

Darmawan, A. S. D.P., I. D. K. Okariawan dan N. H. Sari. 2015. Pengaruh Variasi

Kuat Arus Listrik dan Waktu Proses Elektroplating Terhadap Kekuatan

Tarik, Kekerasan dan Ketebalan Lapisan Pada Baja Karbon Rendah

Dengan Krom. Dinamika Teknik Mesin 5(2): 66-71.

Djarwanto, dan P. Subagyo. 2002. Statistik induktif Edisi 4 BPFEE. Yogyakarta.

Hadi, N. dan A. M. Sakti. 2017. Pengaruh Variasi Tegangan dan Arus Pada

Proses Pelapisan Nikel Terhadap Kekuatan Bending Baja St-41. JTM

05(02): 53-59.

Hartomo, A. J. dan K. Tomijiro. 1992. Mengenal Pelapisan Logam

(Elektroplating). Yogyakarta.

Ikbal, D., Jufriadi dan Yuniati. 2018. Pengaruh Variasi Kuat Arus, Waktu dan

Pewarnaan Terhadap Kekerasan Permukaan Pada Proses Anodisasi

Aluminium 1100. Jurnal Mesin Sains Terapan 2(1): 2597-9140.

Page 62: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

92

Iqbal, S. A. dan I. Zaafrani. 2011. Textbook of Electrochemistry. New Delhi:

Discovery Publishing House PVT.LTD.

Kurniasari, D. P. 2011. Penentuan Tegangan Optimum dan Variasi Campuran

Larutan Agno3, Nacn, (NH4)2SO4 dan H2C2O4 Yang Efektif Untuk

Elektroplating Perak Pada Besi. Malang: Universitas Negeri Malang.

Margono. 2007. Metodologi Penelitian Pendidikan. Jakarta: Rineka Cipta.

Mohanakumara, K. C., H. Rajashenar, S. Ghanaraja, S. L. Ajitprasad. 2014.

DeveLopment and MecHanicaL Properties of siC Reinforced Cast and

Extruded AL Based MetaL Matrix Composit. Procedia Materials Science

5(2014): 934-943.

Mulyaningsih, N. 2017. Peningkatan Kualitas Produk Industri Kecil Peralatan

Rumah Tangga Dengan Pelapisan Logam. Magelang: Universitas Tidar.

Nasution, D. I. dan A. M. Sakti. 2018. Pengaruh Jarak Anoda Katoda dan Waktu

Pencelupan Pada Proses Pelapisan Nikel–Krom Terhadap Ketebalan dan

Kekerasan Lapisan Permukaan Knalpot Sepeda Motor. JTM 06(01): 41-49.

Pratama, S. D. dan A. M. Sakti. 2018. Analisis Pelapisan Nikel-Krom Terhadap

Laju Korosi Pada Knalpot Sepeda Motor. JPTM 06(03): 207-214.

Purgiyanto dan V. Malau. 2011. Pengaruh Variasi Voltase, Waktu Dengan

Temperatur Proses Pelapisan Krom 500C Terhadap Karakteristik Logam

Aluminium. Yogyakarta: Universitas Gadjah Mada.

Puspitasari, P., Wahono, R. A. Dwiyana, dan J. W. Dika. 2017. Analysis of

Thickness and Colour Changes of Medium Carbon Steel Subjected to

Nickel Electroplating. AIP Conference Proceedings. Universitas Negeri

Malang. Malang. 1-7.

Raharjo, S. 2010. Pengaruh Variasi Tegangan Listrik dan Waktu Proses

Electroplating Terhadap Sifat Mekanis dan Struktur Mikro Baja Karbon

Rendah Dengan Krom. Prosiding Seminar nasional. Unimus. Semarang.

296-308.

Rahman, M. B. N. dan A. W. Nugroho. 2013. Pengaruh Tegangan Listrik Pada

Proses Pelapisan Chrome Terhadap Ketebalan Lapisan, Kekerasan dan

Laju Korosi Baja Karbon Sedang (HQ760) di Lingkungan Air Laut.

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XII (SNTTM XII).

Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Bandar Lampung. 1207-1212.

