## OPTIMALISASI PRECOATING ASAM JERUK NIPIS PADA BAJA TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN

## Listiyono
Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Malang, Indonesia listiyono@polinema.ac.id

## ABSTRACT
The process of coating is a metal coating process well with other metals or metal oxides. Even now coating paint / color is also using coating processes. Therefore, there is  a  hot  coating,  powder  coating,  electrical  coating,  and  so  forth.  Therefore  it  is necessary to examine more deeply how to get the high-quality coating process. The type of  coating  used  herein  are  electrically  degreasing.  A  metal  plating  actors  not  only  get results pengalanman other people are there in the field. The problem until now no  one has  conducted  a  study  /  research  in  the  coating  process  (electrically  degreasing)  metal with  acids  of  fruits  .Penelitian  was  conducted  in  the  Laboratory  of  Mechanical Engineering  Polteknik  Malang  The  aim  of  this  study  are:  1.  Finding  how  much influence  sour  lime  in  steel  metal  precoating  process.  2.  Determining  factors  and optimum levels to get to the surface roughness of steel precoating results.
The method used in this research was Factorial Design of Experiments. By taking two  factors:  the  solution  concentration  and  flow  of  electrically  degreasing  processes (coating) and. There are 3 levels of concentration are: 5 ml / liter, 10 ml / liter, and 15ml /  liter  of  water.  level.  While  the  current  level  of  3  amps,  4  amp  and  5  amp.    With experimental data collection techniques. Analysis with MINITAB.
The results in the interaction factor concentration and electrical currents can affect the  outcome  of  citric  acid  degreasing.  Concentration  and  optimal  flow  in  precoating process citrate was 5 ml / l and 5 amperes.
Keywords: coatings, experimental design, metal roughness

