Proses Hard Chrome Plating

45
PENDAHULUAN A. Pelapisan (Coating) Pelapisan (Coating) adalah proses untuk melapisi suatu bahan dasar (substrate) yang bertujuan untuk melindungi material dari korosi dan memberi perlindungan pada material tersebut. Selain itu, coating juga memberikan gaya apung negatif (negative buoyancy force), memberikan fungsi anti slip pada permukaan substrat dan beberapa fungsi lainnya.(Holmberg, K. dan Matthews, A. 2010). Seperti yang kita ketahui bahwa korosi terjadi akibat dari : Adanya beda potensial diantara material sejenis atau dengan material yang berbeda. Adanya lingkungan yang bertindak sebagai media elektrolitik. Bahan Penyusun Coating Sifat-sifat suatu coating ditentukan dari komposisi coating itu sendiri. Umumnya coating mengandung empat bahan dasar, yaitu pengikat (binder), zat pewarna (pigmen), solven dan aditif. 1. Pengikat (Binder) Binder berfungsi sebagai pengikat antar komponen coating dan juga bertanggung jawab terhadap gaya adhesi coating terhadap substrat. Gaya adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel zat yang tidak sejenis. Gaya adhesi antar molekul air dengan molekul kaca berbeda dibandingkan gaya adhesi antara molekul air dengan molekul daun talas. Demikian pula gaya kohesi antar molekul air lebih kecil daripada gaya

description

langkah dalam melakukan chrome plating

Transcript of Proses Hard Chrome Plating

Page 1: Proses Hard Chrome Plating

PENDAHULUAN

A. Pelapisan (Coating)

Pelapisan (Coating) adalah proses untuk melapisi suatu bahan dasar (substrate) yang

bertujuan untuk melindungi material dari korosi dan memberi perlindungan pada material

tersebut. Selain itu, coating juga memberikan gaya apung negatif (negative buoyancy force),

memberikan fungsi anti slip pada permukaan substrat dan beberapa fungsi lainnya.

(Holmberg, K. dan Matthews, A. 2010).

Seperti yang kita ketahui bahwa korosi terjadi akibat dari :

Adanya beda potensial diantara material sejenis atau dengan material yang

berbeda.

Adanya lingkungan yang bertindak sebagai media elektrolitik.

Bahan Penyusun Coating

Sifat-sifat suatu coating ditentukan dari komposisi coating itu sendiri. Umumnya coating

mengandung empat bahan dasar, yaitu pengikat (binder), zat pewarna (pigmen), solven dan

aditif.

1. Pengikat (Binder)

Binder berfungsi sebagai pengikat antar komponen coating dan juga bertanggung jawab

terhadap gaya adhesi coating terhadap substrat. Gaya adhesi adalah gaya tarik menarik antara

partikel zat yang tidak sejenis. Gaya adhesi antar molekul air dengan molekul kaca berbeda

dibandingkan gaya adhesi antara molekul air dengan molekul daun talas. Demikian pula gaya

kohesi antar molekul air lebih kecil daripada gaya adhesi antara molekul air dengan molekul

kaca. Itulah sebabnya air membasahi kaca berbentuk melebar. Namun, air tidak membasahi

daun talas melainkan tetes air berbentuk bulat-bulat menggelinding di permukaan karena

gaya kohesi antar molekul air lebih besar daripada gaya adhesi antara molekul air dan

molekul daun talas. Gaya kohesi maupun gaya adhesi mempengaruhi bentuk permukaan zat

cair dalam wadahnya. Terdapat banyak binder yang telah dikenal, diantaranya alkyd, vinyl,

resin alam, epoxy dan urethane.

Hal yang harus dipahami dari binder adalah viskositas. Karena merupakan komponen

utama dalam coating, viskositas binder sangat menentukan viskositas coating. Coating harus

mempunyai viskositas cukup rendah untuk bisa digunakan dengan peralatan pengecatan

sederhana (brush, roller atau spray) serta memiliki viskositas cukup tinggi sehingga tidak

menetes.

Page 2: Proses Hard Chrome Plating

Faktor utama yang menentukan viskositas binder adalah berat molekularnya. Polimer

yang mempunyai berat molekul tinggi akan lebih viskous daripada dengan berat molekul

rendah. Ada dua cara untuk mengontrol viskositas suatu coating, yaitu dengan memvariasi

berat molekul binder atau dengan menambahkan sejumlah solven.

2. Zat Pewarna (Pigmen)

Zat pewarna (Pigmen) merupakan pemberi warna dari coating. Selain berfungsi dalam

hal estetika, zat pewarna (pigmen) juga mempengaruhi ketahanan korosi dan sifat fisika dari

coating itu sendiri. Zat pewarna (pigmen) dapat dikelompokkan menjadi pigmen organik dan

anorganik. Pigmen anorganik contohnya adalah besi oksida. Besi oksida merupakan pigmen

merah yang digunakan untuk pelapisan awal (coating primer) ataupun topcoat. Terdapat juga

extender pigmen yang memberikan sedikit pengaruh terhadap warna dan ketahanan korosi

namun banyak mempengaruhi sifat-sifat coating seperti kekentalan (densitas), aliran,

kekerasan (hardness) dan permeabilitas. Contohnya adalah kalsium karbonat, kaolin, talc dan

barium sulfat (barytes).

3. Solven

Kebanyakan coating memerlukan solven untuk melarutkan pengikat (binder) dan

memodifikasi viskositas. Hal penting yang harus diperhatikan dalam penentuan solven adalah

kemampuannya dalam melarutkan binder dan komponen coating yang lain. Prinsip kelarutan

sangatlah sederhana, yaitu like dissolves like, artinya solven polar akan melarutkan senyawa

yang polar juga. Selain itu laju penguapan solven juga perlu diperhatikan. Solven yang

mempunyai tekanan uap tinggi sehingga menguap dengan cepat disebut fast atau hot solvent,

sedangkan yang lambat disebut slow solvent. Laju penguapan mempengaruhi sifat-sifat

coating dan beberapa cacat dapat disebabkan karena ketidak cocokan dalam pemilihan

solven. Jika solven menguap terlalu cepat, coating tidak cukup waktu untuk membentuk

lapisan halus dan kontinu.

4. Aditif

Aditif adalah senyawa-senyawa kimia yang biasanya ditambahkan dalam jumlah sedikit,

namun sangat mempengaruhi sifat-sifat pelapisan. Bahan-bahan yang termasuk aditif adalah

surfaktan, alat anti endapan (anti-settling agent), alat pencampur (coalescing agents), alat

tahan pengulitan (anti-skinning agents), katalis, defoamers, penyerapan cahaya ultraviolet

(ultraviolet light absorbers), alat dispersi, bahan pengawet (preservatives), pengering (driers)

dan plastisizers.

Page 3: Proses Hard Chrome Plating

Lingkungan yang dalam keadaan basah atau lembab merupakan media yang agresif.

Oleh karena itu, perlu adanya cara untuk membuat lapisan pemisah antara logam dengan

lingkungan. Lapisan itu sendiri dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

a. Pelelehan (Celup Panas/Hot Dip)

b. Endap Vakum

c. Sherardizing

d. Rich Coating

e. Listrik (Electroplating)

Adapun tujuan dan fungsi dari lapisan tersebut adalah:

Memperbaiki tampak rupa (Decorative).

Contoh: Lapis Emas, Perak, Kuningan, Perunggu.

