PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES...

98
i PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S-1 Diajukan oleh: Agung Dwi Jayanto NIM: 135214069 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2018 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Transcript of PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES...

Page 1: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

i

PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES

ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN

ALUMINIUM

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat sarjana S-1

Diajukan oleh:

Agung Dwi Jayanto

NIM: 135214069

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2018

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 2: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

ii

THE EFFECT OF AMPERAGE FROM 1.25A -2.5A ON THE

ANODIZING PROCESS AGAINST THE HARDNESS VALUE

ALUMINIUM MATERIAL

FINAL PROJECT

As partial fulfillment of the requirement

to obtain the Sarjana Teknik Degree

in Mechanical Engineering

by

Agung Dwi Jayanto

Student Number: 135214069

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2018

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 3: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 4: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 5: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 6: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 7: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

vii

INTISARI

Anodizing atau yang dikenal dengan nama pelapisan logam adalah suatu

perlakuan permukaan untuk melapisi permukaan logam dengan lapisan oksida

protektif hingga ketebalan tertentu agar terlindungi dari pengaruh destruktif

lingkungan yang menyebabkan korosi, keausan, dan meningkatkan daya tahan

abrasi. Metode anodizing juga menghasilkan tampilan logam yang lebih menarik,

bertekstur, dan berwarna. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui

bagaimana pengaruh variasi konsentrasi asam sulfat pada proses anodizing bahan

aluminium terhadap ketebalan lapisan oksida dan kekerasan pada permukaan

aluminium.

Plat aluminium diamplas secara bertahap hingga permukaan aluminium

bersih dan tidak terdapat goresan-goresan yang dapat mengganggu hasil

anodizing. Proses anodizing dilakukan dengan menggunakan Trafo slide

regulator, kemudian dilakukan proses cleaning, etching, desmut, anodizing dan

rinsing pada setiap prosesnya. Proses anodizing dilakukan menggunakan variasi

kuat arus 1.5A, 1.75A, 2A, 2.25A dan 2.5A dengan waktu pencelupan 15 menit.

Pengujian yang dilakukan meliputi foto mikro ketebalan lapisan oksida dan

kekerasan permukaan aluminium (Vickers).

Hasil pengujian menunjukkan bahwa penambahan kuat arus pada proses

anodizing berpengaruh terhadap ketebalan lapisan oksida dan kekerasan

permukaan aluminium. Ketebalan lapisan oksida optimum sebesar 20 μm terjadi

pada anodizing dengan kuat arus 1.5A dan nilai kekerasan yang paling optimum

terjadi pada kuat arus 1.5A dengan nilai kekerasan sebesar 66.13 VHN.

Kata kunci: anodizing, aluminium, ketebalan, kekerasan, H2SO4.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 8: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

viii

ABSTRACT

Anodizing or known as metal coating is a surface treatment for coating

metal surfaces with protective oxide layers up to a certain thickness to be

protected from environmental destructive effects that cause corrosion, wear and

increase abrasion resistance. The anodizing method also produces a more

attractive, texture, and colored metal look. The purpose of this study was to find

out how the effect of variation on sulfuric acid concentration on aluminum

material anodizing process of oxide layers thickness and hardness on aluminum

surface.

The aluminum plate is gradually sanded up to a clean aluminum surface and no

scratch streaks can interfere with anodizing results. The anodizing process is done

by using a 3 Ampere current with voltage slide regulator, then cleaning, etching,

desmut, anodizing and rinsing process in each process. The anodizing process was

carried out using a variation on 1.5A, 1.75A, 2A, 2.25A and 2.5A concentration

with a dyeing time of 15 minutes. Tests carried out including a micro photograph

of the thickness of the oxide layer and the hardness of the aluminum surface

(Vickers).

The result of the experiment shows that increase of current concentration in

anodized during the proces of anodizing give impact to the thickness of oksida

layer an the hardnes of aluminium surface. The thickness of optimum oksida layer

occure in anodizing with current concentration of 1.5Ampere an optimum harness

point on current concentration of 1.5Ampere with hardness point 66,13VHN.

Keywords: anodizing, aluminum, thickness, hardness, H2SO4.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 9: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

ix

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas selesainya

skripsi yang berjudul “PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM

PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN

ALUMINIUM”.

Skripi ini penulis menyusun sebagai salah satu syarat bagi setiap mahasiswa

program studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata

Dharma Yogyakarta untuk mendapatkan Gelar Sarjana S-1 Teknik Mesin.

Selama melakukan penelitian, penulis telah menerima banyak bantuan

dalam bentuk materi maupun dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada

kesempatan kali ini penulis akan menyampaikan rasa terimakasih yang amat

dalam kepada:

1. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D, selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik

Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

3. Budi Setyahandana, S.T., M.T., selaku Dosen pembimbing tugas akhir,

terima kasih untuk bimbingan dan saran yang sudah diberikan selama ini.

4. Doddy Purwadianto, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing akademik.

5. Suyanto dan Dra Sri Wagyuni., selaku orang tua penulis.

6. Adrian Haris, Handoko Restu Nugroho, Samuel Wildan Setyawan dan

Andreas Hermawan selaku teman sekelompok yang senantiasa menemani

suka dan duka.

7. Teman-teman Teknik Mesin USD Angkatan 2013 yang tidak dapat penulis

sebutkan satu persatu.

8. Seluruh teman-teman Waton Seneng yang telah menemani dan memberi

semangat kepada penulis.

9. Seluruh staff pengajar dan laboran Program Studi Teknik Mesin, Fakultas

Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang telah

mendidik dan memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 10: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 11: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL i

TITLE PAGE ii

HALAMAN PERSETUJUAN iii

HALAMAN PENGESAHAN iv

HALAMAN PERNYATAAN v

LEMBAR PERNYATAAN PUBLIKASI xi

INTISARI vii

ABSTRACT viii

KATA PENGANTAR ix

DAFTAR ISI xi

DAFTAR TABEL xiv

DAFTAR GAMBAR xv

DAFTAR SIMBOL xviii

BAB I

PENDAHULUAN................................................................................................. 1

1.1. Latar Belakang Masalah .......................................................................... 2

1.2. Rumusan masalah .................................................................................... 4

1.3. Tujuan Penelitian .................................................................................... 5

1.4. Batasan masalah....................................................................................... 5

1.5. Manfaat Penelitian ................................................................................... 6

1.6. Metode Penelitian ................................................................................... 6

1.7. Sistematika Penulisan ............................................................................. 7

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 12: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

xii

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 9

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

2.2.Dasar Teori ............................................................................................. 13

2.2.1 Definisi Anodizing......................................................................... 13

2.2.2 Klarifikasi anodizing........................................................................ 14

2.3.Aluminium .............................................................................................. 17

2.4.Aluminium Murni ................................................................................... 19

2.5.Proses Anodizing ..................................................................................... 21

2.6.Konsentrasi Elektrolit Pada Proses Anodizing ........................................ 27

2.7.Pembentukan Lapisan Oksida................................................................. 28

2.8.Sifat Penerapan Anodizing ...................................................................... 32

2.9.Pengujian Struktur Mikro ....................................................................... 33

2.10.Pengujian Kekerasan Mikro Vickers .................................................... 35

BAB III

METODE PENELITIAN .................................................................................... 37

3.1.Diagram Alir Penelitian Anodizing ......................................................... 37

3.2.Alat dan Bahan Penelitian ...................................................................... 38

3.2.1.Alat Penelitian .......................................................................... 38

3.2.2.Bahan Penelitian ........................................................................ 47

3.3.Pelaksanaan Penelitian............................................................................ 52

3.3.1.Tahapan-tahapan Proses Anodizing Aluminium ....................... 52

3.3.2. Pelaksanaan pengujian.............................................................61

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 13: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

xiii

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 66

4.1.Perhitungan Rapat Arus yang mengalir ................................................. 66

4.2.Hasil Pengujian Kekerasan Vickers pada Permukaan Aluminium ........ 69

4.3.Hasil Pengamatan Struktur Mikro .......................................................... 72

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN 78

5.1.Kesimpulan ............................................................................................ 78

5.2.Saran ...................................................................................................... 78

DAFTAR PUSTAKA 80

LAMPIRAN 81

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 14: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 : Komposisi Aluminium seri 1XXX................................................ 20

Tabel 4.1 : Hasil perhitungan rapat arus.......................................................... 69

Tabel 4.2 : Hasil pengujian raw material......................................................... 70

Tabel 4.3 : Hasil pengujian dan perhitungan kekerasan lapisan oksida

setelah proses anodizing dengan variasi konsentrasi kuat arus

1.5A, 1.75A, 2A, 2.25A dan 2.5A pada larutan anodizing........... 71

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 15: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 : Elektroda pada proses anodic oxidation........................................ 14

Gambar 2.2 : Diagram porbeix aluminium.......................................................... 18

Gambar 2.3: Tahapan proses anodizing................................................................ 21

Gambar 2.4: Rangkaian pada proses anodic oxdation.......................................... 23

Gambar2.5 : Grafik waktu pencelupan anodizing terhadap berat lapisan oksida

yang terbentuk dengan variasi konsentrasi elektrolit....................... 28

Gambar 2.6 : Struktur Pori pada lapisan hasil anodizing......................................29

Gambar 2.7 : Skema lapisan pori hasil anodisasi................................................. 30

Gambar 2.8 : Kuat arus yang terjadi pada pembentukan lapisan oksida

anodizing.......................................................................................... 32

Gambar 2.9 : Pengujian Vickers........................................................................... 36

Gambar 3.1 : Diagram Alir Penelitian................................................................... 37

Gambar 3.2 : DC Power Supply ........................................................................... 38

Gambar 3.3 : Kabel Penghubung .......................................................................... 39

Gambar 3.4 : Bak Plastik....................................................................................... 39

Gambar 3.5 : Thermometer................................................................................... 40

Gambar 3.6 : Gelas Ukur Plastik .......................................................................... 40

Gambar 3.7 : Stopwatch ....................................................................................... 41

Gambar 3.8 : Timbangan Digital........................................................................... 41

Gambar 3.9 : Alat Uji Foto Mikro......................................................................... 42

Gambar 3.10 : Alat Uji Kekerasan........................................................................ 42

Gambar 3.11 : Klem Pean Lurus.......................................................................... 43

Gambar 3.12 : Tang .............................................................................................. 43

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 16: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

xvi

Gambar 3.13 : Dudukan Plat Aluminium ............................................................ 44

Gambar 3.14 : Penjepit Buaya............................................................................... 44

Gambar 3.15 : Sarung Tangan............................................................................... 45

Gambar 3.16 : Mistar Baja.................................................................................... 45

Gambar 3.17 : Amplas........................................................................................... 46

Gambar 3.18 : Alat Tulis....................................................................................... 46

Gambar 3.19 : Kamera.......................................................................................... 46

Gambar 3.20 : Gerenda Tangan............................................................................ 47

Gambar 3.21 : Asam Sulfat (H2SO4)..................................................................... 48

Gambar 3.22 : Phosporic Acid (H3PO4) .............................................................. 48

Gambar 3.23 : Asam Cuka/Asam Asetat (CH3CO2H).......................................... 49

Gambar 3.24 : Larutan Desmut............................................................................. 50

Gambar 3.25 : Soda Api (NaOH).......................................................................... 50

Gambar 3.26 : Diterjen Murni/Natrium Karbonat (Na2CO3)............................... 51

Gambar 3.27 : Spesimen........................................................................................ 51

Gambar 3.28 : Plat Aluminium Penghantar.......................................................... 52

Gambar 3.29 : Proses Pengamplasan Spesimen.................................................... 53

Gambar 3.30 : Proses Cleaning Spesimen (a), Proses Rinsing (b) ....................... 54

Gambar 3.31 : Proses Etching (a), Proses Rinsing (b).......................................... 55

Gambar 3.32 : Proses Desmut (a), Proses Rinsing (b)........................................ 56

Gambar 3.33 : Proses Anodic Oxidation (a) Proses Rinsing (b)........................... 57

Gambar 3.34 : Pengujian Vickers.......................................................................... 58

Gambar 4.1 : Spesimen aluminium setelah proses anodizing sebelum dilakukan

pengujian (a) anodizing pada kuat arus 1.5A, (b) anodizing pada

kuat arus 1.75A, (c) anodizing pada kuat arus 2A, (d) anodizing

pada kuat arus 2.25A, (e) anodizing pada kuat arus 2.5A................ 66

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 17: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

xvii

Gambar 4.2: Grafik perbandingan antara nilai kekerasan (VHN) dengan kuat

arus setelah proses anodizing........................................................... 71