## 1. PENDAHULUAN
Permukaan  hasil  pengolahan  logam  termasuk  salah  satu  kualitas  dalam  keunggulan produk.  Oleh  sebab  itu  berikut  akan  dilakukan  penelitian  tentang  proses  perlakuan bahan  dalam  hal  ini  logam.  Logam  yang  diteliti  adalah  ferro.  Perlakuaannya  adalah dengan mencelupkan logam baja pada larutan asam dengan bantuan arus listrik dengan tujuan agar permukaannya menjadi lebih halus sebelum diproses berikutnya..
Sampai  saat  ini  asam-asam  yang  digunakan  pada  proses  coating  berasal  dari anorganik.  Misalnya  asam  sulfat,  asam  pospat,  asam  nitrat,  asam  sianid  dan  lain-lain. Asam-asam  seperti  ini  sangat  berbahaya  terutama  jika  dibuang  disembarang  tempat akan merusak lingkungan.
Beberapa penelitian sebelumnya bahwa jeruk nipis banyak mengandung asam sitrit. Untuk itu asam sitrit ini akan digunakan sebagai elektrolit untuk proses anodising logam baja.  Beberapa  faktor  yang  mempengaruhi  proses  ini  antara  lain  konsentrasi  volume, amper,  temperatur  dan  lain-lain.  Dari  faktor  faktor  inilah  yang  akan  diteliti  untuk mendapatkan level yang optimum dalam proses coating logam baja.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
Muhammad  Fitrullah,  Wahyudin  (2014),  Penelitian  tentang  PENGARUH TEMPERATUR  DAN ACCELERATOR NANO2  PADA  PROSES ZINC PHOSPHATING DI  APLIKASI COATING BAJA  KARBON  RENDAH Phosphating merupakan  salah  satu  jenis  pelapisan  yang  banyak  dipakai  untuk  aplikasi  komponen logam  pada  beberapa  mesin  atau  rangka  struktur  kendaraan  dan  termasuk  ke  dalam kelompok ‘ conversion coating’ .
Penelitian  ini  menggunakan zinc  phosphate dengan  metode immersing , menggunakan  urutan  pretreatment  berupa degreasing,  pickling ,  dan rinsing .  Proses phosphating  dilakukan  dengan  kondisi  konsentrasi  larutan zinc  phosphate 0,35M  dan waktu  pencelupan  tiap  sampel  selama  20  menit.  Larutan zinc  phosphate dipanaskan hingga temperatur 60oC, 70oC, dan 80oC. Selain itu, dalam penelitian ini ditambahkan accelerator NaNO2 ke dalam larutan sebanyak 0.1 g/l, 0.2 g/l, 0.3 g/l, dan 0.4 g/l.
Proses coating dengan  menggunakan  larutan phosphating atau chromating merupakan  suatu  proses  atau  reaksi  kimia  pelapisan zinc  phosphate terhadap  logam
sebagai  usaha  pencegahan  terhadap  karat  serta  memperkuat  ikata  kimia  yang  akan melapisinya pada proses selanjutnya.
Bahan  kimia  yang  digunakan  untuk  proses coating atau  pelapisan  adalah  Palbond, untuk zinc coating . Bahan kimia ini sangat cocok digunakan pada logam yang nantinya memerlukan painting atau  proses  yang  lebih  lanjut  seperti  pada part,  body otomotif, furniture, home appliance, dan lain-lain.
Hasil Coating ini  akan  mempengaruhi  dan  menentukan  kualitas  proses  selanjutnya yaitu painting ,  sehingga  untuk  mendapatkan  hasil  yang  optimal  perlu  adanya  kontrol rutin terhadap proses kerja serta bahan kimia yang digunakan.
Proses coating dengan  menggunakan  larutan phosphating atau chromating merupakan  suatu  proses  atau  reaksi  kimia  pelapisan zinc  phosphate terhadap  logam sebagai  usaha  pencegahan  terhadap  karat  serta  memperkuat  ikata  kimia  yang  akan melapisinya pada proses selanjutnya.
Bahan  kimia  yang  digunakan  untuk  proses coating atau  pelapisan  adalah  Palbond, untuk zinc coating . Bahan kimia ini sangat cocok digunakan pada logam yang nantinya memerlukan painting atau  proses  yang  lebih  lanjut  seperti  pada part,  body otomotif, furniture, home appliance, dan lain-lain.
Hasil Coating ini  akan  mempengaruhi  dan  menentukan  kualitas  proses  selanjutnya yaitu painting ,  sehingga  untuk  mendapatkan  hasil  yang  optimal  perlu  adanya  kontrol rutin terhadap proses kerja serta bahan kimia yang digunakan.
Fungsi  degreasing  adalah  untuk  menghilangkan  oli,  grease,  dan  pengotor  lainnya yang  terdapat  pada  permukaan  metal.  Larutan  degreasing  bersifat  alkali,  berpengaruh dan menentukan dalam main process phosphating bahkan dalam proses painting. Untuk mendapatkan hasil pencucian  yang baik  pada proses ini perlu  adanya kontrol terhadap parameter-parameter berikut:
1. Konsentrasi larutan
2. Temperatur larutan .
3.Waktu dipping (Perendaman) atau spraying (Penyemprotan)
Proses  penghilangan  lemak  dari  jaringan    tulang  yang  biasa  disebut  degresing, dilakukan  pada  suhu  antara  titik  cair  lemak  dan  suhu  koagulasi  albumin  tulang  yaitu antara 32 – 80oC sehingga dihasilkan kelarutan lemak yang optimum. Prinsipnya proses
pembuatan  gelatin  meliputi  pembersihan,  degreasing,  reduksi  ukuran  tulang, demineralisasi, ekstraksi, pemekatan dan pengeringan (Junianto dkk, 2006). Pada tahap persiapan dilakukan pencucian pada kulit dan tulang. Kulit atau tulang dibersihkan dari sisa-sisa  daging,  sisik  dan  lapisan  luar  yang  mengandung  deposit-deposit  lemak  yang tinggi (Saleh, 2004).
Dalam  prose  pickling  perlakukan  pada  metal  surface  dapat  dilakukan  dengan beberapa  cara  yaitu  dengan  proses  perlakukan  kimia  dan  proses  perlakukan  mekanik dan berikut ini merupakan pembahasan dari masing-masing proses yang dilakukan ; Proses perlakuan mekanik (Mechanical surface treatment) berarti lapisan permukaan dikeluarkan oleh gerinda, abrasive blasting atau penyikatan (brushing).
Perlakuan  Kimia  (Chemical  surface  treatment)  berarti  oxide  layer  dari  material dilarutkan,  biasanya  dengan  larutan  asam.  Ada  dua  metode  utama  -  pickling  dan electrolytic polishing. Dengan proses pickling, logam oxides dilarutkan oleh kombinasi asam hydrofluoric dan asam nitric (hydrofluoric and nitric acids).
Natrium Sitrat atau dikenal juga sebagai asam sitrat merupakan zat yang bermanfaat untuk  memberikan  cita  rasa  dan  sekaligus  menjadi  pengawet  berbagai  makanan  dan minuman.  Khususnya  kegunaan  Natrium  Sitrat  ini  digunakan  menjadi  pengawet minuman ringan.
Natrium Sitrat ini juga digunakan dalam banyak jenis logam yang dipakai untuk logam tersebut di dalam suplemen makanan. Selain itu, sifat asamnya sering digunakan untuk mengontrol  pH  yakni  sebagai  larutan  penyangga.  Sering  digunakan  dalam  larutan pembersih rumah tangga dan obat-obatan.
Dalam  meng-kelat  logam,  Natrium  Sitrat  ini  sering  digunakan  menjadi  sabun  dan deterjen yang membentuk busa .

