Sabtu, 10 Desember 2011

eletroplating, kyanya ni otak juga perlu.


Korosi
Korosi diartikan sebagai peristiwa pengkaratan, apabila kita menyebutkan kata karat maka hampir semua orang akan tahu dan pernah meiihat apa yang dimaksud dengan karat tersebut.Pengkaratan dikenal sebagai suatu peristiwa kerusakan permukaan pada barang-barang yang terbuat dari logam yang berlangsung dengan sendirinya akibat adanya interaksi/kontak antara barang tersebut dengan lingkungan dimana barang tersebut berada.Peristiwa ini sangat tidak dikehendaki karena dapat merusak baik fungsi maupun penampilan/nampak rupa dari barang-barang yang mengalami peristiwa ini.
Pengertian yang lebih luas korosi bukan hanya menyangkut masalah karat saja, akan tetapi diartikan sebagai peristiwa rusaknya bahan-bahan/konstruksi logam akibat pengaruh lingkungan. Sering terjadi pada kondisi lingkungan tertentu konstruksi logam mengalami kerusakan yang sangat parah meskipun karat sedikitpun tidak terbentuk.
gb7451
Peristiwa ini dapat terjadi pada semua konstruksi logam atau konstruksi yang menggunakan logam, baik itu berupa gedung, jembatan, tiang pancang, peralatan pabrik, sistem perpipaan, mesinmesin,komponen berbagai macam kendaraan bermotor, kapal laut,pesawat terbang, perlengkapan rumah tangga dan lain sebagainya.Adapun produk korosi dapat terjadi dalam berbagai bentuk mulai dari bentuk yang sederhana, terlihat oleh metal telanjang (seperti terbentuknya karat pada permukaan, sampai kepada bentukbentuk yang rumit yang hanya dapat dideteksi oleh peralatan yang sangat sensitif.Meskipun proses korosi adalah proses alamiah yang berlangsung dengan sendirinya dan karena tidak bisa dicegah secara mutlak, akan tetapi tindakan pencegahan dan penanggulangannya tetap diperlukan.
gb7461
Pada dasarnya prinsip pencegahan dan penanggulangan korosi sangat sederhana. Kita dapat memilih salah satu atau kombinasi dari metode-metode yang ada seperti metode perlindungan katodik, inhibisi, pelapisan dengan logam dan pelapisan dengan cat.Pemilihan metode mana yang akan dipakai tentu saja bergantung pada beberapa faktor yang harus dipertimbangkan.
Teori dasar korosi
Ditinjau dari segi termodinamika, proses korosi adalah proses yang sangat bersifat alamiah. Pada dasarnya semua logam tidak stabil. Logam murni cenderung bereaksi dengan lingkungan dimana ia berada dan membentuk senyawa oksida atau karbonat yang lebih stabil. Pada reaksi diatas terjadi perpindahan elektron dan reaksi semacam ini disebut reaksi elektrokimia. Kecenderungan logam untuk melepaskan elektron berbeda-beda, semakin besar kecenderungan tersebut semakin reaktif logam yang bersangkutan. Sebagai contoh perbedaan reaktivitas logam terlihat pada tabel dibawah ini :
gb7471
Na ternyata sangat reaktif, sedangkan Pt sebaliknya.Reaksi dimana Na melepaskan elektronnya adalah reaksi korosi dan karenanya Na adalah logam yang sangat mudah terkorosi.Sebaliknya Pt digolongkan sebagai logam mulia karena reaktivitasnya yang sangat rendah.

Pelapisan logam pada bahan non konduktor (mis.: batu, kayu, plastik, wax, tanaman dan rumah keong/kerang) dengan metoda silvering

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi80dMO-H5Zne1O68RgydZ9-clAwSJiwRBImBlUjjQ3_5CKkl-fmARMZ-H3U-TOTsg_K7rf4DY8sS7f2I34kohvrcPpEU_pcm-CRDly0A2vwYTdUs983WEsA-lK0vFB7NtRY5lFvfq-PjA/s400/Copper+plating+on+non+conductor.jpg
Pelapisan logam pada bahan non konduktor, seperti misalnya: batu, kayu, plastik, rumah keong maupun bagian tanaman dapat dilakukan dengan salah satu metodanya adalah silvering. Prinsip kerjanya adalah merubah permukaan bahan dari yang awalnya non konduktor menjadi konduktor dengan cara melapiskan logam perak pada permukaan bahan non konduktor tersebut. Teknik pelaksanaan silvering adalah dengan cara spray menggunakan 2 komponen larutan silvering secara bersamaan/bergantian pada permukaan yang telah disensitasi hingga terbentuk lapisan logam perak di permukaan bahan non konduktornya. Pasca silvering, dapat dielektroplating tembaga untuk menambah tebal lapisan logamnya. Pasca elektroplating tembaga, dapat dilakukan elektroplating dengan jenis sesuai selera yang dikehendaki (misalnya: nikel, emas, perak, khrom, dll).

