i
PENGARUH VARIASI KONSENTRASI 10-15% LARUTAN ASAM
SULFAT (H2SO4) PADA PROSES ANODIZING ALUMINIUM
SKRIPSI
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat sarjana S-1
Diajukan oleh:
Adrian Haris Kristanto
NIM: 135214070
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2017
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ii
EFFECT OF VARIATION CONCENTRATION 10-15% OF SULFURIC
ACID (H2SO4) IN ANODIZING ALUMINUM PROCESS
FINAL PROJECT
As partial fulfillment of the requirement
to obtain the Sarjana Teknik Degree
in Mechanical Engineering
by
Adrian Haris Kristanto
Student Number: 135214070
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2017
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
v
.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
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 arus 3 Ampere, kemudian dilakukan
proses cleaning, etching, desmut, anodizing dan rinsing pada setiap prosesnya. Proses
anodizing dilakukan menggunakan variasi konsentrasi larutan asam sulfat
10%,11%,12%,13%,14% dan 15% dengan waktu pencelupan 15 menit. Pengujian yang
dilakukan meliputi foto mikro ketebalan lapisan oksida dan kekerasan permukaan aluminium
(Vickers).
Hasil pengujian menunjukkan bahwa penambahan konsentrasi asam sulfat pada larutan
anodiz selama proses anodizing berpengaruh terhadap ketebalan lapisan oksida dan kekerasan
permukaan aluminium. Ketebalan lapisan oksida optimum sebesar 13,2 μm terjadi pada
anodizing dengan konsentrasi larutan asam sulfat 12% dan nilai kekerasan yang paling
optimum terjadi pada konsentrasi larutan asam sulfat 12% dengan nilai kekerasan sebesar 73,
67 VHN.
Kata kunci: anodizing, aluminium, ketebalan, kekerasan, H2SO4.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
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 performed using variation on
10%, 11%, 12%, 13%, 14% and 15% sulfuric acid 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 results showed that the addition of sulfuric acid concentration on anodic solutions
to anodizing process has an effect on the thickness of the oxide layer and the hardness of the
aluminum surface. The optimum oxide layer thickness of 13.2 μm occurred at anodizing with
a 12% sulfuric acid solution concentration and the most optimum hardness value occurred at
a concentration of 12% sulfuric acid solution with a hardness value of 73.67 VHN.
Keywords: anodizing, aluminum, thickness, hardness, H2SO4.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas selesainya skripsi
yang berjudul “Pengaruh Variasi Konsentrasi 10-15% Larutan Asam Sulfat (H2SO4) Pada
Proses Anodizing Aluminium”.
Skripi ini penulis susun 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. Sutarno dan Endah Setyaningsih, S.Th., selaku orang tua penulis.
6. Aditya Aji Priyambodo, Agung Dwi Jayanto, Handoko Restu Nugroho, Samuel Wildan
Setyawan dan Andreas Hermawan selaku adik dan 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
x
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan-kekurangan yang perlu diperbaiki
dalam penyusunan skripsi ini, mengenai hal tersebut penulis mengharapkan masukan dan
kritik, serta saran yang bersifat membangun dari berbagai pihak agar dapat menyempurnakan.
Semoga skripsi ini dapat bermanfaaat untuk penulis maupun pembaca. Terima kasih.
Yogyakarta 11 Desember 2017
Penulis
DAFTAR ISI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i
TITLE PAGE ........................................................................................................... ii
HALAMAN PERSETUJUAN............................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iv
HALAMAN PERNYATAAN ................................................................................. v
LEMBAR PERNYATAAN PUBLIKASI ..................................................... x
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 .......................................................................... 1
1.2. Rumusan masalah .................................................................................... 3
1.3. Tujuan Penelitian .................................................................................... 3
1.4. Batasan masalah ...................................................................................... 4
1.5. Manfaat Penelitian ................................................................................... 4
1.6. Metode Penelitian ................................................................................... 4
1.7. Sistematika Penulisan ............................................................................. 5
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
BAB II
DASAR TEORI ...................................................................................................... 7
2.1.Definisi Anodizing ................................................................................... 7
2.2.Klasifikasi Anodizing................................................................................ 8
2.3.Aluminium .............................................................................................. 11
2.4.Aluminium Murni ................................................................................... 13
2.5.Proses Anodizing .................................................................................... 15
2.6.Konsentrasi Elektrolit Pada Proses Anodizing ....................................... 19
2.7.Pembentukan Lapisan Oksida ................................................................ 20
2.8.Sifat Penerapan Anodizing ...................................................................... 24
2.9.Rapat Arus .............................................................................................. 25
2.10.Pengujian Struktur Mikro ..................................................................... 25
2.11.Pengujian Kekerasan Mikro Vickers .................................................... 27
2.12.Tinjauan Pustaka .................................................................................. 28
BAB III
METODE PENIITIAN ......................................................................................... 33
3.1.Diagram Alir Penelitian Anodizing ........................................................ 33
3.2.Alat dan Bahan Penelitian ...................................................................... 34
3.2.1.Alat Penelitian ........................................................................... 34
3.2.2.Bahan Penelitian ........................................................................ 43
3.3.Pelaksanaan Penelitian ........................................................................... 48
3.3.1.Tahapan-tahapan Proses Anodizing Aluminium ........................ 48
3.4.Pelaksanaan Pengujian ........................................................................... 52
3.4.1.Pengujian Foto Struktur Mikro .................................................. 52
3.4.2.Pengujian Kekerasan Mikro Vickers .......................................... 54
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiii
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .................................................... 56
4.1.Perhitungan Rapat Arus yang mengalir ................................................. 56
4.2.Hasil Pengujian Kekerasan Vickers pada Permukaan Aluminium ........ 57
4.2.Hasil Pengamatan Struktur Mikro .......................................................... 61
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................ 69
5.1.Kesimpulan ............................................................................................ 69
5.2.Saran ...................................................................................................... 69
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 71
LAMPIRAN .................................................................................................... 73
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 : Komposisi Aluminium seri 1XXX ................................................. 14
