PENGARUH TEGANGAN LISTRIK DAN WAKTU PELAPISAN TERHADAP BERAT DAN KETEBALAN PELAPISAN CHROM PADA PELAT BAJA CARBON RENDAH
Arif Rahman Hakim 1)
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Riau Kepulauan
Email : arhakim88@yahoo.com

## Abstrak
Penggunaan baja pada masa sekarang ini sangat meluas, umumnya banyak digunakan untuk alat - alat  permesinan,  konstruksi  maupun  pipa  minyak  atau  gas.  Peningkatan  sifat  -  sifat  fisis  baja  dapat dilakukan  dengan  proses  pelapisan  menggunakan  metode  electroplating. Tujuan penelitian  ini  adalah untuk mempelajari pengaruh variasi tegangan listrik dan lama waktu electroplating terhadap ketebalan lapisan chrom pada baja karbon rendah dengan pelapisan chrom. Hasil penelitian ini diharapkan untuk mendapatkan informasi tentang pengaruh tegangan listrik dan waktu proses terhadap ketebalan lapisan pada baja karbon rendah yang dilapisi chrom. Pada kegiatan penelitian ini digunakan baja karbon rendah yang dilapisi dengan menerapkan metode electroplating. Adapun variasi tegangan listrik 2,4,6,8 dan10 volt  dengan  lama  waktu  pelapisan  4,  8,  dan  12  menit.  Selanjutnya  dilakukan  pengukuran  ketebalan lapisan.
Hasil penelitian ini menunjukan bahwa ketebalan lapisan krom pada tegangan 2,4,6,8 dan 10 volt dengan lama waktu pelapisan 4 menit masing-masing 29, 90, 48, 9, 55 μm, lama waktu 8 menit : 15, 143, 133, 81, 46 μm. lama waktu 12: 46, 116, 171, 104, 27 μm menit  Penelitian ini memperlihatkan semakin  lama  proses  electroplating  maka  akan  semakin  tebal  hasil  pelapisan  yang  terjadi.  Tegangan terbaik untuk hasil pelapisan adalah 4 volt.
Kata kunci: volt, waktu pelapisan, ketebalan lapisan, baja karbon rendah dan electroplating .

## Abstract
Today the steel is wide spread used, in  general used for machine tools, construction and oil or gas pipes.  Increasing  the  physical  properties  of  steel  can  be  done  by  a  coating  process  using  the electroplating method. The purpose of this study was to study the effect of variations in electric voltage and electroplating time on the thickness of the chrome layer on low carbon steel with chrome plating. The  results  of  this  study  are  expected  to  obtain  information  about  the  effect  of  electric  voltage  and processing time on the coating thickness of chrome-coated low carbon steel. In this research activity, low carbon steel is used which is coated with the application of the electroplating method. The variations in electric voltage are 2,4,6,8 and 10 volts with a coating time of 4, 8 and 12 minutes. The next step is to measure the thickness of the layer.
The results of this study indicate that the thickness of the chrome layer at a voltage of 2,4,6,8 and 10 volts with a coating time of 4 minutes respectively 29, 90, 48, 9, 55 μm, a duration of 8 minutes: 15, 143, 133 , 81.46 μm. length of time 12: 46, 116, 171, 104, 27 μm this study shows that the longer the electroplating process, the thicker the resulting coating will occur. The best voltage for coating results is 4 volts.
Keywords: volts, coating time, coating thickness, low carbon steel and electroplating.