Melindungi logam dari korosi.

Contoh: Lapis Zinc, Cadnium pada baja.

Meningkatkan ketahanan permukaan logam dasar.

Contoh: Hard Chromium.

Memperbaiki kehalusan permukaan.

Contoh: Lapis Nickel, Chromium.

Tujuan Pelapisan (Coating):

Meningkatkan ketahanan terhadap korosi.

Meningkatkan ketahanan aus.

Meningkatkan tampak rupa.

Pengertian Proses Lapis Listrik (Electroplating)

Dalam teknologi pengerjaan logam, proses electroplating dikategorikan sebagai proses

pengerjaan akhir (metal finishing). Lapis listrik (electroplating) adalah proses pelapisan

logam, dengan menggunakan bantuan arus listrik dan senyawa kimia tertentu guna

memindahkan partikel logam pelapis ke material yang hendak dilapis (elektrolisa).

Lapis listrik (electroplating) adalah suatu proses pengendapan zat (ion-ion logam) pada

elektroda (katoda) dengan cara elektrolisa. Terjadinya sutau endapan pada proses ini adalah

karena adanya ion-ion bermuatan listrik berpindah dari suatu elektroda melelui elektrolit

yang mana hasil dari elektrolisa tersebut akan mengendap pada elektroda lain (katoda).

Endapan yang terjadi bersifat adhesive terhadap logam dasar.

Selama proses pengendapan/deposit berlangsung terjadi reaksi kimia pada elektroda dan

elektrolit baik reaksi reduksi maupun reaksi oksidasi dan diharapkan berlangsung terus

Page 4: Proses Hard Chrome Plating

menerus menuju arah tertentu secara tetap. Untuk itu diperlukan/digunakan arus listrik searah

(direct current) dan tegangan yang konstan/tetap.

Prinsip dasar dari proses lapis listrik adalah berpedoman atau berdasarkan HUKUM

FARADAY yang menyatakan :

Jumlah zat-zat (unsur-unsur) yang terbentuk dan terbebas pada elektroda selama

elektrolisa sebanding dengan jumlah arus listrik yang mengalir dalam larutan

elektrolit.

Jumlah zat-zat (unsur-unsur) yang dihasilkan oleh arus listrik yang sama selama

elektrolisa adalah sebanding dengan berat ekivalen masing-masing zat tersebut.

Pernyataan tersebut diatas dapat ditulis dengan rumus sebagai berikut :

B= I . t . eF

Keterangan :

B = Berat zat yang terbentuk (gram)

I = Jumlah arus yang mengalir (Ampere)

t = Waktu (detik)

e = Berat ekivalen zat yang dibebaskan (berat atom suatu unsur dibagi valensi unsur

tersebut)

F = Jumlah arus yang diperlukan untuk membebaskan sejumlah gram ekivalen suatu

zat.

1 F = 96.500 Coloumb yaitu jumlah arus listrik yang diperlukan untuk membebaskan 1 grek

suatu zat.

Hukum Faraday sangat erat kaitannya dengan efisiensi arus yang terjadi pada proses

pelapisan secara listrik. Effisiensi arus adalah perbandingan berat endapan yang terjadi

dengan berat endapan secara teoritis dan dinyatakan dalam persen (%). Bila diatas dijelaskan

bahwa tegangan/arus dalam proses lapis listrik diinginkan dalam kondisi yang konstan,

maksud dari pernyataan tersebut adalah tegangan tidak akan berubah/terpengaruh oleh besar

kecilnya Ampere.

I=VR

Keterangan :

I = Banyaknya arus (Ampere)

V = Tegangan (Volt)

R = Tahanan (Ohm)

Page 5: Proses Hard Chrome Plating

Sehingga untuk memvariabelkan ampere, maka yang divariabelkan hanyalah tahanannya

saja, sedangakan voltagenya tetap.

Kelebihan Elektroplating adalah

Temperatur proses, rendah.

Kondisi proses, pada lingkungan atmosfir biasa.

Peralatan, relatif murah.

Komposisi larutan, luas.

Laju pengendapan, cepat.

Porositas pada lapisan, relatif rendah.

Dapat menghasilkan beberapa lapisan.

Kekurangan Elektroplating adalah

Terbatas pada logam dan paduannya.

Perlu perlakuan awal terhadap benda kerja.

Terbatas pada benda kerja yg bersifat konduktor.

Berikut adalah skema proses electroplating :

Benda Kerja

PREPA

Preparasi Material

Page 6: Proses Hard Chrome Plating

Skema proses Preparasi Material adalah

Persiapan Permukaan

Page 7: Proses Hard Chrome Plating

Istilah dalam proses lapis listrik (Electroplating) antara lain :

Elektroda

Suatu terminal dalam larutan elektrolit yang mana aliran listriknya mengalir ke dan

darinya.

Anoda

Elektroda negatif yang padanya terjadi pelepasan ion positif dan membentuk ion

negatif (reaksi oksidasi).

Katoda

Elektorda positif yang padanya terjadi pelepasan ion negatif dan membentuk ion

positif (reaksi reduksi).

Elektrolit

Zat yang molekulnya dapat larut dalam air dan terurai manjadi atom yang bermuatan

positif dan negatif.

Ion

Alkaline Cleaner

Rinse

Pickling

Rinse

Aktivasi

Rinse

Page 8: Proses Hard Chrome Plating

Zat yang terurai dimana atom dan molekulnya bermuatan positif (Kation) dan negatif

(anion).

Pickling

Penghilangan karat pada benda kerja dengan menggunakan larutan asam.

Degreasing

Pembersihan permukaan benda kerja dari lemak, minyak menggunakan larutan

alkalin.

Rinsing

Pencucian permukaan benda kerja dari asam dan alkali menggunakan air bersih.

Pengaktifan (Activation)

Pembersihan dari keadaan pasif, pada permukaan logam agar menjadi lebih aktif.

Prinsip Kerja Lapis Listrik

Pada prinsipnya pelapisan logam dengan cara lapis listrik adalah merupakan rangkaian

dari : arus listrik, anoda, larutan elektrolit dan katoda (benda kerja). Keempat gugusan ini

disusun sedemikian rupa, sehingga membentuk suatu sistim lapis listrik dengan rangkaian

sebagai berikut :

o Anoda dihubungkan dengan kutub positip dari sumber listrik.

o Katoda dihubungkan pada kutub negatif dari sumber listrik.

o Anoda dan Katoda direndamkan dalam larutan elektrolit.

Bila arus listrik (potensial) searah dialirkan antara kedua elektroda anoda dan katoda

dalam larutan elektrolit, maka muatan ion negatif ditarik oleh elektoda katoda. Sementara ion

bermuatan negatif berpindah kearah elektroda bermuatan negatif. Ion-ion tersebut dinetralisir

oleh kedua elektroda dan larutan elektrolit yang hasilnya diendapkan pada elektroda katoda.

Hasil yang terbentuk/terjadi adalah lapisan logam dan gas hidrogen.