Gambar 4.3: Foto mikro kabel kalibrasi............................................................... 72

Gambar 4.4: Foto mikro variasi kuat arus 1.5A. Resin (a). Raw material (b)...... 73

Gambar 4.5: Foto mikro variasi kuat arus 1.75A. Resin (a). Raw material (b).... 73

Gambar 4.6: Foto mikro variasi kuat arus 2A. Resin (a). Raw material (b)......... 74

Gambar 4.7: Foto mikro variasi kuat arus 2.25A. Resin (a). Raw material (b).... 74

Gambar 4.8: Foto mikro variasi kuat arus 2.5A. Resin (a). Raw material (b)...... 75

Gambar 4.9: Grafik hubungan antara kuat arus dengan ketebalan lapisan oksida

(μm) setelah proses anodizing......................................................... 76

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 18: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

xviii

DAFTAR SIMBOL

Simbol Keterangan Satuan

n Jumlah zat mol

i Arus Liastrik ampere

F Faraday coulomb/mol

t Waktu menit

m Massa g/dm2

VHN Vickers hardness number kg/mm2

P Bahan yang digunakan kgf

d2

Panjang diagonal rata-rata µm

J Rapat Arus A/mm2

A Luas Permukaan mm2

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 19: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

1

PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES

ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN

ALUMINIUM

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagai persaratan

mencapai derajat sarjana S-1

Disusun oleh :

AGUNG DWI JAYANTO

NIM : 135214069

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2018

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 20: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

2

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG MASALAH

Aluminium merupakan jenis logam yang banyak digunakan dalam

kehidupan sehari–hari. Aluminium sudah digunakan di banyak aplikasinya

karena umur pakainya yang sangat tinggi. Seperti contohnya pada produksi

casing elektronik, jam tangan, bahkan badan pesawat menggunakan material

ringan dengan umur pakai yang tinggi, hal ini sangat dimungkinkan

mengingat karakteristik logam aluminium memiliki berat jenis cukup ringan

(2,70 gr/cmᵌ), mudah dibentuk dan tahan terhadap korosi (Hutasoid, 2008).

Sifat aluminium memiliki kekerasan yang rendah serta warna aluminium

yang cenderung kusam dan tidak menarik sehingga perlu adanya perlakuan

khusus untuk mengurangi kekurangan aluminium ini salah satu perlakuan

yang dilakukan.

Aluminium adalah pelapisan surface treatment menggunakan metode

anodizing. Anodizing adalah suatu perlakuan perlakuan untuk melapisi

permukaan logam dari pengaruh destructive lingkungan yang menyebabkan

korosi. Disamping itu, metode anodizing juga menghasilkan tampilan logam

yang lebih menarik, berstruktur dan berwarna, serta tahan terhadap gesekan

permukaan.

Pada permukaan aluminium yang di anodizing nantinya akan terbentuk

lapisan oksida protektif alumina (Al2O3). Lapisan oksida (Al2O3) yang sudah

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 21: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

3

terbentuk akibat proses anodizing memiliki ketebalan yang lebih tinggi dari

pembentukan oksida secara alami, dan juga memiliki kekerasan yang lebih

tinggi. Selain itu peningkatan nilai ekstetika, juga dapat dilakukan dengan

proses anodizing ini. Pembentukan lapisan oksida dapat dikontrol sedemikian

rupa melalui larutan elektrolit, sehingga hasil dari lapisan oksida aluminium

dapat diberi warna sesuai yang di inginkan

Keberhasila anodizing berupa lapisan oksida yang optimal dipengaruhi

beberapa faktor yaitu arus, tegangan, jenis meterial yang digunakan, waktu

pencelupan, jenis larutan elektrolit yang digunakan konsentrasi larutan

elektrolit pada proses anodizing. Penelitian sebelumnya pada tahun (2008)

menunjukan semakin tinggi konsentrasi asam sulfat pada larutan anodizing

maka akan menaikan ketebalan lapisan oksida. Ketebalan lapisan oksida

tertinggi hingga 14,51µm di dapat pada konsentrasi 0,36M namun pada

kosentrasi 0,48M ketebalan yang dihasilkan hanya 9,95µm. Meningkatkan

kosentrasi larutan menghasilkan permukaan dengan pori yang lebih padat ini

di tandai bertambah kepekatan warna kelabu setelah proses anodizing.

Dari hasil penelitian yang di lakukan tersebut menunjukan bahwa hasil

dari pengaruh kosentrasi larutan elektrolit terhadap ketebalan lapisan oksida

dan kekerasan rata rata permukaan aluminium berbeda beda hal ini di duduga

karena komposisi paduan aluminium, kosentrasi larutan yang tidak seragam

dan perbedaan komposisi larutan anodizing pada proses anodizing, yang

kemungkinan besar berpengaruh pada perbedaan hasil penelitian tresebut ,

namun dari semua penelitian yang sudah pernah dilakukan terhadap sebuah

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 22: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

4

kesamaan, yakni jika kosentrasi asam sulfat yang digunakan terlalu tinggi

atau rendah akan menghasilkan ketebalan lapisan oksida yang rendah pada

aluminium, lapisan oksida yang rendah ini disebabkan oleh dua hal, yaitu jika

kosentrasi asam sulfat terlalu rendah maka akan mengurangi kemampuan

elektrolit dalam menghantarkan listrik, sehingga kecepatan pertumbuhan

oksida akan kerkurang sedangkan jika penggunaan asam sulfat terlalu tinggi

akan mempercepat terbentuknya lapisan oksida namun lapisan oksida yang

sudah terbentuk akan segera dilarutkan kembali oleh asam sulfat sehingga

lapisan oksida yang terbentuk lebih tipis dan kekerasan lapisan oksida yang

terbentuk akan semakin berkurang namun pori yang terbentuk lebih padat

dibanding dengan jika menggunakan asam sulfat dengan kosentrasi yang

lebih rendah.

1.2.RUMUSAN MASALAH

Dari latar belakang masalah di atas, dapat dirumuskan permasalahan yang

akan dibahas sebagai berikut :

1. Bagaimana pengaruh kuat arus, suhu dan waktu proses anodizing terhadap

struktur permukaan pada permukaan aluminium?

2. Bagaimana pengaruh kuat arus, suhu dan waktu proses anodizing terhadap

kekerasan lapisan oksida pada aluminium?

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 23: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

5

1.3.TUJUAN PENELITIAN

a. Mengetahui ketebalan struktur mikro permukaan hasil proses anodizing

aluminium dengan variasi kuat arus 1.5A, 1.75A, 2A, 2.25A dan 2.5A.

b. Mengetahui kekerasan lapisan oksida hasil proses anodizing aluminium

dengan variasi kuat arus1.5A, 1.75A, 2A, 2.25A dan 2.5A.

1.4.BATASAN MASALAH

Penelitian ini dibatasi oleh hal-hal berikut :

a. Suhu yang terjadi pada proses anodizing berkisar 27-40ᵒC.

b. Penelitian dibatasi pada pengujian struktur permukaan dan kekerasan

permukaan lapisan aluminum oksida.

c. Lamanya proses anodizing untuk setiap konsentrasi adalah 15 menit.

d. Tegangan listrik (voltase) yang digunakan adalah 20 volt.

e. Proses anodizing terjadi pada tekanan udara ruangan yang konstan/stabil .

f. Penelitian ini hanya menganalisis pengaruh proses anodizing terhadap

kekerasan permukaan logam aluminium .

g. Konsentrasi larutan 15% (asam sulfat).

h. Variasi konsentarasi tegangan proses anodizing adalah (1,5A), (1,75A), (2A),

(2,25A), (2,5A).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 24: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

6

1.5.Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian aluminium anodizing ini adalah

1. Penelitian ini diharapkan dapat menemukan perlakuan anodizing yang tepat

pada bahan aluminium sehingga dapat diterapkan dalam proses fabrikasi yang

lebih baik dan sesuai dengan standar yang dibutuhkan.

2. Memberikan referensi tambahan bagi penelitian dan pengembangan untuk

metode anodizing selanjutnya.

1.6.Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

1. Studi Literatur

Studi literatur adalah suatu cara pengumpulan data yang diperoleh melalui

buku-buku referensi sebagai acuan, sehingga dapat digunakan untuk

menunjukan keperluan daya yang berhubungan dengan masalah yang

dihadapi.

2. Metode Observasi Lapangan

Metode ini dilakukan dengan mencari informasi langsung di lapangan tentang

bagaimana alat, cara dan proses aluminium anodizing.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 25: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

7

3. Metode Eksperimen

Metode eksperimen merupakan metode yang digunakan untuk mendapatkan

data dengan melakukan percobaan- percobaan dan pengujian.

4. Metode Perakitan

Langkah ini meliputi perancangan-perancangan komponena alat dan

perakitan alat.

5. Metode Trial/Penyimpulan

Metode ini merupakan pengecekan akhir dan uji coba dari hasil analisis

kemudian diambil keputusan dari keseluruhan proses.

1.7.Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan tugas akhir ini secara garis besar terdiri dari lima bab,

yaitu:

BAB I: PENDAHULUAN

Dalam bab ini menguraikan tentang pokok-pokok dalam penulisan tugas

akhir yang meliputi: latar belakang, tujuan penelitian, batasan masalah,

manfaat penelitian, metode penelitian dan sistematik penulisan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 26: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

8

BAB II: DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

Dasar teori diawali dengan teori sebelumnya yang mengemukakan

penjelasan tentang aluminium dan tahapan-tahapan pada proses anodizing

yang menunjang penelitian ini, landasan teori tentang aluminium, serta

penjelasan tentang anodizing aluminium.

BAB III : METODE PENELITIAN

Metode penelitian berisi tentang diagram alir penelitian, persiapan peralatan

dan pembahasan masalah tentang proses aluminium anodizing.

BAB IV : HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Hasil penelitian dan pembahasan berisi tentang hasil penelitian dan analisis

hasil penelitian dari proses anodizing pada aluminium.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan dan saran berisi kesimpulan yang didapat dari hasil penelitian

dan masukan-masukan yang ingin disampaikan pada penelitian ini.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 27: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

9

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Kajian Pustaka

Aluminium merupakan salah satu material logam yang banyak dimanfaatkan

dan dikembangkan pada berbagai macam aplikasi khususnya dalam dunia

perindustrian. Agar kualitas fisik maupun mekanis dari aluminium semakin baik

dalam segi ketahanan dan nilai dekoratif maka diperlukan sebuah treatment

khusus untuk meningkatkan kualitas dari aluminium, salah satu proses yang

digunakan yaitu dengan menggunakan metode anodizing. Metode anodizing

adalah sebuah proses surface treatment untuk meningkatkan ketebalan lapisan

protektif alami pada logam aluminium.

Lapisan oksida adalah bagian dari logam aluminium yang dilapisi, namun

memiliki struktur berpori yang memberikan reaksi untuk proses pewarnaan,

proses anodizing dapat mengubah permukaan aluminium menjadi lebih dekoratif

dan tahan terhadap korosi. Aluminium adalah logam yang paling sesuai untuk

proses anodizing. Logam non ferous lainya yang dapat digunakan untuk anodizing

adalah magnesium dan titanium (Taufiq, 2011).

Anodizing atau oksida anoda secara luas digunakan untuk tujuan protektif

perlindungan dan dekorasi permukaan alumunium. Proses anodizing prinsipnya

hampir sama dengan proses pelapisan listrik (elektroplatting), tetapi bedanya logam

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 28: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

10

yang akan dilapisi ditempatkan sebagai anoda di dalam larutan elektrolit. Perbedaan

lain larutan elektrolit yang digunakan bersifat asam dan arus yang digunakan searah

(DC) direct current. Proses utama, dalam anodizing aluminium memerlukan

larutan asam sulfat, asam kromat atau campuran asam sulfat dan asam oksalat

(Santhiarsa, 2010).

Asam sulfat yang digunakan harus asam pekat, serta asam tersebut menjadi

oksidator. Beberapa manfaat dari oksidasi anoda aluminium adalah meningkatkan

ketahanan korosi, memperbaiki penampilan dan meningkatkan ketahanan abrasi.

Biasanya oksidasi anodik menggunakan asam sulfat (H2SO4), karena selain murah

dan mudah untuk didapatkan, dan hasil pelapisannya mempunyai sifat estetika dan

fungsional yang luas (Santhiarsa, 2009).