## A. Macam-macam Baja
a. Baja Karbon Rendah.
Kandungan karbon pada baja ini antara 0.10 sampai 0.25 %.
Kebanyakandari  produk  baja  ini  berbentuk  pelat  hasil  pembentukan  roll  dingin dan proses anneal. Kandungan karbonnya yang rendah dan mikrostrukturnyayang terdiri
dari fasa ferit dan pearlit menjadikan baja karbon rendah bersifat lunak dan kekuatannya lemah  namun  keuletan  danketangguhannya  sangat  baik.  Baja  karbon  rendah  kurang responsif terhadap  perlakuan  panas  untuk  mendapatkan  mikrostruktur  martensitmaka dari  itu  untuk  meningkatkan  kekuatan  dari  baja  karbon  rendah  dapatdilakukan  dengan proses roll dingin maupun karburisasi.
Karena kadar karbon yang sangat rendah maka baja ini lunak dan tentu saja tidak dapat dikeraskan, dapat ditempa, dituang, mudah dilas dan dapat dikeraskan permukaannya ( case hardening )
Baja dengan prosentase karbon dibawah 0.15 % memiliki sifat mach ability yang rendah dan  biasanya  digunakan  untuk  konstruksi  jembatan,  bangunan,  dan  lainnya. b. Baja Karbon Menengah
Baja  ini  mengandung  karbon  antara  0,25%   – 0,60  %.  Didalam perdagangan  biasanya dipakai sebagai alat-alat perkakas, baut, porosengkol, roda gigi, ragum, pegas dan lain- lain.
Baja jenis ini dapat dikeraskan dan di tempering, dapat dilas dan mudah dikerjakan pada mesin dengan baik.
Penggunaan baja karbon menengah ini biasanya digunakan untuk poros / as, engkol dan sparepart lainnya.
c. Baja Karbon Tinggi.
Baja  ini  biasanya  digunakan  untuk  keperluan  alat-alat  konstruksiyang  berhubungan dengan panas yang tinggi
Struktur Mikro
Diagram  kesetimbangan  fasa  Fe-Fe3C  adalah  alat  penting  untuk  memahamistruktur mikro dan sifat-sifat baja karbon.
Parameter  Ra  adalah  sangat  cocok  untuk  digunakan  dalam  pemeriksaan  kekasaran permukaan  dari  komponen-komponen  mesin  dalam  jumlah  besar  yang  proses pengerjaannya  dengan  proses  permesinan  tertentu.  Hal  ini  dimungkinkan  karena parameter  Ra  ternyata  lebih  peka  dari  pada  parameter  yang  lain  terhadap  adanya perubahan  kehalusan  permukaan.  Sehingga  dengan  demikian,  bila  diketahui  adanya penyimpangan maka dengan segera bisa diambil tindakan pencegahannya.
Pengukuran  Kekasaran  Permukaan  Secara  Tidak  Langsung  Dalam  pemeriksaan permukaan secara tidak langsung atau membandingkan ini ada beberapa cara yang bisa dilakukan, antara lain yaitu dengan meraba (touch inspection), dengan melihat/mengamati (visual inspection), dengan menggaruk (scratch inspection), dengan mikroskop  (microscopic  inspection)  dan  dengan  potografi  permukaan  (surface photographs).

