ASM QiR UI 2001 Chrom All

(1)

(2)

ISSN 1411-1284

Proceedings

The

4th

Quality in Research Seminar

Volume VII:

Mechanical Design

&

Manufacturing

Held under the coordination of

Fakultas Teknik Universitas Indonesia

Kampus UI Depok, Indonesia 16424

Phone.: (62-21) 7863503-05, Fax (62-21) 7270050, 7863508

Email:

seminar@eng.ui.ac.id

or

seminar@puskomftui.com

(3)

Proceedings Quality in Research

The 2001 FTUI Seminar

Agustus 2001

Seminar Nasional FTUl merupakan salah satu program implementasi riset ilmiah

yang dilakukan oleh Fakultas Teknik Universitas Indonesia (FTUl), sejak tahun

1998. Kegiatan ini merupakan kegiatan yang dilakukan secara rutin setiap tahun,

pada bulan Agustus, untuk para peneliti, teknisi dan praktisi dari berbagai

Universitas/institusi, Institusi Penelitian, dan Kalangan Industri baik Internasional,

Regional, maupun Nasional. Disiplin

ilmu keteknikan

yang dapat diakomodasi di sini

menggambarkan ke- 7 jurusan yang ada di FTUI, yaitu:

Teknik Sipil. Arsitektur.

Teknik Elektro, Teknik Mesin, Teknik Metalurgi, Teknik Gas dan Petrokimia. dan

Teknik Industri.

Pelindung Rektor Universitas Indonesia

Penasehat Dekan Fakultas Teknik Universitas Indonesia Penanggung Jawab Pembantu Dekan IV, Fakultas Teknik

Universitas Indonesia Pemimpin Umum/Redaksi Ir. A. Indra Siswantara Ph.D Anggota Dewan Redaksi Ir. Anondho Wijanarko, M.Eng.

Ir. Sigit Sudarmaji Ir. Oki Sugama Sekretaris Agustine Wenestia Bendahara Veny Apriola

Alamat Redaksi Fakultas Teknik Universitas Indonesia Kampus Baru UI Depok, Indonesia 16424 Telp. (+62-21) 7863503-05, 7863508 Fax (+62-21) 7270050, 7863508

Email: seminar@eng.ui.ac.id seminar@puskomftui.com Web page: www.eng.ui.ac.id

www.puskomftui.com Terbit Pertama kali Agustus1998

Frekuensi Terbit Satu tahun sekali, bulan Agustus Penerbit Fakultas Teknik Universitas Indonesia

Kampus Baru UI Depok, Indonesia 16424

(4)

PREFACE

The Proceedings contains all papers accepted to be presented in the forum of The

2001

FTUI Seminar. Two kinds of presentation will be contributed in seminar

session. That is oral presentation and poster session. The 2001 FTUI Seminar is held

in Kampus UI Depok from August 23-24, 2001.

The 200l FTUI Seminar is one of the implementation of scientific research programs

designed by Faculty of Engineering University of Indonesia (FTUI), since 1998. The

event is designed to be annually forum for International, Regional and National

Engineers and or researcher in universities, institutes, research institutions, and

industries.

The matters addressed in the forum are featured by current studies, research

developments, and new technologies in engineering field. The seven area or

engineering disciplines of FTUI, which occupies fifty research groups, are

contributing the event, that are:

1. Civil Engineering

2. Architecture

3. Electrical Engineering

4. Mechanical Engineering

5. Metallurgical Engineering

6. Gas and Petrochemical Engineering, and

7. Industrial Engineering

The organizing committee hopes that papers contained here will provide an important

snapshot of work in major research and development areas in engineering fields, and

gratefully acknowledges the effort of all members of scientific board and steering

committee, moderators, keynotes speakers, and sponsors whose contribution and

support enabled the seminar to go along with plans set long before.

Depok, August 2001

(5)

Message

From Dean of The Faculty of Engineering, University of Indonesia

On

The 4

th

Quality in Research (QIR) Seminar

Urbanization in the Information Age: New Perspectives on the Transformation

of Fast Growing Cities in the Pacific Rim

August 22°d-23rd 2001

Depok, Indonesia

On behalf of the Faculty of Engineering, University of Indonesia, I would like to

welcome The Rector of The University of Indonesia, also our honourable guests, The

Dean of the Faculty of Architecture Building and Planning from the University of

Melbourne, Professor Ross King and the Governor of Jakarta Mr. Sutiyoso. I also

humbly welcome our Keynote Speakers, the President Director of PT PGN Mr. A.