Page 63: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

93

Rasyad, A., dan B. Arto. 2018. Analisis Pengaruh Temperatur, Waktu, dan Kuat

Arus Proses Elektroplating Terhadap Kuat Tarik, Kuat Tekuk dan

Kekerasan Pada Baja Karbon Rendah. Jurnal Rekayasa Mesin 9(3): 173-

182.

Riduwan. 2004. Metode dan Teknik Menyusun Thesis. Cetakan kedua. Bandung:

Alfabeta.

Sagadevan, S. dan R. Varatharajan. 2013. Studies on the Mechanical Properties of

Glycine Lithium Chloride NLO Single Crystal. International Journal of

Physical Sciences 8(39): 1892 - 1897.

Saleh, Azhar A. 2014. Elektroplating Teknik Pelapisan Logam dengan Cara

Listrik. Bandung: Yrama Widya.

Santosa, B.,dan Syamsya, M. 2007. Pengaruh Parameter Proses Pelapisan Nikel

Terhadap Ketebalan Lapisan. Jurnal Teknik Mesin 9(1): 25-30.

Setyahandana, B., dan Y. E. Cristianto. 2017. Pengaruh Hard Chrome Plating

pada Peningkatan Kekerasan Baja Komponen Kincir. Jurnal Media

Teknika 12(1): 26-35.

Setyo, N., dan V. Malau. 2012. Pengaruh Kuat Arus Pada Pelapisan Nickel Dan

Nickel-Hard Chromium Plating Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis

Permukaan Baja Aisi 410. Prosiding SNST. Universitas Wahid Hasyim.

Semarang. 17-22.

Suarsana, I. 2008. Pengaruh Waktu Pelapisan Nikel Pada Tembaga Dalam

Pelapisan Khrom Dekoratif Terhadap Tingkat Kecerahan dan Ketebalan

Lapisan. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin Cakram 2(1): 48-60.

Subayu, R. D. dan A. M. Sakti. 2018. Pengaruh Variasi Kuat Arus dan Tegangan

Pada Proses Elektroplating Nikel Terhadap Ketebalan Permukaan Mampu

Bending Knalpot Sepeda Motor. JTM 06(01): 121-128.

Sugianto. 2010. Pengaruh Variasi Zincate dan Parameter Electroplating Terhadap

Karakteristik Lapisan Nikel Pada Aluminium Seri 1100. Bandung: Institut

Teknologi Bandung.

Sugiyono. 2010. Metode Penelitian Kuantitatif, Kualitatif dan R & D. Cetakan ke

8. Bandung : Alfabeta.

Page 64: ELECTROPLATING NIKEL PADA ALUMINIUMlib.unnes.ac.id/35527/1/5212415028_Optimized.pdf · pelapisan electroplating nikel. Tegangan listrik pada proses pelapisan yaitu 2 Volt, 4 Volt,

94

Sugiyono. 2011. Metode Penelitian Kuantitatif, Kualitatif dan R&D. Bandung:

Alfabeta.

Sugiyono. 2013. Metode Penelitian Pendidikan Pendekatan Kuantitatif, Kualitatif,

dan R&D. Bandung: Alfabeta.

Sukrawan, Y. 2016. Analisis Variasi Waktu Proses Hard Chrome Terhadap

Kekerasan dan Ketebalan Lapisan Pada Besi Cor Kelabu. Jurnal Torsi

1(1): 1-9.

Sung-Ting, C., H. Hsien-Chung, P. Szu-Jung, T. Wen-Ta, L. Pee-Yew, Y. Chung-

Hsin, W. Mau-Bin. 2008. Material characterization and corrosion

performance of nickel electroplated in supercritical CO2 fluid. Corrosion

Science 50(9): 2614-2619.

Supriadi, H. 2010. Studi Ekserimental Tentang Pengaruh Variasi Rapat Arus pada

Hard Chrome Electroplating Terhadap Karakterisasi Permukaan Baja

Karbon Rendah. Jurnal Mechanical 1(1): 1-6.

Surdia, T. dan S. Saito. 1992. Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta: PT. Pradnya

Paramita.

Topayung, D. 2011. Pengaruh Arus Listrik dan Waktu Proses Terhadap Ketebalan

dan Massa Lapisan Yang Terbentuk Pada Proses Elektroplating Pelat Baja.

Jurnal Ilmiah Sains 11(1): 97-101.