## ANALISA PENGARUH JARAK KATODA DAN ANODA DALAM PROSES ELEKTROPLATING ALUMINIUM TERHADAP DAYA LEKAT
Ratih Diah Andayani*, Rita Djunaidi*, Siti Zahara*, Herlangga Yakub** *Dosen Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas IBA **Mahasiswa Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas IBA.
Email : ratihd.andayani@gmail.com

## ABSTRAK
Aluminium merupakan logam yang mendapat prioritas utama untuk dipertimbangkan. Karena aluminium mudah diperoleh, mudah di bentuk, bersifat ulet dan harganya yang relatif murah. Aluminium merupakan logam yang mempunyai sifat mampu cetak baik. Namum demikian, masih ada beberapa kelemahan yang dimiliki  oleh  logam  aluminium,  di  antaranya  kekuatan  dan  kekerasan  yang  tidak  begitu  tinggi, penampilan  yang  kurang  menarik,  sehingga  logam  alunimiun  perlu  ditingkatkan  lagi  dengan  cara merekayasa,  salah satunya  yaitu dengan pelapisan.   Proses  pelapisan terjadi jika suatu benda  yang akan dilapisi  berfungsi  sebagai  katoda  dan  benda  pelapis  sebagai  anoda.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk menganalisa pengaruh jarak katoda dan anoda pada pelapisan nikel dan krom terhadap daya lekat lapisan .Spesimen  yang  digunakan  adalah  logam  aluminium  1100  berbentuk  lingkaran  dengan  diamter  50  mm dan tebal 3 mm.  Penelitian dilakukan dengan memvariasikan jarak katoda dan anoda pada jarak 10 cm, 15  cm,  20  cm      Pengujian  daya  lekat  dilakukan  dengan  mengacu  pada  tabel  intruksi  kerja  LIPI, Berdasarkan  Klasifikasi  Hasil  Uji  Daya  Lekat,  hasil  pengujian    pada  proses  elektroplating aluminium  1100  dengan    elektroplating    Nikel  dan Chrome termasuk  ke  dalam  Rating Number ASTM D-335  kriteria  5B dimana sisi goresan masih halus, tidak ada kisi yang rusak, tetapi  hasil  yang  terbaik  terjadi pada jarak  antara  katoda  dan  anoda  15 cm,    menunjukkan  sisi goresan yang lebih halus dibanding pada jarak 10 cm dan 20 cm.
Kata kunci : Jarak Katoda, Anoda, Daya lekat,elektroplating

## 1. PENDAHULUAN

## 1.1. Latar Belakang Penelitian
Logam adalah unsur kimia yang mempunyai sifat-sifat, kuat, liat, keras, penghantar listrik dan  panas  yang  baik  serta  mempunyai  tititk  cair  tinggi. Bijih logam   ditemukan  dengan  cara penambangan  yang  terdapat  dalam  keadaan  murni  atau  bercampur,  logam  sendiri  terbagi  dua antara lain logam ferro dan logam non-ferro.
Di dalam dunia industri logam sudah tidak asing lagi untuk digunakan bahkan sekarang sudah  menyebar  di  ruang  lingkup  rumah  tangga  dan  sektor  lainya.Logam  non-ferro  cukup banyak  di  gunakan  dalam  kehidupan sehari-hari  manusia  contohnya  seperti  logam  alumunium sebagai salah satu unsur logam non-ferro yang banyak di jadikan sebagai penunjang kehidupan manusia.
Setiap  logam  mempunyai  karakteristik  yang  berbeda  –  beda, seperti  sifat fisik,  mekanis dan sifat kimia, agar logam tersebut dapat digunakan sesuai dengan kebutuhan  diperlukan suatu penangan  khusus  agar  setiap  elemen  –  elemen  logam  tersebut  dapat  digunakan  sesuai  dengan kebutuhan. Seperti  misalnya  pada  aluminium,  aluminium  merupakan  logam  yang  mendapat prioritas utama untuk dipertimbangkan. Karena aluminium mudah diperoleh, mudah di bentuk, bersifat ulet dan harganya yang relatif murah.
Aluminium  merupakan  logam  yang  mempunyai  sifat  mampu  cetak  baik  ( good castability), kekuatan tinggi dan ulet. Salah satu metode yang dapat diterapkan adalah melalui proses electroplating yaitu  proses  pelapisan  logam  dengan  logam  lain  didalam  suatu  larutan elektrolit  dengan  pembiasan  arus  listrik.  Konsep  yang  digunakan  dalam  proses  electroplating adalah konsep reaksi reduksi dan oksidasi dengan menggunakan sel elektrolisa.
Proses pelapisan terjadi jika suatu benda yang akan dilapisi berfungsi sebagai katoda dan benda pelapis sebagai anoda. Berdasarkan dari uraian di atas, mencoba untuk menganalisa jarak katoda dan anoda dalam proses elektroplanting terhadap daya lekat