Qoyum Tjandranegara and the President Director of PT Caltex Pacific Indonesia Mr.

Humayun Bosha and all participants who are taking part in this event.

Since 1988, The Faculty of Engineering at the University of Indonesia has worked

together to organize projects and activities in scientific engineering researches to

improve the quality of our graduates and forming incomparable engineers.

This Seminar is just one of simultaneous development programs designed to gather

productive views and information from an array yet associated field of study. We

hope that the contributions given will make positive effects and develop synergism

to help elevate engineering research in Indonesia and abroad.

In dosing I would also like to express gratitude for the efforts and hard work that has

been dedicated to the organization of the

4

th

Quality in Research (QIR) Seminar,

and

thank all contributors, associates and attendees for joining our Seminar. I wish all

participants fruitful deliberations.

(6)

The Committee

The 4

th

_{Quality in Research Seminar}

Steering Committee

Chairman

Co-Chairman

Budi Susilo Soepandji

Rinaldy Dalimi

Raldi Artono Koestoer

Dadang Gunawan

Rudy Setiabudy

Muhammad Anis

Kamarza Mulia

Gunawan Tjahjono

Azrar Hadi

Ferryanto Chaidir

Sutanto Soehodho

Yanuar

M. Dachyar

Johny Wahyuadi S

Wahidin Wahab

Advisory Board

A. Qoyum Tjandranegara

Agus H.S. Wargadipura

Aryadi Suwono

Dicky R. Munaf

Djoko Hartanto

Faraz Umar

Humayunbosha

Indarto

Keyzo Watanabe

Marzuki Khalid

Muhammadi Siswosudarmo

Rhenald c!<asali

Ross King

Roy Sembel

Roekmijati W. Soemantojo

S.H. Winoto

S. Sardy

Satryo S. Brodjonegoro

Sidabutar

Sidharta S. kamarwan

Sulaiman Kamil

Suwondo Bismo Sutedjo

Zuhal A. Kadir

UI Research Groups Chairman

Organizing Committee

Chairman

Co-Chairman

A. Indra Siswantara

Anondho Wijanarko

Sigit Sudarmaji

Veny Apriola

(7)

Table of Contents

Volume VII: Mechanical Design and Manufacturing

No

_Title

Page

1. Intelligent On-Line System To Identify And Select Coated And Uncoated Drills (Vishy Kam, Michael Alarcon)

Vol VII1-1-1

2. Model Reference Neural Pi Control On Process Trainer (Danny M, Gandana)

Vol VII1-2-1

3. Software Perancangan Produk (I Made Londen Batan) Vol VII1-3-1

4. Simulasi Proses Pembentukan Logam Lembaran Stretching Dengan Menggunakan Perangkat Lunak Element Hingga (Benecditus, Dedi Priadi, Budi Ibrahim)

Vol VII1-4-1

5. Simulasi Numerik Proses Pembekuan Aluminium Pada Pengecoran Cetakan Pasir (Vsoejono Tjitro, Tresna P Soemardi, Bustanul Arifin)

Vol VII1-5-1

6. Modelling Of Friction In Cold Strip Rolling Under Hydrodynamic Lubrication (Qomaruddin, E.S. Siradj, H.D.S. Budiono)

Vol VII1-6-1

7. Desain Dan Simulasi Gating System Pengecoran Pasir (Case Study: Brake Drum-Mercedes Benz) (Dedi Priadi, Lukito, Ahmad Indra S, Yanuar)

Vol VII-2-1-1

8. Design Analysis Between On And Off-Centre Bearing For Race Car Wheel Using Finite Element Method (David Butler, Vishy Kam.

Vol VII-2-2-1

9. An Lnvestiqation On Plastic Failure Mechanism Of An Axially Compressed-Thin.-Walled Box Section (Harkali Setiyono)

Vol VII-2-3-1

10. Analisis Bentuk Pisau Dan Posisi Pemotongan Dalam Perancangan Mesin Penghancur Dokumen Jenis Portable

(Sugiharto, Gatot Santoso)

Vol VII-2-4-1

11. Pengaruh Kecepatan Potong_ Terhadap Kualitas Permukaan_Benda Kerja Pada Proses Bubut (Danardono A.S, Hlengky S Nugroho, Rosehan)

