ANALISA PRODUK ELEKTROPLATING AS SEPEDA MOTOR DARI HOME INDUSTRY DI PASURUAN

ANALISA PRODUK ELEKTROPLATING AS SEPEDA MOTOR DARI HOME INDUSTRY DI PASURUAN Darmalia Cahyono 1), Prantasi Harmi Tjahjanti2) 1,2)

Prodi Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Sidoarjo (UMSIDA) Jalan Raya Gelam 250, Candi Sidoarjo 61217, Indonesia Phone: 0062-31-8945444, Fax: 0062-31-89493331) Email: 1) [email protected] ; 2)[email protected] ; 2)[email protected]

ABSTRAK Home industry logam di Pasuruan salah satunya memroduksi pelapisan benda kerja besi/baja dengan menggunakan proses elektroplating. Proses elektroplating adalah proses pelapisan menggunakan prinsip pengendapan logam dengan cara elektrokimia. Spesimen besi atau baja yang akan dilapisi dijadikan katoda (-), sedangkan logam yang melapisi benda kerja dijadikan sebagai anoda (+). Kedua elektroda berada dalam larutan elektrolit dan dihubungkan dengan satu daya arus searah yaitu DC Power Supply. Hasil produk home industry ini banyak dipakai untuk as/cam sepeda motor. Pengujian proses elektroplating serta uji lainnya, tidak pernah dilakukan, hasil produk hanya dilihat dengan mata saja. Tujuan penelitian ini menguji produk home industry elektroplating besi yang dipakai untuk as/cam sepeda motor, ditinjau dari ketebalan yang dihasilkan oleh variasi arus listrik dan waktu dan selanjutnya akan dilihat tingkat kecepatan laju korosinya. Proses elektroplating menggunakan campuran bahan elektrolit terdiri dari potas, sinotsic, soda api, britherner dan doctor. Varian arus yang digunakan yaitu 10A, 15A, dan 20 Ampere dengan tegangan yang diberikan 12Volt. Uji ketebalan hasil elektroplating mengggunakan Thicknes Coating Gauge (TCG). Uji korosi menggunakan metode Kehilangan Berat. Metode yang digunakan yaitu korosi basah, dimana benda kerja di rendam dalam cairan asam khlorida (HCl) dengan lama waktu rendaman 20 detik dan hasilnya dibandingkan dengan produk pada Home industry sebelum di elektroplating. Ketebalan yang baik didapat dengan menggunakan arus sebesar 20 A dengan ketebalan 105µm. Besi as/cam sepeda motor yang telah di proses elektroplating memiliki laju penetrasi korosi lebih rendah dibandingkan tanpa perlakuan electroplating. Keywords: Elektroplating, as motor, Thicknes Coating Gauge, laju korosi, home industry logam

1. PENDAHULUAN Di dalam Industri Rumah Tangga logam di Pasuruan merupakan tempat industri berjasa pelapisan logam yang mempunyai nilai jual pasar yang relatif murah. Bahan produk besi mempunyai lifetime tersendiri untuk bisa bertahan,namun ada pun faktor yang mempengaruhi lifetime pada logam tersebut menjadi berkurang dikarena kan logam terdapat korosi sehingga, dapat melampaui umur logam tersebut. Korosi merupakan proses terjadi - nya degredasi pada matrial sehingga menimbulkan dampak – dampak yang ada disekitar yaitu dampak kerugian langsung dan kerugian tidak langsung. Untuk pelapisan suatu logam juga diperlukan suatu cara pelapisannya untuk dapat dikatakan metode pelapisan. Ada banyak metode yang digunakan untuk proses pelapisan logam diantara nya yaitu Elektroplating , anodizing , chrome , coating konversi,elektroless(tanpa listrik), sol-gel dip dan lain – lain. Dalam penelitian ini metode yang digunakan untuk proses pelapisan timah (zink) terhadap logam besi adalah metode Elektroplating. Seminar Nasional dan Gelar Produk | SENASPRO 2016