## 1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan dari latar belakang diatas maka rumusan masalah dari penelitian ini adalah apakah  jarak  antara  katoda  dan  anoda  dalam  proses  electroplating    aluminium  1100  dapat mempengaruhi daya lekat lapisan.

## 1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan Penelitian ini adalah untuk menganalisa pengaruh jarak katoda dan anoda dalam electroplating aluminium terhadap daya lekat lapisan.

## 1.4. Ruang lingkup penelitian
Pada  penelitian  ini  spesimen  yang  dilapisi  adalah  logam  aluminium  1100  berbentuk lingkaran dengan diameter 50 mm dan tebal 3 mm, Sepesimen dilapisi nikel dan krom dengan ptoses electroplating dalam  larutan  Watt  dan  larutan  krom  dengan  variasi  jarak  antara  katoda dan anoda 10, 15, 20 cm. Pengujian dilakukan dalam penelitian ini adalah daya lekat.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1. Proses Elektroplating
Elektroplating  merupakan  suatu  proses  yang  digunakan  untuk  memanipulasi  sifat  suatu substrat  dengan  cara    melapisinya  dengan  logam  lain.  Hasil  yang  diperoleh  dalam  proses elektroplating  dipengaruhi  oleh  banyak  variabel,  di  antaranya  larutan  yang  digunakan,  suhu larutan, durasi plating, tegangan antara kedua elektroda, keadaan elektroda yang digunakan, dan sebagainya.
Gambar 1. Proses Elektroplating
Pada  pengujian  yang  di  lakukan  electroplating  di  bagi  ke  dalam  2  proses  yaitu  proses electroplating nikel dan proses electroplating chrome.
1. Elektroplating Nikel
Proses Nickel  Plating awalnya  digunakan  sebagai  pelapis  tahan  karat  dari  besi.  Dalam proses  elektrolisa  nikel,  terjadi  reaksi  pada  katoda,  yaitu  proses  reduksi  dari  ion  nikel  dengan bantuan elektron-elektron yang berasal dari sumber arus searah.
Reaksi reduksi yang terjadi pada katoda sebagai berikut:
Ni 2+ + 2e  Ni 2H + + 2e  H 2
Reaksi yang terjadi pada anoda sebagai berikut:
Ni → Ni 2+ + 2e -
4OH - → O 2 + 2H2O + 4e -
2Cl - → Cl 2 + 2e -

## 2. Eleketroplating chrome
Proses  chrome  plating  digunakan  sebagai  pelapisan  kedua  setelah  proses  nikel  plating karna proses chrome plating digunakan untuk mempercatik tampilan luar dari alumunium yang sudah di nikel plating sebelumnya.