Vol VII-2-5-1

12. Analisa Kekuatan Struktur Gerbong Barang (Ballast Hopper Wagen) Akibat Beban Impak (Anwar, Agus Sugiana Dan Raymond Amir)

Vol VII-2-6-1

13. Penyusunan Persamaan Gerak Sistem Benda Jamak Pada Mekanisme Tertutup Dengan Salah Satu Batang Merupakan Batang Elastic (Sugiharto)

Vol VII-2-7-1

14. Studi Eksperimental Peningkatan Kualitas Proses Bor (High Speed Cutting Process) Pada Berrnacam-Macam Baja (Mohruni, Amrifan Saladin)

Vol VII-2-8-1

15. The Analysis Of Independent Suspensions System Using Multibody Dynamic Program (Farid Rizayana, H. Indra Nurhadi, Andi Isra Mahyuddin)

Vol VII-2-9-1

16. Analisis Pemodelan Elemen Hingga Penarnbat Elastis Rel Tipe Ka Clip Dihubungkan Dengan Diagram Goodman (Hempi N Prayudi, Jhony W. Soedarsono, Elind I Wibowo)

Vol VII-2-10-1

17. Studi Eksperirnental Peiapisen Logam Chromiurn (Hard Chromium Plating Dengan Variasi Parameter Proses (Mohruni, Amrifan Saladin)

Vol VII-2-11-1

18. Rancang Alat Ukur Pada Kalibrasi Robot Menggunakan Laser Daya Rendah (Agus Halim, Danardono A.S., Henky S. Nugroho

(8)

ISSN 1411-1284

Proceedings The 4

th

_{Quality in Research (QiR) Seminar}

21-23 August 2001 Faculty of Engineering, University of Indonesia

Vol VII-2-11-1

Studi Eksperimental Pelapisan Logam Chromium

(Hard Chromium Plating) dengan Variasi Parameter Proses.

Mohruni, Amrifan Saladin

Jurusan Teknik Mesin, Unsri Palembang, Indralaya 30662, Indonesia E-Mail:

mohruni_a_s@palembang.wasantara.net.id

Abstrak

Untuk perbaikan dari effisiensi pemakaian strom (listrik), maka elektrolit Hard Chromium yang dipakai selalu diperbaiki secara kontinu. Proses galvanis pelapisan lchromium dimulai 1854 ketika Bunsen menemukan larutan Chrom Clor yang dipanaskan sebagai bahan untuk membuat pelapisan Chrom. Pada tahun 1905-1935 di Jerman dan Amerika dimulai penelitian metode pelapisan chromium yang penting yang menghasilkan Patent DRP 448526 dari E.Liebreich dan Am.P. 1581188 dari C.G. Fink, keduanya meneliti bahwa asam asing pada bak asam chromat harus dalam porsi tertentu. Sejak itu metode ini memperoleh arti yang penting dalam industri terutama dalam hal perlidungan terhadap keausan, korosi dan dekorasi.

Dengan optimasi susunan larutan elektrolit dan parameter metode ini, proses pelapisan chromium pada kasus tertentu dapat disesuaikan dengan cermat. Pada waktu pencarian kondisi yang optimal terdapat kesulitan yang disebabkan sangat sedikit buku yang menerangkan tentang tema ini. Berdasarkan hal ini maka sangat penting artinya untuk mengadakan penyelidikan lebih lanjut dalam proses ini, sehingga akan didapat pernyataan-pernyataan yang lebih tepat tentang efek dari kondisi operasi pelapisan chrom ini.

Sebagai konklusi dapat disimpulkan bahwa larutan dengan konsentrasi 60ml/l dengan I = 40 A/dm2_dan

I = 60 A/dm2_{dengan temperatur 50}o_{C menunjukkan kondisi optimal untuk proses galvanis pelapisan}

chrom.

Abstract

To improve the efficiency of using electricity, electrolyte used in hard chromium plating is improved continuously. Process galvanic chromium plating is begun at 1854 when Busen found chrome chlor solution heated as substance to make chromium plating. At the years 1905-1935 in Germany and United States is conducted the important research of chromium plating methods resulting patent DRP. 448526 from E.Liebrich and Am.P. 1581188 from C.G. Fink. Both of them found out, that existing of foreign acids in chromate acids must be in certain portion. Since this moment, the methods has had significant role, especially in protection from corrosions, wear and for decoration.