Untuk lebih jelasnya rangkaian dan prinsip kerja proses lapis listrik dapat dilihat pada

gambar 1 dan 2 berikut ini:

Page 9: Proses Hard Chrome Plating

Gambar 1 Rangkaian Proses Lapis Listrik

Larutan Elektrolit

Larutan elektrolit merupakan media proses berlangsungnya lapis listrik. Larutan

elektrolit terbuat dari larutan asam, basa dan garam-garam yang dapat membentuk muatan

ion positif dan negatif. Tiap jenis larutan dapat berbeda tergantungdari sifat electrolit yang

diinginkan. Larutan elektrolit harus mempunyai sifat:

a. Covering Power

Kemampuan suatu elektrolit untuk mengendapkan logam keseluruh permukaan katoda

yang bagimanapun bentuknya. Covering power tergantung pada proses persiapan permukaan

dan kondisi dari proses lapis listriknya sendiri.

b. Throwing Power

Kemampuan elektrolit untuk menghasilkan lapisan yang sama tebalnya pada benda kerja

yang rumit atau biasa.

c. Levelling yang baik

Kemampuan untuk menghasilkan lapisan yang lebih tebal pada lekukan dari pada

permukaan yang rata.

Beberapa zat kimia sengaja ditambahkan ke dalam larutan yang bertujuan untuk:

Tampak rupa (Appearance)

Kegetasan Lapisan (Brittleness)

Page 10: Proses Hard Chrome Plating

Keuletan (Ductility)

Kekerasan (Hardness)

Satuan Kristal (Microstructur)

Untuk mengatur pH, maka ditambah/dimasukkan unsur yang berfungsi sebagai penyangga

(buffer/pengatur pH), misalnya pada larutan nickel digunakan asam borat dan sodium

hydroksida pada larutan yang bersifat basa.

Anoda

Pada proses pelapisan secara listrik, peranan anoda sangat penting dalam menghasilkan

kualitas lapisan. Pengaruh kemurnian/kebersihan anoda terhadap elektrolit dan penentuan

optimalisasi ukuran serta bentuk anoda perlu dipikirkan/diperhatikan.

Dengan perhitungan/pertimbangan yang cermat dalam menentukan anoda pada proses

pelapisan dapat memberikan keuntungan yaitu meningkatkan distribusi endapan, mengurangi

kontaminasi laruitan, menurunkan biaya bahan kimia yang dipakai, meningkatkan efisiensi

produksi dan mengurangi timbulnya masalah-masalah dalam proses pelapisan.

Adanya arus listrik yang mengalir melalui larutan elektrolit diantara kedua elektroda,

maka pada anoda akan terjadi pelepasan ion logam dan oksigen (reduksi), selanjutnya ion

logam tersebut dan gas hydrogen diendapkan pada elerktroda katoda.

Peristiwa ini dikenal sebagai proses pelapisan dengan anoda terlarut (soluble anoda),

tetapi bila anoda tersebut hanya dipakai sebagai penghantar arus saja (conductor of current),

anoda ini disebut anoda tak larut (unsoluble anoda). Dari anoda terlarut akan terbentuk ion

logam sewaktu atom logam dioksidasi dan melepaskan elektron-elektron yang sebanding

dengan elektronelektron dari katoda. Ion logam direduksi kembali secara kontinyu dalam

atom logam, selanjutnya diendapkan pada katoda. Anoda tidak larut adalah paduan dari

bahan-bahan baja nickel, paduan timbal-tin, karbon, platina-titanium dan lain sebaginya.

Anoda ini diutamakan selain sebagai penghantar yang baik juga tidak mudah terkikis

oleh larutan dengan atau tanpa aliran listrik. Tujuan dipakainya anoda tidak larut adalah

untuk:

o Mencegah terbentuknya logam yang berlebihan dalam larutan.

o Mengurangi nilai investasi peralatan.

o Menghindari dari kehilangan.

Page 11: Proses Hard Chrome Plating

Kerugian penggunaan anoda tidak larut adalah cenderung teroksidasinya unsur-unsur tertentu

dari anoda tersebut kedalam larutan. Oleh karena itu anoda jenis ini tidak bisa digunakan

dfalam larutan yang mengandung bahan-bahan organik (organic agent) atau cyanid.

Garam logam sering ditambahkan dalam larutan bertujuan untuk menjaga kestabilan

komposisi larutan dari pengaruh unsur-unsur yang larut dari anoda tidak larut.

Bagi industri pelapisan, anoda tidak larut kurang bagitu disenangi, mereka lebih

menyukai memakai anoda terlarut. Hal ini dikarenakan harga anoda terlarut 2-4 kali lebih

murah dibandingkan harga jumlah logam equivalen yang diserap/diambil dari larutan garam

logam.

Beberapa kriteria yang perlu diperhatikan dalam memilih anoda terlarut antara lain

adalah:

o Effisiensi anoda yang akan dipakai

o Jenis larutan elektrolit

o Kemurnian bahan anoda

o Bentuk anoda

o Rapat dan kapasitas arus yang disuplay

o Cara pembuatan anoda

Effisiensi anoda akan turun/berkurang akibat adanya logam pengotor (metallic

impurities) dan kekasaran butiran yang terdapat dalam larutan. Pengotor dalam anoda juga

dapat menyebabkan terjadi pasivasi dan mengurangi effisiensi anoda secara drastis.

Kemurnian anoda terlarut dapat meningkatkan effisiensi anoda, tetapi rapat arus yang

tinggi pada saat pelapisan berlangsung akan menyebabkan pasivasi pada anoda, sehingga

perlu diperhitungkan besarnya rapat arus terhadap luas permukaan anoda.

Pada proses lapis listrik yang umum dipakai perbandingan anida dengan katoda adalah

2 : 1, karena kontaminasi anoda adalah penyebab/sumber utama pengotor, maka usahakan

penggunaan anoda yang semurni mungkin. Spesifikasi kemurnian anoda yang disarankan

dapat dilihat pada tabel berikut ini:

Page 12: Proses Hard Chrome Plating

Tabel 1 Spesifikasi anoda terlarut

Sedapat mungkin menggunakan anoda sesuai bentuk yang akan di lapis. Jarak dan luas

permukaan anoda di atur sedemikian rupa, sehingga dapat mengasilkan lapisan yang seragam

dan rata. Rapat arus anoda usahakan dalam range yang dikehendaki agar mudah di

kendalikan. Anoda dan gantunganya dapat menyupley arus dengan sempurna tanpa

menimbulkan panas yang berlebihan. Bentuk-bentuk anoda terdiri dari beberapa macam, ada

yang berbentuk balok,bulat,palet lempengan dan kubus, sedangkan ukiuran sesuai dengan

bentuk anoda tersebut. Untuk bentuk bulat, kubus dan palet biasanya digunakan dengan

memakai keranjang yang berfungsi sebagai tempat penampung anoda. Bentuk-bentuk anoda

dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 2 Bentuk - Bentuk Anoda.

Page 13: Proses Hard Chrome Plating

Air

Pada industri pelapisan secara listrik, air merupakan salah satu unsur pokok yang selalu

harus tersedia. Biasanya penggunaan air pada proses lapis listrik di kelompokan dalam empat

macam yaitu :

air untuk pembuatan larutan elektrolit

air untuk menambah larutan elektrolit yang menguapair untuk pembilasan dan

air untuk proses pendingin

Dari fungsi air tersebut dapat ditentukan kualitas air yang dibutuhkan untuk suatu proses.