## 2.2. Daya lekat
Lekat adalah gaya tarik menarik antara partikel - partikel yang tidak sejenis. Gaya adhesi akan  mengakibatkan  dua  zat  akan  saling  melekat  bila  dicampurkan.  Perlu  beberapa  metode maupun  alat  uji  tester  adhesi  baik  yang  sederhana  ataupun  yang  sudah  canggih    untuk mengetahui seberapa kuat substrat menempel pada permukaan benda yang dilapisi.
Berikut  adalah  metode-metode  untuk  melakukan  pengujian  adhesi  sesuai  dengan  produk  dan cara pelapisan-nya yang biasa di sebut dengan standar ASTM
1. D609  Praktik  Penyusunan  Cold  -  Rolled  Steel  Panel  untuk  Pengujian  Cat  ,  Varnish  , Konversi Coatings , dan terkait Coating Produk.
2. D823 untuk Memproduksi Film dari Tebal Seragam Paint , Varnish , dan Produk Terkait di Uji Panel Metode.
3. D1000  uji  Tapes  Adhesive  -  Coated  Tekanan  -  Sensitif  Digunakan  untuk  Listrik  dan Aplikasi Elektronik.
4. D1730 Penyusunan Aluminium dan Aluminium - Alloy Permukaan untuk Lukisan Panduan.
5. D2092 Penyusunan Zinc - Coated ( Galvanized ) Baja Permukaan untuk Lukisan D2370 Uji Metode tarik Sifat Coatings Organik.
6. D3330 / D3330M Uji Metode Peel Adhesi Tape Tekanan Sensitif –
7. D3924 Spesifikasi Lingkungan untuk penyejuk dan Pengujian Cat , Varnish , Lacquer , dan Material Terkait.
8. D4060 Uji Metode Ketahanan Abrasi Organik Coatings oleh Taber Abraser.

## 2. METODE PENELITIAN
2.1. Alat dan Bahan
1. Alat
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain :
a. Switching power supply .
b. Bak nikel.
c. Bak Chrome .
d. Tabung titanium.
e. Plat Tembaga .
f. Kabel.
g. Pompa air .
h. Elemen pemanas air.
i. Trafo.
j. Baut.
k. Tang.
l. Kunci 10
m. Pisau dan catter.
n. Meteran.
o. Bor tangan.
p. Stopwacth atau penghitung waktu.
q. Kamera.
r. Gelas Beakers 500 ml.
s. Timbangan digital.
t. Pisau tipis, dengan sudut 15 o hingga 30 0.
u. Penggaris lurus dari logam.
v. Adhesive tape dengan lebar 25 mm dan semi transparent .
w. Penghapus karet.
x. Higrometer.
y. Kamera digital & Kaca pembesar minimum 5x.

## 2. Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
a. Plat aluminium 1100.
b. Plat nikel.
c. Cairan nikel 35 liter.
d. Cairan zingcate 2 liter.
e. Cairan chrome 5 liter.
f. H 2 SO 4 800 ml.

## 2.2. Prosedur Peneitian

## Gambar 2. Diagram Alir Penelitian
2.3. Pelaksanaan Experimen
a) Pembuatan Spesimen
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Alumunium 1100 yang berupa silinder dengan  diameter  50mm  dan  tinggi  3mm.  Komposisi  kimia  dan  karakteristik  alumunium ditunjukan pada Tabel3.1 (Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/1100_aluminium_alloy )
Tabel 1. Karekteristik Alumunium 1100 Alumunium 1100 Komposisi Al Fe Si Cu Mn Be Ti Lainya 99.00 - 0.50 0.05 0.05 0.0008 - 0.05 Ø 50 mm

## 3 mm
Gambar 3. Demensi Spesimen Uji
Spesimen dibuat sebanyak 9 buah yang akan dibagi menjadi 3 kelompok variasi jarak pada 10  cm,15cm,20  cm.Mesin  yang  digunakan  untuk  membentuk  specimen  menggunakan  mesin jack.
Gambar 4. Mesin Jack Gambar 5. Spesimen Aluminium