By mean of optimalization of the electrolyte solutions components and parameter of this method, chromium-plating process in special cases can be adjusted precision. But by searching of the optimal condition, difficulties occur in obtaining textbooks explaining this theme. In view of this situation, it is important to conduct research in this process, so that it can be resulted more precision information in this chromium plating.

(9)

ISSN 1411-1284

Vol VII-2-11-2

Studi Eksperimental Pelapisan Logam Chromium (Hard Chromium Plating) dengan Variasi Parameter Proses.

Mohruni, Amrifan Saladin

1. Pendahuluan

Galvanoteknik dalam perjalanan perkembangannya mencakup bidang aplikasi yang baru. Dari asalnya hanya untuk mengkilapkan permukaan (veredeln) menjadi semakin kompleks tuntutan yang diajukan terhadap lapisan galvanic. Oleh karena itu sudah menjadi pengertian umum bidang galvanoteknik dibagi menjadi bidang galvanoteknik dekorasi dan galvanoteknik fungsional.

Dalam hal ini akan dibahas tentang galvanoteknik fungsional yang melibatkan logam chrom sebagai pelapisnya yang sering juga disebut hard chromium plating. Dalam sub bab berikut ini akan dibahas sedikit teori dasar pendukungnya.

2. Hard Chromium Plating

Salah satu metode dari galvano teknik fungsional yang paling penting adalah hard chromium plating. Sebagai material dasar untuk hard chromium plating biasanya dipakai metal dasar yang keras dan masiv seperti besi, baja dan besi cor. Dapat juga dipakai metal yang agak lunak seperti messing (CuZn-Alloy), kuningan atau aluminium. Jika pada hard chromium plating terutama kekerasan permukaan yang dipikirkan, harus juga dipikirkan sejak awal, bahwa material basis (dasar) harus mempunyai kekerasan yang mencukupi agar efek yang diinginkan dapat dicapai.

Hard chromium plating merupakan metode perlakuan permukaan (surface treatment) yang dalam banyak hal dapat dibandingkan dengan pengerasan permukaan. Lapisan chrom yang biasanya mempunyai ketebalan 0,02 – 0,04 mm mempunyai efek utama pengerasan permukaan yang mampu menahan pembebanan luncur dan gesek dikarenakan sifat ketahanan keausan yang tinggi dan kemampuan menahan beban mekanik (mechanische Abnutzung). Pada benda-benda yang dibebani impak dan tekan diperlukan selain kekerasan permukaan, kedalaman kekerasan (ketebalan lapisan chrom) mempunyai fungsi yang berarti, karena kekerasan lapisan chrom pada material dasar yang tidak cukup keras (kekuatan tariknya tidak mencukupi) dapat dengan mudah ditekan bila ketebalan mantel lapisan chrom tidak cukup tebal. Kekerasan lapisan chrom pada hard chromium plating dinyatakan dengan Brinell 600-1000 kp/mm2_{. Dalam hal ketergantungannya terhadap temperatur bzw. Kerapatan}

strom (arus), kekerasan lapisan chrom galvanic naik sampai kekerasan maksimum dan turun kembali dengan naiknya temperatur bzw. Kerapatan arus.

Keausan dan kekerasan biasanya berjalan selalu tidak parallel. Ketahanan keausan sebuah lapisan hard chrom biasanya tergantung dari pembebanan benda yang dilapisi chrom, seperti tekanan kerja, kecepatan kerja dan temperatur kerja. Ketahanan keausan bukan merupakan sifat bahan yang dapat diungkapkan dengan angka-angka, melainkan semua hasil pengujian keausan hanya dapat dijadikan acuan bila pasangan bahannya sesuai dan dengan persyaratan berlakunya yang sesuai juga. Ketahanan keausan dari lapisan chrom galvanic sangat bervariasi dalam ketergantungannya dari kondisi pengendapan dan tidak adanya hubungan langsung (keterkaitan) antara kekerasan dan endapan. Hard chrom terutama dalam ketebalan yang relatif tipis akan berfungsi sebagai perlindungan terhadap korosi apabila dilapiskan pada material dasar yang lunak. Selain itu juga dapat dibebani secara luncur tetapi tidak untuk dibebani secara impak atau tekanan besar/keras.

2.1 Penangan awal pada Hard Chromium Plating

Penangan awal hard chromium plating dibagi menjadi tahapan pengerasan (Vorhaertung), pengamplasan (Vorschleifen), isolasi dan penutupan (Abdeckung), pembuangan fet (Entfettung), pengikisan kimiawi (Aetzung) dan pengasaran permukaan (Aufrauhung).