Tahapan proses silvering adalah sebagai berikut :
1. Painting dengan jenis cat NC/pylox warna hitam/biru tua (khususnya pada bahan kayu, rumah keong, dll.).
2. Pengeringan.
3. Mechanical treatment yang terdiri atas tahapan:
      • Grinding dengan kertas amplas halus.
      • Lap dengan kain basah.
      • Keringkan.
4. Cleaning.
5. Rinse.
6. Sensitasi.
7. Rinse.
8. Silvering.
9. Rinse.
10. Elektroplating tembaga.
11. Rinse.
12. Pengeringan atau dapat dilanjutkan dengan beragam jenis elektroplating lainnya.

Perlengkapan standar untuk proses silvering:
1. Tangki
2. Spray (bisa menggunakan spray manual)
3. Power supply DC
4. Anoda

Bahan kimia yang dibutuhkan :
1. Larutan Sensitasi.
2. Larutan Silvering A.
3. Larutan Silvering B.
4. Larutan Elektroplating tembaga.
5. Cat NC/pylox warna hitam/biru tua.

Pendahuluan dan Manfaat
Prinsip dasar pelapisan logam secara listrik adalah penempatan ion logam yang ditambah elektron pada logam yang dilapisi, yang mana ion-ion logam tersebut didapat dari anoda dan eletrolit yang digunakan.
Secara eletro kimia, prosesnya dapat dilihat pada diagram sebagai berikut :
Skema Pelaksanaan Pelapisan Logam Secara Listrik
skema-elektroplating
Keterangan :
(1)             Anoda (bahan pelapis);
(2)             Katoda (benda kerja);
(3)             Elektrolit; dan
(4)             Sumber arus searah
Dengan adanya arus yang mengalir dari sumber maka elektron “dipompa” melalui eletroda positip (anoda) menuju eletroda negatip (katoda).  Dengan adanya ion-ion logam yang didapat dari eletrolit maka menghasilkan logam yang melapis permukaan logam lain yang dilapis.
PENDINGINAN DAN PEMANASAN ELEKTROLIT
Pelapisan logam pada satu jenis eletrolit mungkin bekerja pada suhu 50 derajat celsius, tapi pada jenis lain justru tidak boleh bekerja pada suhu panas,atau dengan perkataan lain harus bekerja pada suhu yang dingin.
Karena keadaan-keadaan itulah maka dibutuhkan pemanasan atau pendinginan eletrolit.  Untuk pemanasan eletrolit biasanya digunakan pemanas celup (immersion heater) yang dapat diatur suhunya.
Biasanya, pendinginan cairan elektrolit lebih jarang dilaksanakan dibandingkan dengan pemanasan.  Penyebabnya adalah bahwa operasi elektroplating lebih sering dilaksanakan pada suhu panas dari pada dilakukan dalam suhu ruangan.
Sedangkan untuk pendinginan elektrolit digunakan pipa-pipa pendingin. Cairan elektrolit diisap sehingga mengalir dalam pipa-pipa yang dicelup air atau didinginkan oleh udara.
 PENYARINGAN
Pada saat pencampuran bahan kimia untuk membuat elektrolit, mungkin saja masih ada sisa bahan kimia yang tidak larut dan mengendap atau mengapung dalam cairan eletrolit.  Oleh karena itu, sebelum maupun selama proses eletroplating seringkali harus dilaksanakan penyaringan.
Penyaringan pada tahap pertama (sebelum proses pelapisan) dilakukan dengan 2 macam prosedur, yaitu :
1.     Penyaringan dengan kain penyaring
2.     Penyaringan dengan mesin penyaring
Cara pertama dilakukan untuk proses pelapisan pada tangki kecil. Adapun prosedurnya sebagai berikut : pencampuran bahan kimia dilakukan di tangki lain kemudian tuangkan eletrolit yang sudah jadi ke tangki elektrolit utama melalui kain penyaring.
Sedangkan cara kedua dilakukan untuk proses pelapisan pada tangki besar.  Prosedurnya dilakukan pencampuran bahan kimia langsung pada tangki elektrolit utama.  Setelah itu masukan slang-slang pengisap kedalam larutan.  Kemudian operasikan mesin penyaring selama kurang lebih setengah jam, sambil dilakukan pengadukan pada larutan elektrolit.
PENGADUKAN
Pada saat proses pelapisan logam berlangsung maka akan timbul gelembung-gelembung gas hidrogen (H2).  Selain itu juga akan timbul kotoran-kotoran akibat proses.  Gas hidrogen dan kotoran yang timbul dapat mengganggu proses pelapisan yang buruk.  Gas hidrogen yang timbul akan menyeabkan lobang-lobang kecil berupa titik-titik hitam  atau buram pada permukaan hasil pelapisan.  Hal ini sering disebut “pitting”.  Kadang juga kotoran akan menempel pada benda yang dilapis, sehingga permukaannya menjadi jelek dan berlapis.
