ABSTRACT THE EFFECT OF
ANODE-CATHODE DISTANCE AND CURRENT LEVELER
TOWARD THE COATING THICKNESS AND CATHODE EFFICIENCY ON ACID COPPER ELECTROPLATING
FOR MEDIUM CARBON STEEL
By Irwanto
Coating process is one of the ways to advance the surface characteristics of materials, such as for decorative purpose or even for protection against corrosion. Coating process using conventional electroplating methods has the imperfection, which is the current distribution is uneven, causing non-uniformity coating thickness and surface appearance. Anode-cathode distance determines the amount of electrical power and has a great influence on coating thickness uniformity. For that, the research conducted on the effect of anode-cathode distance and current levelertoward coating thickness and cathode efficiency.
anode-Irwanto cathode distance of 12, 16, and 20 cm, and positioned current position leveler anode-cathode distance of a quarter, half, and three forth from the distance of anode-cathode. Then each treatment condition is repeated 3 times.
The research result shows that the largest coating mass takes place at the anode-cathode distance of 20 cm and 15 cm positions of current leveler from the anode, that is equal to 0.137 grams and the smallest one is on the anode-cathode distance of 12 cm with the position of leveler at 6 cm from anode, that is equal to 0.097 grams. The thinnest coating thickness is on the anode-cathode distance of 12 cm that is equal to 0.01667 mm. Whereas the thickest one is on the anode-cathode distance of 20 cm that is equal to 0.02639 mm. Current leveler also affects the coating thickness. Using current leveler leads coating thickness lean uniformly, while when without current leveler, coating thickness tends to be thicker at the edge or the cathode pole. The distribution of efficiency levels of copper coating process on medium carbon steel AISI 1045 with acid copper electrolyte is in the range of 65,54 to 92.57%.
Irwanto
ABSTRAK
PENGARUH JARAK ANODA-KATODA DAN PEMERATA ARUS TERHADAP KETEBALAN LAPISAN DAN EFISIENSI KATODA PADA ELEKTROPLATING
TEMBAGA ASAM UNTUK BAJA KARBON SEDANG
Oleh
IRWANTO
Pelapisan merupakan salah satu cara untuk memperbaiki karakteristik permukaan suatu bahan, seperti untuk dekoratif atau pun untuk perlindungan terhadap korosi. Pelapisan dengan menggunakan metode elektroplating secara konvensional memiliki kekurangsempurnaan, diantaranya adalah adanya distribusi arus yang tidak merata, sehingga menimbulkan ketidakseragaman ketebalan dan penampilan permukaan lapisan. Jarak anoda-katoda dan pemerata arus menentukan besarnya hantaran arus listrik dan sangat berpengaruh terhadap keseragaman tebal lapisan. Untuk itu dilakukan penelitian mengenai pengaruh jarak anoda-katoda dan pemerata arus terhadap ketebalan lapisan dan efisiensi katoda.
Irwanto elektroplating dilakukan menggunakan variasi jarak anoda-katoda 12, 16, dan 20 cm dan posisi pemerata arus diposisikan seperempat jarak anoda-katoda, setengah jarak anoda-katoda dan tigaperempat jarak anoda-katoda. Kemudian masing-masing kondisi perlakuan dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa massa lapisan terbesar ada pada jarak anoda-katoda 20 cm dan posisi pemerata arus 15 cm dari anoda yaitu sebesar 0,137 gram dan massa lapisan terkecil ada pada jarak anoda-katoda 12 cm dan posisi pemerata arus 6 cm dari anoda yaitu sebesar 0,097 gram. Tebal lapisan terkecil ada pada jarak anoda-katoda 12 cm yaitu sebesar 0,01667 mm. Sedangkan tebal lapisan yang terbesar berada pada jarak anoda-katoda 20 cm yaitu sebesar 0,02639 mm. Penggunaan pemerata arus juga berpengaruh terhadap ketebalan lapisan, dengan menggunakan pemerata arus tebal lapisan cenderung merata, sedangkan bila tidak menggunakan pemerata arus tebal lapisan cenderung lebih tebal dibagian ujung atau kutub katoda. Sebaran tingkat efisiensi katoda pada proses pelapisan tembaga pada baja karbon sedang AISI 1045 dengan elektrolit tembaga asam berada pada kisaran 65,54 – 92,57 %.
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Teknologi pelapisan logam dewasa ini banyak dikembangkan, kebutuhan akan logam bukan hanya didasarkan pada keinginan untuk mendapatkan hasil yang kuat dan keras saja, tetapi juga dibutuhkan suatu produk yang tahan lama. Untuk meningkatkan masa pakai dari sebuah produk logam, ditempuhlah berbagai macam cara, mulai dari heat treatment terhadap permukaan sampai dengan proses pelapisan. Proses pelapisan (coating) sendiri selain bertujuan untuk meningkatkan usia pakai suatu produk juga berfungsi sebagai unsur dekoratif. Dengan pelapisan permukaan, suatu produk akan dapat menyuguhkan penampilan yang lebih menarik.