## I. Pendahuluan
Elektroplating  atau  biasa  disebut  dengan lapis  listrik  adalah  suatu  proses  pengendapan logam  pada  permukaan  suatu  logam  atau  non logam (benda kerja), secara elektrolisa. Endapan yang  terjadi  bersifat  adhesive  terhadap  logam dasar.
Dalam  teknologi  pengerjaan  logam,  proses lapis  listrik  termasuk  ke  dalam  proses pengerjaan akhir (metal finishing). Fungsi utama dari  pelapisan  logam  adalah  memperbaiki penampilan  (dekoratif)  misalnya  :  pelapisan emas,  perak,  kuningan,  dan  tembaga.  Juga memperbaiki kehalusan atau bentuk permukaan dan toleransi logam dasar, misalnya ; pelapisan nikel,  chromium.  Selain  itu  juga  melindungi logam  dasar  dari  korosi  baik  itu  melindungi dengan logam yang lebih mulia seperti pelapisan platina,  emas  dan  baja  atau  melindungi  dengan logam dasar yang kurang mulia seperti pelapisan seng pada baja dan terakhir adalah meningkatkan  ketahanan  produk  terhadap gesekan (abrasi), misalnya pelapisan chromium keras.
Elektroplating  berkembang  sangat  pesat dengan  menjelma  menjadi  industri  kecil  dan menengah  di  berbagai  Negara  berkembang, perlahan  proses  pelapisan  listrik  ini  menjadi kebutuhan  di bidang  perindustrian  dan  menjadi pilihan  utama  dari  berbagai  metode  pelapisan yang  lain  dikarenakan  prosesnya  mudah  serta biaya  yang  relatif  terjangkau  juga  bahan-bahan yang digunakan mudah terjangkau.
Baja  adalah  logam paduan dengan  besi  (Fe) sebagai  unsur  dasar  dan  karbon  (C)  sebagai unsur  paduan  utamanya.  Kandungan  karbon dalam  baja  berkisar  antara  0,2  %  hingga  2,1 % berat  sesuai  grade-nya.  Fungsi  karbon  dalam baja  adalah  sebagai  unsur pengerasan  pada kisi kristal atom besi. Baja karbon adalah baja yang mengandung  karbon  lebih  kecil  1,7  %, sedangkan  besi  mempunyai  kadar  karbon  lebih besar dari 1.7 %.
Klasifikasi Baja secara umum dapat dikelompokkan atas 2 jenis yaitu :
a) Baja karbon (Carbon steel)
b) Baja paduan (Alloy steel)
1. Baja Karbon (carbon steel) dapat terdiri atas
:
− Baja karbon rendah (low carbon steel)
− Baja karbon menengah (medium carbon steel )
− Baja  karbon  tinggi  (high  carbon  steel)
tool steel 2. Baja Paduan (Alloy steel) yang diklasifikasikan menurut kadar karbonnya :
− Low alloy steel, jika elemen paduannya ≤ 2,5 %
− Medium  alloy  steel,  jika  elemen paduannya 2,5 – 10 %
− High alloy steel, jika elemen paduannya > 10 %
Baja  paduan  juga  dibagi  menjadi  dua golongan yaitu :
− Baja Paduan Khusus (special alloy steel)
− High Speed Steel (HSS) Self Hardening Steel

## Pelapisan Tembaga
Dalam  pelapisan  tembaga  digunakan bermacam-macam larutan elektrolit, yaitu :
a. Larutan asam
b. Larutan sianida
c. Larutan fluoborat
d. Larutan pyrophosphate

## Pelapisan Seng
Pelapisan  seng  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 pada permukaan lebih baik

## Pelapisan Nikel
Pelapisan nikel pada besi banyak sekali dilaksanakan  baik  untuk  tujuan  pencegahan karat  ataupun  menambah  keindahan.  Dengan hasil lapisannya yang mengkilap, maka dari segi ini nikel adalah paling diinginkan untuk melapisi permukaan.  Dalam  pelapisan  nikel  selain dikenal  lapisan  mengkilap,  terdapat  juga  jenis pelapisan yang buram hasilnya.

## Pelapisan Chrom
Chrom  atau  chromium  adalah  logam non  ferro,  Proses  pelapisan  chromium  adalah pelalapisan pelindung atau pengerjaan permukaan  (surface  treatment/  metal  finishing) dan  merupakan  lapisan  yang  mempunyai  sifat yang keras, warna putih kebiru-biruan, dan tahan terhadap efek kekusaman yang tinggi.

## Elektrokimia
Elektrokimia  mempelajari  hubungan antara  reaksi  kimia  dan  listrik,  reaksi  yang dimaksud adalah reaksi yang melibatkan adanya pelepasan  dan  penerimaan  elektron  atau  yang dikenal  dengan  reaksi  oksidasi  reduksi  atau reaksi redoks. Reaksi oksidasi merupakan reaksi yang disertai dengan pelepasan elektron.

## Larutan Elektrolit
Suatu  proses  lapis  listrik  memerlukan larutan elektrolit sebagai media proses berlangsung. Larutan elektrolit dapat dibuat dari larutan asam, basa dan garam logam yang dapat membentuk  muatan  ion-ion  negatif  dan  ion-ion negatif. Tiap jenis pelapisan, larutan elektrolitnya  berbeda-beda  tergantung  pada sifat-sifat elektrolit yang diinginkan.