Untuk mengatasi masalah-masalah tersebut maka selama proses pelapisan harus dilakukan pengadukan. Dengan adanya pengadukan maka gas hidrogen maupun kotoran tidak akan menempel pada permukaan benda yang dilapis sehingga tidak akan ada “pitting”.  Pitting yang disebabkan oleh adanya gas hidrogen tersebut selain menjadikan hasil pelapisan menjadi tampak buruk, juga menyebabkan kerapuhan hasil pelapisan.  Sifat rapuh ini akan nampak bila benda kerja dibengkokan, maka logam pelapis menjadi patah atau retak. 
Pengadukan yang dilakukan terhadap eletrolit dikategorikan ke dalam 3 jenis menurut caranya, yaitu :
1.    Pengadukan mekanik
Yang dimaksud dengan pengadukan mekanik adalah pengadukan dengan alat-alat mekanik, seperti : kipas, lempengan ayun dan lain sebagainya.
2. Pengadukan dengan udara
Cara pengadukan ini paling sering digunakan pada industri-industri karena mempunyai banyak kelebihan apabila dibandingkan dengan cara pengadukan mekanik. Dengan cara pengadukan udara, maka bagian yang masuk ke dalam elektrolit (untuk melakukan pengadukan) adalah hanya sebuah slang plastik.
Adapun proses pengadukannya yaitu, udara dikompresikan ke dalam kompresor, kemudian udara kompresinya dialirkan kedalam elektrolit dengan menggunakan slang plastik yang tahan bahan kimia.  Karena adanya udara bertekanan tadi, maka elektrolit akan teraduk.  Dengan mengatur tekanan udara yang keluar dari kompresor maka besar atau kuatnya pengadukan juga dapat diatur. 
3. Pengadukkan Katoda
Berbeda dengan kedua cara pengadukan tadi, maka cara pengadukan katoda ini dilakukan tanpa mengaduk zat cair (elektrolit). Dalam hal ini, yang bergerak /bergoyang adalah katodanya. Dalam beberapa proses pelapisannya, justru ada yang lebih disarankan menggunakan cara ini dari pada menggunakan cara pengadukan dengan udara. Penggunaan cara pengadukan katoda umumnya dilakukan pada proses pelapisan yang tidak banyak menimbulkan gas hidrogen atau lainnya. Proses pelapisan dengan menggunakan cara pengadukan katoda diantaranya adalah pelapisan tembaga.
Bahan dan Peralatan
1. Benda yang akan dilapis.
2. Sikat, mesin gosok atau bahan-bahan kimia untuk membersihkan kotoran.
Adapun jenis kotoran yang perlu dibersihkan dengan bahan kimia : 
a)     Minyak dan sejenisnya, termasuk gemuk, parafin, paslin, dan jenis bahan organik lainnya 
b)    Karat dan oksida logam lainnya. Karat adalah oksida besi atau disebut juga korosi. Sedangkan pada logam lain juga terdapat oksida yang menempel pada permukaan logam tersebut.
Cara Pembersihan
A. Pembersihan secara kimia ada beberapa cara, yaitu : 
1.       Penguapan 
Cara ini dilakukan dengan menggunakan uap senyawa khlor hidrokarbon (chlorinated hydrocarbon) sebagai pembersih atau pengurai minyak. Penggunaan uap tersebut mempunyai keuntungan-keuntungan sbb :
  • kestabilan komposisi yang tinggi  
  • penguraian minyak atau paslin yang baik  
  • kepadatan uap yang tinggi  
  • tidak dapat terbakar atau menyala  
2.   Pencelupan
Pembersihan karat atau oksida logam yang lain biasanya menggunakan larutan kimia seperti asam chlorida, asam sulfat dan asam nitrat dengan konsentrasi larutan, suhu dan lama pencelupan yang berbeda-beda tergantung kepada jenis logam yang akan dibersihkan.
B. Pembersihan secara Listrik
Pembersihan secara listrik dibagi dua yaitu, pembersihan dari kotoran dan penghalusan atau sering disebut pemolesan secara listrik (elektropolishing).
PELAPISAN TEMBAGA
Dalam pelapisan tembaga digunakan bermacam-macan larutan elektrolit, yaitu :
1.      Larutan asam
2.     Larutan sianida