## b). Proses Elektroplating
Dalam  proses  electroplating  yang  kami  lakukan  di  bagi  menjadi  2  proses  yaitu  proses electroplating  nikel  dan  proses  electroplating  chrome.Kedua  proses  tersebut  mempunyai karakter yang berbeda dimana proses electroplating nikel dilakukan bertujuan untuk menambah daya  tahan  dari  logam  yang  dilapisi  sedangkan  proses  electroplating  chrome  dilakukan  untuk mempercantik tampilan luar yang sudah melalui proses electroplating nikel sebelumnya.Berikut adalah tata cara melakukan proses electroplating nikel dan proses electroplating chrome :
Nickel Electroplating ini adalah pelapisan dasar pada proses penelitian electroplating aluminium 1100  dengan  mengunakan  nikel,  adapun  bahan  dan    larutan  electrolite  nikel  sebagai  yang  di gunakan sebagai  berikut:
1 . Bahan Larutan Electtrolite Nickel : a.   Air suling b.   Asam Borak .
c.   Nickel Sulphate
d.   Nickel Chlorida . e.   Brightener.
f.   Ukur PH nya, indikator menunjukan 4-5,5, jika kurang tambah Asam borak
2. Langka – langka proses electroplating nikel
a. Persiapkan    benda  kerja  yang  sudah  di  poles  atau  di  amplas,  dan  juga  sudah  dibilas untuk  menghilangkan  kotoran  –  kotoran  yang  menempel  pada  benda  kerja  sebelum melakukan proses elektroplating.
b. Celupkan benda kerja di dalam larutan zingket agar hasil pelapisan lebih kuat daya ikat lapisan  dan  menambah  kilauaan  hasil  pelapisan  kemudian  bilas  dengan  air  sebelum keproses pelapisan nikel.
c. Masukan benda kerja yang sudah dibilas  kelarutan electrolite  nikel yang dipanasi.
d. Sambung kabel Katoda ke kawat gantung benda kerja.
e. Sambung kabel Anoda ke pancingan nickel murni sebanyak mungkin.
f. Sambung stop contack ke jalur AC PLN.
g. Hidupkan adator.
h. Putar voltase pada posisi 2 volt.
i. Biarkan selama 30 menit.
3.   Langka – langka proses mematikan electroplating nikel
a. Putar voltase pada posisi 0 volt.
b. Matikan adaptor.
c. Cabut stop contack dari jalur PLN.
d. Lepas kabel Katoda dari kawat gantungan
e. Angkat kawat gantungan yang ada benda kerjanya dan bilas dengan air bersih sebanyak 3 kali.
f. Siap untuk procces selanjutnya.
Chrome  electroplating ini  adalah  pelapisan  kedua  pada  proses  penelitian  electroplating alumunium 1100, adapun bahan dan cara proses pelapisan dengan mengunakan chrom sebagai berikut.
1.Larutan electrolite Chrome.
a. Asam Chromat.
b. Asam Sulphate.
c. brightener.
d. Aquades.
2. Langka – langka proses electroplating Chrom :
a. Siapkan benda kerja yang suda dilapisi nikel dan yang  akan di chrom
b. Panaskan larutan Electrolite Chome C pada suhu 40-50 o C
c. Masukan benda kerja ke larutan electrolite chrome.
d. Kabel Katoda disambungkan ke kawat gantungan.
e. Kabel  Anoda  disambungkan  ke  plat  tembaga  sebagai  pancingan  chrom  sebanyak mungkin.
f. Stop contack adaptor disambungkan ke jalur AC PLN.
g. Hidupkan adaptor.
h. Putar voltasenya pada posisi 12 volt dan 30 amper
i. Biarkan selama 4 detik
j. Selesai
3.Langka – langka proses mematikan electroplating chrom
a. Putar voltase pada posisi 0 volt.
b. Matikan adaptor.
c. Cabut stop cointack dari jalur AC PLN.
d. Lepas kabel Katoda dari kawat gantungan.
e. Angkat benda kerja dan bilas dengan air
f. Selesai.