Dalam pembahasan ini hanya akan diterangkan tahapan pengikisan secara kimiawi yang dalam bahasan berikutnya ditulis sebagai aetzung dan pengasaran permukaan (Aufrauhung). Aetzung anodis dapat dilakukan dalam asam sulfat atau asam chromat (H2CrO4). Kalau dilakukan dalam asam sulfat maka

digunakan asam dengan kandungan sampai 60%. Untuk pengasaran permukaan benda dilakukan secara anodis pada temperatur ruangan dengan I= 20-30 A/dm2_{, tegangan 1 V dan kira-kira 1 menit digantung.}

(10)

ISSN 1411-1284

Proceedings The 4

th

_{Quality in Research (QiR) Seminar}

Vol VII-2-11-3

maka bak aetzung harus didinginkan secara buatan, karena pada temperatur tinggi proses aetzung tidak lagi berfungsi secara sempurna.

Pada aetzung dengan asam chromat bahaya ikutan (Einscleppung) seperti dengan asam sulfat tidak muncul. Disini digunakan larutan bak aetzung yang sama dengan bak chrom, maka dilakukan aetzung secara anodis pada temperatur 50-55 o_{C dengan 20-30 A/dm}2_{dan tegangan 1V selama 1-2 menit.}

Dikarenakan proses pencucian yang khusus tidak diperlukan (larutannya sama) maka proses hard chromium di bak chrom dapat segera dilaksanakan. Oleh karena itu benda yang akan dipalisi chrom sudah mempunyai temperatur bak yang diperlukan. Proses aetzung anodis dapat juga dilakukan langsung dalam bak chrom. Dalam hal ini kita hanya perlu mengubah strom setelah proses aetzung. Tetapi ada bahaya yang menyertainya yaitu bak chrom yang lebih kotor oleh besi. Metal non ferro tidak dapat dikerjakan dengan metode ini, melainkan tetap dengan bak yang berlainan (khusus).

2.2 Bak chrom pada Hard Chromium Plating

Untuk hard chromium plating dan chromium plating pada dasarnya dapat digunakan bak chrom yang sama. Tetapi pada kebanyakan kasus elektrolit hard chromium mempunyai kandungan chromtrioxid yang lebih rendah, yang padanya kemampuan menyebar (Streufaehigkeit) dan pemakaian strom (yang pada normal chromium plating hampir tidak ada pengaruhnya) lebih tinggi, sehingga dapat dilapisi chrom lebih cepat. Selain itu dapat dicapai endapan yang lebih keras.

Sebagai asam asing tambahan yang biasa digunakan pada bak chrom adalah sebagai berikut:

 Asam sulfat dan garamnya

 Asam Fluorid H2F (40%)/Flusssaeure atau garamnya.

 Ikatan kompleks dari Fluorid seperti Kieselflusssaeure (Si(OH)4, Borflusssaeure, sendirian atau

dalam ikatan dengan sejumlah asam sulfat, atau campuran dari Flusssaeure dan Kieselflussaure dalam perbandingan yang tertentu.

2.3 Pertumbuhan lapisan metal pada Hard Chromium Plating

Kecepatan pengendapan atau tebalnya sebuah endapan hard chrom yang diendapkan dalam interval waktu tertentu tergantung dari kerapat strom yang dipakai, temperatur bak, konsentrasi dari asam chromat, kandungan asam asing dan garam penuntun, kandungan akan garam chrom (Cr+3_{) dan metal}

lain serta pemakaian strom (efisiensi) yang dicapai pada bak yang sudah ditentukan.

Seandainya pemakaian strom (efisiensi) sebuah bak chrom dari campuran tertentu diketahui, maka ketebalan lapisan chrom pada sebuah waktu eksposisi tertentu dapat dihitung menurut formulasi berikut:

1000

Waktu yang dibutuhkan untuk mendapatkan endapan hard chromium dengan ketebalan D dihitung menurut rumus berikut ini:



Aeq = 0,32 (jumlah endapan teoritis per amper jam)

D = Kerapatan strom katodis dalam A/dm2_. t = Waktu pengendapan dalam jam

s = 6,9 (berat spesifik dari chrom.

 = Pemakaian strom (efsiensi) dalam %.