Pada penelitian yang pernah dilakukan oleh Sulistijono (2006), yang meneliti

tentang pengaruh densitas arus dan konsentrasi asam sulfat terhadap ketebalan dan

kualitas pewarnaan lapisan oksida pada anodizing aluminium 6063 dengan variasi

konsentrasi asam sulfat pada proses anodiz sebesar 5%, 10%, 15%, dan 20% serta

variasi arus 12-24 dengan range 4 A/ft2. Dari hasil penelitian didapat tebal lapisan

oksida aluminum anodizing dengan konsentrasi asam sulfat pada larutan anodis

pada konsentrasi 5% densitas arus yang paling optimum adalah 20 A/ft2 yaitu

sebesar 21.6 µm, pada konsentrasi 10% densitas arus yang paling optimum adalah

16 A/ft2 yaitu sebesar 22.6 µm, pada konsentrasi 15% densitas arus yang paling

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 29: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

11

optimum adalah 16 A/ft2 yaitu sebesar 13.8 µm, pada konsentrasi 20% densitas

arus yang paling optimum adalah 20 A/ft2 yaitu sebesar 15.4 µm.

Semakin besar konsentrasi anodizing maka pembentukan lapisan oksida pada

aluminium semakin berkurang, hal ini disebabkan karena meningkatya konsentrasi

larutan elektrolit sehingga akan meningkatkan konduktifitas atau daya hantar larutan

dan menurunkan tegangan yang dibutuhkan sehingga lapisan oksida yang terlarut

juga akan semakin besar sehingga lapisan oksida yang sudah terbentuk akan luluh

kembali kedalam larutan elektrolit. Sedangkan pada konsentrasi 5% elektrolit yang

ada masih belum cukup banyak untuk mengalirkan elektron pada katoda,

menyebabkan penurunan efisiensi arus pada katoda sehingga ketebalan lapisan oksida

lebih kecil dibandingkan penggunaan konsentrasi 10%.

Pada penelitian anodizing paduan aluminium dengan konsentrasi elektrolit

15, 20 dan 25% Vol. asam sulfat H2SO4 dengan penambahan 6% wt. asam oksalat

pada setiap konsentrasi asam sulfat yang dilakukan Sidharta. (2014), didapatkan

hasil anodizing yang terbaik pada larutan elektrolit dengan 15% vol. H2SO4 + 6%

wt. H2C2O4 dengan waktu proses selama 7 menit yang menghasilkan perubahan

kekerasan material dari 115 VHN menjadi 190 VHN serta ketebalan lapisan

oksida tertinggi 83,81 μm.

Sidharta, dkk. (2012), meneliti tentang pengaruh konsentrasi elektrolit dan

waktu anodasi terhadap ketahanan aus dan kekerasan pada lapisan oksida paduan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 30: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

12

aluminium ADC12, dengan menggunakan tegangan listrik sebesar 24 volt,

konsentrasi asam oksalat 6% vol, waktu pencelupan 3, 5, dan 7 menit, sedangkan

konsentrasi asam sulfat 15%, 20%, dan 25% terhadap paduan aluminium ADC12

dengan ukuran 20 x 20 x 4 mm. Dari hasil penelitian yang dilakukan didapatkan

kekerasan rata-rata pada konsentrasi elektrolit 15% pada waktu 3, 5, dan 7 berturut-

turut adalah 117, 119 dan 189 (VHN) sedangkan pada konsentrasi elektrolit 20%

pada waktu 3, 5, dan 7 berturut-turut adalah 168, 106 dan 153 (VHN) dan pada

konsentrasi elektrolit 25% pada waktu 3, 5, dan 7 berturut-turut adalah 168, 179 dan

166 (VHN). Dengan semakin bertambahnya tingginya konsentrasi asam sulfat pada

larutan elektrolit ternyata tidak menghasilkan peningkatan kekerasan yang signifikan,

konsentrasi yang menghasilkan nilai kekerasan dan ketahanan aus yang paling tinggi

adalah pada 15% H2SO4 + 6% H2C2O4.

Dari beberapa penelitian di atas dapat disimpulkan bahwa pengaruh

konsentrasi asam sulfat pada proses anodizing terhadap ketebalan lapisan oksida

dan kekerasan pada permukaan aluminium murni memiliki suatu besaran yang

optimum, dimana penggunaan konsentrasi yang terlalu besar justru akan

meluluhkan lapisan oksida yang telah terbentuk sedangkan pada konsentrasi yang

terlalu rendah larutan elektrolit tidak cukup untuk menghantarkan elektron

sehingga lapisan oksida yang terbentuk tidak terlalu tebal. Selain beberapa faktor

di atas pengaruh rapat arus, kuat arus, konsentrasi elektrolit, dan jenis material

yang digunakan juga mempengaruhi karakteristik permukaan material yang

dianodizing dan didieying.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 31: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

13

2.2. Dasar Teori

2.2.1. Definisi Anodizing

Anodizing adalah proses pelapisan elektrokimia yang digunakan untuk

mempertebal atau memperkuat lapisan protektif alami pada logam. Proses ini

bertujuan untuk meningkatkan kekerasan permukaan, ketahanan arus ataupun

sifat mekanis pada logam. Prinsip dasar proses anodizing adalah elektrolisis.

Pada proses elektrolisis komponen yang terpenting adalah elektroda dan

elektrolit. Pada proses elektrolisis katoda merupakan kutub negatif (sebagai

penghantar benda kerja) dan anoda merupakan kutub positif (benda kerja).

Dari difinisi tersebut diketahui bahwa prinsip dasar proses anodozing

adalah elektrilisis. Proses elektrolisis yang merupakan prinsip berlangsungnya

reaksi kimia oleh arus listrik. Pada proses anodizing komponen yang

terpenting dari proses elektolisis ini adalah elektroda dan elektrolit.

Karakteristik dalam lapisan anodizing menghasilkan suatu lapisan tipis oksida

yang baik terhadap logam dasarnya. Lapisan tersebut memiliki sifat sebagai

berikut:

1. Transparan, dengan berbagai macam warna.

2. Terintergrasi dengan baik pada logam dasarnya, dan tidak dapat mengelupas.

3. Keras, mendekati kekereasan sapphir.

Sifat-sifat di atas merupakan keunggulan dari lapisan oksida pada proses

anodizing.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 32: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

14

2.2.2. Klasifikasi anodizing

Adapun klasifikasi yang ada dalam proses anodizing adalah sebagai berikut:

1. Elektroda

Elektroda adalah sebuah konduktor yang digunakan untuk bersentuhan

dengan bagian non-logam dari sebuah rangkaian listrik, ditemukan oleh

Michael Faraday dari bahasa Yunani elektron. Pada percobaan anodizing ini,

bagian anoda dan katoda menggunakan jenis logam yang sama yaitu plat

aluminium. Sebuah elektron dalam sebuah sel elektrolis ditunjukan sebagai

anoda atau katoda. Anoda ini didefinisikan sebagai elektroda dimana elektron

memasuki sel kemudian menimbulkan reduksi. Setiap elektroda dapat menjadi

sebuah anoda atau katoda tergantung voltase yang diberikan kedalam sel

tersebut. Sebuah elektroda bipolar adalah elektroda yang berfungsi sebagai

anoda dari sebuah sel elektrokimia dan katoda, bagi sel elektrokimia lainya

yang ditunjukan pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Skema proses electroplating.

Sumber: Suhdi (2009)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 33: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

15

2. Elektrolit

Elektrolit adalah suatu senyawa yang dapat menghantarkan arus listrik

apabila dilarutkan kedalam larutan pelarut air. Elektrolit diklasifikasikan

berdasarkan kandungan ion H+. Elektrolit yang dapat menghantarkan arus

listrik dengan baik digolongkan kedalam elektrolit kuat, salah satunya adalah

asam klorida (HCl), asam sulfat (H2SO4), dan asam nitrat, (HNO3). Selain

elektrolit kuat ada pula golongan elektrolit lemah seperti asam cuka encer

(CH3COOH), aluminium hidroksida, kalium karbonat (CaCO3).

3. Elektrolisasi aluminium

Elektrolisa benda kerja yang berupa aluminium pada proses anodizing

berlaku sebagai anoda dengan dihubungkan pada kutub positif satu daya.

Logam aluminium akan berubah menjadi ion aluminium yang larut dalam

larutan asam sesuai dengan rumus :

Al (s) → Al3+

(aq) +3e-......................................................................

(2.1)

Jumlah zat yang bereaksi pada elektroda sel elektrolis berbanding lurus

dengan jumlah arus yang melalui sel tersebut, jika jumlah arus tertentu yang

mengalir melalui beberapa elektrolisis. Maka akan dihasilkan jumlah ekuivalen

masing-masing zat. Hukum Faraday ini dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan

berikut:

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 34: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

16

zF

tin

.

. ...............................................................................................................(2.2)

Dimana : n : jumlah zat (mol)

i : arus listrik (ampere)

F: tetapan Faraday (1 Faraday = 96485 coulomb/mol)

z : jumlah elektron yang ditransfer per ion

t : waktu (menit)

Mengingat, massa zat adalah perkalian massa atom (AR) dengan mol atom maka

dari persamaan di atas bisa dimodifikasi menjadi :

ARzF

tiARn .

.

.. ...............................................................................................(2.3)

zF

ARtim

.

.. ........................................................................................................(2.4)

zF

ARi

t

m

.

. ..........................................................................................................(2.5)

Untuk aluminium,

3.96485

98,26.i

t

m .....................................................................................................(2.6)

it

m.510.32,9 ..............................................................................................(2.7)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 35: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

17

Dimana m : massa (g/dm²)

t : waktu (menit)

i : kuat arus (ampere)

2.3. Aluminium

Dalam penggunaan logam dibidang industri, aluminium merupakan logam yang

paling banyak digunakan setelah baja. Hal ini berarti dalam klasifikasi logam non

ferrous. Aluminium logam yang sangat ringan, dengan berat jenis kurang lebih

sepertiga berat jenis baja atau paduan tembaga, yaitu 2.70 gr/cm.

Berbagai sifat aluminium antara lain :

a. Memiliki sifat elastisitas yang tinggi, sehingga material ini sering digunakan

dalam aplikasi yang melibatkan kondisi pembebanan kejut. Memiliki

ketahanan yang baik terhadap larutan kimia, cuaca/udara, dan berbagai gas,

sehingga membantu ketahanan terhadap korosi.

b. Konduktivitas panas dan listrik tinggi.

c. Memiliki sifat reflektivitas yang sangat baik.

d. Memiliki ketahanan yang baik terhadap larutan kimia, cuaca/udara, dan

berbagai gas, sehingga membantu ketahanan terhadap korosi.

e. Mudah ditempa dan dibentuk.

f. Biaya fabrikasi rendah.

Aluminium sangat reaktif terhadap oksigen, dengan membentuk lapisan oksida

di permukaannya. Proses oksidasi aluminium dapat dilihat pada Gambar 2.2

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 36: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

18

Immunity

Al

pH larutan

Gambar 2.2 Diagram porbeix aluminium

Sumber : Bubbico (2015)

Hal ini terjadi secara alami karena pengaruh reaksi energi bebas yang cukup

tinggi untuk mengoksidasi permukaan aluminium. Lapisan oksida yang terbentuk

memiliki sifat yang lebih keras dari logam induk, dengan ketebalan antara 1-30 x 10-

6 Inci sampai dengan 3 mikron. Selain dapat terbentuk secara alami, laipsan oksida

pada permukaan aluminium ini dapat juga dibentuk dengan proses elektrokimia yaitu

proses anodizing. Lapisan oksida yang dihasilkan melalui proses ini memiliki

ketebalan yang jauh lebih tinggi, lapisan oksida yang terbentuk dengan proses

anodizing akan memiliki nilai kekerasan yang lebih tinggi.

Salah satu produk aluminium yang banyak diproduksi dan digunakan dalam

proses anodizing belakangan ini adalah aluminium foil. Aluminium foil adalah

hampir murni aluminium, yaitu sekitar 92%-99.99% Al. Produk aluminium foil

dibuat dengan proses pengecoran yang dilanjutkan dengan rolling maupun melalui

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 37: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

19

proses continuous casting. Bila pada awalnya proses anodizing lebih banyak

diarahkan pada peningkatan nilai estetika dan nilai kekerasan dari material, maka

pada perkembangannya saat ini proses anodizing telah dikembangkan untuk

aplikasi pada bidang nanoteknologi. Penggunaan logam aluminium, terutama

aluminium foil yang memiliki komposisi hampir 100% Al, diupayakan untuk

dapat menjadi template material untuk diaplikasikan pada bidang nanoteknologi,

dan pada akhirnya dapat dimanfaatkan pada industri pesawat terbang,

semikonduktor, dan mikro elektronik (Hutasoit, 2008).