Untuk menjaga ketahanan logam terhadap korosi, sistem elektroplating sangat tepat
2 Pelapisan dengan menggunakan metode elektroplating secara konvensional memiliki beberapa kekurangsempurnaan, diantaranya adalah adanya distribusi arus yang tidak merata, sehingga menimbulkan ketidakseragaman ketebalan dan penampilan permukaan lapisan, yang sangat boleh jadi akan menimbulkan ketidakakuratan dimensi produk yang dihasilkan.
Ketidakseragaman lapisan yang terbentuk mungkin tidak terlalu berpengaruh karena ketebalan lapisan yang masih dalam skala micron, hanya saja ketebalan lapisan ternyata memiliki kaitan dengan aplikasi yang sesuai. Terlebih ketika dihadapkan pada suatu produk yang memiliki bentuk yang rumit, masalah ketidakseragaman lapisan ini akan memiliki dampak yang tidak dapat diabaikan.
Untuk dapat menghindari terjadinya masalah ini, maka perlu adanya modifikasi pada system perangkat elektroplating. Perangkat tambahan yang dibuat nantinya berfungsi sebagai pemerata arus agar distribusi arus tidak terpusat pada kutub-kutub benda yang dilapisi.
3 B. Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai dalam percobaan ini antara lain :
1. Membuktikan teori-teori tentang elektroplating, lebih khusus mengenai hipotesis bahwa distribusi arus pada proses elektroplating terpusat pada kutub-kutub katodanya.
2. Mengetahui pengaruh penggunaan pemerata arus dan jarak anoda-katoda terhadap ketebalan lapisan pada proses elektroplating tembaga asam.
C. Batasan Masalah
Batasan masalah dalam percobaan ini antara lain:
1. Bahan yang dilapisi adalah baja karbon sedang, dengan bahan pelapis adalah tembaga murni.
2. Proses pelapisan elektroplating tembaga menggunakan larutan elektrolit tembaga sulfat dengan tipe strike.
3. Efisiensi katoda diperoleh dari tinjauan massa nyata dan teoritis endapan pada katoda, di mana besarnya didapat dari serangkaian perhitungan berdasarkan ketebalan lapisan di atas permukaan benda kerja menggunakan hukum Faraday.
4 D. Sistematika Penulisan
Demi sebuah keteraturan dan sistematiknya karya tulis ini, maka kandungan karya tulis ini dimasukkan ke dalam beberapa urutan bab sebagai berikut:
I. Pendahuluan
Pada bagian ini, diketengahkan bahasan mengenai latar belakang, tujuan penelitian, batasan masalah, sistematika penulisan dan hipotesis.
II. Tinjauan Pustaka
Pada bab ini, diajukan beberapa teori dan artikel ilmiah yang nantinya akan digunakan sebagai acuan ilmiah tentang penelitian yang dilakukan.
III. Metodologi Penelitian
Hal-hal mengenai tempat dan waktu pengujian, alat dan bahan, prosedur percobaan, serta metode pengambilan data dituangkan pada frame ini.
IV. Analisis dan Pembahasan
Seluruh proses dan hasil penelitian yang dilakukan dianalisis dan dibahas pada bab IV ini.
V. Simpulan dan Saran
5 simpulan. Demikian juga dengan saran yang mungkin dan layak dipertimbangkan untuk dilakukan.
Daftar Pustaka
Berisi daftar serangkaian referensi yang digunakan dalam rangka mendapatkan teori dan artikel ilmiah untuk diaplikasikan dalam penelitian.
Lampiran
V. PENUTUP
A. Simpulan
Dari data-data yang diperoleh dan pembahasan yang dilakukan, dapat disimpulkan
bahwa:
1. Massa lapisan aktual rata-rata yang dihasilkan dari proses elektroplating sebanding dengan tingkat penambahan jarak anoda-katoda. Massa lapisan terbesar ada pada jarak anoda-katoda 20 cm dan posisi pemerata arus 15 cm dari anoda yaitu sebesar 0,137 gram.
2. Peningkatan jarak anoda-katoda juga akan menaikkan ketebalan lapisan tembaga yang dihasilkan. Tebal lapisan terkecil ada pada jarak anoda-katoda 12 cm yaitu sebesar 0,01667 mm. Sedangkan tebal lapisan yang terbesar berada pada jarak anoda-katoda 20 cm yaitu sebesar 0,02639 mm.
3. Sebaran tingkat efisiensi katoda pada proses pelapisan tembaga pada baja karbon sedang AISI 1045 dengan elektrolit tembaga asam berada pada kisaran 65,54 – 92,57 %.
58 B. Saran
Dari rangkaian kegiatan, analisa dan pembahasan yang telah dilakukan, ada beberapa saran yang dapat penulis kemukakan, antara lain:
1. Diantara keseluruhan proses, preparasi memegang peran yang begitu penting. Untuk itu, perlu dijaga agar proses preparasi benda kerja berlangsung optimal, baik dari segi bahan/alat yang terlibat, maupun langkah/urutan proses.
2. Pada penelitian-penelitian selanjutnya perlu dipertimbangkan untuk menggunakan variasi dimensi, bentuk, dan kerapatan perata arus untuk melihat efek yang ditimbulkan pada lapisan yang dihasilkan.
3. Perlu adanya kajian lanjut mengenai proses pelapisan tembaga dengan metode elektroplating, terutama dengan mendasarkan pertimbangan pada daya ikat antara substrat dengan bahan pelapis.