Air ledeng/kota di pakai untuk proses pembilasan, pencucian, proses etsa (etching) dan

pendingin. Sedangkan air bebas mineral (aquadest DM) di pakai khusus ubtuk pembuatan

larutan, analisa larutan dan pembuatan larutan penambah. Air suling (aquadest) dengan

ukuran spesifikasi konduktifitasnya tidak melebihi dari 50 microhos, bisa di pakai pengganti

aqua DM. Pada proses pelapisan air yang digunakan harus berkualitas baik. Air ledeng/kota

yang masih mengandung anion dan kation, jika tercampur dengan ion-ion dalam larutan akan

menyebabkan turunya efisiensi endapan/lapisan. Unsur-unsur yang tidak diinginkan dalam

larutan adalah unsur kalsium dan magnesium, karena mudah bereaksi dengan cadnium

cyanid, cupper cyanid, siler cyanid dan senyawa-senyawa lainya, sehingga akan

mempercepat kejenuhan larutan.

Umumnya unsur-unsur yang terdapat dalam air adalah kandungan dari garam-garam

seperti bicarbonat, sulfat, chlorid dan nitrat. Unsur-unsur garam lokal alkali

(sodium/potasium) tidak begitu mempengaruhi konsentrasi larutan sewaktu operasi pelapisan

berlangsung. Kecuali pada larutan lapis nikel. Karena akan menaikan arus listrik (throwing

power). Tetapi akan menghasilkan lapisan lapisan yang getas (brittle).

Adanya logam-logam berat seperti besi dan mangan sebagai pengotor menimbulkan

cacat-cacat antara lainkekasaran ( roughness), porous, gores (streakness), noda-noda hitam

(staining), warna yang suram (iridensceat) atau mengkristal, modular dan keropos. Untuk itu

maka diperlukan air murni (reagent water) untuk membuat larutan dan menggantikan larutan

yang menguap.

Page 14: Proses Hard Chrome Plating

Proses Lapis Listrik

Secara garis besarnya proses lapis listrik dapat di kelompokan dalam tiga tahap

pengerjaan yaitu:

1. Proses pengerjaan persiapan/tahap pendahuluan (pre treatment)

Sebelum lapis listrik dilakukan, permukaan benda kerja yang akan di lapis harus dalam

kondisi benar-benar bersih, bebas dari bermacam-macam pengotor. Hal ini mutlak agar bisa

di dapat hasil lapisan dengan cara listrik yang baik. Untuk mendapatkan kondisi seperti

tersebut perlu di lakukan pengerjaan pendahuluan dengan tujuan:

Menghilangkan semua pengotor yang ada di permukaan benda kerja seperti pengotor

organik, anorganik / oksida dan lain-lainya.

Mendapatkan kondisi fisik permukaan yang lebih baik dan lebih aktif.

Teknik pengerjaan pendahuluan ini tergantung dari pengotoran, tetapi secara umum dapat

diklasifikasikan sebagai berikut:

a. Pembersihan secara mekanik

Pekerjaan ini betujuan untuk menghaluskan permukaan dan menghilangkan goresan-goresan

serta geram-geram yang masih melekat pada benda kerja. Biasanya untuk menghilangkan

goresan-goresan dan geram-geram tersebut dilakukan dengan mesin gerindra, sedangkan

untuk menghaluskan permukaannya dilakukan dengan proses buffing. Prinsipnya sama

seperti proses gerindra, tetapi roda/wheel polesnya yang berbeda yaitu terbuat dari bahan

katun, kulit, laken dan sebagainya. Selain dari pengerjaan seperti tersebut diatas, kadang-

kadang diperlukan proses lain misalnya brushing, brigthening dan lain sebagainya.

b. Pembersihan/pencucian dengan pelarut (solvent)

Proses ini bertujuan untuk membersihkan lemak, minyak, garam dan kotoran-kotoran lainnya

dengan pelarut organik. Pembersihan dilakukan dengan cara:

Vapour degreasing yaitu proses pembersihan dengan pelarut yang tidak mudah

terbakar. Prinsipnya benda kerja diuapkan dengan pelarut tersebut dalam keadaan

panas, kemudian kotoran akan mengembun/menguap karena adanya reaksi dari

bahan pelarut.

Proses pembersihan pada temperatur kamar yaitu dengan menggunakan pelarut

organik, tetapi dilakukan pada temperatur kamar dengan cara diusap/dipoles.

Page 15: Proses Hard Chrome Plating

2. Pembersihan/pencucian dengan alkalin (Degreasing)

Pekerjaan ini bertujuan untuk membersihkan benda kerja dari lemak atau minyak-minyak

yang menempel. Pembersihan ini perlu sekali, karena lemak maupun minyak tersebut akan

mengganggu pada proses pelapisan, karena mengurangi kontak antara lapisan dengan logam

dasar/benda kerja. Pencucian dengan alkalin digolongkan dalam dua cara yaitu dengan cara

biasa (alkalin degreasing) dan dengan cara electro (electrolitic degreasing). Pembersihan

secara biasa hádala meredamkan benda kerja dalam larutan alkalin dalam keadaan panas

selama 5-10 menit. Lamanya perendaman harus disesuaikan dengan kondisi permukaan

benda kerja. Seandainya lemak atau minyak yang menempel lebih banyak, maka dianjurkan

lamanya perendaman ditambah hinga permukaan bersih dari noda-noda tersebut.

Pembersihan secara electro bertujuan selain akan didapatkan hasil pembersihan yang lebih

bersih juga meningkatkan kecepatan pencucian. Prinsip kerjanya dengan menggunakan arus

listrik dan katoda dipakai dengan lempengan carbon. Bila benda kerja yang akan dibersihkan

ditempatkan pada arus listrik negatif, maka prosesnya disebut anoda cleaning/degreasing,

begitu pula sebaliknya.

3. Pencucian dengan asam (pickling)

Pencucian dengan asam bertujuan untuk membersihkan permukaan benda kerja dari oksida

atau karat dan sejenisnya secara kimia melalui perendaman. Larutan asam ini terbuat dari

pencampuran air bersih dengan asam antara lain:

Asam chlorid (HCl)

Asam sulfat (H2SO4)

Asam sulfat dan asam fluorid ( HF)

Reaksi proses pickling sebetulnya adalah proses electro kimia dalam sel galvanis antara

logam dasar (anoda) dan oksida (katoda). Gas H2 yang timbul dapat mereduksi ferri oksida

yang mudah larut. Dalam reaksi ini biasanya diberikan inhibitor agar reaksi tidak terlalu cepat

dan menghasilkan pembersihan yang merata. Ada dua jenis bahan inhibitor yang dikenal

yaitu:

Bahan organik alam (natural organic) yaitu glatine, lumpur minyak, asfaltum,

sulfonate, coaltar, Woodtar dan sebagainya.

Bahan organik sintetis (synthetic organic) yaitu thio aldehyd, pyridine, quinidine,

aldehyde dan sebagainya.

Adapun keuntungan menggunakan larutan asam chlorid adalah :

Menghasilkan keseragaman permukaan benda kerja

Mudah dibilas

Page 16: Proses Hard Chrome Plating

Terjadinya over pickling lebih kecil

Operasinya lebih mudah

Keuntungan menggunakan asam sulfat yaitu:

Ongkos lebih rendah

Pencemar bau rendah/kecil

Untuk barang/benda kerja dari besi/baja cor yang maíz mengandung sisasisa pasir dapat

digunakan larutan campuran dari asam sulfat dan asam fluorid, sebab larutan tersebut dapat

berfungsi selain untuk menghilangkan oksida/serpih juga dapat membersihkan sisa-sisa pasir

yang menempel pada benda kerja.

Proses lapis listrik

Setelah benda kerja betul-betul bebas dari pengotor, maka benda kerjabtersebut sudah

siap untuk dilapis. Rangkaian sistem pelapisan dapat dilihat seperti yang digambarkan pada

gambar berikut.