(11)

ISSN 1411-1284

Vol VII-2-11-4

Ketebalan yang diinginkan biasanya tergantung dari tujuan penggunaannya. Pada ketebalan yang kecil jumlah chrom yang mengendap, ketebalan lapisan dapat dihitung dari jumlah strom yang dipakai dan effisiensi strom bak. Pada ketebalan lapisan yang tinggi perhitungan ini tidak dimungkinkan lagi disebabkan penyebaran dari kerapatan strom pada tempat-tempat tertentu. Dalam hal ini ketebalan harus langsung diukur.

2.4 Pengerjaan akhir lapisan metal pada Hard Chromium Plating

Pengerjaan akhir pada lapisan hard chrom dibagi menjadi pembuangan gas (Entgasen), pencucian (Nachspuelen) dan pengamplasan (Nachschleifen). Yang akan dibahas disini adalah proses pembuangan gas pada hard chromium plating. Setelah elektrolisa hard chrom biasanya harus dibuang gasnya melalui proses entgasen. Metal dapat menyerap gas Hidrogen selama proses pelapisan sekitar 0,06% dari berat keseluruhan. Hidrogen berdifusi kedalam metal basis yang dapat terjadi pada saat proses sebelumnya yaitu proses pembuangan fet. Hidrogen membuat material dasar menjadi rapuh (getas) dan pada banyak pemakaian kerapuhan material harus dieliminasi yang dapat dilakukan melalui proses entgasen.Yang perlu diperhatikan pada proses entgasen terutama pada komponen yang berdinding tipis seperti juga baja-baja temperatur tinggi. Yang paling sensitive terhadap perapuhan akibat hydrogen adalah baja-baja karbon dan baja kecepatan tinggi (HSS). Perlakuan pembuangan gas ini sangat penting pada komponen hard chrom terutama yang mengalami pembebanan impak seperti pahat untuk pengerjaan logam.

2.5 Contoh-contoh pemanfaatan Hard Chromium Plating

Bidang aplikasi dari hard chromium plating ditunjukkan pada contoh-contoh berikut ini:

 Pembuatan permukaan keras yang tahan terhadap beban tekanan, impak, tumbukan dan keausan mekanik contoh: komponen mesin, plat cetak, industri senjata dll.

 Pemanfaatan rendahnya koefisien gesek contohnya: poros, bantalan dan ring torak.

 Pemanfaatan ketahanan panas dari chrom contohnya: cetakan coran, turbin uap.

 Perlindungan terhadap korosi digunakan pada industri kimia, farmasi, makanan, peralatan pengeringan dan motor bakar.

3 Metode dan Proses Penelitian.

Sebelum percobaan dilakukan harus sebelumnya disiapkan peralatan percobaan dan kemudian dirangkai menjadi satu. Peralatan percobaan terdiri dari computer dengan software yang cocok, potensiostatis, glas penampung, pemegang benda uji, elektroda referensi, saringan silinder terbuat dari platina dan plastik serta elektrolit yang sesuai.

Gambar 1: Susunan peralatan percobaan

(12)

ISSN 1411-1284

Proceedings The 4

th

_{Quality in Research (QiR) Seminar}

Vol VII-2-11-5

yang mengukur potensial dari electrode kerja tanpa mengganggu jalannya proses. Dengan bantuan termometer dapat diketahui temperatur dari elektrolit. Elektrode pasangan, electrode referensi dan electrode kerja dihubungkan dengan potensiostatik. Potensiostatik ini dirangkai dengan kabel ke computer yang menangkap data pengukuran dan dengan “software Galvanostat 97”, kemudian data tersebut diproses lebih lanjut dan disimpan didalam hard disc.

Percobaan-percobaan yang dilakukan dibagi seperti tertera dalam table berikut ini:

Tabel 1: Percobaan-percobaan dengan T = 50 o_{C = const.}

Konsentrasi

Tabel 2: Percobaan-percobaan dengan I = 40 A/dm2_{= const.}

Konsentrasi

Katalisator T = 40

o_C _{T = 50}o_C _{T = 60}o_C _{T = 70}o_C

Tanpa katalisator AOA_40C_V2 atau V3

4 Hasil Penelitian dan Interpretasi pada.Hard Chromium Plating

Kalau diperhatikan dengan seksama jalanya kurva hasil percobaan maka dapat dengan mudah dikenali bahwa selain kurva potensial static terdapat kecocokan yang sangat baik dari percobaan yang dilakukan. Oleh karena itu pembahasan yang dilakukan hanya pada pertambahan berat, ketebalan lapisan dan efisiensi pemakaian strom.