2.4.Aluminium murni

Aluminium murni didapat dalam keadaan cair melalui proses elektrolisa, yang

umumnya mencapai kemurnian 99,85% berat. Namun, bila dilakukan proses

elektrolisa lebih lanjut, maka akan didapatkan alumunium dengan kemurnian

99,99% yaitu dicapai bahan dengan angka sembilannya empat.

Ketahanan korosi berubah menurut kemurnian, pada umumnya untuk

kemurnian 99.0% atau di atasnya dapat dipergunakan di udara dalam jangka

waktu bertahun-tahun. Hantaran listrik Al, kira-kira 65% dari hantaran listrik

tembaga, tetapi massa jenisnya kurang lebih sepertiga dari tembaga sehingga

memungkinkan untuk memperluas penampangnya. Oleh karena itu, dapat

dipergunakan untuk kabel dan dalam berbagai bentuk. Misalnya sebagai lembaran

tipis (foil). Dalam hal ini dapat dipergunakan Al dengan kemurnian 99,0%. Untuk

reflector yang memerlukan reflektifitas yang tinggi juga untuk kodensor

elektrolitik dipergunakan Al dengan angka Sembilan empat. (Udayana, 2012)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 38: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

20

Tabel 2.1. komposisi aluminium seri 1XXX.

Designati Si,

Fe,

Mn, Mg, Zn, Ti, Others,

Al,

Cu,% %

on %

% % % % % %

min

1050 0,25

0,4 0,05 0,05 0,05

0,0

0,03 0,03 99,5

5

1060 0,25

0,35 0,05 0,03 0,03

0,0

0,03 0,03 99,6

5

1100

0.95 Si + 0.05-

0,05 - 0,1 - 0,15 99

Fe 0.2

1145

0.55 Si +

0,05 0,05 0,05

0,0

0,03 0,03 99,45

Fe 5

1200

1.00 Si +

0,05 0,05 - 0,1 0,05 0,15 99

Fe

1230

0.70 Si +

0,1 0,05 0,05 0,1 0,03 0,03 99,3

Fe

1350 0,1

0,4 0,05 0,01 -

0,0

- 0,11 99,5

5

Sumber: The Aluminium Association. (2015).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 39: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

21

2.5.Proses Anodizing

Anodizing atau oksida anodik merupakan proses elektrolisasi yang dilakukan

untuk menghasilkan lapisan oksida yang lebih tebal daripada lapisan oksida yang

terbentuk secara alami. Ketahanan terhadap korosi pada lingkungan akan

diperoleh jika proses anodisasi berhasil dilakukan dengan tepat. Secara umum,

anodisasi merupakan proses konversi coating pada permukaan logam aluminium

dan paduannya untuk menjadi lapisan porous aluminium oksida (Al2O3).

Langkah-langkah proses anodizing pada aluminium dapat ditunjukkan Gambar

2.3.

1 2 3 4 5 6 8 9 10 11

Gambar 2.3 Tahapan proses anodizing

Sumber : MitroArt.com (2016)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 40: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

22

Keterangan gambar 2.3

1. Cleaning

Proses cleaning adalah proses pembersihan benda kerja aluminium dengan

menggunakan larutan detergen murni untuk menghilangkan kotoran-kotaran

yang menempel pada aluminium sebelum dilakukan proses etching. Detergen

murni natrium carbonat (Na2CO3) dengan konsentrasi larutan yang digunakan

5 gr/liter.

2. Rinsing cleaning

Proses rinsing cleaning adalah proses pembersihan benda kerja aluminium

setelah proses cleaning dengan menggunakan air RO dari bahan kimia yang

menempel pada permukaan aluminium sebelum dilakukan proses etching,

sehingga tidak mengganggu proses berikutnya.

3. Etching

Etching (etsa) adalah proses menghilangkan lapisan oksida pada

permukaan aluminium yang tidak dapat dihilangkan dengan proses

sebelumnya baik itu proses cleaning atau rinsing. Selain itu, proses ini untuk

memperoleh permukaan benda kerja yang lebih rata dan halus dengan

menggunakan bahan soda api (NaOH) konsentrasi 100 gr/liter.

4. Rinsing Etching

Proses rinsing Etching adalah proses pembersihan benda kerja aluminium

setelah proses Etching dengan menggunakan air RO dari bahan kimia yang

menempel pada permukaan aluminium sebelum dilakukan proses desmut,

sehingga tidak mengganggu proses berikutnya.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 41: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

23

5. Desmut

Proses desmut adalah suatu proses yang berfungsi sebagai pembersihan

bercak-bercak hitam yang diakibatkan oleh proses etching. Larutan yang

dipakai adalah campuran dari asam phospat (H₃PO₄) 75% ditambah asam

sulfat (H₂SO₄) 15% dan asam nitrat (HNO₃)10%.

6. Rinsing Desmut

Proses rinsing Desmut adalah proses pembersihan benda kerja aluminium

setelah proses Desmut dengan menggunakan air RO dari bahan kimia yang

menempel pada permukaan aluminium sebelum dilakukan proses anodizing,

sehingga tidak mengganggu proses berikutnya.

7. Anodizing

Proses anodidic oxidation adalah proses pelapisan secara elektrokimia

yang merubah aluminium menjadi aluminium oksida dengan proses

elektrolisis, larutan yang digunakan asam sulfat dengan konsentrasi 400

ml/liter. Logam atau benda kerja dipasang pada anoda (+) dan sebagai katoda

(-) dapat menggunakan lembaran Pb atau aluminium dan karbon. Rangkaian

pada proses anodic oxidation yang ditunjukan pada Gambar 2.4 dibawah ini

Gambar 2.4 Rangkaian pada proses anodic oxidation

Sumber : Pyptek, (2015)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 42: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

24

1. Pengaplikasian lapisan oxida aluminium.

2. Pyps ditempatkan dalam bak asam elektrolit antara katoda bermuatan

negatif, menciptakan arus listrik.

3. Arus ini menyebabkan ion oksigen dilepaskan dari bak mandi elektrolit

dan terikat pada aluminium yang mengalami perubahan positif di bagian

tengah tangki.

4. Lapisan aluminium oksalat menggabungkan, menciptakan permukaan

porus.

5. Pewarna diaplikasikan dan disegel di pori-pori logam.

Logam aluminium atau benda kerja pada larutan elektrolit anodic oxidation

sebagai anoda sehingga logam inilah yang akan teroksidasi.

Persamaan reaksi yang terjadi pada anoda sebagai berikut :

Al(s) → Al3+

(aq) + 3e-............................................................... (2.8)

Atom atom yang terdapat pada aluminium akan teroksidasi menjadi ion-ion

yang larut larutan asam sulfat (H2SO4). Hal ini membuat permukaan logam

aluminium menjadi berlubang membentuk pori-pori. (Groves, G.) Sedangkan

katoda terjadi reaksi sebagai berikut :

2H+ (aq)+2e- → H2 (g)........................................................... (2.9)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 43: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

25

8. Rinsing anodizing

Proses rinsing anodizing adalah proses pembersihan benda kerja

aluminium setelah proses anodizing dengan menggunakan air RO dari bahan

kimia yang menempel pada permukaan aluminium sebelum dilakukan proses

coloring, sehingga tidak mengganggu proses berikutnya.

9. Coloring/dieying

Proses pewarnaan berfungsi sebagai pemberian warna pada pori-pori lapisan

oksida yang terbentuk setelah anodic oxidation, sehingga dihasilkan tampilan

warna yang menarik pada lapisan oksida aluminium. Pewarna yang digunakan

adalah pewarna khusus anodizing dengan konsentrasi larutan 5 gr/liter.

10. Sealing

Proses sealing berfungsi menutup pori-pori lapisan oksida yang dihasilkan

dari proses anodic oxidation yang masih terbuka. Lapisan yang telah ditutup

dengan proses sealing untuk mencegah pewarna keluar dari pori-pori lapisan

oksida atau pudar, pada proses sealing larutan yang digunakan adalah asam

asetat dengan konsentrasi 5 gr/liter. Setelah dilakukan proses sealing, maka

struktur permukaan lapisan akan menjadi lebih halus dan rata.

11. Rinsing sealing

Proses rinsing sealing adalah proses pembersihan benda kerja aluminium

setelah proses sealing dengan menggunakan air RO dari bahan kimia yang

menempel pada permukaan aluminium, sehingga tidak ada sisa bahan kimia

yang menempel pada permukaan aluminium.

Proses anodizing memiliki beberapa tujuan, antara lain :

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 44: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

26

1. Meningkatkan ketahanan korosi.

Dari proses anodisasi, lapisan oksida yang terbentuk pada permukaan logam

tahan terhadap korosi dan mampu menahan serangan atmosfer serta air garam.

Lapisan oksida melindungi logam yang ada di bawahnya dengan bertindak

sebagai penghalang (barrier) dari serangan lingkungan yang korosif.

2. Meningkatkan sifat asdhesif.

Lapisan ini hasil proses anodisasi yang menggunakan asam phosfor dan

kromat dapat meningkatkan kekuatan ikatan dan ketangguhan, biasanya

digunakan pada industri pesawat terbang.

3. Meningkatkan ketahanan aus (wear resistanct).

Proses hard anodizing dapat menghasilkan lapisan setebal 25-100 mikron.

Lapisan tersebut, dengan kekerasan inheren aluminium oksida yang sedemikian

cukup tebal dapat digunakan untuk aplikasi di bawah kondisi ketahanan abrasi.

Dimana lapisan oksida (Al2O3) ini memiliki nilai kekerasan yang cukup tinggi

(sebanding dengan sapphire) atau paling keras setelah intan.

4. Isolator listrik

Lapisan oksida memiliki resistivitas yang tinggi khususnya lapisan oksida

yang porinya tertutup.

5. Dapat menempel pada proses plating selanjutnya.

Pori dari lapisan anodik oksida mendukung proses elektroplatting,

kebanyakan asam yang digunakan apabila ingin melakukan pelapisan

lanjutan adalah asam phosfor.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 45: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

27

6. Aplikasi dekorasi.

Pada permukaan logam, lapisan oksida yang terbentuk memiliki tampilan

yang mengkilau, dimana pada aluminium tampilan oksida yang alami sangat

diinginkan. Selain itu, lapisan oksida yang dihasilkan dapat diberi warna

dengan metode yang berbeda. Pewarnaan organik akan diserap pada lapisan

pori untuk menghasilkan warna tertentu dan pigmen mineral yang mengendap

di dalam pori akan menghasilkan warna yang stabil.

2.6. Konsentrasi Elektrolit pada Proses Anodizing

Umumnya larutan elektrolit yang digunakan dalam proses anodizing adalah

asam sulfat dan asam kromat, namun beberapa jenis asam lain seperti asam

oksalat, asam phospat, dan sulphosalicylic acid juga dapat digunakan untuk

proses anodizing. Peningkatan konsentrasi dalam hubungannya dengan

karakteristik lapisan, mempengaruhi kehilangan logam (metal loss) yang terjadi

pada proses anodizing. Peningkatan konsentrasi yang lebih akan mengakibatkan

terjadinya pelarutan lapisan film, untuk itu konsentrasi perlu diatur dengan tepat

agar menghasilkan lapisan film yang optimal. Grafik konsentrasi elektrolit

terhadap ketebalan lapisan oksida dapat ditunjukan pada Gambar 2.5

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 46: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

28

Gambar 2.5 Grafik waktu pencelupan anodizing terhadap berat lapisan oksida yang

terbentuk dengan variasi konsentrasi elektrolit.

Sumber : Gazapo & Gea. (2009)

2.7. Pembentukan Lapisan Oksida

Lapisan hasil anodizing memiliki struktur yang berbeda dari lapisan oksida

yang terbentuk secara alami, dimana lapisannya memiliki struktur pilar hexagonal

berpori yang memiliki karakteristik yang unik sehingga meningkatkan sifat

mekanis permukaan aluminium.

Anodizing memiliki karakteristik sebagai berikut:

1. Keras, Aluminium (Al2O3) memiliki kekerasan sebanding dengan sapphire

2. Insulatif dan tahan terhadap beban

3. Transparan

4. Tidak ada serpihan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 47: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

29

Lapisan oksida yang terbentuk dari proses ini akan meningkatkan

katahanan abrasif, kemampuan insolator electric logam, serta kemampuan untuk

menyerap zat pewarna untuk menghasilkan variasi tampilan warna pada

permukaan hasil anodisasi. Aluminium serta paduan-paduannya mempunyai sifat

tahan terhadap korosi karena adanya lapisan oksida protektif. Tebal dari lapisan

oksida sekitar 0,005-0,01 μm, atau 0,1-0,4x10-6

inch atau 0,25-1x10-2

mikron.