491

2.1 Elektroplating Elektroplating merupakan proses pelapisan pada suatu benda terhadap logam lain yang memanfaatkan aliran listrik dalam cairan elektrolit (Gambar 1). Proses elektroplating adalah proses pelapisan menggunakan prinsip pengendapan logam dengan cara elektrokimia. Spesimen besi atau baja yang akan dilapisi dijadikan katoda (-) sedangkan logam yang melapisi benda kerja dijadikan sebagai anoda (+). Kedua elektroda berada dalam larutan elektrolit dan dihubungkan dengan satu daya arus searah yaitu DC Power Supply. Akan tetapi voltase pada home industri ini memakai besar voltase setara umum,jika voltase lebih ditingkatkan kembali maka pengaruh pada peningkatan voltase pada proses anosidasi ini,rapat arus (curent density) akan lebih meningkat secara signifikan begitu pula dengan proses pembentukan pori – pori pada logam tersebut.

Gambar 1 Proses elektroplating Elektroplating termasuk proses elektrolisa yan biasanya dilakukan dalam bejana sel elektrolisa dan sedikit tercelup dua elektrode dan masing - ,asing dihubungkan dengan arus listrik yang terbagi menjadi dua kutub yaitu kutub positif sebagai anoda dan kutub yang negatif sebagai katoda. Berdasarkan latar belakang diatas dan karena masih minimnya informasi tentang ketebalan lapisan dan tingkat kecerahan yang terbentuk dipengaruhi oleh lamanya waktu pelapisan dalam proses elektroplating maka tujuan dari penelitian ini adalah: (1) mengukur nilai ketebalan lapisan dengan diberikan arus sebesar 10 A, 15 A dan 20 A pada proses elektroplating dengan waktu yang sama, (2) memperoleh nilai kekerasan pada benda kerja setelah melewati proses electroplating dan menghitung berapa laju korosi yag terjadi pada hasil lapisan elektroplating yang terbaik. 2. METODOLOGI Pelaksanaan penelitian seperti dalam Gambar 2. Mulai Proses elektroplating

Persiapan spesimen

492

SENASPRO 2016 | Seminar Nasional dan Gelar Produk

Pengolahan pretreatmen

Varian Arus waktu 10 menit

15 Ampere

20 Ampere

10 Ampere

Hasil analisa terbaik

Uji kekerasan

Uji M.O

Uji Korosi

Hasil dan Analisa

Kesimpulan

Selesai Gambar 2. Flow card pelaksanaan penelitian Pada penelitian kali ini bahan baku (Gambar 3) dipotong sesuai ukuran yang ditetapkan. Dengan tujuan proses pelapisan tidak terlalu lama dan juga dapat terukur dengan cepat.

Seminar Nasional dan Gelar Produk | SENASPRO 2016

493

Gambar 3. Benda Kerja Sebagai bahan pengukuran spesimen dapat diukur dengan luasan sesuai rumus berikut ini : Diketahui : jari – jari ( r ) = 12 mm = 1,2cm Tinggi ( t ) = 6,5 cm (2.1) 2 2πr + D x T =2. 3,14. 0,6 + 1,2 x 6,5 2,26 + 7,8 = 10,06 cm2 2.1 Pengujian Uji korosi Benda uji disini didapat dari percobaan pertama mengggunakan kuat arus dengan besaran yaitu 20 A,15A dan 10A. Langkah awal yaitu menghitung berat dari benda kerja tersebut (penimbangan awal) setelah itu benda uji akan direndam permukaanya pada cairan HCl selama 20detik dan akan di hitung lagi berat dari benda kerja tersebut (penimbangan akhir). Sehingga jumlah kehilangan berat akibat korosi menggunakan rumus berikut : W = Wo – WA

(2.2)