Tabel 4.1 : Hasil Pengujian Kekerasan Raw Material ...................................... 58
Tabel 4.2 : Hasil pengujian dan perhitungan kekerasan lapisan oksida setelah
proses anodizing dengan variasi konsentrasi asam sulfat 10%, 11%,
12%, 13%, 14% dan 15% pada larutan anodizing ............................ 58
DAFTAR GAMBAR
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xv
Gambar 2.1 : Elektroda pada proses anodic oxidation ........................................... 8
Gambar 2.2 : Diagram porbeix aluminium ........................................................... 12
Gambar 2.3 : Tahapan proses anodizing .............................................................. 15
Gambar 2.4 : Grafik waktu pencelupan anodizing terhadap berat lapisan oksida
yang terbentuk dengan variasi konsentrasi elektrolit ....................... 20
Gambar 2.5 : Struktur pori pada lapisan hasil anodizing (a), Penampang lapisan
oksida (b) .......................................................................................... 21
Gambar 2.6 : Skema lapisan pori hasil anodisasi ................................................. 22
Gambar 2.7 : Tegangan dan arus yang terjadi pada pembentukan lapisan oksida
anodizing .......................................................................................... 23
Gambar 2.8 : Pengujian Vickers............................................................................. 28
Gambar 3.1 : Diagram Alir Penelitian ................................................................... 33
Gambar 3.2 : DC Power Supply ............................................................................ 34
Gambar 3.3 : Kabel Penghubung .......................................................................... 35
Gambar 3.4 : Bak Plastik ....................................................................................... 35
Gambar 3.5 : Thermometer .................................................................................... 36
Gambar 3.6 : Gelas Ukur Plastik .......................................................................... 36
Gambar 3.7 : Stopwatch ........................................................................................ 37
Gambar 3.8 : Timbangan Digital ........................................................................... 37
Gambar 3.9 : Alat Uji Foto Mikro ......................................................................... 38
Gambar 3.10 : Alat Uji Kekerasan ......................................................................... 39
Gambar 3.11 : Klem Pean Lurus........................................................................... 39
Gambar 3.12 : Tang .............................................................................................. 40
Gambar 3.13 : Dudukan Plat Aluminium ............................................................ 40
Gambar 3.14 : Penjepit Buaya ............................................................................... 40
Gambar 3.15 : Sarung Tangan ............................................................................... 41
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvi
Gambar 3.16 : Mistar Baja ..................................................................................... 41
Gambar 3.17 : Amplas ........................................................................................... 42
Gambar 3.18 : Alat Tulis ....................................................................................... 42
Gambar 3.19 : Kamera ........................................................................................... 42
Gambar 3.20 : Gerenda Tangan ............................................................................. 43
Gambar 3.21 : Asam Sulfat (H2SO4) ..................................................................... 44
Gambar 3.22 : Phosporic Acid (H3PO4) .............................................................. 44
Gambar 3.23 : Asam Cuka/Asam Asetat (CH3CO2H) ........................................... 45
Gambar 3.24 : Larutan Desmut .............................................................................. 45
Gambar 3.25 : Soda Api (NaOH) .......................................................................... 46
Gambar 3.26 : Diterjen Murni/Natrium Karbonat (Na2CO3) ................................ 46
Gambar 3.27 : Spesimen ........................................................................................ 47
Gambar 3.28 : Plat Aluminium Penghantar ........................................................... 47
Gambar 3.29 : Proses Pengamplasan Spesimen .................................................... 48
Gambar 3.30 : Proses Cleaning Spesimen (a), Proses Rinsing (b) ....................... 49
Gambar 3.31 : Proses Etching (a), Proses Rinsing (b) ........................................... 50
Gambar 3.32 : Proses Desmut (a), Proses Rinsing (b) ........................................ 51
Gambar 3.33 : Proses Anodic Oxidation (a) Proses Rinsing (b) ............................ 52
Gambar 3.34 : Pengujian Vickers........................................................................... 55
Gambar 4.1 : Spesimen aluminium setelah proses anodizing sebelum dilakukan
pengujian (a) anodizing pada konsentrasi 10% H2SO4, (b) anodizing
pada konsentrasi 11% H2SO4, (c) anodizing pada konsentrasi 12%
H2SO4, (d) anodizing pada konsentrasi 13% H2SO4, (e) anodizing
pada konsentrasi 14% H2SO4, (f) anodizing pada konsentrasi 15%
H2SO4 .............................................................................................. 56
Gambar 4.2: Grafik perbandingan antara nilai kekerasan (VHN) dengan
konsentrasi asam sulfat pada larutan anodiz setelah proses anodizing
.......................................................................................................... 60
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvii
Gambar 4.3: Foto mikro kabel kalibrasi .............................................................. 62
Gambar 4.4: Foto mikro variasi konsentrasi larutan asam sulfat 10%. Resin (a).
Raw material (b) ............................................................................... 62
Gambar 4.5: Foto mikro variasi konsentrasi larutan asam sulfat 11%. Resin (a).
Raw material (b) ............................................................................... 63
Gambar 4.6: Foto mikro variasi konsentrasi larutan asam sulfat 12%. Resin (a).
Raw material (b) ............................................................................... 63
Gambar 4.7: Foto mikro variasi konsentrasi larutan asam sulfat 13%. Resin (a).
Raw material (b) ............................................................................... 64
Gambar 4.8: Foto mikro variasi konsentrasi larutan asam sulfat 14%. Resin (a).
Raw material (b) ............................................................................... 64
Gambar 4.9: Foto mikro variasi konsentrasi larutan asam sulfat 15%. Resin (a).
Raw material (b) ............................................................................... 65
Gambar 4.10: Grafik hubungan antara konsentrasi larutan asam sulfat dengan
ketebalan lapisan oksida (μm) setelah proses anodizing .................. 67
DAFTAR SIMBOL
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xviii
Simbol Keterangan Satuan
n Jumlah zat mol
i Arus listrik ampere
F Faraday coulomb/mol
t Waktu menit
m Massa g/dm2
VHN Vickers hardness number kg/mm2
P Beban yang digunakan kgf
d2 Panjang diagonal rata-rata µm
J Rapat Arus A/mm2
A Luas Permukaan mm2
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Aluminium merupakan jenis logam yang banyak digunakan dalam
kehidupan sehari-hari. Material ini dipergunakan dalam bidang yang luas bukan
saja dalam alat-alat rumah tangga, tetapi juga dipakai dalam konstruksi pesawat
terbang, mobil hingga peralatan sehari-hari. Hal ini sangat dimungkinkan
mengingat karakteristik logam aluminium yang memiliki berat jenis cukup ringan
(2,70 gr/cm3), mudah dibentuk dan tahan terhadap korosi (Hutasoit, 2008).
Namun dari banyaknya penggunaan aluminium itu bukan berarti bahwa
penggunaan aluminium terbebas dari kekurangan, sifat aluminium yang memiliki
kekerasan permukaan yang rendah serta warna aluminium itu bukan berarti bahwa
penggunaan aluminium ini terbebas dari kekurangan. Sifat aluminium yang
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 pada aluminium
adalah pelapisan surface treatment menggunakan metode anodizing. Anodizing
adalah suatu perlakuan permukaan untuk melapisi permukaan logam agar
terlindungi dari pengaruh destructive lingkungan yang menyebabkan korosi.
Disamping itu, metode anodizing juga menghasilkan tampilan logam yang lebih
menarik, bertekstur dan berwarna, serta tahan terhadap gesekan permukaan.
Pada permukaan aluminium yang di anodizing nantinya akan terbentuk
lapisan oksida protektif. Lapisan oksida yang sudah terbentuk melalui proses
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
anodizing memiliki ketebalan yang lebih tinggi dari pembentukan lapisan oksida
secara alami, dan juga memiliki kekerasan yang lebih tinggi. Selain itu
peningkatan nilai estetika, 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 diinginkan.
Tingkat keberhasilan anodizing berupa lapisan oksida yang optimal
dipengaruhi beberapa faktor yaitu arus, tegangan, jenis material yang digunakan,
suhu selama proses, waktu pencelupan, jenis larutan elektrolit yang digunakan dan
konsentrasi larutan elektrolit pada proses anodizing. Penelitian yang pernah
dilakukan oleh Sipayung (2008), menunjukan bahwa semakin tinggi tingkat
konsentrasi asam sulfat pada larutan anodiz maka akan menaikkan ketebalan
lapisan oksida.
Dari hasil penelitian yang dilakukan tersebut, menunjukkan bahwa hasil dari
pengaruh konsentrasi larutan elektrolit terhadap ketebalan lapisan oksida dan
kekerasan rata-rata permukaan aluminium berbeda-beda. Hal itu diduga karena
Komposisi paduan aluminium, konsentrasi larutan yang tidak seragam dan
perbedaan komposisi larutan anodiz pada proses anodizing, yang kemungkinan
besar berpengaruh terhadap perbedaan hasil penelitian tersebut. Namun dari
semua penelitian yang sudah pernah dilakukan terdapat sebuah kesamaan, yakni
jika konsentrasi asam sulfat yang digunakan terlalu tinggi atau terlalu rendah akan
menghasilkan ketebalan lapisan oksida yang rendah pada aluminium. Lapisan
oksida yang rendah ini disebabkan oleh dua hal, yakni jika konsentrasi asam sulfat
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
terlalu rendah maka akan mengurangi kemampuan elektrolit dalam
menghantarkan listrik, sehngga kecepatan pertumbuhan lapisan oksida akan
berkurang 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 daripada jika
menggunakan asam sulfat dengan konsentrasi yang lebih rendah.
1.2 Rumusan Masalah
Dari permasalahan yang timbul pada latar belakang maka dapat dirumuskan
permasalahan yang akan dibahas sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh variasi konsentrasi asam sulfat pada proses anodizing
terhadap kekerasan lapisan oksida pada permukaan aluminium?
2. Bagaimana pengaruh variasi konsentrasi asam sulfat pada proses anodizing
terhadap struktur permukaan pada permukaan aluminium?
1.3 Tujuan Penelitian
1. Mengetahui ketebalan lapisan permukaan hasil proses anodizing aluminium
dengan variasi konsentrasi asam sulfat.
2. Mengetahui kekerasan lapisan oksida hasil proses anodizing aluminium
dengan variasi konsentrasi asam sulfat.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
1.4 Batasan Masalah
Penelitian ini dibatasi oleh hal-hal berikut:
1. Suhu yang terjadi pada proses anodizing berkisar 27-40 oC
2. Penelitian dibatasi pada pengujian struktur permukaan dan kekerasan
permukaan lapisan aluminium oksida.
3. Variasi konsentrasi larutan pada proses anodizing adalah (10%), (11%),
(12%), (13%), (14%) dan (15%) asam sulfat.
4. Lamanya proses anodizing untuk setiap konsentrasi adalah 15 menit.
5. Arus listrik yang digunakan sebesar 3 Ampere.
6. Jarak pelapisan specimen 30cm.
7. Luas spesimen 1500 mm2.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian aluminium anodizing ini adalah
1. Penelitian ini diharapakan 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:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
1. Studi Literatur
Studi literatur adalah suatu cara pengumpulan data yang diperoleh melalui
buku-buku referensi sebagai acuan, sehingga dapat digunakan untuk menuju
keperluan data yang berhubungan dengan masalah yang dihadapi.
2. Metode Observasi Lapangan
Metode ini dilakukan dengan mencari informasi langsung dilapangan
tentang bagaimana alat, cara dan proses aluminium anodizing.
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-perencanaan komponen 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
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
Dalam Bab ini menguraikan tentang pokok-pokok dalam penulisan
tugas akhir yang meliputi: latar belakang, tujuan penelitian, batasan
masalah, manfaat penelitian, metode penelitian dan sistematika
penulisan.
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 di dapat dari hasil
penelitian dan masukan-masukan yang ingin disampaikan pada
penelitian ini.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Definisi Anodizing
Aluminum anodizing adalah proses pelapisan secara elektrokimia yang
mengkonversi aluminum menjadi aluminum oksida (Al2O3) pada permukaan
material yang akan dilapisi. Proses elektrolisis merupakan peristiwa
berlangsungnya reaksi kimia oleh arus listrik. Komponen yang terpenting dari
proses elektrolisis adalah elektroda dan elektrolit. Pada proses elektrolisis, katoda
merupakan kutub negatif (sebagai penghantar benda kerja) dan anoda merupakan
kutub positif (benda kerja).
Proses elektrolisis yang merupakan peristiwa berlangsungnya reaksi kimia
oleh arus listrik. Pada proses anodizing komponen yang terpenting dari proses
elektrolisis ini adalah elektroda dan elektrolit. Pada proses elektrolisis, katoda
merupakan kutub negatif (-) dan anoda merupakan kutub positif (+).
Karakteristik dalam lapisan anodizing menghasilkan suatu lapisan tipis
oksida yang baik terhadap logam dasarnya. Lapisan tersebut memiliki sifat-sifat
sebagai berikut:
1. Keras, mendekati kekerasan sapphire.
2. Transparan, dengan beberapa variasi warna.
3. Terintegrasi dengan baik pada logam dasarnya, dan tidak dapat mengelupas.
4. Meningkatkan ketahan korosi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
Sifat-sifat diatas merupakan keunggulan dari lapisan oksida pada proses
anodizing.
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 ditunjukkan 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.
Gambar 2.1 Elektroda pada proses anodic oxidation.
Sumber: Febriyanti (2011)
Anoda Katoda
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
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
Elektrolisasi 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
10
𝑛 =𝑖.𝑡
𝐹.𝑧………………………………………………………………… (2.2)
Dengan 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 diatas bias dimodifikasi menjadi:
𝑛. 𝐴𝑅 =𝑖.𝑡
𝐹.𝑧 . 𝐴𝑅………………………………………………………………(2.3)
𝑚 =𝑖.𝑡.𝐴𝑅
𝐹.𝑧……………………………………………………………………..(2.4)
𝑚
𝑡=
𝑖.𝐴𝑅
𝐹.𝑧……………………………………………………………………….(2.5)
Untuk aluminium,
𝑚
𝑡=
𝑖.26,98
96485.3……………………………………………………………………(2.6)
𝑚
𝑡= 9,32 . 10 − 5 . 𝑖…………………………………………………………(2.7)
Dengan m: massa (g/dm2)
t: waktu (menit)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
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 nonferrous, aluminium merupakan logam yang paling sering digunakan
dalam industri. Aluminium logam yang sangat ringan, dengan berat jenis kurang
lebih sepertiga berat jenis baja atau paduan tembaga, yaitu 2.70 gr/cm3.
Berbagai sifat aluminium antara lain:
1. Memiliki ketahanan yang baik terhadap larutan kimia, cuaca/udara, dan
berbagai gas, sehingga membantu ketahanan terhadap korosi.
2. Memiliki ketahanan yang baik terhadap larutan kimia, cuaca/udara, dan
berbagai gas, sehingga membantu ketahanan terhadap korosi.
3. Memiliki sifat reflektivitas yang sangat baik.
4. Konduktivitas panas dan listrik tinggi.
5. Memiliki sifat eleastisitas yang tinggi, sehingga material ini sering
digunakan dalam aplikasi yang melibatkan kondisi pembebanan kejut.
6. Biaya fabrikasi rendah.
7. Mudah ditempa dan dibentuk.
Aluminium sangat reaktif terhadap oksigen, dengan membentuk lapisan
oksida dipermukaannya. Proses oksidasi aluminium dapat dilihat pada Gambar
2.2
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
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 biasanya
Po
tensi
al e
lektr
od
e
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
adalah hampir murni aluminium, yaitu sekitar 92-99.99% Al. Produk aluminium
foil dibuat dengan proses pengecoran yang dilanjutkan dengan rolling maupun
melalui 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 nano teknologi, dan pada akhirnya dapat dimanfaatkan pada industri
pesawat terbang, semikonduktor, dan mikro elektronik (Hutasoit, 2008).
2.4 Aluminium murni
Alumunium 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 diatasnya 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
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
reflector yang memerlukan reflektifitas yang tinggi juga untuk kodensor
elektrolitik dipergunakan Al dengan angka Sembilan empat. (Udayana, 2012)
Tabel 2.1 Komposisi aluminium seri 1XXX.
Sumber: The Aluminium Association. (2015).
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
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
2.5 Proses Anodizing
Anodizing atau oksida anodik merupakan proses elektrolisasi yang
dilakukan untuk menghasilkan lapsian 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).
Gambar 2.3 Tahapan proses anodizing
Sumber: MitroArt.com (2016)
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
Cleaning
Rinsing
Etching Desmut Anodizing
Rinsing Rinsing Rinsing
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
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.
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,
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
larutan yang digunakan asam sulfat dengan konsentrasi 10-15% . Logam
atau benda kerja dipasang pada anoda (+) dan sebagai katoda (-) dapat
menggunakan lembaran Pb atau aluminium dan karbon.
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)
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.
Proses anodizing memiliki beberapa tujuan, antara lain:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
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 dibawahnya 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 dibawah 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.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
Pori dari lapisan anodik oksida mendukung proses elektroplatting,
kebanyakan asam yang digunakan apabila ingin melakukan pelapisan
lanjutan adalah asam phosfor.
6. Aplikasi dekorasi.
Pada permukaan logam, lapisan oksida yang terbentuk mimiliki tampilan
yang mengkilau, dimana pada aluminuim 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 2.4.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
Gambar 2.4 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. Secara umum lapisan oksida hasil dari proses
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
Lapisan oksida yang terbentuk dari proses ini akan meningkatkan katahanan
abrasif, kemampuan insolator electric logam, serta kemampuan untuk menyerap
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
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 0,1-0,4x10-6inch atau 0,25-1x10-2 mikron. Struktur lapisan
aluminium oksida ditunjukkan pada Gambar 2.6.
Gambar 2.5 a) Struktur pori pada lapisan hasil anodizing,
b) penampang lapisan oksida.
Sumber: Juhl (2005)
Terbentuknya lapisan oksida pada permukaan logam yang dianodisasi
bergantung 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.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
Gambar 2.6 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.
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
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
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.
Gambar 2.7 Tegangan dan arus yang terjadi pada pembentukan lapisan oksida
anodizing
Keterangan gambar
1. Pembentukan barrier layer.
2. Awal pembentukan pori-pori.
3. Pori terbentuk dan
berkembang.
4. Pori yang terbentuk semakin
stabil.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
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.
Dengan anodizing lapisan pelindung dipertebal sehingga dapat digunakan di
luar rumah misalnya untuk pemakaian di laut, mobil, keperluan arsitektur, jendela,
gerbang 24emp, dan sebagainya. Aluminium yang di anodizing juga
mempermudah dan memperkuat pengecatan, termasuk untuk penggunaan-
penggunaan kritis dalam kedirgantaraan, misalnya baling-baling 24emperatur,
torpedo dan sebagainya.
Aluminium di-anodizing dalam elektrolit sulfat menghasilkan lapisan
konduktif yang memperkuat rekatan plating berikutnya. Bila pemilihan alloy,
24emper 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.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
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 Rapat Arus
Rapat arus adalah besarnya arus listrik tiap-tiap mm2 luas permukaan.
Kerapatan arus berpengaruh pada kenaikan temperatur. Adapun rumus
perhitungan rapat arus yaitu sebagai berikut:
𝐽=
𝐼
𝐴……………………………………………………………………………(2.10)
Dengan:
𝐽 : Rapat arus (A/mm2)
𝐼 : Kuat arus (Ampere)
𝐴 : Luas permukaan (mm2)
2.10 Pengujian Struktur Mikro
Pengujian struktur mikro ini bertujuan untuk melihat struktur mikro
ketebalan lapisan oksida aluminium setelah proses anodizing. 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.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
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 specimen 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
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
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
• 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 specimen
• 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.
• Mengeringkan spesimen.
• Melihat struktur mikro spesimen pada mikroskop metalografi.
6. Foto mikro dilakukan setelah proses etsa dengan 200 kali pembesaran.
2.11 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 pengujian kekerasan mikro vickers adalah sebagai berikut:
Piramida intan yang memiliki sudut bidang berhadapan (136o), ditekankan
kepermukaan bagian yang akan diukur dengan pembebanan sebesar 100 gf,
kemudian diambil panjang diagonal-diagonalnya dan dari perbandingan antara
beban dengan luas tapak penekan. Maka akan didapat hasil kekerasan mikro
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
vickers pada bagian permukaan aluminium setelah proses anodizing maupun
proses dieying tersebut. Adapun rumus perhitungan dari kekerasan mikro Vickers
yaitu sebagai berikut:
𝑉𝐻𝑁 = 1.854 .𝐹
𝑑2 ………………………………………………………...(2.11)
Dengan:
𝑉𝐻𝑁 : Vickers Hardness Number (kg/mm2)
F : Beban yang digunakan (kgf)
d2 : Panjang diagonal rata-rata (µm), dengan drata-rata = ( 𝑑1+𝑑2
2 )
Gambar 2.8 futurexgame.com Pengujian Vickers
Sumber: Kopeliovich. (2014)
2.12 Tinjauan 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
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
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 yang akan dilapisi ditempatkan sebagai anoda didalam 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
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
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 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
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
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
paduanaluminium 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
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
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
diatas pengaruh rapat arus, tegangan, konsentrasi elektrolit, dan jenis material
yang digunakan juga mempengaruhi karakteristik permukaan material yang di
anodizing dan di dieying.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
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
Proses Anodizing Aluminium:
a. Arus 3 Ampere
b. Variasi Konsentrasi larutan Anodiz
(10%),(11%),(12%),(13%),(14%),(15%) H2SO4
c. Suhu ruangan 27-400C, Waktu Anodizing 15 menit
Pengujian
Pengujian Foto Mikro
Struktur Ketebalan Lapisan
oksida
Pengujian Kekerasan
Mikro Vickers
Pembahasan Hasil Pengujian
Mulai
Identifikasi Masalah
Persiapan alat dan
Bahan
Kesimpulan dan Saran
Selesai
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian
3.2 Alat dan Bahan Penelitian
3.2.1 Alat Penelitian
Adapun peralatan yang digunakan pada penelitian ini, yaitu:
1. Trafo Slide Regulator
Trafo Slide Regulator 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 Slide Regulator 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 Trafo Slide Regulator dapat
dilihat 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
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
arus positif sebagai anoda dan kabel penghubung arus negatif sebagai katoda.
Kabel penghubung arus proses anodizing dapat ditunjukkan pada Gambar 3.3.
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 dan anodizing. 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
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
4. Thermometer
Alat ini digunakan untuk mengukur suhu ruangan bak plastik larutan
elektrolit pada proses desmut dan anodizing selama berlangsungnya proses. Pada
termometer ini mempunyai ukuran -10°C – 110°C. Yang ditunjukan pada Gambar
3.5.
Gambar 3.5 Thermometer
5. Gelas Ukur Plastik
Digunakan untuk mengukur konsentrasi dan takaran campuran larutan
elektrolit pada proses cleaning, etching, desmut dan anodizing. Gelas ukur yang
digunakan dalam penelitian ini yaitu berkapasitas 1000 ml, dan dapat ditunjukan
pada Gambar 3.6.
Gambar 3.6 Gelas Ukur Plastik
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
6. Stopwatch
Stopwatch berfungsi untuk mengukur lamanya waktu proses pengamplasan,
cleaning, etching, desmut dan anodizing. Adapun stopwatch yang digunakan
dapat ditunjukan pada Gambar 3.7.
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, dapat ditunjukkan pada Gambar 3.8.
Gambar 3.8 Timbangan Digital
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
8. Alat Uji Foto Mikro
Alat uji foto mikro berfungsi untuk mengetahui struktur mikro ketebalan
lapisan oksida pada aluminium setelah proses anodizing. 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.
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.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
Gambar 3.10 Alat Uji Kekerasan
10. Alat Bantu Lainnya
a. Klem 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 5cm dan panjang keseluruhan
18cm. 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.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
Gambar 3.12 Tang
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
e. Sarung tangan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
Sarung tangan digunakan untuk melindungi tangan dari larutan bahan
kimia pada setiap proses. Dan 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
42
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
43
j. Gerenda Tangan
Gerinda tangan digunakan untuk memotong lembaran plat aluminium
menjadi spesimen yang sebelumnya sudah ditandai dengan mistar baja
dan memolish permukaan specimen. Dan dapat ditunjukkan 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
44
Gambar 3.21 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)
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
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
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.
Gambar 3.24 Larutan Desmut
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
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)
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)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
7. Spesimen
Spesimen yang dipakai pada penelitian ini adalah logam plat aluminium
dengan dimensi panjang 50 mm, lebar 30 mm, tebal 3 mm. Adapun spesimen
logam plat aluminium dapat ditunjukan pada Gambar 3.27.
Gambar 3.27 Spesimen
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 3.28.
Gambar 3.28 Plat Aluminium Penghantar
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
48
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. Seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.29.
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 , dengan
menggunakan suhu larutan cleaning ± 30°C. Fungsi dari proses ini untuk
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
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. Hal ini dapat ditunjukkan pada Gambar 3.30.
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,
dengan menggunakan suhu etching ± 30-35°C, kemudian spesimen yang sudah
melewati tahap proses cleaning dan rinsing dicelupkan kedalam larutan ecthing
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
selama ± 1 menit. Setelah proses etching selesai spesimen dirinsing dalam bak air.
Proses ini dapat ditunjukkan pada Gambar 3.31.
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 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. Proses ini ditunjukkan pada
Gambar 3.32.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
51
Gambar 3.32 (a). Proses Desmut, (b). Proses Rinsing
5. Proses Anodic Oxidation
Selanjutnya pada proses ini spesimen dicelupkan kedalam bak plastik yang
berisi larutan asam sulfat (H2SO4) yang sudah dicampur dengan air, dengan
variasi konsentrasi larutan sebesar 100 ml asam sulfat (H2SO4) dan 900 ml air,
110 ml asam sulfat (H2SO4) dan 890 ml air, 120 ml asam sulfat (H2SO4) dan 880
ml air, 130 ml asam sulfat (H2SO4) dan 870 ml air, 140 ml asam sulfat (H2SO4)
dan 860 ml, 150 ml asam sulfat (H2SO4) dan 850 ml air, dan menggunakan suhu
larutan anodic oxidation ± 27-42°C. Pada proses anodic oxidation benda kerja
sebagai anoda (+) dan aluminium penghantar sebagi katoda (-). Sebelum
mencelupkan spesimen larutan, terlebih dahulu mengatur besar tegangan yang
digunakan. Arus yang dipakai pada proses ini yaitu sebesar 3 A, Selanjutnya arus
listrik pada power supply diatur setelah spesimen dicelupkan kedalam larutan
dengan arus 3 Ampere. Waktu proses pencelupan selama 15 menit. Setelah proses
anodic oxidation selesai selanjutnya dirinsing dalam bak air. Proses anodic
oxidation dapat ditunjukan pada Gambar 3.33.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
52
Gambar 3.33 (a). Proses Anodic Oxidation, (b). Proses Rinsing
3.4 Pelaksanaan Pengujian
3.4.1 Pengujian Foto Struktur Mikro
Pengujian struktur mikro ini bertujuan untuk melihat struktur mikro
ketebalan lapisan oksida aluminium setelah proses anodizing. 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 specimen foto mikro:
7. 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.
8. Benda uji yang sudah dipotong kemudian dimounting dalam kotak akrilik
yang dibuat menggunakan resin dan katalis.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
53
9. 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
permukaan yang diamplas yang bisa menimbulkan perubahan struktur
mikro.
10. Polishing dilakukan setelah mendapatkan permukaan yang halus, polishing
menggunakan autosol secukupnya. Usahakan jangan terkena tangan karena
akan mengotori permukaan yang sudah dipolish.
11. 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 specimen
• Membersihkan spesimen atau dilap dengan tisu setelah spesimen
dipoles celupkan kedalam larutan nital selama 10 detik.
• Mencuci spesimen dengan aquades.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
54
• Membersihkan spesimen dengan mengusap spesimen dengan kapas
yang telah dibahasi dengan alkohol.
• Mengeringkan spesimen.
• Melihat struktur mikro spesimen pada mikroskop metalografi.
12. Foto mikro dilakukan setelah proses etsa dengan 200 kali pembesaran.
3.4.2 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 pengujian kekerasan mikro vickers adalah sebagai berikut:
Piramida intan yang memiliki sudut bidang berhadapan (136o), ditekankan
kepermukaan bagian yang akan diukur dengan pembebanan sebesar 100 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 tersebut.
Adapun rumus perhitungan dari kekerasan mikro Vickers yaitu sebagai berikut:
𝑉𝐻𝑁 = 1.854 .𝐹
𝑑2 ………………………………………………………...(3.1)
Dengan:
𝑉𝐻𝑁 : Vickers Hardness Number (kg/mm2)
F : Beban yang digunakan (kgf)
d2 : Panjang diagonal rata-rata (µm), dengan drata-rata = ( 𝑑1+𝑑2
2 )
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
55
Gambar 3.34 Pengujian Vickers
Sumber: Kopeliovich. (2014)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
56
BAB IV
HASIL PENELITIAN 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. Berikut adalah spesimen setelah
proses anodizing sebelum dilakukan pengujian, seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Spesimen aluminium setelah proses anodizing sebelum
dilakukan pengujian (a) anodizing pada konsentrasi 10% H2SO4, (b)
anodizing pada konsentrasi 11% H2SO4, (c) anodizing pada konsentrasi
12% H2SO4, (d) anodizing pada konsentrasi 13% H2SO4, (e) anodizing
pada konsentrasi 14% H2SO4, (f) anodizing pada konsentrasi 15% H2SO4.
4.1 Perhitungan Rapat Arus yang mengalir.
Rapat arus = 𝐼
𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑝𝑒𝑟𝑚𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛
a.
.
b.
….
..
c. c. d.
e. f.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
57
Diketahui P = 50mm
L = 30mm
I = 3 Ampere
Luas permukaan = 𝑃𝑋𝐿
= 50 x 30 mm
= 1500mm2
Rapat arus = 3
1500
= 0,002 A/mm2
= 2x10−3 A/mm2
4.2 Hasil Pengujian Kekerasan Vickers pada Permukaan Aluminium.
Pengujian kekerasan permukaan bertujuan untuk membandingkan nilai
kekerasan permukaan raw material, ketebalan lapisan oksida setelah anodizing
pada aluminium. Pengujian ini dilakukan menggunakan metode uji kekerasan
Vickers dengan pembebanan 100 gf. Hasil dari pengujian tersebut kemudian
dihitung untuk mengetahui tingkat kekerasan pada permukaan aluminium yang
sudah di anodizing dengan variasi asam sulfat pada larutan anodizing.
Berikut adalah contoh perhitungan nilai kekerasan rata-rata (VHN)
ketebalan lapisan oksida pada raw material.
Kekerasan vickers rata-rata = 1,854 𝑥 𝑃
(𝑑2)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
58
Diketahui:
P = 100
P = 100 · 10−3 kgf
P = 0,1 kgf
d rata-rata = 60+61
2 = 60,5 · 10−3
= 0,0605 mm
Kekerasan vickers rata-rata = 1,854 𝑥 𝑃
(𝑑2)
Kekerasan vickers rata-rata = 1,854 𝑥 0,1
0,06052
Kekerasan vickers rata-rata = 50,65 VHN
Hasil pengujian dan perhitungan yang telah dilakukan pada aluminium
sebelum dan sesudah anodizing dengan variasi konsentrasi asam sulfat larutan
anodiz pada proses anodizing tersaji pada Tabel 4.1 dan Tabel 4.2.
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Kekerasan Raw Material
No
Posisi
Titik
Uji
d1
(μm)
d2
(μm)
drata-rata
(μm)
Kekerasan
(VHN)
Kekerasan rata-rata
(VHN)
1 Acak
60 61 60,5 50,65
50,94 59,5 59,5 59,5 52,37
62 60 61 49,82
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
59
Tabel 4.2 Hasil pengujian dan perhitungan kekerasan lapisan oksida setelah proses
anodizing dengan variasi konsentrasi asam sulfat 10%, 11%,12%,13%,14% dan
15% pada larutan anodizing.
No
Posisi
Titik
Uji
Variasi d1
(μm)
d2
(μm)
drata-rata
(μm)
Kekerasan
(VHN)
kekerasan rata-
rata (VHN)
1 Acak 10%
52 52 52 68
66,26 52,5 53 52,75 66,62
55 52,5 53,75 64,17
2 Acak 11%
55,5 55,5 55,5 60,18
64,84 50 50 50 74,16
55,5 55,5 55,5 60,18
3 Acak 12%
50 50 50 74,16
73,67 50 51 50,5 72,69
50 50 50 74,16
4 Acak 13%
51,25 54,5 52,87 66,5
64,93 55 56,5 55,75 59,75
53 51 52 68,56
5 Acak 14%
55 53,5 54,25 63,11
65,12 54 52,5 53,25 65,50
53 52,5 52,75 66,75
6 Acak 15%
52,5 52,5 52,5 67,26
68,43 51,5 50,5 51 71,28
53 52,5 52,75 66,75
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
60
Gambar 4.2 Grafik perbandingan antara nilai kekerasan (VHN) dengan
konsentrasi asam sulfat pada larutan anodiz setelah proses anodizing.
Gambar 4.2 menunjukkan hasil pengujian mikro vikers pada permukaan
aluminium yang telah dianodizing dengan variasi konsentrasi asam sulfat. Dari
grafik di atas dapat dianalisis bahwa nilai kekerasan permukaan aluminium
mengalami peningkatan. Nilai kekerasan permukaan tertinggi dihasilkan dari
konsentrasi larutan asam sulfat 12% yaitu 73,67 VHN dan nilai kekerasan
terendah berada pada konsentrasi larutan asam sulfat 11% yaitu 64,84 VHN.
Dari hasil penelitian dapat dianalisis bahwa variasi konsentrasi larutan
elektrolit yang diberikan pada proses anodizing memiliki suatu besaran yang
optimum, dimana pada proses anodizing nilai kekerasan maksimum terjadi pada
konsentrasi 12% dan bila telah melewati batas maksimum akan menyebabkan
nilai kekerasan yang terbentuk justru semakin berkurang. Secara umum hasil
pengujian kekerasan ini dapat dianalisis bahwa pengaruh variasi konsentrasi
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
10% 11% 12% 13% 14% 15%
Nilai
Kek
eras
an (
VH
N )
Konsentrasi Larutan Asam Sulfat
Raw Material Spesimen
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
61
larutan asam sulfat yang digunakan dalam proses anodizing, mempengaruhi nilai
kekerasan material yang dihasilkan. Hal ini berhubungan dengan ketebalan
lapisan yang terbentuk pada penambahan konsentrasi asam sulfat, karena semakin
tebal lapisan yang dihasilkan mempunyai struktur poros yang tinggi, sehingga
mengalami penurunan kekerasan terhadap lapisan yang terbentuk.
4.2 Hasil Pengamatan Struktur Mikro.
Pengujian foto struktur mikro ini bertujuan untuk mengetahui seberapa
besar ketebalan lapisan oksida enam spesimen aluminium setelah proses
anodizing dengan variasi konsentrasi larutan asam sulfat yang telah dilakukan
sebelumnya. Sebelum dilakukan pengamatan pada struktur mikro lapisan
aluminium, spesimen dimounting terlebih dahulu menggunakan resin agar
mempermudah proses pengamatan foto mikro. Pengujian ini dilakukan dengan
pembesaran 200 kali, dimana ada 20 strip dan setiap strip mempunyai nilai 5,5
μm.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
62
Gambar 4.3 Foto mikro kabel kalibrasi
Gambar 4.4 Foto mikro variasi konsentrasi larutan asam sulfat 10%.
Resin (a). Raw material (b).
b
c
a
110µm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
63
Gambar 4.5 Foto mikro variasi konsentrasi larutan asam sulfat 11%.
Resin (a). Raw material (b).
a
b
a
b
c
c
110µm
110µm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
64
Gambar 4.6 Foto mikro variasi konsentrasi larutan asam sulfat 12%.
Resin (a). Raw material (b).
Gambar 4.7 Foto mikro variasi konsentrasi larutan asam sulfat 13%.
Resin (a). Raw material (b).
a
a
b
b
c
c
110µm
110µm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
65
Gambar 4.8 Foto mikro variasi konsentrasi larutan asam sulfat 14%.
Resin (a). Raw material (b).
Gambar 4.9 Foto mikro variasi konsentrasi larutan asam sulfat 14%.
Resin (a). Raw material (b).
Gambar 4.3 menunjukkan hasil pengujian struktur mikro kabel kalibrasi
sebesar 110 μm.
Gambar 4.4 menunjukkan hasil pengujian ketebalan lapisan oksida yang
dihasilkan setelah proses anodizing pada konsentrasi larutan asam sulfat 10% kuat
arus 3 Ampere dengan waktu pencelupan 15 menit sebesar 12,65 μm.
Gambar 4.5 menunjukkan hasil pengujian ketebalan lapisan oksida yang
dihasilkan setelah proses anodizing pada konsentrasi larutan asam sulfat 11% kuat
arus 3 Ampere dengan waktu pencelupan 15 menit sebesar 11,5 μm.
a
b
c
110µm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
66
Gambar 4.6 menunjukkan hasil pengujian ketebalan lapisan oksida yang
dihasilkan setelah proses anodizing pada konsentrasi larutan asam sulfat 12% kuat
arus 3 Ampere dengan waktu pencelupan 15 menit sebesar 13,2 μm.
Gambar 4.7 menunjukkan hasil pengujian ketebalan lapisan oksida yang
dihasilkan setelah proses anodizing pada konsentrasi larutan asam sulfat 13% kuat
arus 3 Ampere dengan waktu pencelupan 15 menit sebesar 11 μm.
Gambar 4.8 menunjukkan hasil pengujian ketebalan lapisan oksida yang
dihasilkan setelah proses anodizing pada konsentrasi larutan asam sulfat 14% kuat
arus 3 Ampere dengan waktu pencelupan 15 menit sebesar 9,9 μm.
Gambar 4.9 menunjukkan hasil pengujian ketebalan lapisan oksida yang
dihasilkan setelah proses anodizing pada konsentrasi larutan asam sulfat 11% kuat
arus 3 Ampere dengan waktu pencelupan 15 menit sebesar 11,5 μm.
Kemudian dari semua hasil pengujian foto mikro ketebalan lapisan oksida
setelah proses anodizing, dapat disimpulkan menggunakan grafik berikut:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
67
Gambar 4.10 Grafik hubungan antara konsentrasi larutan asam sulfat dengan
ketebalan lapisan oksida (μm) setelah proses anodizing.
Gambar 4.10 menunjukkan variasi konsentrasi asam sulfat pada proses
anodizing mempengaruhi ketebalan lapisan oksida yang terbentuk pada
permukaan aluminium. Ini karena pada variasi konsentrasi asam sulfat 10%, 11%,
12%, 13%, 14% dan 15% setelah proses anodizing menghasilkan ketebalan
lapisan oksida pada permukaan aluminium sebesar 12,65 μm, 11,5 μm, 13,2 μm,
11 μm, 9,9 μm, dan 9,35 μm secara berurutan. Perbedaan ketebalan lapisan ini
disebabkan oleh daya hantar larutan elektrolit yang berbeda karena perbedaan
komposisi larutan asam sulfat, pada komposisi larutan asam sulfat dengan
konsentrasi 10% daya hantar larutan elektrolit tidak terlalu tinggi sehingga dengan
waktu pencelupan 15 menit pertumbuhan lapisan oksida pada permukaan
aluminium belum begitu maksimal. Sedangkan pada larutan asam sulfat dengan
konsentrasi 11% daya hantar larutan elektrolit sudah optimum karena pada
konsentrasi ini pertumbuhan lapisan oksida pada permukaan aluminium lebih
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
10% 11% 12% 13% 14% 15%
Ket
ebal
an l
apis
an o
ksi
da
(µm
)
Konsentrasi Larutan Asam Sulfat
Spesimen
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
68
cepat dan tingkat pelarutan lapisan oksida tidak terlalu tinggi sehingga lapisan
yang terbentuk menjadi lebih tebal. Namun pada komposisi larutan asam sulfat
dengan konsentrasi 15% daya hantar larutan elektrolit sudah sangat tinggi
sehingga dengan waktu pencelupan 15 menit pertumbuhan lapisan oksida pada
permukaan aluminium sangat tinggi namun karena pertumbuhan lapisan oksida
yang terlalu tinggi justru akan meningkatkan kecepatan pemakanan logam induk
dan melarutkan kembali lapisan oksida terluar sehingga lapisan oksida yang
terbentuk cendrung lebih tipis.
Dari hasil penelitian dapat dianalisis bahwa variasi konsentrasi larutan
elektrolit yang diberikan pada proses anodizing memiliki suatu besaran yang
optimum, dimana pada proses anodizing ketebalan lapisan oksida yang terbentuk
maksimum pada konsentrasi 12% dan bila telah melewati batas maksimum
tersebut akan menyebabkan ketebalan lapisan oksida yang terbentuk justru
semakin berkurang. Pengurangan tebal lapisan yang terjadi disebabkan cepatnya
reaksi oksidasi yang terjadi sehingga lapisan oksida yang sudah terbentuk akan
lebih cepat meluluh dan menyebabkan penipisan lapisan oksida yang sudah
terbentuk.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
69
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari penelitian, analisis dan pembahasan data yang telah dilakukan pada
pengaruh variasi konsentrasi larutan asam sulfat pada proses anodizing, maka didapat
kesimpulan sebagai berikut:
1. Ketebalan lapisan oksida optimum sebesar 13,2 μm terjadi pada anodizing
dengan konsentrasi larutan asam sulfat 12%. Pada konsentrasi larutan asam
sulfat 10%, 11%, 13%, 14 % dan 15% secara berturut turut menghasilkan
tingkat ketebalan sebesar 12,65 μm, 11,5 μm, 11 μm, 9,9 μm dan 9,35 μm.
2. Nilai kekerasan yang paling optimum terjadi pada konsentrasi larutan asam
sulfat 12% dengan nilai kekerasan sebesar 73,67 VHN. Pada konsentrasi
larutan asam sulfat 10%, 11%, 13%, 14 % dan 15% secara berturut turut
menghasilkan nilai kekerasan sebesar 66,26 VHN, 64,84 VHN, 64,93 VHN,
65,12 VHN dan 68,43 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. Penggunaan bahan kimia harus dilakukan secara benar, baik dalam hal
campuran, takaran, maupun jenis dari bahan kimia itu sendiri.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
70
2. Pastikan arus listrik dan waktu pencelupan dalam kondisi sesuai persyaratan
untuk hasil yang lebih baik.
3. Dilakukan suatu pemeriksaan yang lebih terperinci mengenai kondisi bahan
baku, untuk melihat kandungan yang terdapat pada bahan baku.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
71
DAFAR PUSTAKA
Haryono, 2013, Pengaruh variasi suhu dan waktu proses anodizing pada bahan
alumunium, Politeknik Pratama Mulia Surakarta.
Hustasoit, F.M., 2008, Pengaruh Pembebanan Konsentrasi Asam oksalat
Terhadap Ketebalan Lapisan Oksida Pada Alumunium Foil Hasil Proses
Anodisasi, Skripsi. Fakultas Teknik Uiversitas Indonesia.
Priyanto, 2012, Pengaruh Variasi Kuat Arus Listrik terhadap Kekerasan
Permukaan Aluminium 5XXX pada Proses Anodizing, Tugas Akhir.Jurusan
Teknik Mesin Universitas Islam 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.
BPPT. 1998. Teknik Pelapisan Logam Secara Listrik. Program Penerapan IPTEK
di Daerah: Jakarta.
Taufik, T., 2011, Anodizing pada Logam Aluminium dan Paduanya, Makalah.
Program Studi Magister Rekayasa Fakultas Teknik Pertambangan dan
Perminyakan Institut Teknologi Bandung.
Santhiarsa, N.N, 2010, Pengaruh Kuat Arus Listrik dan Waktu Proses Anodizing
pada Aluminium tehadap Kecerahan dan Ketebalan Lapisan, Jurnal Ilmiah.
Jurusan Teknik Mesin Universitas Udayana.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
72
Sulistijono, 2006, Pengaruh Densitas Arus dan Konsentrasi Asam Sulfat terhadap
Ketebalan lapisan Oksida pada Anodizing Aluminium. Jurusan Teknik
Material FTI-ITS
Sidharta, 2014, Pengaruh Konsentrasi Elektrolit dan Waktu Anodisasi terhadap
Ketahanan Aus, Kekerasan serta Ketebalan Lapisan Oksida Paduan
Aluminium. Pada Material Piston. Jurusan Teknik Mesin AKPRIND
Yogyakarta.
Sidharta, dkk. 2012, Pengaruh Konsentrasi Elektrolit dan Waktu Anodisasi
terhadap Ketahanan Aus dan Kekerasan pada Lapisan Oksida Paduan
Aluminium ADC12. Jurusan Teknik Mesin dan Industri Fakultas Teknik
Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Top Related