Struktur lapisan aluminium oksida ditunjukkan pada Gambar 2.6.

Cell wall Unit Cell

Pore

Porus Layer

Barrier Layer

Aluminium

Gambar 2.6 a) Struktur pori pada lapisan hasil anodizing,

b) penampang lapisan oksida.

Sumber : Juhl (2005)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 48: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

30

Terbentuknya lapisan oksida pada permukaan logam yang dianodisasi

bergangung pada jenis elektrolit yang digunakan, lapisan dasar oksida (barrier

type oxide film) dan lapisan pori oksida (porous oxide film) dapat terbentuk

selama proses anodisasi. Lapisan oksida yang dihasilkan mempunyai struktur

yang porous atau berpori dengan bentuk strukturnya heksagonal, dengan pori

yang terdapat di tengah. Seperti ditunjukkan pada Gambar 2.7.

Gambar 2.7 Skema lapisan pori hasil

anodisasi

Sumber : Sipayung. (2008)

Lapisan dasar merupakan lapisan yang tipis dan padat, yang berfungsi

sebagai lapisan antara lapisan pori dan logam dasar (base metal). Lapisan tersebut

memiliki sifat yang melindungi dari korosi lebih lanjut dan tahan terhadap arus

listrik. Struktur berpori yang timbul pada lapisan oksida merupakan hasil dari

kesetimbangan antara reaksi pembentukan dari pelarutan lapisan oksida. Pada

awalnya lapisan pori yang terbentuk selinder memanjang namun karena kemudian

bersinggungan dengan oksida-oksida lainnya yang berada disisi-sisinya, maka

lapisan oksida tersebut bertransformasi menjadi bentuk saluran heksagonal yang

memanjang.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 49: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

31

Proses pembentukan lapisan oksida dapat dipelajari dengan memperhatikan

dan mengamati perubahan arus pada tegangan anodisasi yang tetap atau

perubahan tegangan pada arus tetap. Proses pembentukan lapisan oksida dapat

dibagi dalam 4 tahapan, antara lain:

1. Penambahan barrier layer yang ditandai dengan penurunan arus yang mengalir.

Barrier layer ini merupakan lapisan oksida aluminium yang menebal akibat

adanya reaksi oksidasi pada permukaan logam. Akibat adanya penebalan

maka hambatan yang ditimbulkan menjadi lebih besar. Hal itulah yang

menimbulkan penurunan arus selama pembentukan barrier layer.

2. Setelah barrier layer menebal, mulai muncul benih-benih pori dekat batas

antara oksida dan larutan. Pada tahapan ini terjadi penurunan arus pada sistem

dan akan mencapai titik minimum saat tahapan ini berhenti.

3. Inisiasi pori yang terbentuk menjadi awal pembentukan struktur oksida

berpori. Bentuk pori pada tahapan ini tidak sempurna dan terjadi peningkatan

arus yang mengalir pada sistem.

4. Arus yang mengalir pada sistem akan terus meningkat dengan semakin

sempurnanya morfologi lapisan oksida. Peningkatan ini terjadi hingga pada

suatu saat arus yang mengalir akan konstan saat struktur berpori telah

terbentuk sempurna. Seperti ditunjukkan pada Gambar 2.8.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 50: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

32

Keterangan gambar

1. Pembentukan barrier layer

2. Awal pembentukan pori-pori.

3. Pori terbentuk dan

berkembang.

4. Pori yang terbentuk semakin

stabil.

Gambar 2.8 Tegangan dan arus yang terjadi pada pembentukan lapisan oksida

anodizing

Sumber : Yerokhin (2010).

2.8. Sifat Penerapan Anodizing

Anodizing dilaksanakan dengan berbagai alasan serta tujuan tertentu, dimana

untuk menyesuaikan dengan kebutuhan yang diinginkan. Adapun dengan

pemakaian anodizing mempunyai maksud untuk memperbaiki sifat ataupun

penerapan, yaitu diantaranya:

1. Meningkatkan ketahanan korosi.

2. Meningkatkan adhesi cat.

3.Memperbaiki penampilan dekoratif.

4.Menghasilkan isolasi listrik/non konduktor.

5.Meningkatkan ketahanan abrasi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 51: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

33

Dengan anodizing lapisan pelindung dipertebal sehingga dapat digunakan di

luar rumah misalnya untuk pemakaian di laut, mobil, keperluan arsitektur, jendela,

gerbang toko, dan sebagainya. Aluminium yang di-anodizing juga mempermudah

dan memperkuat pengecatan, termasuk untuk penggunaan-penggunaan kritis

dalam kedirgantaraan, misalnya baling-baling helikopter, torpedo dan sebagainya.

Aluminium di-anodizing dalam elektrolit sulfat menghasilkan lapisan

konduktif yang memperkuat rekatan plating berikutnya. Bila pemilihan alloy,

sistem serta prosedur anodizingnya tepat, produk aluminium dapat beraneka

penampilan permukaan, cerah atau buram, berarah atau tidak teksturnya,

kombinasi warnanya. Perhiasan alat olahraga, komponen bangunan, keperluan

dapur dan rumah tangga sampai papan nama dapat memanfaatkannya.

Untuk pengisolasi listrik, anodizing aluminium dapat menahan tegangan

40volt tiap mikron serta tahan suhu tinggi tanpa hangus, maka baik untuk trafo

dan keperluan alat-alat listrik lainnya. Industri otomotif dan konstruksi merupakan

pengguna terbesar teknologi anodizing, juga di Indonesia ini. (Priyanto, 2012.)

2.9. Pengujian Struktur Mikro

Pengujian struktur mikro ini bertujuan untuk melihat struktur mikro ketebalan

lapisan oksida aluminium setelah proses anodizing maupun proses dieying,

setelah spesimen aluminium potong menjadi 2 bagian, kemudian diambil

1bagian pada setiap spesimen untuk di-monting. Fungsi dari monting adalah

untuk memudahkan melakukan pengamatan foto struktur mikro pada saat

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 52: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

34

pengujian selanjutnya spesimen diamati menggunakan mikroskop maka akan

terlihat struktur mikroketebalan lapisan oksida yang ada pada daerah

permukaan aluminium bagian samping setelah proses anodizing tersebut.

Adapun langkah kerja pembuatan spesimen foto mikro.

1. Benda uji dipotong menjadi 2 bagian dengan menggunakan gergaji

secara berhati-hati dimaksudkan agar tidak terjadi perubahan struktur

karena panas yang ditimbulkan akibat pemotongan.

2. Benda uji yang sudah dipotong kemudian di-monting dalam kotak

akrilik yang dibuat menggunakan resin dan katalis.

3. Pengamplasan permukaan benda uji yang dipotong dengan

menggunakan amplas 120 sampai 2000, dilakukan sampai benda

terlihat seperti kaca dan halus dan pada saat pengamplasan udahakan

dengan air agar terhindar dari panas yang bisa menimbulkan

perubahan struktur mikro.

4. Polishing dilakukan setelah mendapatkan permukaan yang halus,

poleshing dilakukan menggunakan autosol secukupnya usahakan

jangan terkena tangan agar tidak mengkotori benda uji.

5. Proses pengesetan spesimen dilakukan setelah melakukan proses

poleshing.

a. Bahan etsa yang dipakai yaitu nital dan alkohol.

b. Membuat bahan etsa yaitu nital

Menyiapkan larutan HNO3 65% dari prosentase keseluruhan

nital yang akan digunakan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 53: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

35

Menyiapkan alkohol sebagai campuran larutan NHO3 65%

sebanyak 97%.

Mencampurkan larutan tersebut dan digunakan untuk etsa.

c. Proses pengetsaan spesimen.

Membersihkan spesimen atau dilap dengan tisu setelah

spesimen dipoles celupkan ke dalam larutan nital selama 1

menit

Mencuci spesimen dengan aquades

Membersihkan spesimen dengan mengusap spesimen

dengan kapas yang telah dibasahi dengan alkohol.

Mengeringkan spesimen.

Melihat struktur mikro spesimen pada mikroskop

metalografi.

6. Foto mikro dilakukan setelah proses etsa dengan perbesaran 200 kali.

2.10. Pengujian Kekerasan Mikro Vickers

Pengujian kekerasan mikro vickers ini bertujuan untuk mengukur seberapa

besar kekerasan permukaan aluminium setelah proses anodizing. Prosedur dan

pembacaan hasil pada penguji kekerasan mikro Vickers adalah sebagai

berikut:

Piramida intan yang memiliki sudut bidang terhadap (1360), ditekankan

kepermukaan bagian yang akan diukur dengan perbesaran 25gf, kemudian

diambil panjang diagonal-diagonalnya dan dari perbandingan antara beban

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 54: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

36

dengan luas tapak penekan. Maka akan didapat hasil kekerasan mikro vickers

pada bagian permukaan aluminium setelah proses anodizing maupun proses

dieying tersebut. Adapun rumus perhitungan dari kekerasan mikro vickers

yaitu sebagai berikut:

.........................................................................................(2.10)

Dengan:

VHN : Vickers hardness Number (kg/mm²)

F : Beban yang digunakan (kgf)

d² : Panjang diagonal rata-rata (µm),dengan d rata-rata (

)

Gambar 2.9 Pengujian Vickers

Sumber : https://www.hera.org.nz.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 55: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

37

BAB III METODE PENELITIAN

3.1. Diagram Alir Penelitian Anodizing

Untuk memperjelas tahapan-tahapan penelitian anodizing yang akan dilakukan dibuat diagram alir proses anodizing, yang ditunjukkan pada Gambar 3.1

Mulai

Identifikasi Masalah

Kajian Pustaka

Persiapan Alat dan Bahan Aluminium Seri 1XXX

Proses Anodizing Aluminium: Tegangan 20 volt

Variasi Kosentrasi tegangan (1,5A),(1,75A),(2A),(2,25A),(2,5A)

Suhu ruangan 27-40°c, waktu anodizing 15 menit

Pengujian

Pengujian Foto Mikro

Pengujian Kekerasan

Pengujian Foto Makro

Struktur Ketebalan Lapisan

Mikro Vickers

Oksida

Sruktur Permukaan

Pembahasan Hasil Pengujian

Kesimpulan dan Saran

selesai

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 56: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

38

3.2. Alat dan Bahan Penelitian

3.2.1.1. Alat Penelitian

Adapun peralatan yang digunakan pada penelitian ini, yaitu:

1. Power Supply

Power supply DC adalah alat yang digunakan untuk menghasilkan arus

dan tegangan searah. Besarnya arus DC yang dialirkan dapat diukur dengan

menggunakan Amperemeter sedangkan untuk mengukur besarnya tegangan DC

digunakan Voltmeter. Pada penelitian ini menggunakan power supply yang arus

dan tegangannya dapat diatur secara manual. Besarnya arus dan tegangan DC

yang dialirkan sesuaikan dengan kondisi operasi yang dibutuhkan agar proses

anodizing dapat berlangsung dengan baik. Jenis power supply DC yang digunakan

adalah merk ZHIAOXIN, seri RXN-305D dengan kapasitas 0-5 Ampere dan 0-32

Volt. Dapat ditunjukan pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2 DC Power Supply

2. Kabel Penghubung

Kabel penghubung ini berfungsi untuk menghubungkan arus pada proses

anodizing, kabel penghubung arus terdiri dari 2 bagian, yaitu kabel penghubung

arus positif sebagai anoda dan kabel penghubung arus negatif sebagai katoda.

Kabel penghubung arus proses anodizing dapat ditunjukkan pada Gambar 3.3.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 57: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

39

Gambar 3.3 Kabel Penghubung

3. Bak Plastik

Bak plastik yang digunakan adalah berfungsi sebagai tempat larutan bahan

kimia yang digunakan dalam proses cleaning, etching, desmut, anodizing, dieying,

sealing dan sebagai tempat pencucian atau pembilasan spesimen aluminium

setelah tahapan masing-masing proses (Rinsing). Bak plastik yang berukuran

besar dengan volume 6550 ml berjulmah 6 buah dan yang kecil dengan volume

1900 ml berjumlah 5 buah. Dapat ditunjukkan pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4 Bak Plastik

4. Thermometer

Alat ini digunakan untuk mengukur suhu ruangan bak plastik larutan

elektrolit pada proses desmut, anodizing, dieying dan sealing selama

berlangsungnya proses. Pada termometer ini mempunyai ukuran -10°C – 110°C.