## II. Metodologi Penelitian
Alat yang digunakan meliputi :
a. Peralataan Electroplating.
b. Mesin Gerinda Potong
c. Mesin Bor
d. Mesin polishing
e. Mikro Meter Skrup
f. Timbangan Digital
Bahan yang digunakan dalam penelitian meliputi :
a. Spesimen baja karbon rendah ST 37 dengan dimensi 50 mm x 40 mm x 4 mm
b. Larutan cromic acid (CrO3)
c. Asam sulfat (H2SO4)
d. Anoda timah hitam (Pb)
Metode  eksperimen  dengan  mengamati perubahan-perubahan  variabel-variabel  bebas dalam hal ini variasi besar arus listrik dan lama proses  electroplating  dan  selanjutnya  dikontrol untuk dilihat pengaruhnya.

## III. Pelaksanaan Penelitian

## Persiapan Penelitian
a. Mempersiapkan  bahan,  dalam  hal  ini pelat  baja  dan  chrom  cair  (larutan cromic acid CrO3 dan H2SO4).
b. Mempersiapkan alat-alat yang digunakan, dalam proses electroplating. c. Mencampur  larutan  dengan  komposisi CrO3  80  gr/ltr  dan  H2SO4  1  gr/ltr dengan  volume  500  liter,  pada  bak dengan dimensi 150 cm x 50 cm x 100 cm.
d. Pembuatan  specimen,  memotong  pelat baja dengan dimensi 50 mm x 40 mm x 4 mm.
e. Membersihkan benda uji dengan larutan HCL
f. Polishing specimen.
g. Menimbang  dan  mengukur  specimen (benda uji).
h. Membersihkan benda uji dengan detergent.
i. Membersihkan  benda  uji  dengan  air sabun  (degreasing)  kemudian  dibilas dengan  air  untuk  menghilangkan  sisa sabun hingga benarbenar bersih.
j. Merangkai  specimen  pada  rak  dan dihubungkan  pada  kutub  negative  dari rectifier.

## Proses Pelapisan (Electroplating)
a. Memasukkan  specimen  kedalam  bak larutan  dengan  jarak  anoda  katoda  30 cm.
b. Mengangkat  specimen  setelah  waktu yang ditentukan.
c. Mencatat  volt  meter  dan  waktu  proses electroplating.
d. Polishing,  dengan  menggunakan  alat poles yang bertujuan untuk
mengkilapkan dan menghaluskan permukaan specimen.
e. Membersihkan specimen dengan air dan kemudian melakukan penimbangan berat  akhir  lapisan  dan  mengukur ketebalan lapisan.

## Data penelitian
Pengukuran  tebal  lapisan  ini  dilakukan dengan  menggunakan  mikrometer  sekrup,  alat yang  digunakan  memiliki  NST  0,001  mm  (1 mikron).  Di  ambil  sampel  specimen  A1  untuk memperoleh data. Langkah awal yang dilakukan adalah dengan mengkalibrasi alat ukur agar data yang didapatkan presisi, setelah dikalibrasi maka dilakukan pengukuran ketebalan di lima bagian berbeda  dari  specimen  seperti  data  yang dicontohkan sebagai berikut :
1. Mengukur ketebalan spesimen di bagian sudut  kanan  bawah.  Maka  didapatkan nilai ketebalan 3.661
2. Mengukur ketebalan spesimen di bagian sudut kiri bawah. Maka didapatkan nilai ketebalan 3.627
3. Mengukur ketebalan spesimen di bagian sudut kanan atas. Maka didapatkan nilai ketebalan 3.599
4. Mengukur ketebalan spesimen di bagian sudut  kiri  atas.  Maka  didapatkan  nilai ketebalan 3.641
5. Mengukur ketebalan spesimen di bagian tengah. Maka didapatkan nilai ketebalan
3.639
6. Kemudian  dari  semua  nilai  yang didapatkan dijumlahkan kemudian dibagi lima untuk dirata – ratakan 3.633
Dari  hasil  penelitian  yang  dilakukan didapatkan data - data sebagai berikut:
Tabel 1. Hasil Uji Ketebalan Spesimen Sebelum Pelapisan
Tabel  2. Hasil  Uji  Ketebalan  Spesimen  Setelah Pelapisan
Selisih  berat  Spesimen  Sebelum  dan Setelah Pelapisan dapat dilihat pada tabel 3.
Tabel 3. Selisih berat