## 3. METODE PENELITIAN

## A. Rancangan Penelitian
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mendapatkan  krataan  permukaani  yang  optimal  dari hasil pelapisan oksida pada proses elektrik degreasing asam sitrat (jeruk nipis). Faktor- faktor  selain  tersebut  tadi  dikondisikan  sama  untuk  setiap  sampel.  Sampel/  spesimen pada penelitian ini menggunakan lembaran baja yang dipotong dengan ukuran 20 x 30 (cm).
Potongan baja tersebut sebelum diproses coating (elektrik degreasing) digosok amplas  lebih  dahulu.  Fungsinya  untuk  mencegah  korosi  dari  dalam.  Setelah  kering selanjutnya  baja  dimasukkan  dalam  larutan  NaOH  dan  asam  sitrit/jeruk  nipis  serta dialirkan arus searah  untuk menghilangkan lemak-lemak.. Specimen dibiarkan sampai kering  selama  sehari  semalam.  Setelah  kering  specimen  dilakukan  pelapisan    dengan perlakuan  sama  untuk  setiasp  sampel  yang  akan  diambil  data.  Setelah  kering  selama sehari  semalam  berikutnya  diuji  kekasaran  permukaannya  .  Data  dicatat  dan dikumpulkan pada lembar data yang dipersiapkan dengan tiga faktor.
Penelitian  ini  dilakukan  di  Laboratorium  Teknik  Mesin  Politeknik  Negeri  Malang. Waktu penelitian selama 60 (hari) mulai. Sampel yang kami pakai sebanyak 40 ( empat pulu ) potong diseleksi yang baik. Variabel yang dipilih adalah
1.Variabel yang independen yaitu ada dua faktor : konsentrasi volume larutan asam dan amper .
2.Level factor konsentrasi : 5 ml asam sitrat/1 ltr air., 10 ml asam sitrat/1 ltr air dan 15 ml asam sitrat/1 ltr air  , sedangkan level untuk amper 3 amper, 4 amper dan 5 amper. 3.Variabel dependen yaitu nilai kerataan permukaan .
Dalam  penelitian  ini  menggunakan  peralatan  di  laboratorium  Mekanik  Jur.  Teknik Mesin Poloteknik Negeri Malang. Dengan penyediaan alat-alat sebagai berikut:
Satu  unit  mesin  pelapisan  logam.    Satu  unit  alat  test  kekasaran  permukaan.  Lembaran baja.Amplas.Bensin. jeruk nipis.
B. Pelaksanaan Percobaan
1. Prepering benda kerja ( speciment )
2. Plat baja dipotong dengan ukuran 40 x 60 (mm)
3. Pembuatan larutan NaOH dengan asam sitrat
4. Benda kerja dibersihkan/ digosok dengan amplas
5. Benda kerja dicuci dengan air bersih
6. Benda kerja dimasukkan larutan NaOH dan digoyang-goyangkan
7. Benda kerja dimasukkan ke dalam larutan Natrium sitrat dan dikondisikan
8. Penyetinggan alat sesuai dengan faktor dan level yang diinginkan
9. Benda kerja diuji kekasaran
10. Dicatat data yang didapatkan.

## C. Analisis Data
Dalam penelitian ini analisis data menggunakan softwere. Banyak sekali softwere yang  dapat  menyelesaikan  analisis  ini.  karena  dalam  penelitian  ini  menggunakan analisis  anova  dan  grafis.  Sedangkan  yang  lebih  cocok  adalah  dengan  menggunakan softwere minitab.