Yang ditunjukan pada Gambar 3.5.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 58: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

40

Gambar 3.5 Thermometer

5. Gelas Ukur Plastik

Digunakan untuk mengukur konsentrasi dan takaran campuran larutan

elektrolit pada proses cleaning, etching, desmut, anodizing, dieying dan sealing.

Gelas ukur yang digunakan dalam penelitian ini yaitu berkapasitas 1000 ml, dan

dapat ditunjukan pada Gambar 3.6.

Gambar 3.6 Gelas Ukur Plastik

6. Stopwatch

Stopwatch berfungsi untuk mengukur lamanya waktu proses

pengamplasan, cleaning, etching, desmut, anodizing, dieying dan sealing. Adapun

stopwatch yang digunakan dapat ditunjukan pada Gambar 3.7.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 59: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

41

Gambar 3.7 Stopwatch

7. Timbangan Digital

Timbangan digital digunakan untuk menimbang berat bahan kimia soda

api (NaOH) dan bahan pewarna yang akan digunakan dalam proses anodizing.

Timbangan digital yang digunakan yaitu merk SCOUT PRO, model SP 602,

berkapasitas berat 0,001-400 gram, dan penimbangan dilakukan dilaboratorium

Fakultas Pertanian, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Dapat tunjukan pada

Gambar 3.8.

Gambar 3.8 Timbangan Digital

8. Alat Uji Foto Mikro

Alat uji foto mikro berfungsi untuk mengetahui struktur mikro ketebalan lapisan

oksida pada aluminium 1XXX setelah proses anodizing dan dieying. Jenis alat uji ini

adalah merk OLYMPUS, model PME3 311U/313UN/323UN. Pengujian dilakukan

dilaboratorium Bahan Teknik Program Diploma Teknik Mesin Sekolah Vokasi,

Universitas Gadjah Mada, yang ditunjukan pada Gambar 3.9.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 60: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

42

Gambar 3.9 Alat Uji Foto Mikro

9. Alat Uji Kekerasan Mikro Vickers

Alat uji kekerasan mikro vickers berfungsi untuk mengetahui kekerasan

mikro setelah proses anodizing dan dieying. Jenis alat uji ini adalah merk

SHIMADZU CORPORATION, model HMV-M Ref MT 1006000. Pengujian

dilakukan dilaboratorium Bahan Teknik Program Diploma Teknik Mesin Sekolah

Vokasi, Universitas Gadjah Mada Adapun alat tersebut dapat ditunjukan pada

Gambar 3.10.

Gambar 3.10 Alat Uji Kekerasan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 61: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

43

10. Alat bantu lainya

a) Pean Lurus

Klem pean lurus digunakan untuk mempermudah meletakkan dan

mengambil spesimen pada setiap proses dengan menjepit spesimen yang

berada pada larutan anodizing. Alat ini berbahan dasar stainless stell,

memiliki penjepit dengan panjang 5 cm dan panjang keseluruhan 18 cm.

Yang ditunjukan pada Gambar 3.11

Gambar 3.11 Klem Pean Lurus

b. Tang

Digunakan untuk memotong dan menjepit plat alumunium serta alat bantu

lainya, yang dapat dilihat pada Gambar 3.12.

Gambar 3.12 Tang

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 62: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

44

c. Dudukan Plat Aluminium

Dudukan plat aluminium berfungsi untuk meletakan kabel penghubung

anoda pada proses anodizing agar posisi spesimen tetap konstan dan tidak

berubah-ubah. Yang ditunjukan pada Gambar 3.13.

Gambar 3.13 Dudukan Plat Aluminium

d. Penjepit Buaya

Penjepit buaya digunakan untuk menjepit kabel penghubung anoda

pada proses anodizing agar posisi kabel penghubung tetap konstan dan tidak

berubah-ubah. Penjepit buaya dapat ditunjukan pada Gambar 3.14.

Gambar 3.14 Penjepit Buaya

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 63: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

45

e. Sarung Tangan

Sarung tangan digunakan untuk melindungi tangan dari larutan bahan

kimia pada setiap proses, dapat ditunjukan pada Gambar 3.15.

Gambar 3.15 Sarung Tangan

f. Mistar Baja

Mistar baja digunakan untuk mengukur lembaran plat aluminium

sebelum dipotong menjadi spesimen. Mistar baja yang digunakan dapat

ditunjukan pada Gambar 3.16.

Gambar 3.16 Mistar Baja

g. Amplas

Amplas digunakan untuk meratakan dan menghaluskan permukaan benda

kerja sebelum dianodizing. Amplas yang digunakan adalah merk SIKERS seri

P1000, P2000, dan merk SLG seri C5000. Ditunjukan pada Gambar 3.17.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 64: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

46

Gambar 3.17 Amplas

h. Alat Tulis

Alat tulis digunakan untuk mencatat data yang diperoleh selama proses

anodizing berlangsung. Yang ditunjukan pada Gambar 3.18.

Gambar 3.18 Alat Tulis

i. Kamera

Kamera berfungsi sebagai dokumentasi untuk pengambilan gambar pada

saat proses berlangsung. Dan dapat ditunjukan pada Gambar 3.19.

Gambar 3.19 Kamera

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 65: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

47

j. Gerinda Tangan

Gerinda tangan digunakan untuk memotong lembaran plat

aluminium menjadi spesimen yang sebelumnya sudah ditandai dengan

mistar baja dan memolish permukaan spesimen. Gerinda tangan yang

digunakan adalah gerinda merk MODERN seri M-2350B dengan

kecepatan putar 12000 rpm. Ditunjukan pada Gambar 3.20.

Gambar 3.20 Gerinda Tangan

3.2. 2. Bahan Penelitian

Adapun bahan yang digunakan pada penelitian ini yaitu menggunakan

bahan kimia, diantaranya yaitu:

1. Asam Sulfat (H2SO4)

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

pada proses anodizing yang mengubah permukaan aluminium menjadi aluminium

oksida. Asam sulfat yang digunakan adalah asam sulfat teknis dengan konsentrasi

kemurniannya sekitar 25 %. Larutan asam sulfat (H2SO4) yang digunakan dalam

proses anodic oxidation adalah bahan kimia supliyer dari MULTI KIMIA, dapat

ditunjukkan pada Gambar 3.21.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 66: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

48

Gambar 3.23 Asam Sulfat (H2SO4)

2. Phosporic Acid (H3PO4)

Phosporic acid digunakan sebagai larutan elektrolit pada campuran larutan

desmut dan phosphoric acid yang digunakan pada proses desmut ini adalah

phosphoric acid teknis, produk dari PT. BRATACO. Gambar Phosporic Acid

dapat ditunjukan pada Gambar 3.22.

Gambar 3.22 Phosporic Acid (H3PO4)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 67: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

49

3. Asam Cuka/Asam Asetat (CH3CO2H)

Larutan bahan ini sebagai larutan desmut dan sealing, pada proses sealing

ini dilakukan setelah proses pewarnaan anodic oxidation selesai. Proses sealing

merupakan tahap paling akhir dalam anodizing, yang bertujuan untuk

meningkatkan ketahanan korosi lapisan oksida yang terbentuk pada permukaan

aluminium dan menahan pewarna agar tetap berada dalam pori-pori. Larutan

asam cuka yang digunakan dengan konsentrasi (50 gr/liter) air RO (Reverse

Osmosis).

Dan bahan ini adalah produk dari PT. BRATACO, seperti yang ditunjukan pada

Gambar 3.23.

Gambar 3.23 Asam Cuka/Asam Asetat (CH3CO2H

4. Larutan Desmut

Larutan ini berfungsi sebagai larutan pengkilap (Bright deep). Komposisi

pada larutan desmutt adalah campuran dari larutan phosphoric acid (H₃PO₄) 75%

ditambah asam sulfat (H₂SO₄) 15% dan ditambah asam cuka (CH3CO2H) 10%.

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.24.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 68: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

50

Gambar 3.24 Larutan Desmut

5. Soda Api (NaOH)

Fungsi dari soda api (NaOH) ini digunakan sebagai larutan etching, bahan

ini berbentuk padat dengan konsentrasi (100 gr/liter) air RO (Reverse Osmosis).

Bahan ini adalah produk dari PT. BRATACO, seperti yang ditunjukan pada

Gambar 3.25.

Gambar 3.25 Soda Api (NaOH)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 69: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

51

6. Deterjen Murni/Natrium Karbonat (Na2CO3)

Detergen murni atau nama lainnya adalah natrium karbonat (Na2CO3)

yang berbentuk serbuk putih, dengan konsentrasi (10 gr/liter) air RO (Reverse

Osmosis). Detergen murni digunakan sebagai cairan cleaning, sebagai penghilang

minyak dan kotoran yang menempel pada permukaan aluminium, serta

meningkatkan daya bersih. Bahan ini adalah produk dari PT. BRATACO. Dapat

ditunjukkan pada Gambar 3.26.

Gambar 3.26 Deterjen Murni/Natrium Karbonat (Na2CO3)

7. Spesimen

Spesimen yang dipakai pada penelitian ini adalah logam plat aluminium

seri 1XXX dengan dimensi panjang 50 mm, lebar 30 mm, tebal 2,8 mm. Adapun

spesimen logam plat aluminium dapat ditunjukan pada Gambar 3.31.

Gambar 3.31 Spesimen

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 70: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

52

8. Plat Aluminium Penghantar

Plat aluminium penghantar ini dipakai sebagai katoda (-) pada proses

anodic oxidation. Dimensi dari plat aluminium penghantar yaitu panjang 130 mm,

lebar 130 mm, tebal 2,8 mm. Seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.32.

Gambar 3.32 Plat Aluminium Penghantar

3.3. Pelaksanaan Penelitian

3.3.1. Tahapan-tahapan proses anodizing aluminium.

Tahapan-tahapan yang dilakukan pada proses anodizing aluminium

diantaranya adalah:

1. Proses Pengamplasan

Proses pengamplasan ini bertujuan untuk menhilangkan kotoran-kotoran

yang menempel pada permukaan logam aluminium. Proses pengamplasan ini

yaitu menggunakan amplas logam seri P1000, P2000, dan C5000. Proses ini

dilakukan secara manual, dengan mengurutkan pengamplasan dari seri P1000,

P2000, sampai C5000. Setelah proses pengamplasan selesai kemudian spesimen

dirinsing dalam bak air RO (Reverse Osmosis). Seperti yang ditunjukan pada

Gambar 3.29.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 71: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

53

Gambar 3.29 Proses Pengamplasan Spesimen

2. Proses Cleaning

Pada proses cleaning adalah proses pencucian spesimen dengan

menggunakan natrium karbonat (Na2CO3) yaitu sebuah bahan utama dalam

pembuatan detergen yang berfungsi untuk meningkatkan daya bersih pada proses

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

(Reverse Osmosis), dengan menggunakan suhu larutan cleaning ± 30°C. Fungsi

dari proses ini untuk membersihkan spesimen dari kotoran sisa proses

pengamplasan dan polishing, selain itu juga membersihkan dari lemak dari pori-

pori tangan telanjang dan debu yang menempel pada permukaan spesimen. Proses

ini sangat penting sekali dalam proses anodizing, dikarenakan pencucian yang

tidak bersih akan mengakibatkan hasil anodizing yang tidak optimum. Setelah

proses cleaning selesai kemudian spesimen dirinsing dalam bak air RO (Reverse

Osmosis). Hal ini dapat ditunjukkan pada Gambar 3.30.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 72: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

54

a b

Gambar 3.30 (a). Proses Cleaning Spesimen, (b). Proses Rinsing

3. Proses Etching

Proses etching (etsa) adalah proses menghilangkan lapisan oksida pada

permukaan aluminium yang tidak dapat dihilangkan dengan proses sebelumnya

baik itu proses cleaning dan rinsing. Selain itu, proses ini untuk memperoleh

permukaan benda kerja yang lebih rata dan halus. Pada proses etching

menggunakan media soda api (NaOH) dengan konsentrasi (100 gr/liter) air RO

(Reverse Osmosis), dengan menggunakan suhu etching ± 30-35°C, kemudian

spesimen yang sudah melewati tahap proses cleaning dan rinsing dicelupkan

kedalam larutan ecthing selama ± 1 menit. Setelah proses etching selesai

spesimen dirinsing dalam bak air RO (Reverse Osmosis). Proses ini dapat

ditunjukkan pada Gambar 3.31.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 73: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

55

a b

Gambar 3.31 (a). Proses Etching, (b). Proses Rinsing

4. Proses Desmut

Setelah proses cleaning dan etching, langkah selanjutnya proses desmut.