Keterangan : W :Selisih berat (gram) Wo : Berat sebelum diuji (gram) WA : Berat setelah uj (gram) Setelah menemukan nilai W pada metode kehilangan berat sehingga rumus laju korosi Corrosion Penetrattion Rate (CPR) bisa dihitung yang ada pada logam rumus tersebut yaitu : (2.3) Diketahui : K : Konstanta laju korosi (8,76) mpy (mils per years) M : Kehilangan massa (11gr, 14gr dan 24 gr) A : Luas permukaan (24,87 cm2) T : Waktu 20 detik = 0,005 jam D : Densitas (7,87 gr/cm3) 2.2 Uji Kekerasan. Pada tahap pengujian kekerasan ini memakai metode vickers memakai indentor piramida yang ada berbentuk bujur sangkar. dengan menggunakan beberapa macam bahan yaitu mengambil hasil yang terbaik 20A,15A dan hasil dari industry sendiri. Pada perhitungan rumus vickers dijabarkan sebagai berikut : 494

SENASPRO 2016 | Seminar Nasional dan Gelar Produk

Diketahui : - matrial keras 980 N. - I adalah konstanta perbesaran microskop adalah 5x = 0,002 - L= N x I Agar lebih mudah di ketahui dengan beberapa hasil percobaan penulis menjabar kan sebagai berikut : Percobaan 1 hasil dari Home industry Percobaan 2 setelah dialiri Arus 20 A Percobaan 3 setelah dialiri Arus 15 A 2.3 Mikroskup Optik Pada miskroskop optik berfungsi untuk mengetahui struktur permukaan pada sebuah logam yang mengunakan microscop untuk lebih dekat dengan beberapa varian kedekatan yang agar dapat mengeahui lebih dalam pada permukaan logam.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN Selisih berat (W) yang diperoleh: a) Spesimen 20 A W= 56,73 gr – 56,62 gr W = 11 gr b) Spesimen 15 A W = 57,24 gr – 57,10 gr W =14 gr c) Spesimen 10 A W = 59,81 gr – 59,57 gr W = 24 gr Nilai laju korosi ( C ) selengkapnya pada Tabel 1, sedangkan nilai kekerasan pada Tabel 2 dan grafiknya pada Gambar 4. Tabel 1 Hasil Laju Korosi Arus

Laju Korosi

20 A

24,58 mpy

15 A

31,28 mpy

10A

53,63 mpy

No. 1. 2. 3.

Tabel 2 Tingkat kekerasan Benda Kerja Beban Tingkat kekerasan Percobaan 1 980 168,9 Percobaan 2 980 170,2 Percobaan 3 980 193

Seminar Nasional dan Gelar Produk | SENASPRO 2016

495

Tingkat Kekerasan 200 190 180 170 160 150

193 170.2

168.9

Hasil Industri

20A

Tingkat Kekerasan

15A

Gambar 4. Grafik tingkat kekerasan pada percobaan ke 1,2 dan 3. Untuk sapel dengan menggunakan arus 10A, ketebalan lapisan ditunjukkan pada Tabel 3 dan grafiknya pada Gambar 5.

Tabel 3.3 Tingkat ketebalan No. Variabel Arus 1. 10 A

Tegangan Konstan 12 V

Lama perendaman. 10 menit

Ketebalan Awal. 62 µm

Ketebalan Akhir.

2.

15 A

12 V

10 menit

62 µm

97 µm

3.

20 A

12 V

10 menit

62 µm

105 µm

84 µm

150

105 97 84

100 50

62

10A 15A

20A

0 percobaan 1

percobaan 2

Gambar 5 Grafik pengukuran ketebalan lapisan.

Pengamatan mikrostuktur dengan menggunakan mikroskup optik dengan perbesaran 100x sebelum di elektroplating, setelah dielektroplating dan setelah dikorosi, ditampilkan pada Gambar 6.