## 4. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
Data Hasil Penelitian
Setelah  benda  uji  dilakukan  proses  elektrik  degreasing  kemudian  benda  tersebut  di biarkan selama kurang lebih satu jam. Ini dimaksudkan untuk memastikan apakah benda uji  tersebut  tidak  terjadi  korosi.  Sebab  jika  terjadi  korosi  berarti  benda  uji  tersebut belum  bersih  dari  pengotor.  Setelah  dipastikan    maka  langkah  berikutnya  pengujian kekasaran. Dan diperoleh data seperti berikut:
Tabel 1. Data Hasil Pengamatan
KONSENTRASI (ml/ l) ARUS DEGREASING (Amp) 3 4 5 5 0,25 0,30 0,2
0,2 0,4
0,5
0,5 0,4 0,45 0,4
0,4 0,5 0,4 0,45 0,35 10 0,45
0,5
0,45
0,4 0,4
0,2
0,25 0,35 0,2 0,2
0,3 0,5 0,45 0,35 0,45 15 0,2 0,3 0,3 0,35 0,25 0,35 0,45
0,45
0,35 0,35 0,35 0,35 0,25 0,2 0,25
Dalam menganalisa data tersebut diatas tool yang dipakai adalah MINITAB 16. Analisa yang  digunakan  adalah  ANOVA.  Analisa  ini  untuk  melihat  sejauh  mana  pengaruhnya antara  konsentrasi  larutan  degreasing  dan  amper  yang  diberikan.  Dan  juga  melihat secara bersama-sama faktor tersebut berpengaruh terhadap permukaan hasil degreasing. Kemudian anlisa berikutnya adalah dengan peta kendali ini dimaksudkan untuk melihat apakah  hasil  pengamatan  masih  dalam  batas  daerah  terkendali.  Hasil  tidak  keluar  dari daerah  pengamatan.  Berikutnya  menganalisa  dengan  grafik  tujuannya  adalah  untuk melihat faktor mana  yang paling dominan dan hasil yang optimal .
Analisa berikut  dengan  menggunakan two way  anova. Hasil analisa dapat  dilihat pada tabel berikut:
General Linear Model: Kekasr versus Konst, Amper
Factor  Type   Levels  Values
Konst   fixed       3    5, 10, 15 Amper   fixed      3    3, 4, 5
Tabel 2.  Hasil Uji ANOVA
Analysis of Variance for Kekasr, using Adjusted SS for Tests
Source              DF         Seq SS        Adj SS       Adj MS        F          P Konst                2           0.041444     0.041444    0.020722     4.69    0.015
Amper              2           0.010111     0.010111    0.005056      1.14   0.330 Konst*Amper  4           0.234222     0.234222    0.058556    13.26   0.000
Error               36           0.159000     0.159000    0.004417
Total               44           0.444778
S = 0.0664580   R-Sq = 64.25%   R-Sq(adj) = 56.31%
Dari  tabel  tampak  bahwa  faktor  yang  dipakai  untuk  elektrik  degreasing  ini  ada  2 yaitu  konsentrasi  larutan  degreasing  dan  Arus  yang  digunakan.  Level  tiap  faktor sebanyak 3.
Hasil  menunjukkan  bahwa  P  value  untuk  konsentrasi  adalah  lebih  kecil  0,05  yaitu sebesar 0,015 ini berarti ada pengaruh yang signifikan antara konsentrasi asam dengan elektrik  degreasing.  Sedangkan  untuk  amper  nilai  P  sebesar  0,330  ini  berarti menunjukkan  tidak  ada  pengaruh  yang  signifikan  antar  arus  (amper)  dengan  proses elektrik  degreasing  untuk  menghasilkan  permukaan  yang  berbeda.  Tetapi  secara bersama-sama  /  interaksi  antara  konsentrasi  dan  arus  ada  pengaruh  yang  signifikan terhadap hasil pencelupan pada proses elektrik degreasing asam sitrat.
Selanjutnya data dilihat/ diuji dengan peta kendali hasilnya seperti pada grafik berikut:
Gambar 1.  Output Uji Peta kendali
Hasil menunjukkan semuah data masih dalam daerah pengendalian berarti pengambilan data tidak menyimpang. Artinya data masih dalam daerah yang ditentukan.
Untuk  selanjutnya  pengujian  dengan  grafik.  Dengan  tujuan  untuk  mendapatkan  faktor level yang optimal. Hasilnya sebagai berikut:
Gambar 2.  Output grafik  level faktor
Dari  grafik  menunjukkan  bahwa  pada  konsentrasi  5  ml/l  adalah  sangat  mempengaruhi kahalusan  permukaan  hasil  elektrik  degreasing.  Tetapi  sebaliknya  dengan  arus    5 (amper)  pengaruhnya  juga  naik.  Dapat  disimpulkan  bahwa  makin  besar  konsentrasi asam makin tidak mempengaruhi hasil elektrik degreasing asam sitrat. Dan makin besar amper yang digunakan makin mempengaruhi hasil elektrik degreasing asam sitrat. Grafik  berikut  menunjukkan  interaksi  antara  arus  dan  konsentrasi.  Secara  signifikan memang  berpengaruh.  Yang  lebih  berpengaruh  adalah  pada  posisi  arus    5  amper sedangkan  konsentrasi  juga  pada  5  ml/l  air  asam  sitrat.  Seperti  terlihat  pada  grafik berikut
45 40 35 30 25 20 15 10 5 1 0.15 0.10 0.05 0.00 -0.05 -0.10 Observation Order R e si d u a l Versus Order (response is Kekasr)
15 10 5 0.38 0.37 0.36 0.35 0.34 0.33 0.32 0.31 5 4 3 Konst M e a n Amper Main Effects Plot for Kekasr Data Means
Gambar 3. Output grafik interaksi
Dapat dikatakan bahwa  untuk mendapatkan hasil  elektrik degreasing asam sitrat  yang optimal sebaiknya menggunakan konsentrasi 5 ml/l. Dan arusnya 5 (amper).