## 2.4. Proses Daya Lekat
Pada proses pengujian daya lekat akan menggunakan metoda Cross-Cut Tape Test dengan langkah-langkah sebagai berikut :
1. Siapakan peralatan uji, yaitu meliputi;
a. Pisau tajam dan tipis serta mempunyai sudut potong 15 ~ 30°.
b. Penggaris lurus dari logam dengan skala minimum 0,5 mm.
c. Adhesive  tape  (  min.  daya  adhesi  40  ±  2,8  g/mm)  dengan  lebar  25  mm  dan  semi transparan, penghapus karet yang ujungnya pensil.
d. Kaca pembesar.
2. Lakukan pengujian dengan metoda B (cross-cut tape), yaitu;
a. Pilih  daerah  yang  bebas  cacat  dan  persiapan  permukaan  yang  minim  serta  pastikan lapisan  permukaan  coating  kering,  (jaga  Humidity  dan  temperatur  udara,  dengan kondisi yang tinggi akan mempengaruhi hasil test).
b. Pilih permukaan yang tidak ada indikasi cacat, seluas 20 x 20 mm,
c. Ukur  tebal  coating  yang  akan  diuji,  dan  buat  potongan  sesuai  dengan  tebal  coating, yaitu;
i.  Tebal coating < dari 50  m, ukuran potongan 1 x 1 mm.
ii. Tebal coating > 50  m dan kurang dari 125  m, ukuran potongan 2 x 2 mm.
d. Tebal coating > 125  m, pengujian dilakukan dengan metoda A (X-Cross).
e. Siapkan pisau tipis dan tajam,
f. Buat  dua  goresan  dengan  panjang  masing-masing  40  mm  yang  memotong  di  tengah dengan  sudut  lebih  kecil  atau  antara  30  –  45°.  Gunakan  satu  arah  goresan  dengan dibantu  penggaris  baja,  goresan  sampai  tembus  ke  permukaan  logam  (dilarang mengulang goresan).
g. Lakukan penilaian terhadap hasil goresan X-Cut tersebut sesuai klasifikasi penilaian.
h. Potong  adhesive  tape  sepanjang  75  mm,  dan  lekatkan  pada  daerah  Cross-Cut  serta lapiskan  secara  merata  dengan  cara  menekan  dan  digosok  dengan  menggunakan penghapus  sampai  warna/bentuk  Cross-Cut  terlihat  pada  adhesive  tape,  hal  ini menunjukkan kontak adhesive sudah baik.
i. Lepaskan  tape  dengan  menarik  cepat  secara  bebas  pada  sudut  90°  selama  30  detik (jangan dilakukan menarik dengan sudut 180 ° ).
j. Periksa sepanjang daerah goresan apakah ada coating yang terkelupas.
k. Lakukan pengujian ulang pada lokasi lainnya sebagai pembanding,
Kriteria penilaian daya adhesi disesuaikan dengan skala berikut ini :
Tabel 2. Klasifikasi Hasil Uji Daya Lekat
Rating number ASTM D-3359 Keterangan 5B Sisi goresan masih halus, tidak ada kisi yang rusak. 4B Terjadi sedikit cacat pada coating, didaerah potongan kurang atau sama dengan 5 % luas area mengalami cacat. 3B Sedikit cacat terjadi pada coating sepanjang dan perpotongan goresan. Luas daerah yang cacat pada kisi antara 5 – 15 %.
2B Coating mengalami cacat sepanjang sudut dan bagian dari kisi. Luas daerah yang cacat 15- 35 %. 1B Coating terkelupas pada banyak sudut dan kisi, luas daerah yang terkelupas 35 – 65 %.
0B
Kerusakan lebih parah dari grade 1 ( > 65 %).