Gambar 3 Skematis Rangkaian Proses Pelapisan.

Page 17: Proses Hard Chrome Plating

Dalam operasi pelapisan, kondisi operasi perlu/penting sekali untuk diperhatikan. Karena

kondisi tersebut menentukan berhasil atau tidaknya proses pelapisan serta mutu pelapisan

yang dihasilkan. Kondisi operasi yang perlu diperhatikan tersebut antara lain:

a. Rapat arus (current density)

Rapat arus adalah bilangan yang menyatakan jumlah arus listrik yang mengalir perluas unit

elektroda.Terbagi dalam 2 macam yaitu rapat arus yang di perhitungkan ialah rapat arus

katoda yaitu banyakna arus listrik yang di perlukan untuk mendapatkan atom-atom logam

pada tiap satuan luas benda yang akan di lapis. Rapat arus dapat di atur , makin tinggi raat

arus, makin meningkat kecepatan pelapisan dan dapat memperkecil ukuran/bentuk

kristal.Tetapi bila rapat arus terlalu tinggi akan mengekibatkan lapisan kasar, bersisik dan

akan terbakar/hitam. Satuan arus dinyatakan dalam Amp/dm2 atau Amp/ft2 atau Amp/in2.

b. Tegangan arus (Voltage)

Seperti di jelaskan sebelumnya bahwa pada proses lapis listrik, tegangan yang digunakan

harus konstan sehingga yang di variablekan hanyalah ampere saja. Maksudnya adalah bila

Luas Permukaan benda kerja bervariasi, maka rapat aruslah yang di variasikan sesuai dengan

ketentuan,sedangkan voltagenya tetap. Sebagai contoh pada pelapisan tembaga, rapat arus

ditentukan 3,6 A/dm2, voltage 6 volt, sedangkan luas benda yang akan dilapisi 10 dm2 maka

rapat arus adalah 36 A/dm2, tetapi tegangan tetap 6 volt.Biasanya tegangan yang digunakan

pada operasi lapis listrik adalah 6-12 volt.

c. Temperatur/Suhu larutan

Temperatur larutan dapat mempengaruhi hasil lapisan. Kenaikan temperatur larutan

menyebabkan bertambahnya ukuran kristal. Pada temperature yang tingi, daya larut

bertambah besar dan terjadi: penguraian garam loga yang menjadikan tingginya konduktifitas

serta menambah mobilitas ion logam, tetapi viscositas jadi berkurang, sehingga endapan ion

logam pada katoda akan lebih cepat sirkulasinya. Sebagai contoh dari pengaruh temperatur

terhadap lapisan dapat dijelaskan sebagai berikut. Bila temperatur larutan pada pelapisan

chromium decorative lebih rendah dari 45 ºC rapat arus sama (20 A/Dm2), tetapi hasil

lapisan tampak suram juga. Hal ini dikarenakan lapisan terbakar.

d. pH Larutan

pH di pakai untuk menentukan derajat keasaman suatu larutan elektrolit dan dalam operasi

lapis listrik, pH berarti juga pOH-. pH larutan dapat diatur /diukur dengan alat ukur pH meter

atau colorimeter.Tujuan menentukan derajat keasaman ini adalah untuk melihat atau

mengecek kemampuan dari larutan dalam menghasilkan lapisan yang lebih baik. Umumnya

untuk larutan yang bersifat basa/alkali.derajat keasaman (pH) nya berkisar antara 11-14,

Page 18: Proses Hard Chrome Plating

sedangkan untuk larutan asam, pH-nya berkisar 4,5-5,6. Untuk mengatur nilai pH sesuai

dengan yang diinginkan, digunakan sodium atau potassium hydroksida dan atau asam sulfat

untuk larutan yang bersifat asam.

e. Proses pengerjaan akhir ( Post Treatment)

Benda kerja yang telah dilakukan proses lapis listrik biasanya di bilas dan di keringkan.

Tetapi kadang-kadang perlu juga dilakukan pengerjaan lanjut seperti misalnya dipasipkan

atau di beri lapis pelindung chromat (chromatting) atau lapis lindung transparan yaitu dengan

Iaquar. Proses ini dilakukan dengan cara dipping biasa, tetapi untuk apis lindung dengan

lacquar biasa secara electro dan dipping.

Peralatan Proses Elektroplating

1. Peralatan Utama

Peralatan utama yang diperlukan pada proses lapis listrik (elektroplating) yaitu:

a. Rectifier

Merupakan salah satu peralatan utama dalam proses elektroplating, peralatan ini berfungsi

sebagai sumber arus searah (DC). Output tegangan yang keluar: 6, 9, 12 volt dan jumlah arus

(ampere) relatif rendah yaitu sampai 3000 ampere. Untuk mengurangi panas yang berlebihan,

maka rectifier perlu dilengkapi dengan pendingin berupa:

Konveksi udara biasa

Konveksi udara dengan menggunakan tenaga blower

Menggunakan sirkulasi oli

Menggunakan sirkulasi air

Menggunakan air dan udara

Dalam hal operasi dan pemeliharaannya perlu diperhatikan antara lain:

Rectifier dapat dioperasikan terus menerus pada kapasitas yang maksimal bila panas

yang terjadi tidak berlebihan, karena rusaknya rectifier ini bukan disebabkan oleh arus

listrik yang terjadi, tetapi oleh adanya panas yang berlebihan.

Faktor yang dapat merusakkan rectifier antara lain korosi dan macetnya komponen

listriknya (korsluiting, putus dan lain sebagainya).

Page 19: Proses Hard Chrome Plating

Gambar 4 Rectifier Untuk Proses Elektroplating

b. Bak Larutan

Bak larutan merupakan salah satu peralatan utama yang berfungsi untuk menampung larutan

elektrolit, larutan pencuci, dan air pembilas. Bahan bak tergantung dari jenis dan kondisi

larutan yang ditampungnya dengan persyaratan sebagai berikut:

Tahan terhadap korosi yang ditimbulkan oleh larutan.

Tahan terhadap suhu/temperatur larutan.

Tidak mencemari larutan yang ditampungnya.

Untuk memenuhi persyaratan tersebut diatas, terkadang bak tersebut harus dilapis. Jenis

bahan bak dan pelapisnya untuk setiap jenis larutan yang akan ditampung dapat dilihat pada

tabel dibawah ini. Selain memperhatikan bahan bak, maka dalam merancang suatu bak

(Gambar), perlu diperhatikan konsrtuksi bak yang dikaitkan dengan bentuk dan ukuran benda

kerja yang akan dilapis. Setelah ditentukan jenis bahan bak dan pelapis serta bentuk dan

ukurannya, maka hal lain yang juga diperhatikan adalah dudukan bak, bibir bak, penguat dan

dasar bak. Dudukan bak diperlukan agar bak terdukung lebih kuat dan tidak adanya kontak

langsung dengan lantai, sehingga kemungkinan kerusakkan sebagai akibat basahnya lantai

dapat dikurangi.

Page 20: Proses Hard Chrome Plating

Gambar 5 Bak Larutan.

Tabel 2 Jenis Bahan Dan Pelapis Bak Larutan.