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN

## A. Kesimpulan
Dari  hasil  analisa  baik  dengan  analisa  ANOVA  maupun  grafik  dapat  disimpulkan sebagai berikut:
1. Faktor konsentrasi dapat mempengaruhi hasil elektrik degreasing sebagai precoating asam  sitrat.  Arus  tidak  mempengaruhi  hasil  elektrik  degreasing  asam  sitrat.  Tetapi secara    interaksi  faktor  konsentrasi  dan  arus  dapat  mempengaruhi  hasil  elektrik degreasing asam sitrat.
2. Konsentrasi dan arus yang optimal pada proseds precoating asan sitrat adalah 5 ml/l dan 5 amper.

## B. Saran-saran
Untuk  perkembangan  proses  precoating  kedepan  sebaiknya  dapat  dilakukan  penelitian dengan asam sitrat dari jenis buah-buahan yang lain selain jeruk nipis/peras

## Daftar Pustaka
Arikunto  Suharsimi, (2006) Prosedur Penelitian . Rineka Cipta: Jakarta.
Hiicks  Charles  R,  (1993) Fundamental  Concepts  In  The  Design  Of  Experiments . Saunders CoolegePblishing: New York Chicago San Francisco
5 4 3 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 Amper M e a n 5 10 15 Konst Interaction Plot for Kekasr Data Means
Irawan  Nur,  Septian  Puji  Astuti,  2008, Mengolah  Data  Statistik  Dengan  Mudah Menggunakan Minitab 14. : Penerbit ANDI Yogyakarta.
Lowenheim,  Fredeck.A.,  (1978), Elektroplating .  McGrow-  Hill  Book  Company:  New York
Nasution, 2004, Metode research (penelitian Ilmiah), Jakarta, Bumi Aksara Rahayu  Suparmani  Setyowati  (1996), Petunjuk  Praktikum  Elektro  Plating , Dep.Pendidikan dan Kebudayaan: Bandung
Rhieyaa A-Nisaa, 2010, bentuk-desain-eksperimen,