Proses Desmut adalah suatu proses untuk menghilangkan smut pada aluminium.

Istilah smut sendiri adalah lapisan tipis yang berwarna abu-abu hingga hitam yang

berasal dari bahan-bahan paduan pembentuk logam aluminium yang tidak dapat

larut dalam larutan etching. Selain itu juga berfungsi untuk pengkilapan (Bright

deep) pada permukaan logam aluminium. Pada proses ini spesimen dicelupkan

kedalam larutan desmut dengan komposisi phosporic acid (H3PO4) 75% dan asam

sulfat (H2SO4) 15% serta asam cuka (CH3CO2H) 10%, dengan menggunakan

suhu larutan dessmut yaitu ± 30-45°C, selama 2 menit. Setelah dilakukan proses

desmut kemudian spesimen dirinsing dalam bak air RO (Reverse Osmosis).

Proses ini ditunjukkan pada Gambar 3.32.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 74: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

56

a b

Gambar 3.32 (a). Proses Desmut, (b). Proses Rinsing

5. Proses Anodic Oxidatiom

Selanjutnya pada proses ini spesimen dicelupkan kedalam bak plastik

yang berisi larutan asam sulfat (H2SO4) yang sudah dicampur dengan air RO

(Reverse Osmosis), dengan variasi konsentrasi larutan sebesar 300 ml asam sulfat

(H2SO4) dan 700 ml air RO (Reverse Osmosis), 400 ml asam sulfat (H2SO4) dan

600 ml air RO (Reverse Osmosis), 500 ml asam sulfat (H2SO4) dan 500 ml air RO

(Reverse Osmosis), dan menggunakan suhu larutan anodic oxidation ± 27-42°C.

Pada proses anodic oxidation benda kerja sebagai anoda (+) dan aluminium

penghantar sebagi katoda (-).Selanjutnya arus listrik pada power supply diatur

setelah spesimen dicelupkan kedalam larutan dengan arus antara1,25- 2,5

Ampere. Waktu proses pencelupan selama 15 menit. Setelah proses anodic

oxidation selesai selanjutnya dirinsing dalam bak air RO (Reverse Osmosis),

sebelum dilanjutkan ke proses dieying. Proses anodic oxidation dapat ditunjukan

pada Gambar 3.37.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 75: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

57

Thermometer

a b

Spesimen

Sebagai

Anoda

Plat Al

Sebagai

Katoda

Gambar 3.37 (a). Proses Anodic Oxidation, (b). Proses Rinsing

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 76: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

58

6. Proses Pewarnaan (Dieying)

Setelah lapisan oksida terbentuk melalui proses anodic oxidation,

selanjutnya adalah proses pewarnaan (Dieying). Pada proses ini material

dicelupkan kedalam larutan pewarna (20 gr/liter) air RO (Reverse Osmosis)

selama ± 10 detik, dengan suhu pewarna (Dieying) ± 30°C. Proses pewarnaan ini

berfungsi memberikan warna sesuai dengan warna yang diinginkan untuk

menambah nilai dekoratif pada logam aluminium, selain itu juga sebagai lapisan

pelindung pada lapisan oksidanya. Proses pewarnaan (Dieying) dapat ditunjukkan

pada Gambar 3.38.

3.38 ProsesDieying

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 77: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

59

7. Proses Sealing

Proses sealing adalah untuk menutup kembali pori-pori lapisan oksida

yang terbentuk pada proses anodic oxidation, selain itu sebagai pengunci warna.

Pada proses ini menggunakan larutan asam cuka (50 gr/liter) air RO (Reverse

Osmosis), dengan lama waktu pencelupan selama ± 10 detik, dan menggunakan

suhu larutan sealing ± 30°C. Pencelupan pada proses sealing dilakukan sebanyak

3 x 10 detik pencelupan dengan suhu ruang. Proses sealing dapat ditunjukan pada

Gambar 3.39.

a b

Gambar 3.39 (a). Proses Sealing, (b). Proses Rinsing

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 78: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

60

Untuk lebih jelasnya tahapan pengujian anodizing dengan variasi konsentrasi asam

sulfat pada larutan anodiz akan ditampilkan pada bagan di bawah. (Gambar 3.39)

Cleanning

Natrium karbonat

(Na2CO3) 10

gr/liter air RO, Rinsing

selama 1 menit cleanning

Anodic Oxidation

Asam sulfat 30% (300 ml) +

air RO 70% (700 ml), 40%

(400 ml) + air RO 50% (500

ml), 50% (500 ml) + air RO

60% (600 ml), kuat arus

listrik 3 A dan tegangan

listrik 18 V, selama 10 menit

Etching

Soda api

(NaOH) 100

gr/liter air RO, Rinsing

selama 1 menit Etching

Desmut

Phosporic acid

(H3PO4) 75%+ asam

sulfat (H2SO4) Rinsing

15%+asam cuka Desmut

(CH3CO2H) 10%

dalam takaran 1 liter,

selama 2 menit

Dieying Sealing

Pewarna anodizing Asam cuka 50

Rinsing 20 gr/liter air RO, gr/liter air RO,

Anodic selama 10 detik selama 10 detik Oxidation

Rinsing

End proccess Sealing

Gambar 3.40 Bagan Proses Anodizing

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 79: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

61

3.3.2. Pelaksanaan Pengujian

1. Pengujian Foto Struktur Mikro

Pengujian struktur mikro ini bertujuan untuk melihat struktur mikro

ketebalan lapisan oksida aluminium setelah proses anodizing maupun proses

dieying. Setelah spesimen aluminium potong menjadi 2 bagian, kemudian diambil

1 bagian pada setiap spesimen untuk dimounting. Fungsi dari mounting adalah

untuk memudahkan melakukan pengamatan foto struktur mikro pada saat

pengujian berlangsung. Selanjutnya spesimen diamati menggunakan mikroskop

maka akan terlihat struktur mikro ketebalan lapisan oksida yang ada pada daerah

permukaan aluminium bagian samping setelah proses anodizing tersebut.

Adapun langkah kerja pembuatan spesimen foto mikro

1. Benda uji dipotong menjadi dua bagian dengan menggunakan gergaji

secara hati-hati dimaksudkan agar tidak terjadi perubahan struktur karena

panas yang timbul saat peroses pemotongan.

2. Benda uji yang sudah dipotong kemudian dimounting dalam kotak akrilik

yang dibuat menggunakan resin dan katalis.

3. Pengamplasan permukaan benda uji yang dipotong dengan menggunakan

amplas nomor 120 sampai 1500, dilakukan secara berurutan dari yang

kasar sampai yang paling halus. Dalam pengamplasan digunakan air untuk

membasahi amplas yang diputar pada mesin amplas duduk, penggunaan

air dimaksudkan agar dalam proses pengamplasan tidak timbul panas pada

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 80: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

62

permukaan yang diamplas yang bisa menimbulkan perubahan struktur

mikro.

4. Polishing dilakukan setelah mendapatkan permukaan yang halus,

polishing menggunakan autosol secukupnya. Usahakan jangan terkena

tangan karena akan mengotori permukaan yang sudah dipolish.

5. Proses pengetsaan spesimen dilakukan setelah melakukan proses

polishing.

a) Bahan etsa yang dipakai yaitu nital dan alkohol.

b) Membuat bahan etsa yaitu nital

- Menyiapkan larutan HNO3 65% dari prosentase keseluruhan nital

yang akan digunakan.

- Menyiapkan alkohol sebagai campuran larutan HNO3 65%

sebanyak 97%.

- Mencampur larutan tersebut dan digunakan untuk etsa.

c) Proses pengetsaan spesimen

- Membersihkan spesimen atau dilap dengan tisu setelah spesimen

dipoles celupkan kedalam larutan nital selama 10 detik.

- Mencuci spesimen dengan aquades.

- Membersihkan spesimen dengan mengusap spesimen dengan

kapas yang telah dibahasi dengan alkohol.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 81: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

63

- Mengeringkan spesimen.

- Melihat struktur mikro spesimen pada mikroskop metalografi.

6. Foto mikro dilakukan setelah proses etsa dengan 200 kali perbesaran

2. Pengujian Struktur Makro

Pengujian struktur makro ini bertujuan untuk melihat struktur makro

permukaan aluminium setelah proses anodizing maupun proses dieying. Spesimen

yang diuji pada pengujian ini yaitu sisa dari spesimen yg dipotong pada pengujian

struktur mikro diatas, kemudian pada pengujian ini yaitu murni hasil dari proses

anodizing tanpa dimounting dan dipreparasi pada bagian permukaan

aluminiumnya. Selanjutnya spesimen diamati menggunakan mikroskop maka

akan terlihat struktur makro yang ada pada daerah permukaan aluminium setelah

proses anodizing tersebut.

3. Pengujian Kekerasan Mikro Vickers

Pengujian kekerasan mikro vickers ini bertujuan untuk mengukur seberapa

besar kekerasan permukaan aluminium setelah proses anodizing maupun proses

dieying. Prosedur dan pembacaan hasil pada pengujian kekerasan mikro vickers

adalah sebagai berikut:

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 82: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

64

Piramida intan yang memiliki sudut bidang berhadapan (1360), ditekankan

kepermukaan bagian yang akan diukur dengan pembebanan sebesar 25 gf,

kemudian diambil panjang diagonal-diagonalnya dan dari perbandingan antara

beban dengan luas tapak penekan. Maka akan didapat hasil kekerasan mikro

vickers pada bagian permukaan aluminium setelah proses anodizing maupun

proses dieying tersebut. Adapun rumus perhitungan dari kekerasan mikro Vickers

yaitu sebagai berikut:

VHN : Vickers Hardness Number (kg/mm2)

F : Beban yang digunakan (kgf)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 83: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

65

Gambar 3.41 Pengujian Vikers Sumber : Kopeliovich. (2014)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 84: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

66

BAB IV

ANALISIS DAN PEMBAHASAN

Setelah dilakukan pengujian anodizing pada aluminium, maka

diperoleh data-data pengujian yang kemudian dijabarkan melalui beberapa

sub-sub pembahasan dari masing-masing jenis pengujian. Berikuta dalah

spesimen setelah proses anodizing sebelum melakukan pengujian, seperti

yang di tujukan pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1 spesimen aluminium setelah proses anodizing

sebelum di lakukan pengujian menurut tegangannya masing-masing.

4.1. Perhitungan Rapat Arus Yang Mengalir

Variasi kuat arus 1.5A

Diketahui P = 50 mm

L = 30 mm

I = 1.5A

Luas Permukaan = P X L

= 50 x 30 mm

= 1500 mm2

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 85: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

67

Rapat arus

= 0,001A/mm2

= 1x10-3

A/mm2

Variasi kuat arus 1.75A

Diketahui P = 50 mm

L = 30 mm

I = 1.75A

Luas Permukaan = P X L

= 50 x 30 mm

= 1500 mm2

Rapat arus

= 0,001166A/mm2

Variasi kuat arus 2A

Diketahui P = 50 mm

L = 30 mm

I = 2A

Luas Permukaan = P X L

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 86: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

68

= 50 x 30 mm

= 1500 mm2

Rapat arus

= 0,00133A/mm2

Variasi kuat arus 2.25A

Diketahui P = 50 mm

L = 30 mm

I = 2.25A

Luas Permukaan = P X L

= 50 x 30 mm

= 1500 mm2

Rapat arus

= 0,0015A/mm2

Variasi ko kuat arus 2.5A

Diketahui P = 50 mm

L = 30 mm

I = 2.5A

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 87: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

69

Luas Permukaan = P X L

= 50 x 30 mm

= 1500 mm2

Rapat arus

= 0,00166A/mm2

Tabel 4.1 Hasil perhitungan rapat arus

NO Variasi Teganan Rapat Arus

1 1.5A 0.001A/mm²

2 1.75A 0.001166A/mm²

3 2A 0.001333A/mm²

4 2.25A 0.0015A/mm²

5 2.5A 0.0016A/mm²

4.2. Hasil Pengujian KekerasanVickers pada Permukaan Aluminium

Pengujian kekerasan permukaan bertujuan untuk membandingkan nilai

kekerasan permukaan raw material, ketebalan lapisan oksida setelah anodizing

dan dyeing pada aluminium, pengujian ini dilakukan menggunakan metode

Vickers dengan pembebanan 100 gf. Hasil dari pengujian tersebut kemudian

dihitung untuk mengetahui tingkat kekerasan pada permukaan aluminiumyang

sudah dianodizing dengan variasi asam sulfat pada larutan anodiz.