## IV. Analisis
Data  yang  diperoleh  dapat  dilihat  dari grafik dengan lama waktu proses  electroplating 4  menit,  spesimen  dengan  tegangan  4  volt merupakan spesimen yang paling tebal lapisannya,  dan  dilihat  dari  tabel  berat menunjukkan  hal  yang  sama  dimana  spesimen
dengan  tegangan  4  volt  memiliki  selisih  berat yang  besar  dibandingkan  dengan  spesimen dengan lama waktu proses electroplating 4 menit yang lainnya.
Specimen  dengan  variasi  tegangan  8 volt adalah specimen yang mendapatkan lapisan paling sedikit bahkan hampir tidak terlapisi, jika diamati  dengan  seksama  maka  perubahan  berat dan  ketebalannya  sangat  kecil  sekali.  Analisis terhadap  data  diatas  adalah  pelapisan  terbaik terjadi  pada  specimen  dengan  tegangan  4  volt yang  kemudian  seiring  dengan  penambahan tegangan  terjadi  penurunan  ketebalan  yang menandakan kurangnya pelapisan yang didapatkan  oleh  specimen.  Hal  ini  dikarenakan setelah  tegangan  4  volt  maka  rapat  arus bertambah  seiring  dengan  bertambahnya  besar tegangan yang mengakibatkan pelapisan kurang baik  dan  memicu  terjadinya  konsentrasi penebalan  di  bagian  -  bagian  tertentu  dari specimen.
Proses pelapisan variasi tegangan listrik menggunakan waktu kurang dari atau menggunakan lama waktu proses electroplating di bawah 5 menit, tidak akan terjadi lapisan krom atau  sangat  tipis  sekali,  yang  tampak  hanya warna hitam logam dasar saja.

## V. Kesimpulan
1. Pelapisan  terbaik  adalah  pelapisan  dengan tegangan 4 volt dengan lama waktu 4 menit (A2),  dikarenakan besar  dimensi  spesimen dan  rapat  arus  yang  tersedia  sangat  tepat. Dari hasil penelitian juga dapat disimpulkan bahwa untuk  specimen dengan dimensi  50 mm x 40 mm x 4 mm tepat untuk diberikan tegangan sebesar 4 volt. Lama waktu proses electroplating  juga  berpengaruh  terhadap ketebalan  hasil  pelapisan,  dari  data diperoleh  bahwa  semakin  lama  waktu proses  electroplating  maka  semakin  tebal lapisan  yang  terjadi.  Oleh  karena  semakin lama  waktu  yang  di  berikan  maka  akan memberi  kesempatan  kepada  material pelapis mengendap pada katoda.
2. Perubahan  berat  minimum  dan  maksimum yang  di  dapatkan  dari  hasil  penelitian adalah 1 (mg) pada material A4 dan 19 (mg) pada  material  C3  dan  ketebalan  minimum dan  maksimum dari  hasil  pelapisan  adalah
9  mikrometer  pada  material  A4  dan  171 micrometer pada material C3.
3. Cacat yang terjadi pada hasil pelapisan pada penelitian ini adalah cacat bayang - bayang hitam,  cacat  pelapisan  tidak  merata  dan cacat  lapisan  terkelupas,  dimana  dari  hasil analisa  disimpulkan  bahwa  cacat  terjadi lebih disebabkan oleh besar tegangan yang diberikan  tidak  sesuai  dengan  besarnya dimensi spesimen, juga diakibatkan proses pengerjaan awal yang kurang baik.

## Rekomendasi
Berdasarkan penelitian yang penulis lakukan maka penulis mengajukan beberapa saran :
1. Sebaiknya peneliti selanjutnya mengembangkan  eksperimen  ini  dengan memilih  variabel  penting  lainnya  seperti temperatur  dan  amper  sebagai  penelitian lanjutan serta memiliki alat - alat sendiri agar tidak  bergantung  pada  bengkel  -  bengkel krom.
2. Untuk mendapatkan hasil pengukuran ketebalan  yang  akurat  disarankan  untuk menggunakan tiknes gauge.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Anton  J  hartono,  Tomijiro  kaneko,  1992. Mengenal  pelapisan  logam  electroplating. Andi offset, Yogyakarta.
2. Hadromi,  2002.  Industri  elektroplating  kecil dan menengah, Yogyakarta.
3. Nasser  kanani,  2006.  Electroplating  basic principles,  procces  and  practice,  publisher Elsevier Ltd.
4. Purwanto,  syamsul  huda,  2005  Teknologi industri elektroplating. Universitas diponegoro, Semarang.
5. Raharjo  samsudi,  2008.  Pemilihan  jenis larutan elektrolit sebagai media pelapis krom keras pada baja karbon rendah. Traksi Vol.8.
6. Valdsas Kvedaras, Jonas Vilys and Vytantas ciuplys, 2006. Fatigue strength of chromium - plated steel. Vol 12 No. 1 h 1320 - 1329.
7. Warak, 2002. Pengaruh lama waktu pengekruman terhadap ketebalan dan kekerasan  permukaan  logam  yang  dilapis krom. Master thesis ITB, Bandung.