Page 21: Proses Hard Chrome Plating

Bibir bak diperlukan untuk menguatkan bak sehingga bagian sisi bak akan lebih kaku dan

sebagai tempat dudukan batang penggantu anoda dan katoda (rak atau benda kerja). Penguat

diperlukan untuk menjaga agar bak tidak bengkak (swelling) akibat tekanan larutan, penguat

bak biasanya dipasang pada bagian pinggang bak dengan bibir bak. Dasar bak sebaiknya

direncanakan sedemikian rupa, sehingga memudahkan pengerjaan proses pembersihan atau

pengeringan larutan, biasanya dasar bak direncanakan miring atau bercelah. Pada bagian

yang terendah biasanya dibuat lubang pipa yang dilengkapi denga kran untuk jalan keluar

larutan.

2. Peralatan Tambahan

Rak Benda kerja

Rak benda kerja merupakan salah satu peralatan tambahan yang berfungsi sebagai tempat

mengantungkan barang (benda kerja) yang akan dilapis dan sebagai penghantar arus listrik

yang diperlukan oleh barang yang akan dilapis. Untuk menentukan rapat arus yang akan

dialirkan, bentuk dan ukuran serta jenis bahan rak perlu diketahui/dirancang sedemikia rupa,

sehingga cukup kuat untuk menahan berat benda kerja serta tidak menimbulkan panas yang

berlebihan baik pada benda kerja maupun pada rak itu sendiri. Ukuran dan jumlah titik

kontak antara barang dan rak diusahakan sekecil mungkin, karena apabila terlalu besar, maka

pada barang akan tampak bekas gantungan, hal ini akan menurunan kualitas lapisan. Benda

kerja pada rak, diusahakan agar tidak menimbulkan gas sekitar bagian yang terbuka, arus

terdistribusi dengan baik dan dapat mencegah penumpukkan udara/gas. Rak (Gambar 6)

harus mudah diangkat dari dan ke dalam bak, setiap sebelum dan setelah selesainya operasi:

pembersihan, pembilasan dan proses pelapisannya. Panjang rak setelah ditempati benda kerja

tidak melebihi 15 cm dari dasar bak, 12,5 cm dari sisi bak dan harus terendam sekurang-

kurangnya 5- 8 cm dari permukaan atas larutan. Setelah bahan rak, pelindung rak hal lain

yang perlu diperhatikan adalah sistem kaitan gantungan rak pada batang gantungan katoda

dan anoda. Bentuk kaitan tersebut perlu didesain sedemikian rupa

agar kontak listrik sebaik mungkin, sehingga tidak menimbulkan

panas yang berlebihan. Seabagai contoh pada gambar 6

diperlihatkan bentuk kaitan dan hubungan antara rak dan bendakerja

serta pada gambar 7 ditunjukkan rak jenis keranjang.

Page 22: Proses Hard Chrome Plating

Gambar 6 Beberapa Jenis Rak Untuk Gantungan Benda Kerja.

Gambar 7 Bentuk Rak Keranjang

(Basket).

Barrel

Barrel berfungsi selain sebagai tempat menampung barang akan dilapis, juga sebagai agitasi

larutan dalam usaha menghindari penumpukkan logam pelapis. Putaran barrel menyebabkan

sirkulasi larutan berjalan dengan sempurna, sehingga dapat mencegah terjadinya penimbunan

udara pada daerah benda kerja. Kontak arus listrik didalam barrel, timbul sebagai akibat

adanya kontak antara benda kerja dengan poros barrel yang fleksibel dan antar benda kerja itu

sendiri. Barrel seperti yang ditunjukkan pada gambar 8, biasanya digunakan untuk proses

pelapisan dari barang atau produk-produk yang berukuran kecil misalnya mur, baut, dan lain-

lain. Bentuk dan ukuran barrel telah mempunyaistandar tertentu sesuai kapasitas dan ukuran

produk (benda kerja) yang akan dilapis.

Page 23: Proses Hard Chrome Plating

Gambar 8 Jenis Dan Bentuk Barrel Untuk Proses Pelapisan.

Barrel dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

1) Horizontal Barrel, yaitu sebagian dari barrel atau seluruhnya direndamkan dalam

bak yang berisi larutan, dengan ketentuan:

a) Dinding silinder yang berlubang dan mempunyai pintu yang dapat

dilepaskan, dan anoda terletak diluar barrel tersebut

b) Dinding yang berlubang dan dilengkapi dengan pintu dan anoda berada pada

bagian dalam silinder barrel.

2) Oblique Barrel

a) Oblique barrel yang berbentuk tabung silinder dengan posisi 45o, larutan

dan anodanya berada dibagian luar barrel.

b) Bagian oblique barrel terendam dalam bak dan mempunyai dinding yang

berlubang-lubang dengan diameter: 3-5 mm, sedangkan anodanya berada

pada bagian luar barrel.

Pemanas (Heater)

Dalam proses lapis listrik atau elektroplating, pemanasan atau pendinginan larutan elektrolit

adalah berfungsi untuk mencapai kondisi operasi yang dipersyaratkan, untuk mencapai hasil

lapisan yang diinginkan. Sistem pemanasan dan pendinginan dapat dilakukan dengan dua

cara yaitu dari dalam bak atau dari luar bak. Pemanasan atau pendinginan dari dalam bak

(gambar 9) dapat dilakukan dengan pemanas celup (immersion heater) dan akan efektif bila

luas permukaan heater ± 4 cm2, sedangkan sistim pemanasan dan pendiginan dari luar bak

dapat dilakukan dan tidak tergantung pada luas permukaan bak. Media yang biasa digunakan

untuk mengalirkan pemanas, yaitu uap air, air panas dan listrik, sedangkan media pendingin

Page 24: Proses Hard Chrome Plating

yang biasa digunakan adalah gas atau air. Jumlah pemanasan atau pendingan yang

dibutuhkan, tergantung pada volume dan jenis larutan.

Gambar 9 Pemanas Listrik (Heater).

Agitator

Selama proses pelapisan berlangsung, larutan sekitar katoda menjadi kurang pekat (encer),

karena sebagian ion logam terendapkan pada benda kerja sehingga menyebabkan arus listrik

akan bergerak ke bagian atas larutan. Kejadian ini disebut konveksi natural dan akan

menyebabkan ketebalan lapisan menjadi berkurang dan rapat arus menjadi bertambah. Oleh

karena itu untuk mendapatkan hasil lapisan yang tebal dan merata,perlu dilakukan sistem

agitasi dengan tujuan sebagai berikut:

1) Pengisian kembali ion-ion logam yang berkurang didekat katoda atau

bendakerja.

2) Mencegah terjadinya gelembung udara pada permukaan benda kerja.

3) Menghindari penumpukkan ion-ion logam dalam larutan.

Sistim agitasi dapat dilakukan dengan cara disemprot udara atau dengan cara sirkulasi larutan

dengan menggunakan pompa ataupun secara mekanik dengan menggunakan propeller.

Saringan (Filter)

Penyaringan adalah suatu proses pemisahan pengotor padat dalam larutan dengan cara

memasukkan bahan kimia melalui suatu media yang dapat menahan lajunya pengotor padat

tersebut. Teknik penyaringan ini dapat dilakukan dengan cara langsung, menggunakan alat

penyaring (gambar 10) atau dengan cara menggunakan bak penyaring atau bak pembantu.

Kriteria yang diperlukan untuk menentukan sistim penyeringan adalah sebagai berikut:

Page 25: Proses Hard Chrome Plating

1) Jenis dan jumlah tingkat kontaminasi yang hendak dibersihkan.