4.1 Hasil Penelitian dan Interpretasi pada.Hard Chromium Plating I = const.

(13)

ISSN 1411-1284

Vol VII-2-11-6

keseluruhan dapat dilihat bahwa pertambahan berat dengan naiknya temperatur berjalan mendekati parabol dan mempunyai nilai maksimum pada temperatur 50 o_C.

Gambar 2: Pertambahan berat endapan sebagai fungsi temperatur bak.

Dari persamaan pertama Faraday dapat dikenali bahwa pertambahan berat tidak tergantung dari temperatur. Tetapi hasil percobaan menunjukkan fakta jalannya kurva yang berbeda dari keterangan teoritis yang diberikan. Pada percobaan ini jalannya kurva pertambahan berat endapan menurun dengan bertambahnya temperatur. Karena I dan t konstan maka tinggal Ae yang masih harus diperiksa.

Pemeriksaan ini didasarkan pada anggapan bahwa Ae berat atom elektrokimia dari Chrom VI. Dari

fakta-fakta ini dapat disimpulkan bahwa jalannya kurva tidak berhubungan langsung dengan I,Ae dan t. Tetapi

sudah umum diketahui bahwa tidak seluruh strom yang disuplai pada proses pengendapan metal dipakai untuk pengendapan. Semakin tinggi temperatur maka makin banyak strom yang dipakai untuk reaksi sampingan.

Gambar 3: Efisiensi pemakaian strom sebagai fungsi temperatur bak.

Dari gambar 3 dapat dikenali bahwa kura efisiensi pemakaian strom mirip dengan jalannya kurva pertambahan berat endapan. Kalau dilihat dengan lebih teliti maka terlihat bahwa efisiensi pemakaian strom mempunyai nilai maksimum T = 50 o_{C. Pada kondisi ini endapan chrom mempunyai juga}

(14)

ISSN 1411-1284

Proceedings The 4

th

_{Quality in Research (QiR) Seminar}

Vol VII-2-11-7

Gambar 4: Ketebalan lapisan hard chrom sebagai fungsi temperatur

Pada jalannya kurva ketebalan lapisan chrom dapat dilihat kurva pada percobaan yang dilakukian tanpa katalisator mempunyai dua kemiringan yang berbeda. Hal ini tidak muncul pengaruhnya pada percobaan yang dilakukan menggunakan katalisator, karena kurvanya berjalan dengan kemiringan negatif. Pengecualian terdapat pada Ankor 1127-80ml/l-40 A/dm2_{. Hal ini disebabkan pada temperatur T = 50} o_{C muncul bentuk permukaan yang aneh. Permukaan memiliki bentuk yang berbutir-butir yang tentunya}

pada saat pengukuran diameter dengan alat ukur buegelmessschraube mempunyai efek tertentu.

4.2 Hasil Penelitian dan Interpretasi pada.Hard Chromium Plating T = const.

Hasil dari percobaan-percobaan yang dilakukan dengan temperatur konstan dan kenaikan kerapatan strom secara bertahap dapat dilihat pada gambar-gambar berikut ini.

(15)

ISSN 1411-1284

Vol VII-2-11-8

Gambar 6: Efisiensi pemakaian strom sebagai fungsi kerapatan strom

Dari hukum Faraday yang pertama G = Ae I t dapat dilihat bahwa jumlah bahan endapan G proporsional

terhadap strom masuk I dan lamanya proses pengendapan t. Hal ini berarti jika jalannya kurva dari pertambahan berat endapan naik secara linear maka seharusnya hal ini diikuti juga dengan kurva efisiensi pemakaian strom yang akan naik juga secara linear. Tetapi hal ini tidak terjadi kurva efisiensi pemakaian strom menunjukkan bentuk yang lain. Hal ini diduga disebabkan oleh kemiringan kerapatan strom mempunyai sudut yang lain. Dengan contoh berikut akan diterangkan dugaan ini.

Contoh:

Berat atom Cr = 51,996, kalau pengendapan hanya berasal dari Chrom VI maka: Berat atom kimia Chrom Ac = 51,996/6 = 8,6666 dan

Berat atom elektrokimia Ae = Ac/F = 8,6666/96500 [g/As] = 0,3233 [g/Ah].

Dengan GMe, theor = Ae.I.t dan  = GMe, prak / GMe, theor, maka dapat dikenali dengan mudah apabila keduanya

mempunyai kemiringan yang sama maka akan dihasilkan kurva yang linear. Bahwa dalam faktanya kurva efisiensi strom tidak linear jalannya, dapat dicari sebabnya pada beda kemiringan dari kedua berat yang dihasilkan. Dengan kata lain, bahwa kecepatan pengendapan teoritis dan praktis berbeda satu sama lainnya. Dalam hal ini kecepatan pengendapan praktis lebih lambat dari kecepatan pengendapan teoritis.

(16)

ISSN 1411-1284

Proceedings The 4

th

_{Quality in Research (QiR) Seminar}

Vol VII-2-11-9

Gambar 8: Perbandingan antara pertumbuhan lapisan antara teoritis dan praktis

Seandainya formulasi pertumbuhan lapisan diamati dengan cermat, maka dapat dikenali bahwa pertumbuhan lapisan tergantung dari Dk dan .

Untuk mengetahui dan memperjelas keterkaitan antara pertumbuhan lapisan teoritis dan yang dilakukan dalam penelitian ini (gambar 7), maka dibuat gambar 8 yang membandingkan keduanya. Pada gambar ini terlihat jelas adanya factor bentuk permukaan metal yang mempengaruhinya. Pada bentuk permukaan metal yang mengkilat terjadi kecocokan antara pertumbuhan lapisan teoritis dan praktis, sedangkan pada bentuk permukaan yang matt (dof) terjadi penyimpangan antara keduanya. Dengan bantuan kenyataan ini dapat disimpulkan hubungan antara pertumbuhan teoritis dan praktis hanya berlaku apabila permukaan metal mempunyai bentuk permukaan mengkilat.

5 Kesimpulan dari penelitian pada.Hard Chromium Plating

Dari penilaian percobaan-percobaan dengan I = konstan dapat ditetapkan, bahwa pada daerah bentuk permukaan mengkilat, kenaikan temperatur dibarengi oleh turunnya pertambahan berat endapan. Fenomena ini tentu saja berpengaruh juga terhadap efisiensi pemakaian strom, karena efisiensi pemakaian strom dipengaruhi langsung oleh pertambahan berat endapan. Kurva ketebalan lapisan menunjukkan kelakuan yang mirip baik yang dilakukan dengan katalisator ataupun yang tanpa katalisator. Fakta yang tampak aneh adalah pada percobaan dengan Ankor 1127-80 ml/l dengan I = 40 A/dm2_{, disini terjadi bentuk permukaan yang berbutir-butir dengan penyebabnya sampai saat ini}

masih belum jelas.

Pada penilaian percobaan-percobaan dengan T = konstan dapat disimpulkan, bahwa hokum Faraday tentang pertumbuhan lapisan hanya berlaku untuk lapisan Chrom yang mempunyai bentuk permukaan mengkilat. Kesesuaian ini sudah dibahas dalam sub bab sebelumnya.

Sebagai masukan pada masa yang akan datang sebaiknya dilakukan penelitian tentang sifat-sifat korosi dari lapisan Chrom yang dihasilkan dengan berbagai macam kondisi.

References:

[1] Beitz,W. und Kuettner, K.H.: Dubbel Taschenbuch fuer den Maschinenbau, 19. Auflage, Berlin, Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo, Hongkong, Barcelona, Budapest, Springer-Verlag, 1997.

(17)

ISSN 1411-1284

Vol VII-2-11-10

[3] Gaida, B. Assman, K.: Technologie der Galavanotechnik, Erste Auflage Saulgau D-88348 Eugen G. Leuze Verlag, 1996.

[4] Kloos, K.H.: Umdruck zur Vorlesung”Werkstoffkunde III, IV”, Technische Hochschule Darmstadt, 1981.

[5] Spaehn, H.: Umdruck zur Vorlesung ”Verfahren der Oberflaechen Behandlung”, Technische Hochschule Darmstadt, 1981.

[6] Speckhardt, H.: Umdruck zur Vorlesung “Verfahren der Oberflaechen Behandlung”, Technische Hochschule Darmstadt, 1996.

[7] Schreiner, H.; Raub, Ch.J.:>Untersuchungen zur Herstellung rissfreier, spannungsarmer Hartchromschicten<.In: Metalloberflaeche 33, Heft 11, 1979, S. 464-474.

[8] Walter, A; Kleinz, H.; Specht, V.: >Abscheidung von korrosionsfesten Chromschicten<. In:

Galvanotechnik 73, Heft 1, 1981, S.19-25.