3.     Larutan fluoborat
4.     Larutan pyrophosphat
Diantara empat macam larutan di atas yang paling banyak digunakan adalah larutan asam dan larutan sianida
PELAPISAN TIMAH PUTIH
Pelapisan timah putih pada besi dengan cara listrik (elektroplating) sudah sangat lama dilakukan untuk kaleng-kaleng makanan, minuman dan sebagainya. Pelapisan secara listrik pada umumnya sudah menggantikan pelapisan secara celup panas, karena pelapisan secara celup panas menghasilkan lapisan yang tebal dan kurang merata (kurang halus) sedangkan pelapisan secara listrik dapat menghasilkan lapisan yang tipis dan lebih merata/halus. Dengan keuntungan tersebut pada saat ini lebih banyak industri yang melakukan pelapisan timah putih secara listrik dari pada secara celup panas (Hot Dip Galvanizing)..
PELAPISAN SENG
Seng sudah lama dikenal sebagai pelapis besi yang tahan korosi, murah harganya, dan mempunyai tampak permukaan yang cukup baik. Pelapisan senga pada besi dilaksanakan dengan beberapa cara seperti galvanizing, sherardizing, atau metal spraying. Namun pelapisan secara listrik (elektroplating) lebih disukai karena mempunyai beberapa keuntungan bila dibandingkan dengan cara-cara pelapisan yang lain, diantaranya :
a.      Lapisan lebih merata
b.     Daya rekat lapisan lebih baik
c.      Tampak permukaan lebih baik
Karena beberapa keuntungan itulah maka lebih banyak dilaksanakan pelapisan secara listrik daripada cara-cara lainnya. Pelapisan seng secara listrik kadang juga disebut elektro-galvanizing. Larutan elektrolit yang sering digunakan ada dua macam yaitu larutan asam dan larutan sianida. Bila kedua larutan tersebut dibandingkan maka permukaan lapisan hasil dari penggunaan larutan sianida adalah lebih baik jika dibandingkan dengan larutan asam. Namun larutan asam digunakan bila dikehendaki kecepatan pelapisan yang tinggi dan biaya yang lebih murah.
Larutan lain yang sering digunakan pada pelapisan adalah larutan alkali zincat dan larutan pyrophosphat.
PELAPISAN NIKEL
Pada saat ini, pelapisan nikel pada besi banyak sekali dilaksanakan baik untuk tujuan pencegahan karat ataupun untuk menambah keindahan. Dengan hasil lapisannya yang mengkilap maka dari segi ini nikel adalah yang paling banyak diinginkan untuk melapis permukaan. Dalam pelapisan nikel selain dikenal lapisan mengkilap, terdapat juga jenis pelapisan yang buram hasilnya. Akan tetapi tampak permukaan yang buram inipun dapat juga digosok hingga halus dan mengkilap. Jenis lain dari pelapisan nikel adalah pelapisan yang berwarna hitam. Warna hitam inipun tampak menarik dan digunakan biasanya untuk melapis laras senapan dan lainnya.  
PELAPISAN KHROM
Selain nikel, maka pelapisan khrom banyak dilaksanakan untuk mendapatkan permukaan yang menarik.  Karena sifat khas khrom yang sangat tahan karat maka pelapisan khrom mempunyai kelebihaan tersendiri bila dibandingkan dengan pelapisan lainnya. Selain sifat dekoratif dan atraktif dari pelapisan khrom, keuntungan lain dari pelapisan khrom adalah dapat dicapainya hasil pelapisan yang keras. Sumber logam khrom didapat dari asam khrom, tapi dalam perdagangan yang tersedia adalah khrom oksida (Cr O3) sehingga terdapatnya asam khrom adalah pada waktu khrom oksida bercampur dengan air.
Pelapisan Tembaga
Tembaga atau Cuprum (Cu) merupakan logam yang banyak sekali digunakan, karena mempunyai sifat hantaran arus dan panas yang baik. Tembaga digunakan untuk pelapisan dasar karena dapat menutup permukaan bahan yang dilapis dengan baik. Pelapisan dasar tembaga dipelukan untuk pelapisan lanjut dengan nikel yang kemudian yang kemudian dilakukan pelapisan akhir khrom.
gb7701