2) Laju aatau kecepatan penggantian larutan akibat kantaminan.

3) Frekwensi penyaringan yang diperlukan dalam menjaga kondisi larutan.

Sumber utama terjadinya kontaminasi dalam larutan adalah berasal dari anoda, debu, udara

kotor, pengotor kimia atau logam serta dari udara agitasi.

Gambar 10 Peralatan Penyaring (Filter).

Page 26: Proses Hard Chrome Plating

Pelapisan Krom (Chrome Plating)

a) Pengertian Kromium

Kromium adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cr

dan nomor atom 24. Kromium trivalen (Cr(III), atau Cr3+) diperlukan dalam jumlah kecil

dalam metabolisme gula pada manusia. Kekurangan kromium trivalen dapat menyebabkan

penyakit yang disebut penyakit kekurangan kromium (chromium deficiency). Kromium

merupakan logam tahan korosi (tahan karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat. Dengan

sifat ini, kromium (krom) banyak digunakan sebagai pelapis pada ornamen-ornamen

bangunan maupun pada komponen kendaraan, seperti knalpot pada sepeda motor. Perpaduan

Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat.

Sifat – Sifat Kromium

Karakteristik 24Cr

Massa atom relative 51,996

Jari-jari atom (nm) 0,117

Keelektronegatifan 1,6

Energi ionisasi (IE) kJ/mol-1 659

Kelimpahan (ppm) 122

Densitas (g cm-3) 7,14

Titik leleh 1900 C

Titik didih 2690 C

Merupakan logam pasif berwarna putih perak dan lembek jika dalam keadaan murninya.

Tahan terhadap korosi karena reaksi dengan udara menghasilkan Cr2O3 yang bersifat nonpori.

Warna oksidanya berbeda – beda tergantung jenis dan jumlah atom yang diikatnya.

Mempunyai tingkat oksidasi +3, +2, +6

CrO2 bersifat konduktor dan magnetic

Tahan terhadap panas

Page 27: Proses Hard Chrome Plating

Tabel 3 Karakteristik Beberapa Oksida Kromium

Tingkat oksidasi

Oksida (a)

Hidroksida Sifat Ion Nama Warna

+2 CrO Cr(OH)2 Basa Cr2+ (b) Kromo kromium(II)

Biru muda

+3 Cr2O3

(hijau)Cr(OH)3(c) amfoterik Cr2+ atau

[Cr(H2O)6]3+Kromi atau kromium(III)

Violet hijau

+6 Cr2O3

(merah tua)

CrO2(OH)2

Cr2O5(OH)2

Asam CrO42-

Cr2O72-

Kromat dokromat

Kuning oranye

(Sumber: Sugiyarto dan Sugiyani, 2010)

Kromium trioksida bersifat sangat asam dan bereaksi dengan basa menghasilkan kromat, CrO4

-. Penurunan pH, dengan penambahan asam ke dalam larutan kromat pada mulanya mengakibatkan kondensasi unit-unit tetahedron CrO4 menjadi ion dikromat Cr2O7

2-, dan kondensasi lebih lanjut menghasilkan endapan CrO3 (Sugiyarto dan Suyani, 2010).

b) Reaksi dan Persenyawaan

Reaksi dan persenyaawan kromium meliputi kromium dengan bilangan oksidasi +2, +3, dan

+6 (Hiskia, 2001).

1. Kromium +2

Logam kromium dapat larut dalam larutan asam klorida atau asam sulfat membentuk larutan

[Cr(H2O)6]2+, berwarna biru langit,

Cr(s) + 2H+(aq) Cr2+(aq) + H2(aq)

Ion kromium(II), Cr2+, dapat juga terbertuk jika larutan kromium(VI) (misalnya kromat atau

dikromat) atau ion kromium(III) direduksi oleh seng dan asam klorida. Pembentukan dari

dikromat(VI) disertai perubahan warna yang menarik.

Di dalam larutan ion kromium(II) adalah reduktor kuat dan mudah dioksidasi di udara

menjadi senyawa kromium(III).

Cr3+(aq) + e Cr2+(aq) Eɵ = -0,41 V

Oleh karena itu ion ini mudah dioksidasi oleh udara,

Page 28: Proses Hard Chrome Plating

2Cr2+(aq) + 4H+(aq) + O2(g) 2Cr3+(aq) + H2O(l)

Ion Cr2+(aq) dapat juga bereaksi dengan H+(aq) dan juga dengan air apabila trdapat katalis

berupa serbuk logam,

2Cr2+(aq) + H2O(l) 2Cr3+(aq) + 2OH-(aq) + H2(g)

2Cr2+ + 2H+(aq) 2Cr3+(aq) + H2(g)

2. Kromium +3

Ion kromium(III) adalah ion yang paling stabil diantara kation logam dan transisi yang

mempunyai bilangan oksidasi +3. Dalam larutan, ion ini terdapat sebagai [Cr(H2O)6]3+

dengan warna ungu. Jika H2O diganti dengan ion klorida maka akan terjadi perubahan warna.

Misalnya: ion [Cr(H2O)5]2+ berwarna hijau muda, sedangkan ion [Cr(H2O)4Cl2] + berwarna

hijau tua.

Dengan basa membentuk suatu gel Cr2O3.xH2O berwarna hijau muda. Persamaan reaksinya

adalah:

Dalam basa berlebih terjadi pembentukan [Cr(OH)6]3- menurut persamaan reaksi berikut:

3. Kromium +6

Kromium(VI) oksida, CrO3, bersifat asam sehingga dapat bereaksi dengan basa membentuk

ion kromat(VI),

CrO3(s) + 2OH(aq) Cr2O4(aq) + H2O(l)

Kromium(III) hidroksida dioksidasi dengan Na2O2 menghasilkan ion kromat yang berwarna

kuning,

2Cr(OH)3 + 3 Na2O2 + 2H+(aq) 2CrO42- (aq) + 6Na+(aq) + 4H2O (l)

Page 29: Proses Hard Chrome Plating

Dalam larutan asam, ion kromat ataupun ion dikromat bersifat oksidator kuat.

Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e 2Cr3+(aq) + 7H2O(l) Eɵ = +1,33 V

sedangkan reaksi yang terjadi dalam larutan bersifat basa,

CrO42-(aq) + 4H2O(l) + 3e Cr(OH)4

-(aq) + 4OH-(aq) Eɵ = -0,13 V

Etanol, C2H5OH, dapat mereduksi ion kromat yang berwarna jingga menjadi ion

kromium(III) yang berwarna hijau. Tahapan perubahan reaksi ditandai dengan perubahan

warna coklat campuran antara warna hijau dan jingga,

2Cr2O72-(aq) + 3C2H5OH(g) + 16H+(aq) 4Cr3+(aq) + 3CH3COOH(aq) + 11H2O(l)

c) Pelapisan krom

Penggunaan kromium yang sangat terkenal adalah penyepuhan kromium (chromium plating).

Efek penting dalam penyepuhan ini adalah dekoratif dan sifat kekerasan.

Pelapisan krom adalah suatu perlakuan akhir menggunakan elektroplating oleh

kromium. Pelapisan dengan krom dapat dilakukan pada berbagai jenis logam seperti besi,

baja, atau tembaga. Pelapisan krom juga dapat dilakukan pada plastik atau jenis benda lain

yang bukan logam, dengan persyaratan bahwa benda tersebut harus dicat dengan cat yang

mengandung logam sehingga dapat mengalirkan listrik.