## 3. HASIL PENELITIAN
Hasil pengujian daya lekat digunakan untuk pengolahan data.
Gambar 7. Spesimen hasil proses elektroplating
3.1. Pengujian Daya Lekat
pengujian  daya  lekat  metode  yang  di  gunakan  metode  B  : Cross-Cut  Tape  Test dengan instruksi kerjanya sebagai berikut : tebal coating yang akan diuji, dan buat potongan sesuai dengan tebal coating , yaitu;
i. Tebal coating < dari 50  m, ukuran potongan 1 x 1 mm,
ii. Tebal coating > 50  m dan kurang dari 125  m, ukuran potongan 2 x 2 mm, iii. Tebal coating > 125  m, pengujian dilakukan dengan metoda A (X-Cross)
a). Pengujian dengan metode cross – cut tape test b).Hasil pengujian daya lekat c). Hasil tape pengujian daya lekat
Gambar 8. Proses dan Hasil Pengujian

## 4. PEMBAHASAN
Setelah  di  lakukan  pengujian  daya  lekat  menggunakan  metode cross-cut  tape  test pada spesimen aluminium 1100 yang di elektroplating Nikel dan Chrome dengan variasi jarak anoda dan  katoda  10  cm,  15  cm,  20  cm,  dengan  mengacu  pada  tabel  intruksi  kerja  LIPI  maka  hasil pengujian yang telah dilakukan termasuk criteria 5B dimana sisi goresan masih halus, tidak ada kisi  yang  rusak.  Berikut  adalah  tabel  kriteria  penilaian  daya  lekat,  tetapi  hasil  yang  terbaik terjadi pada jarak antara katoda dan anoda 15 cm menunjukkan sisi goresan yang lebih halus.

## Tabel 3. Skala Penilaian Daya Lekat
Rating number ASTM D-3359 Keterangan 5B Sisi goresan masih halus, tidak ada kisi yang rusak.
4B Terjadi sedikit cacat pada coating, didaerah potongan kurang atau sama dengan 5 % luas area mengalami cacat.
3B Sedikit cacat terjadi pada coating sepanjang dan perpotongan goresan. Luas daerah yang cacat pada kisi antara 5 – 15 %.
2B Coating mengalami cacat sepanjang sudut dan bagian dari kisi. Luas daerah yang cacat 15–35
%.
1B Coating terkelupas pada banyak sudut dan kisi, luas daerah yang terkelupas 35 – 65 %.
0B Kerusakan lebih parah dari grade 1 ( > 65 %).

## 5. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  pengujian  daya  lekat yang  mengacu  pada  tabel  intruksi  kerja  LIPI pada aluminium  1100  yang  telah  di  elektroplating  dengan  Nikel  dan Chrome dengan  variasi  jarak katoda dan anoda 10 cm, 15 cm, 20 cm. Pada keseluruhan spesimen aluminium skala penilaian daya lekat termasuk ke dalam Rating Number ASTM D-335  penilaian 5B dimana sisi goresan masih halus, tidak ada kisi yang rusak, tetapi hasil yang terbaik terjadi pada jarak antara katoda dan anoda 15 cm,  menunjukkan sisi goresan yang lebih halus dibanding pada jarak 10 cm dan 20 cm.

## DAFTAR PUSTAKA
Beumer,B.J.M. 1994. Ilmu Bahan Logam. Terjemahan B.sAnwir, Penerbit Bhratara. Jakarta.
Chemistry Incredibility For Science . (2013, Mei). Elektroplating, Diperoleh 5 Agustus 2016, dari http://cheamistry.blogspot.co.id
Engineered Performance Coatings . Metal Spray , Diperoleh 8 Agustus 2016, http://www.ep-coatings.co.uk .
Gulf Galvanizing Industries . Galvanizing, Diperoleh 8 Agustus 2016, http://kaabi.com
KIMIATIP. (2013, 6 Juni). Korosi Seragam, Diperoleh 30 Januari 2016, http://kimiatip.blogspot.co.id .
Lawrence H. Van Vlack. 1983. Ilmu Dan Teknologi Bahan . Jakarta: Erlangga.
LIPI Metalurgi. (2015, 5 Januari). Pengujian Daya Lekat Coating pada Substrat   dengan Menggunakan Metoda Tape Test, Diperoleh 8 Agustus 2016, http://www.metalurgi.lipi.go.id/
Wikipedia. Aluminium, Diperoleh 5 Agustus 2016, dari https://id.wikipedia.org.