Aplikasi yang paling penting dari pelapisan tembaga adalah sebagai suatu lapisan dasar pada pelapisan baja sebelum dilapisi tembaga dari larutan asam yang biasanya diikuti pelapisan nikel dan khrom. Tembaga digunakan sebagai suatu lapisan awal untuk mendapatkan pelekatan yang bagus dan melindungi baja dari serangan keasaman larutan tembaga sulfat. Alasan pemilihan plating tembaga untuk aplikasi ini karena sifat penutupan lapisan yang bagus dan daya tembus yang tinggi.
Sifat-sifat Fisika Tembaga
1.Logam berwarna kemerah-merahan dan berkilauan
2.Dapat ditempa, dibengkokan dan merupakan penghantar panas dan listrik
3.Titik leleh : 1.0830C, titik didih : 2.3010C
4.Berat jenis tembaga sekitar 8,92 gr/cm3
Sifat-sifat Kimia Tembaga
1.Dalam udara kering sukar teroksidasi, akan tetapi jika dipanaskan akan membentuk oksida tembaga (CuO)
2.Dalam udara lembab akan diubah menjadi senyawa karbonat atau karat basa, menurut reaksi : 2Cu + O2 + CO2 + H2O → (CuOH)2 CO3
3.Tidak dapat bereaksi dengan larutan HCl encer maupun H2SO4encer
4.Dapat bereaksi dengan H2SO4 pekat maupun HNO3 encer dan pekat
Cu + H2SO4 → CuSO4 +2H2O + SO2 Cu + 4HNO3 pekat → Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2 3Cu + 8HNO3 encer → 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO
5.Pada umumnya lapisan Tembaga adalah lapisan dasar yang harus dilapisi lagi dengan Nikel atau Khrom. Pada prinsipnya ini merupakan proses pengendapan logam secara elektrokimia,digunakan listrik arus searah (DC). Jenis elektrolit yang digunakan adalah tipe alkali dan tipe asam. Untuk tipe alkali komposisi larutan dan kondisi operasi dapat dilihat pada tabel 2.3.
gb7712
gb7722
Larutan Strike menghasilkan lapisan yang sangat tipis. Larutan strike dapat pula dipakai sebagai pembersih dengan pencelupan pada larutan sianida yang ditandai dengan keluarnya gas yang banyak pada benda kerja sehingga kotoran-kotoran yang menempel akan mengelupas. Larutan ini terutama digunakan pada komponen-komponen dari baja sebagai lapisan dasar, untuk selanjutnya dilakukan pelapisan tembaga dengan logam lain.
gb7731
Formula kecepatan tinggi atau efisiensi tinggi digunakan untuk plating tembaga tebal, smentara proses Rochelle digunakan untuk menghasilkan pelapisan yang bersifat antara strike dan kecepatan tinggi. Garam-garam Rochelle tidak terdekomposisi dan hanya berkurang melalui drag-out yaitu terikutnya larutan pada benda kerja pada saat pengambilan dari tanki tinggi disbanding larutan strike sebab kerapatan arus katoda dan efisiensi penting dalam kecepatan plating. Larutan Rochelle dan kecepatan tinggi dapat dioperasikan pada temperatur relatif tinggi.Komposisi larutan dan kondisi operasi untuk pelapisan tembaga asam dapat dilihat pada tabel 2.4.
Proses “Pengolahan Awal” adalah proses persiapan permukaan dari benda kerja yang akan mengalami proses pelapisan logam.Pada umumnya proses pelapisan logam itu mempunyai dua tujuan pokok adalah sifat dekorasi, sifat ini untuk mendapatkan tampak rupa yang lebih baik dari benda asalnya, dan aplikasi teknologi, sifat ini misalnya untuk mendapatkan ketahanan korosinya, mampu solder, kekerasan, sifat listrik dan lain sebagainya.Keberhasilan proses pengolahan awal ini sangat menentukan kualitas hasil pelapisan logam, baik dengan cara listrik, kimia maupu dengan cara mekanis lainnya.
Proses pengolahan awal yang akan mengalami proses pelapisan logam pada umumnya meliputi proses-proses pembersihan dari segala macam pengotor (cleaning proses) dan juga termasuk proses-proses pada olah permukaan seperti poleshing, buffing,dan proses persiapan permukaan yang lainnya.Untuk mendapatkan daya lekat pelapisan logam (adhesi) dan fisik permukaan benda kerja yang baik dari suatu lapisan logam, maka perlu diperhatikan cara olah permukaan dan proses pembersihan permukaan. Ketidaksempurnaan kedua hal tersebut di atas dapat menyebabkan adanya garisan-garisan pada benda kerja dan pengelupasan hasil pelapisan logam. 

Tidak ada komentar:

Posting Komentar