Pelapisan Krom Keras (Hard Chrome Plating)

Gambar 11 Hard Chrome Plating pada Shaft

Lapisan hard chrome merupakan sebutan untuk lapisan khrom yang memiliki sifat

mekanis sangat keras (hard). Sebutan lain untuk lapisan hard chrome adalah functional

chrome plating. Disebut demikian karena lapisan hard chrome lebih banyak dimanfaatkan

untuk keperluan engineering.

Page 30: Proses Hard Chrome Plating

Sifat-sifat yang dimiliki oleh lapisan hard chrome adalah :

o Tidak membutuhkan undercoat berupa lapisan nikel.

o Mempunyai tingkat kekerasan yang tinggi yaitu sekitar 55-60 HRc (skala Rockwell C).

o Tingkat ketebalan lapisannya tergolong cukup tinggi yaitu sekitar 1-1000 μm.

o Lapisannya memiliki microcrack.

o Tahan terhadap gesekan dan aus.

o Tahan terhadap korosi.

Beberapa produk yang dapat ditemui telah memanfaatkan penggunaan lapisan hard chrome

diantaranya adalah :

o Pump Shafts & Rotors.

o Hydraulic Rams & Cylinders.

o Print Rollers.

o Gear Shafts.

o Motorcycle Forks.

o Cutting Tools.

o Mold & Dies.

o Textile Guide.

o Ball Valve.

o Plunger.

o Gage.

o etc.

Standarisasi Lapisan Hard Chrome

Standarisasi lapisan hard chrome pada suatu produk ditentukan melalui tebal lapisan khrom

beserta kekerasan lapisannya.

Senyawa-senyawa kromium mempunyai cukup banyak manfaat. Sepuhan kromium

banyak digunakan (chrome plating) banyak digunakan pada peralatan sehari-hari, pada mobil

dan sebagainya, karena lapisan kromium ini sangat indah, keras, dan tahan korosi. Selain itu,

lapisan kromium juga menghasilkan warna yang mengkilat sehingga logam ini memberikan

manfaat tambahan sebagai alat dekoratif (Sugiyarto dan Suyanti, 2010 ).

Page 31: Proses Hard Chrome Plating

Pada pelapisan kromium dengan proses electro chromium plating dipakai kromium (III)

oksida, Cr2O3, yang dilarutkan dalam H2SO4 sebagai elektrolit. Ion Cr3+ akan tereduksi

menjadi logam kromium yang akan melapisi logam lain yang dipasang sebagai katoda, jika

suatu logam langsung dilapisi dengan kromium, biasanya hasil lapisan ini mudah retak.

Untuk memperoleh lapisan yang baik, kuat dan tidak retak-retak, logam yang akan dilapisi

dengan kromium harus terlebih dahulu dilapisi dengan tembaga atau nikel.

Proses penyepuhan juga dapat digunakan kromium (VI) oksida, CrO3. Larutan

elektrolit dibuat dengan melarutkan kromium (VI) oksida, CrO3 dalam air sehingga

membentuk asam dikromat H2Cr2O7. Dalam penyepuhan ini dapat ditambahkan sedikit

H2SO4 sebagai katalis agar mempercepat pelapisan kromium (Hiskia, 2001). Proses

penyepuhan ini berbeda dengan penyepuhan lainnya. Sebagai anoda tidak digunakan logam

kromium, karena logam ini mudah melarutdalam larutan asam. Anoda yang digunakan adalah

aliasi Pb-Sn, yang tidak larut dalam asam kromat. Reaksi yang terjadi pada elektroda adalah

Anoda : 2H2O (l) O2(g) + 4H+(aq) + 4e

Katoda : Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) 12e 2Cr(s) + 7H2O(l)

Perlu diingat, kedalam wadah elektrolisis selalu ditambahkan CrO3 untuk mrnjaga

konsentrasi kromium agar selalu tetap.

Kromium juga penting dalam paduan logam dan digunakan dalam “stainles steel”.

Senyawa kromium mempunyai warna yang sangat menarik dan digunakan sebagai pigmen

seperti kuning krom (timbal (II) kromat) dan hijau krom (kromium (III) oksida). Suatu

senyawa yang indah sekali adalah jamrud (emerald). Batu permata ini terbentuk jika sebagian

ion aluminium dalam mineral beril, Be3Al2 (Si6O18) diganti oleh ion kromium (III).

Selain itu, kromium dioksida, CrO2, yang berwarna coklat gelap, bersifat magnetik dan

konduktor listrik yang tinggi, benyak digunakan sebagai bahan pita rekaman. Kromium (III)

oksida, Cr2O3, dan kromat, PbCrO4, dapat digunakan sebagai bahan pewarna cat dan gelas.

Dikromat, Na2CrO7, dapat digunakan sebagai oksidan dalam industri kimia. Dalam proses

penyamakan, kulit yang akan disamak dibasahi dengan larutan dikromat, kemudian direduksi

Page 32: Proses Hard Chrome Plating

dengan gas SO2 sehingga terbentuk kromi sulfat basa, Cr(OH)SO4. Kolagen merupakan jenis

protein utama dalam kulit, akan bereaksi membentuk senyawa kompleks kromi, dan senyawa

ini mengakibatkan kulit menjadi bersifat liat, lentur, dan tahan terhadap kerusakan biologis.

Larutan dikromat juga digunakan dalam proses “analisa nafas”, yaitu cara untuk

menentukan kadar etanol dalam darah. Dalam hal ini, uap alkohol dalam nafas dialirkan

melalui larutan dikromat, dan konsentrasi alkohol dapat diperkirakan dari perubahan warna

ion dikromat (Hiskia, 2001). Reaksi yang berlangsung dalam proses tersebut adalah reaksi

redoks.

Pada pelapisan krom keras, krom diendapkan pada logam dasar secara langsung tanpa

melalui pelapisan perantara. Biasanya lapisan ini lebih tebal dari lapisan krom dekoratif.

Berbeda dengan lapisan tembaga dan nikel dimana logam yang berfungsi sebagai anoda yaitu

tembaga dan nikel. Untuk pelapisan krom, logam krom tidak akan berfungsi dengan baik

sebagai anoda, sehingga dalam pelapisan krom digunakan anoda yang tidak larut yaitu lead

(Pb).

Pelapisan chrome menggunakan bahan dasar asam chromeat, dan asam sulfat sebagai

bahan pemicu arus, dengan perbandingan campuran yang tertentu. Perbandingan yang umum

bisa 100 : 1 sampai 400 : 1. Jika perbandingannya menyimpang dari ketentuan biasanya akan

menghasilkan lapisan yang tidak sesuai dengan yang diharapkan. Faktor lain yang sangat

berpengaruh pada proses pelapisan chrome ini adalah temperatur cairan dan besar arus listrik

yang mengalir sewaktu melakukan pelapisan. Temperatur pelapisan bervariasi antara 35 °C

sampai 60 °C dengan besar perbandingan besar arus 18 A/dm2 sampai 27 A/dm2.

Elektroda yang digunakan pada pelapisan chrome ini adalah timbal (Pb) sebagai anoda

(kutub positif) dan benda yang akan dilapis sebagai katoda (kutub negatif). Jarak antara

elektroda tersebut antara 9 cm sampai 29 cm. Sumber listrik yang digunakan adalah arus

searah antara 10 – 25 Volt, atau bisa juga menggunakan aki mobil.