Perhitungan nilai kekerasan rata-rata (VHN) ketebalan lapisan oksida

pada raw material.

Diketahui :

P = 100 (gf)

P = 100gf .10X10­³kgf

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 88: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

70

P = 0,1 kgf

(μm)= 60,5 μm · 10­³= 0,0605 mm

50,65VHN

Contoh perhitungan nilai kekerasan rata-rata (VHN) ketebalan lapisan oksida

setelah proses anodizing dan dyeing dengan variasitegangan1.5A, 1.75A, 2A,

2.25A dan 2.5A

(Perhitungan lebih lengkap disajikan pada lampiran)

Hasil pengujian dan perhitungan yang telah dilakukan pada aluminium

sebelum dan sesudah anodizing serta dyeing dengan variasi tegangan1.5A, 1.75A,

2A, 2.25A dan 2.5A. tersaji pada (Tabel 4.1 dan Tabel 4.2)

Tabel 4.2 Hasil pengujian kekerasan raw material

No Variasi

Posisi Titik Uji

d1 (µm)

d2 (µm)

d Rata-rata (µm)

Kekerasan (VHN)

Kekerasan Rata-rata (VHN)

1 RAW Acak 60 61 60,5 50,65

50,94

2

59,5 59,5 59,5 52,37

3

62 60 61 49,82

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 89: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

71

Tabel 4.3 Hasil pengujian dan perhitungan kekerasan lapisan oksida setelah

proses anodizing dengan variasi tegangan 1.5A, 1.75A, 2A, 2.25A dan 2.5A.

No Variasi PosisiTitikUji d1

(µm) d2

(µm) d Rata-rata

(µm) Kekerasan

(VHN) Kekerasan Rata-rata

1 1,5A Acak 53 53 53 66.21

66.13 2

53 53.5 53.25 65.51

3

53.5 54 53.75 66.69

4 1,75A Acak 53.5 53 53.25 65.51

66.13 5

52 53.5 52.75 66.69

6

53 53 53 66.21

7 2A Acak 52.5 54 53.25 65.51

65.51 8

53.5 53.5 53.5 64.82

9

52 54 53 66.21

10 2,25A Acak 54 53.5 53.75 64.37

65.52 11

53 52.5 52.75 66.69

12

53.5 53 53.25 65.51

13 2,5A Acak 53.5 54.5 54 63.71

63.71 14

54 54.5 54.25 63.06

15

54 53.5 53.75 64.37

Gambar 4.2 Grafik nilai kekerasan permukaan alumunium (VHN) dengan

variasi kosentrasi arus proses anodizing.

0

10

20

30

40

50

60

70

1.5A 1.75A 2A 2.25A 2.5A

Nila

i Ke

kera

san

(V

HN

)

Kuat Arus

Raw Material

Spesimen

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 90: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

72

Gambar 4.2. menunjukkan hasil pengujian mikro vickers pada permukaan

aluminium yang telah dianodizing dengan variasi kosentrasi arus. Dari grafik di

atas dapat dianalisis bahwa nilai kekerasan permukaan aluminium mengalami

penurunan, nilai kekerasan permukaan tertinggi dihasilkan dari kosentarasi

tegangan 1.5A yaitu 66.13 VHN. Pada pengujian kekerasan yang di lakukan

Handoko restu yang menggunakan kosentrasi arus antara 0.25A sampai 1.25A

mengalami peninggkatan kekerasan sampai pada kosentrasi arus 1A setelah itu

mengalami penurunan pada kosentrasi arus 1.25A.

4.3 Hasil Pengamatan Struktur Mikro.

Pengujian struktur mikro ini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar

lapisan oksida lima spesimen aluminium setelah proses anodizing dengan variasi

kosentrasi arus yang telah dilakukan sebelumnya. Sebelum dilakukan

pengamatan pada struktur mikro lapisan aluminium, spesimen dimonting terlebih

dahulu menggunakan resin agar mempermudah proses pengamatan foto mikro.

Pengujian ini dilakukan dengan perbesar 200 kali.

Gambar 4.3 Foto mikro tembaga yang diketahui tebal 110µm adalah 22 strip

110µm

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 91: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

73

Gambar 4.4 Foto mikro variasi kuat arus 1,5A (A). Foto mikro resin, (B). Foto

mikro aluminium, (C). Ketebalan hasil anodizing 4 strip.

Gambar 4.5 Foto mikro variasi kuat arus 1,75A (A). Foto mikro resin, (B). Foto

mikro aluminium, (C). Ketebalan hasil anodizing 3,6 strip

A

B

B

A

C

C

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 92: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

74

Gambar 4.6 Foto mikro variasi kuat arus 2A (A). Foto mikro resin, (B). Foto

mikro aluminium, (C). Ketebalan hasil anodizing 3 strip

Gambar 4.7 Foto mikro variasi kuat arus 2,25A (A). Foto mikro resin, (B). Foto

mikro aluminium, (C). Ketebalan hasil anodizing 2,8 strip

A

B

A

B

C

C

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 93: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

75

Gambar 4.8 Foto mikro variasi kuat arus 2,5A (A). Foto mikro resin, (B). Foto

mikro aluminium, (C). Ketebalan hasil anodizing 2,8 strip

Diketahui :

Tembaga dengan tebal 0,11mm =110µm

110µm = 22 strip (ditunjukkan pada Gambar 4.3.(6))

Jadi 1 strip bernilai 5µm

Contoh perhitungan Gambar 4.3(1)

Diketahui 4 strip x 5µm = 20µm

Contoh perhitungan Gambar 4.3(2)

Diketahui 3,6 strip x 5µm = 18µm

Gambar4.4 sampai Gambar 4.8 menunjukkan hasil pengujian ketebalan

lapisan oksida yang dihasilkan setelah proses anodizing pada kosentrasi asam

sulfat 15% kuat arus 1.5 ampere dengan waktu pencelupan 15 menit sebesar

A

B

C

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 94: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

76

20µm. Ketebalan kosentrasi larutan asam sulfat 15% kuat arus 1.75 ampere

dengan waktu pencelupan 15 menit sebesar 18 µm. Ketebalan kosentrasi larutan

asam sulfat 15% kuat arus 2 ampere dengan waktu pencelupan 15 menit sebesar

15µm. Ketebalan kosentrasi larutanasam sulfat 15% kuat arus 2,25 ampere

dengan waktu pencelupan 15 menit sebesar 14µm. Ketebalan kosentrasi

larutanasam sulfat 15% kuat arus 2.5 ampere dengan waktu pencelupan 15 menit

sebesar 14µm.

Kemudian dari semua hasil pengujian foto mikro ketebalan lapisan oksida

setelah proses anodizing, dapat disimpulkan menggunakan grafik pada Gambar

4.9.

Gambar 4.9. Grafik hubungan antara kosentrasi variasi arus dengan ketebalan

lapisan oksida (µm) setelah proses anodizing.

Gambar 4.9. menunjukkan variasi kosentrasi asam sulfat pada larutan

anodizidalam proses mempengaruhi ketebalan oksida yang terbentuk pada

permukaan aluminium. Ini karena pada variasi kosentrasi asam sulfat pada

larutan anodize 1,5A, 1,75A, 2A, 2,25A dan 2,5A setelah proses anodizing

menghasilkan ketebalan lapisan oksida pada permukaan aluminium sebesar

20µm,18µm, 15µm, 14µm dan 14µm secara berurutan. Perbedaan ketebalan

lapisan ini disebabkan oleh daya hantar larutan elektrolit yang berbeda karena

0

5

10

15

20

25

1,5 A 1,75 A 2A 2,25 A 2,5 A

Ke

teb

alan

Lap

isan

Oks

ida

(µ)

Variasi kuat Arus

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 95: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

77

perbedaan komposisi larutan asam sulfat, pada komposisi larutan asam sulfat

dengan kosentrasi 1,5A daya hantar larutan sangat tinggi dengan waktu

pencelupan 15 menit pertumbuhan lapisan oksida pada permukaan aluminium

begitu maksimal, sedang kan pada larutan asam sulfat dengan kosentrasi 1,75A

daya hantar larutan elektrolit berkurang lapisan oksidasi yang terbentuk tidak

terlalu tinggi maka yang terjadi tidak terlalu tebal begitu juga seterusnya makin

berkurang sifat kekerasanya hingga variasi kosentrasi 2,5A.

Kesimpulan bahwa setiap peningkatan arus yang diberikan menyebabkan

semakin menurun ketebalan lapisan oksida yang terbentuk disertai menurunnya

kekerasan setelah proses anodizing.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 96: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

78

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari penelitian, analisis dan pembahasan data yang telah dilakukan pada

pengaruh variasi kosentrasi arus pada proses anodizing, maka di dapat

disimpukan sebagai berikut.

1. Ketebalan lapisan tertinggi sebesar 20µm terjadi pada anodizing dengan

kuat arus 1.5A. Pada kuat arus 1.75A, 2A, 2.25A dan 2.5A secara berturut

turut menghasilkan ketebalan sebesar 18µm, 15µm, 14µm dan 14µm.

2. Nilai kekerasan tertinggi terjadi pada kuat arus 1,5A dengan nilai

kekerasan sebesar 66.13VHN. Pada kuat arus 1.75A, 2A, 2.25A dan 2.5A

secara berturut turut dapat menghasilkan nilai kekerasan sebesar

66,13VHN, 65,51VHN, 65,52VHN dan 63,71 VHN.

5.2. Saran

Mengacu pada hasil penelitian, pengujian dan pembahasan aluminium

anodizing, maka ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam pelaksanaan

penelitian selanjutnya diantaranya adalah:

1. Dari hal penelitian ini dapat diketahui bahwa tebal lapisan dan

kekerasan permukaan hasil proses anodizing juga dapat di pengaruhi

oleh suhu pada proses anodizing, sehingga sangat di sarankan untuk

selanjutnya di lakukan penelitian yang berkaitan dengan pengaruh

suhu terhadap tebal lapisan dan kekerasan permukaan.

2. Keamanan, keselamatan dan kesehatan kerja pada saat melakukan

pengujian proses anodizing harus diutamakan karena bahan-bahan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 97: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

79

yang digunakan pada proses anodizing adalah bahan kimia yang

beracun, mudah bereaksi dan mudah menguap.

3. Proses anodizing sebaiknya dilakukan diruangan khusus yang

memiliki aliran udara yang baik atau memiliki saluran penyedot

sendiri yang dapat langsung menyedot uap hasil anodizing sehingga

tidak membahayakan peneliti.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 98: PENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES … filePENGARUH KUAT ARUS 1,25A- 2,5A DALAM PROSES ANODIZING TERHADAP NILAI KEKERASAN BAHAN ALUMINIUM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan

80

DAFTAR PUSTAKA

Haryono, 2013, Pengaruh variasi suhu dan waktu proses anodizing pada bahan

aluminium,Politeknik Pratama Muila Surakarta.

Hustasoit,F.M.,2008, Pengaruh Kosentrasi Asam Oksalat Terhadap Ketebalan

Lapisan Oksida Pada Aluminium Foil Hasil Proses Anodisasi, Skripsi.

Fakultas Teknik Universitas Indonesia.

Priyanto, 2012, Pengaruh Variasi Kuat Arus Listrik terhadap Kekerasan

Permukaan Aluminium 5XXX pada Proses Anodizing , Tugas Akhir

Jurusan Teknik Mesin Universitas Isalam Indonesia.

Santhiarsa, N.N., 2009, Pengaruh Kuat Arus Listrik dan Waktu Proses Hard

Anodizing pada Aluminium terhadap Kekerasan dan Ketebalan

Lapisan. Jurnal Ilmiah, Jurusan Teknik Mesin Universitas Udayana.

Santhiarsa, N.N, 2010, Pengaruh Kuat Arus Listrik dan Waktu Proses

Anodizing pada Aluminium tehadap Kecerahab dan Ketebalan Lapisan,

Jurnal Ilmiah Jurusan Teknik MESIN Universitas Udayana.

Sipayung, T., 2011, Pengaruh Penambahan Kosentrasi Elektrolit pada Proses

Anodisasi.Skripsi.Tidak diterbitkan, Fakultas Teknik Universitas Islam

Indonesia.

Taufik ,T., 2011, Anodizing pada logam aluminium dan paduanya, Mekalah.

Program Studi Magister Rekayasa Fakultas Teknik Pertambangan dan

Perminyakan Institut Teknologi Bandung.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI