laporan praktek pelapisan

BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Belakangan ini banyak Mahasiswa jurusan teknik mesin lulus hanya dengan membawa ijazah kelulusan saja dimana mereka kurang dalam menangkap teori dan praktek pada perkuliahan yang telah ditetapkan dalam kurikulum jurusan teknik mesin bahkan tujuan yang ingin dicapai dalam perkuliahan tersebut hanyalah semata-mata untuk mendapatkan nilai dan lulus dengan Index Prestasi yang baik yang mungkin disebabkan sebelum masuk dunia perkuliahan, mereka merupakan siswa lulusan dari SMA atau MA sehingga belum adanya pengetahuan dan kemampuan dibidang permesinan.
Oleh Karena itu, adanya Mata Kuliah Korosi dan Teknik Pelapisan ini agar dapat membantu mahasiswa dalam mengembangkan pengetahuan dan kemampuan melalui praktek pelapisan dengan nikel dan tembaga.
Dan agar lebih produktif dalam melaksanakan Mata Kuliah Korosi dan Teknik Pelapisan tersebut, maka dibuatlah semacam tugas jobsheet yang harus diselesaikan dalam waktu satu semester sehingga mahasiswa mempunyai kewajiban untuk mengikuti kegiatan praktek pelapisan tersebut sehingga kemampuan dan bakat pada mahasiswa tersebut dapat diolah dan berkembang dengan sendirinya melalui kegiatan praktek tersebut.
Seiring berjalannya dengan adanya praktek tersebut, maka mahasiswa akan mempunyai kemampuan yang telah dikembangkan dan akan siap terjun langsung ke industri maupun mengajar di SMK kelak lulus perkuliahan bahkan bias juga membuka peluang usaha dalam bidang pelapisan logam dengan nikel dan tembaga.

B. Tujuan
Berdasarkan uraian tersebut, maka perlu diadakannya Korosi dan Teknik Pelapisan dalam perkuliahan yang dimana bertujuan agar:

1. Mahasiswa dapat mengetahui proses elektroplating (Pelapisan) benda kerja (plat baja) .
2. Mengaplikasikan teori yang telah diperoleh dibangku perkuliahan .
3. Mahasiswa dapat melaksanakan proses elektroplating dengan baik sesuai dengan prosedur yang telah di tetapkan.
4. Mahasiswa mampu menentukan atau memilih bahan lapis yang sesuai dengan karakteristik bahan yang akan dilapisi untuk pemanfaatan tertentu.

C. Manfaat
Dengan adanya Mata Kuliah Korosi dan Teknik Pelapisin ini, maka akan tercipta suatu kemanfaatan, diantaranya adalah sebagai berikut:
a. Bakat dan kemampuan mahasiswa lebih berkembang dan akan berfikir lebih maju.
b. Rasa kebersamaan dan saling membantu antar sesama akan terwujud dengan adanya metode kerja kelompok.
c. Mahasiswa dibimbing secara langsung baik dari dosen maupun senior tentang permesinan.
d. Pengalaman mahasiswa dibidang permesinan akan bertambah dan pengalaman tersebut akan berkembang menjadi sebuah motivasi untuk belajar.










BAB II
KAJIAN PUSTAKA
A. LANDASAN TEORI
1. Definisi Korosi
Korosi adalah suatu reaksi redoks antara logam dengan berbagai zat yang ada di lingkungannya sehingga menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak dikehendaki. Dalam kehidupan sehari-hari korosi kita kenal dengan sebutan perkaratan.
Salah bentuk korosi yang terjadi pada logam adalah korosi merata. Korosi merata adalah jenis korosi dimana pada korosi tipe ini laju korosi yang terjadi pada seluruh permukaan logam atau paduan yang terpapar atau terbuka ke lingkungan berlangsung dengan laju yang hampir sama. Hampir seluruh permukaan logam menampakkan terjadinya proses korosi.

2. Penyebab Terjadinya Korosi
Korosi merata terjadi karena poses anodik dan katodik yang berlangsung pada permukaan logam terdistribusi secara merata. Ini terjadi karena adanya pengaruh dari lingkungan sehingga kontak yang berlangsung mengakibatkan seluruh permukaan logam terkorosi. Korosi seperti ini umumnya dapat kita temukan pada baja di atmosfer dan pada logam atau paduan yang aktif terkorosi (potensial korosinya berada pada daerah kestabilan ionnya dalam diagram potensial-pH).
Kerusakan material yang diakibatkan oleh korosi merata umumnya dinyatakan dengan laju penetrasi yang ditunjukkan sebagai berikut :




Ketahanan Relatif Korosi mpy mm/yr mm/yr nm/h
Outstanding < 1 < 0.02 < 25 < 2
Excellent 1-5 0.02-0.1 25-100 2-10
Good 5-20 0.1-0.5 100-500 10-150
Fair 20-50 0.5-1 500-1000 50-150
Poor 50-200 1-5 1000-5000 150-500
Unexceptable 200+ 5+ 5000+ 500+

Secara teknik korosi merata tidak berbahaya karena laju korosinya dapat diketahui dan diukur dengan ketelitian yang tinggi. Kegagalan materi akibat serangan korosi ini dapat dihindari dengan pemeriksaan dan monitoring secara teratur

3. Mekanisme
Korosi pada logam terjadi karena adanya reaksi redoks antara logam dengan lingkungannya. Korosi merata berlangsung secara lambat dan korosi ini dipicu oleh korosi yang mula-mula terjadi pada sebagian permukaan logam sehingga dengan bertambahnya waktu akan menyebar ke seluruh permukaan logam. Korosi merata yang terjadi pada logam besi prosesnya bisa digambarkan sebagai berikut :
reaksi yang terjadi adalah :
Fe(s) Fe2+ + 2e (reaksi oksidasi )
O2 + 2H2O + 4 e 4 – OH (reaksi reduksi)
2Fe + O2 + 2H2O 2Fe(OH)2


4. Pengendalian Laju Korosi
Laju korosi dapat diturunkan dengan perlindungan melalui penambahan inhibitor pada larutan. Teknik-teknik perlindungan seperti proteksi katoda dan anoda, pelapisan, inhibitor, dan pemilihan material sering digunakan sebagai cara perlindungan korosi paling efektif.
Pengetahuan mengenai karakteristik korosi dan laju korosi pada logam dan paduan logam sebagaimana ditunjukkan dalam literatur atau yang diukur melalui teknik elektrokimia ataupun melalui pengurangan berat logam memungkinkan dilakukannya pemilihan material yang baik. Cara terbaik untuk menghindari terjadinya korosi merata adalah dengan melakukan penanganan langsung pada bagian logam yang terkorosi sebelum korosi ini menyebar ke semua permukaan logam.














5. ALAT DAN BAHAN
a. Alat
i. Alat pembuat benda kerja (Alat-alat kerja bangku)
ii. Bak Electroplating
iii. Kawat tembaga
iv. Rectifier
v. Pengaduk Larutan

b. Bahan
i. Benda kerja yang telah di buat yaitu ring dengan diameter 10 mm
ii. Ampelas
iii. Air
iv. Larutan Asam (HCl)
v. Larutan Elektrolit ( Ni SO 4 )
vi. Larutan Elektrolit ( Cu SO4 )
vii. Alkali ( Larutan air dan sabun )
viii. Brightener

6. KESELAMATAN KERJA
1. Gunakan larutan sebaik mungkin (berhati-hati) dalam melakukan elektroplating.
2. Memperhatikan voltage, ampere dan suhu pada saat proses berlangsung
3. Aduklah larutan elektrolit agar ion-ion dapat tersebar bebas.
4. Memperhatikan waktu pelapisan.
5. Memperhatikan jarak peletakan anoda dan katoda.

7. LANDASAN TEORI
Elektroplating adalah proses pengendapan ion-ion logam pada kathoda dengan cara elektrolisa
1. PROSES ELEKTROPLATING
Ionisasi elektrolit I :
Ni SO4 Ni2+ + SO2-
H2O H+ + OH-1

Ni2+ + 2e- Ni
H+ + e- H
H + H H2

Anoda : Ni  2e- Ni 2+
Ni2+ SO2- Ni SO4
4OH- + 4e- 2H2O + 2O2
Ionisasi elektrolit II
Cu SO4 Cu2+ + SO2-
H2O H+ + OH-1
Cu2+ + 2e- Cu
H+ + e- H
H + H H2
Anoda : Cu  2e- Cu 2+
Cu2+ SO2- Cu SO4
4OH- + 4e- 2H2O + 2O2

2. LARUTAN ELEKTROPLATING
Umumnya berupa larutan garam yang logamnya akan dilapiskan dan mudah larut. Aktivitas ion logam ditentukan oleh konsentrasi garam logamnya, derajat disosiasi dan konsentrasi unsur lain. Pengaturan PH dengan penambahan bahan penggabungan (buffer) dimaksudkan untuk mendapatkan sifat lapisan yang :
a. Kenampakan (Appearance)
b. Keuletan (Ductility)
c. Kekerasan (Hardness)
Larutan elektrolit harus bersifat ;
a. Covering Power
Adalah kemampuan elektrolit untuk mengendapkan logam pada kathoda.
b. Throwing Power
Adalah kemampuan elektrolit untuk menghasilkan lapisan dengan tebal yang sama.
c. Levelling
Adalah kemampuan elektrolit untuk menghasilkan lapisan yang lebih tebal pada lekukan.
3. PEMBERSIHAN BENDA KERJA
a. Secara mekanik dengan gerinda.
b. Dengan pelarut organic
c. Dengan larutan alkali, dengan cara :
1) Merendam benda kerja didalamnya
2) Elektrolisa, benda kerja sebagai anoda (anoda cleaning) dan katoda sebagai lempengan karbon.
d. Dengan asam (pickling) Hcl, H2SO4.

4. KONDISI OPERASI
Dalam operasi pelapisan, kondisi operasi penting untuk diperhatikan , karena kondisi tersebut akan menentukan berhasil atau tidaknya proses pelapisan serta mutu lapisan yang dihasilkan.
Kondisi pelapisan yang perlu diperhatikan antara lain :
a. Rapat Arus ( Current Density)
Makin tinggi rapat arus, makin tinggi kecepatan pelapisan dan memperkecil ukuran benda kerja. Bila rapat arus terlalu tinggi maka lapisannya akan kasar dan nampak hitam.
b. Tegangan Arus (Voltage)
Digunakan umumnya 3 - 9 Volt. Untuk pelapisan nikel digunakan 6 - 9 Volt
c. Suhu Larutan
Kenaikan suhu larutan menyebabkan bertambahnya ukuran kristal.
Keuntungannya : - pengurangan garam logam
- mengurangi terserapnya H2
Kerugiannya : - viskositas larutan menurun
- lapisan menjadi kasar
d. PH larutan
Tujuan menentukkan derajat keasaman adalah untuk mengecek kemampuan larutan dalam menghasilkan larutan yang baik.
Larutan bersifat basa bila PHnya = 11 - 14 dan bersifat asam bila PHnya = 4,5 - 5,6.

5. PERALATAN
a. Rectifier
Adalah sumber arus searah DC dan penurun tegangan
b. Bak larutan
Syarat : - bahan lebih tahan korosi
- tahan suhu tinggi
- tidak mencemarkan larutan

6. PROSES PELAPISAN DENGAN TEMBAGA
Tujuan : - bahan lebih tahan korosi dan lebih menarik.
Aliran proses:





PROSES PELAPISAN DENGAN NIKEL
Tujuan : - bahan lebih tahan korosi dan lebih menarik.
Aliran proses:






7. PROSES PELAPISAN DENGAN TEMBAGA - NIKEL
Tujuan : - bahan lebih tahan korosi
- penampilan lebih menarik (dekoratif)
Benda kerja yang akan dilapisi nikel biasanya dilapisi dulu dengan tembaga agar pengikatan Ni lebih kuat.

Aliran proses :






Larutan Elektrolit yang digunakan ber PH rendah dengan komposisi :
Ni SO4 = 330 gr/lt
Ni Cl4 = 45 gr/lt
H3 BO = 30 gr/lt
Brightener = 2 ml
Dengan kondisi operasional :
Suhu 600
Rapat arus 2 A/in2
PH 1,5 – 4,5

8. LANGKAH KERJA
1. Mempersiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam proses pelapisan (seting alat, bahan dan tempat)
2. Pre – Treatment atau Pembersihan Awal.
a. Degreasing
Membersihkan kotoran (lemak, debu, dan lain-lain)
 Mencelupkan benda kerja kedalam air sabun (alkali)
 Mencelupkan benda kerja kedalam air
b. Pickling
Membersihkan korosi yang ada pada benda kerja.
 Mencelupkan benda kerja kedalam larutan asam Hcl
 Mencelupkan benda kerja kedalam kedalam air (sambil digosok-gosok).
c. Mengeringkan benda kerja dengan udara bebas
3. Treatment atau Pelapisan I ( Cu – Ni)
a. Menghubungkan benda kerja dengan kutub negatif / katoda rectifier.
b. Menghubungkan logam anoda (Cu) dengan kutub positif / anoda pada rectifier.
c. Mencelupkan kedua elektroda kedalam larutan elektrolit CuSO4 dalam bak Electroplating.
Jarak antara anoda dan katoda tidak boleh terlalu dekat gunakan jarak 10 – 15 cm
d. Menghidupkan rectifier dengan memperhatikan voltage, arus, waktu, suhu serta kekentalan larutan elektrolit.










Keterangan gambar , peralatan terdiri dari :
• Rectifier
• Batang tembaga pada katoda yang dihubungkan dengan kutub negatif rectifier.
• Batang tembaga pada anoda yang dihubungkan dengan kutub positif rectifier
• logam anoda Cu
• Benda kerja
• Larutan elektrolit CuSO4
• Bak electroplating
e. Setelah sekitar 3 - 4 detik (sesuai ketebalan yang diinginkan ) benda kerja diangkat dari bak electroplating dan dicelupkan kedalam air.
4. Treatment atau Pelapisan II
a. Menghubungkan benda kerja dengan kutub negatif / kathoda rectifier.
b. Menghubungkan logam anoda (Ni) dengan kutub positif / anoda pada rectifier.
c. Mencelupkan kedua elektroda kedalam larutan elektrolit NiSO4 dalam bak electroplating.
d. Jarak antara anoda dan katoda tidak boleh terlalu dekat gunakan jarak 10 – 15 cm.
e. Menghidupkan rectifier dengan memperhatikan voltage, arus, waktu, suhu serta kekentalan larutan elektrolit.










Keterangan gambar , peralatan terdiri dari :
• Rectifier
• Batang tembaga pada katoda yang dihubungkan dengan kutub negatif rectifier.
• Batang tembaga pada anoda yang dihubungkan dengan kutub kutub positif rectifier
• logam anoda Ni
• Benda kerja
• Larutan elektrolit NiSO4
• Bak electroplating
f. Setelah sekitar 10 – 15 menit benda kerja diangkat dari bak electroplating dan dicelupkan kedalam air.
5. Post Treatment / Pengerjaan Akhir
 Mencelupkan benda kerja kedalam larutan Brightiner agar benda kerja lebih baik penampilannya.
 Mencelupkan benda kerja kedalam air.
 Mengeringkan benda kerja di udara bebas.

9. HASIL PELAPISAN DAN KESIMPULAN
Dari pelapisan yang telah dilakukan terhadap benda kerja dengan bahan pelapis tembaga, nikel dan tembaga – nikel dapat disimpulkan bahwa pelapisan yang telah dilakukan sebagian besar sudah baik dan berhasil, namun ada yang kurang baik sedikit, biasanya hal itu terjadi disebabkan karena antara lain :
a. Arus dari rectifier terlalu besar dan tidak stabil akibatnya benda kerja gosong/terbakar sebelum waktu yang telah ditentukan selesai.
b. Banyaknya benda kerja yang dilapisi secara bersama dan waktu memulai dan mengakhirinya tidak taratur.
c. Bentuk benda kerja yang kurang baik (Bentuk timbul dan bagian tepi lancip/ bersudut) sehingga menyebabkan pelapisan terhambat dan hasilnya kurang maksimal (bagian tepi yang lancip/ bersudut dan tidak rata gosong/ terbakar).
d. Pelapisan nikel seharusnya didahului dengan tembaga sehingga ketebalan bisa maksimal dan pada praktek yang dilakukan hal ini tidak ada sehingga lapisan yang terbentuk tipis dan korosi cenderung muncul kembali sehingga benda kerja tampak kekuning-kuningan (kesalahan prosedur).
e. Kurang murninya larutan elektrolit yang di gunakan (bercampur dengan bahan-bahan lain, kotoran dan sebagainya).
f. Benda kerja yang pengerjaan mekaniknya kurang baik seperti kebersihan, kehalusan dan kerataan benda kerja kurang diperhatikan sehingga saat pencelupan hasilnya kurang baik.