496

SENASPRO 2016 | Seminar Nasional dan Gelar Produk

Sebelum dielektroplating

setelah dielektroplating

Setelah diuji korosi

Gambar 6 Pengamatan mikrostuktur dengan menggunakan mikroskup optik dengan perbesaran 100x

Nampak perbedaan mikrostruktur antara benda kerja sebelum dilapisi dan sesudah dilapisi menggunakan metode elektroplating. Setelah proses elektroplating benda kerja dilakukan uji korosi Nampak bahwa korosi menyerang benda terbentuk secara cepat pada permukaan besi, dan korosi tersebut merupakan korosi galvanis. 4. KESIMPULAN Kesimpulan yang diperoleh dari penelitian ini adalah: 1. Dari hasil percobaan menggunakan kuat arus hasil yang didapat yaitu untuk ketebalan yang terbaik didapat dengan menggunakan arus sebesar 20 A dengan 12 Volt ketebalan yang didapata yaitu 105 µm sementara untuk ketebalan terendah yaitu dengan percobaan menggunakan arus sebesar 10 A didapatkan data sebesar 84 µm. Dari hasil di dapat kesimpulan bahwa semakin tinggi arus maka ketebalan akan semakin meningkat. 2. Hasil pengujian kekerasan menunjukan bahwa hasil terbaik adalah hasil home indusrty dengan nilai 168,9,sedangkan hasil yang terburuk setelah percobaan dengan nilai 193hasil proses elektroplating dengan arus 15A. Dalam pengujian ini dapat disimpulkan bahwa semakin kecil hasil nilai perhitungan kekerasan dalam metode vickers maka tingkat kekerasannya semakin 3. Hasil foto mikro dengan menggunakan mikroskop optik yaitu hasil dengan menggunkan benda kerja sebelm uji korosi, menunjuka bahwa permukaan besi mendapatkan warna yang baik dan merata di karenakan terbentuknya pori-pori pada proses elekroplating. Sementara bnda kerja yang telah mengalami uji korosi menunjukan bahwa korosi terbentuk secara cepat dikarenakan permukaan besi mennjukan korosi dengan ditandai rusaknya struktur permukaan besi. Dan korosi tersbut merupakan korosi galvanis. DAFTAR PUSTAKA [1] Abu Muntolib,Dedy Arif G.,Dian Novi T.,Didik Subagyo,Edi Wibowo C., Haryo Guntoro. 2006. Laporan tugas akhir Elektroplating Dekoratif Protektif Dengan Kapasitas Larutan Elektrolit 20L dan Khrom 10L. [2] Aidil zamri dan rahmat 2006. Pengaruh temperatur pemanasan pada proses tempering terhadap laju korosi besi tuang kelabu. Juni 2006 Jurnal Teknik Mesin ,volume 3 ( Nomer 1) ISSN : 18298958 [3] Amrin dan Dita Ardilla, 2013Analisis Besi (Fe) dan Alumunium (Al) dalam Tanah lempung Secara Spektrofotometri Serapan atom. 2013 Prosding Semirata FMIPA Universitas Lampung. hal 17 [4] Bambang wahyu sidarta, Rsoekrisno, priyo tri sutrisno. 2012 pengaruh konsentrasi elektrolit dan waktu anodisasi terhadap ketahanan aus dan kekerasan pada lapisan oksida paduan. Prosiding Seminar Nasional Aplikasi Sains dan Teknologi (SNAST) periode III. ISSN :1979-911X [5] Drs. Hari amanto,Drs. Daryanto. 2003. ILMU BAHAN. Bab 4 pembuatan besi tuang dan besi Seminar Nasional dan Gelar Produk | SENASPRO 2016

497

tempa. [6] I ketut suwarsana 2008. Pengaruh waktu pelapisan nikel pada tembaga dengan pelapian khorm dekoratif terhadap tingkat kecerahan dan ketebalan lapisan. [7] Sulistijono,2006. Pengaruh Densitas arus dan konsentrasi Asam Sulfat Terhadap ketebalan dan kualitas Pewarnaan Lapisan Oksida Pada Anodizing Alumunium. Mei 2006 Jurnal Teknik Mesin ,volume 2 (Nomer 2 ) Hal.47. [8] Siti marwati,regina Tutik Padmaningrum dan mafuatun stafpengajar FMIPA UNY. Pemanfaaan ion logam berat tembaga (II), kromium(III), dan seng(II) dalam limbah cair industri Electroplating untuk pelapisan ogam besi. April 2009, Jurnal penelitian Saintek , Volume 14 (Nomer 1) Hal. 1740

498

SENASPRO 2016 | Seminar Nasional dan Gelar Produk